荷兰斜纹筛网有效孔隙直径的数值分析与模型构建

泡破压力是表征筛网通道式液体获取装置气液分离性能的关键指标之一,而筛网有效孔隙直径是准确预测泡破压力的核心参数。面对现有研究仍主要基于实验测量方法获得有效孔隙直径的局限性,通过构建荷兰斜纹型筛网(Dutch twill weave,DTW)真实结构的三维几何模型,获得了筛网内部孔隙流域的结构变化特征。基于表面张力模型与压力边界设置开展了特征喉部截面泡破压力数值仿真,提出了基于筛网几何结构参数的有效孔隙直径计算模型。结果表明:决定DTW泡破压力的特征喉部截面位于z=±(r w+r s)附近,具有近四边形的封闭边界。针对特征喉部截面,通过泡破压力数值仿真反推获得的有效孔隙直径与文献实验数据相对误差小于6,所提出的有效孔隙直径模型预测结果与文献实验数据同样吻合良好,平均误差不超过10,均能够实现不依赖于实验测量的筛网有效孔隙直径准确预测,可为筛网泡破压力性能分析及液体获取装置设计优化提供重要支撑。

均匀反滤层下黄土的抗渗与颗粒流失特性研究

为了探讨均匀砂保护黄土的反滤准则、优化黄土的反滤层设计,以横泉水库坝体黄土为研究对象,开展了系列抗渗试验和激光粒度分析试验,研究了影响黄土抗渗强度的主要因素的权重和流失土颗粒特性。结果表明:均匀反滤层保护下的黄土抗渗强度主要与黄土的干密度、反滤层的孔隙特性有关,其中反滤层孔隙特性影响更为显著;易流失土颗粒主要是小于被保护土中值粒径d50的小颗粒,反滤层颗粒直径越小易流失土颗粒集中程度越高;激光法和比重计法所得结果具有良好的相关性,利用激光粒度分析仪代替传统的比重计具有可行性。提出了基于最小二乘法的抗渗临界坡降预估公式,证明抗渗允许坡降与临界坡降之比可以适当提高。