压水堆滞流分支管热分层现象的数值模拟

在核电系统热力管道内,热分层现象较为常见,会造成应力集中并引起管道结构变形,进而带来安全隐患。滞流分支管与冷却剂主管道相连接,管内流体与一回路主管道冷却剂存在较大温差,受到湍流渗透和阀门泄漏等因素的影响,分支管内容易发生热分层现象。对滞流分支管热分层的温度变化特性和流动特性进行研究分析,为后续的实验研究和应力分析提供理论依据。建立了滞流分支管模型,在泄漏流量为0.062 kg·s^(-1)、泄漏温度为488.15 K、泄漏压力为6 MPa条件下,采用SST k-ω模型(Shear Stress Transport k-ωmodel)对滞流分支管热分层现象展开三维数值模拟研究。模拟结果表明:热分层现象容易出现在水平管段,无保温措施及大管径会加剧热分层现象,而弯管段能有效降低截面温差;滞流分支管的水平管段内存在回流现象,而大小头管段结构导致管内流场出现二次回流,回流现象不利于管道内冷热流体的混合,使热分层的影响时间更长。滞流管分支管的热分层现象与等截面管道存在明显区别。

泾河下游古洪水滞流沉积物地球化学特征研究

通过沿泾河河谷广泛的野外考察,在高陵县杨官寨段发现典型的全新世黄土—土壤剖面。经过详细观测、系统采样和化学元素、粒度成分和磁化率等多指标测定,从剖面鉴别出两组古洪水滞流沉积层(SWD),分别记录了发生在4 200～4 000 a B.P.和3200～2800 a B.P.期间的特大洪水事件。该研究着重对古洪水滞流沉积层与黄土层和古土壤层的元素地球化学特征进行对比研究。结果表明:(1)在风成沉积物中,Fe2O3、Al2O3、K2O、MgO等元素含量在古土壤层高于黄土层,而CaO和Na2O元素含量则表现出相反的变化。表明风化成壤过程中,这些元素的迁移变化受到全新世以来气候变化和成壤作用的影响。而Zr、Hf、Ti、Cr、Y、Th等微量元素含量与地壳平均丰度相当,且变化甚微。这是由于这些微量元素主要包含在粗颗粒和重矿物之中,其化学性质比较稳定,具有强抗风化性,很少受到风化成壤作用的影响。(2)单个古洪水滞流沉积层,是洪水悬移质泥沙在高水位滞流环境中沉积形成的,分选性很好,故其底部多粗颗粒和重矿物沉积,Zr、Hf、Ti、Cr、Y、Th等微量元素含量呈现突出的尖峰;自下向上随着颗粒逐渐变细,粘粒成分增加,Fe2O3、Al2O3、K2O、MgO等元素含量出现高峰。这两类元素由下向上的相互消长关系,与沙级颗粒含量和磁化率值变化规律对应,反映出古洪水滞流沉积层的基本理化特性。这个研究成果对于完善古洪水沉积学和水文学的方法和理论具有重要的科学价值。

黄河中游晋陕峡谷段全新世晚期洪水滞流沉积研究

通过对黄河晋陕峡谷的深入调查研究,在延长永和县河段发现了典型的全新世晚期洪水滞流沉积剖面。在野外考察中,对沉积物的宏观特征和沉积环境及其分布特征进行观察,并进行了系统采样。在实验室对沉积物样品进行了粒度成分、磁化率、烧失量、CaCO3含量等测定。通过综合分析论证,表明黄河中游晋陕峡谷全新世晚期洪水滞流沉积物以粉砂为主,细砂含量次之,粘粒含量很少,分选性好,磁化率很低。其沉积学分类为细砂质粉砂,是黄河洪水悬移质泥沙在高水位滞流环境下的沉积物。将其与典型的全新世风成黄土和古土壤进行对比,可知其粒度成分比黄土和古土壤更粗,粒级分布更为集中。此外,将其与延河郭家川全新世洪水滞流沉积物对比,发现其粒度频率分布基本相似。该研究结果对于揭示黄河中游洪水水文泥沙特性及其历史演变具有重要意义。

汉江上游现代大洪水滞流沉积物的粒度分布特征研究

对汉江上游现代大洪水高水位滞流沉积物(SWD)系统地采样测试分析,结果表明:汉江上游现代大洪水SWD沉积物性质是沙质粘土或粘土质沙、沙质粉沙或粉沙质沙。其分布特征大致分为两大类:安康段以上基本是以粉沙质沙或沙质粉沙为主,安康段以下基本是沙质粘土或粘土质沙。粒度成分和粒度参数都反映现代洪水SWD经过充分的分选,但是受多种因素影响,其粒径组成具有明显的空间变化。水库或大坝对大洪水SWD的粒度自然分布频率单峰曲线尖窄的形状没有明显的影响,而更多与其沉积的微地貌环境和水动力条件有关。

丹江上游全新世早期古洪水滞流沉积物粒度特征研究

通过对丹江流域广泛的野外考察,在丹江上游竹林关峡谷段右岸发现典型的全新世古洪水滞流沉积层剖面。根据野外宏观特征及沉积环境,鉴别出该剖面夹有四层古洪水滞流沉积物,均匀致密,分选良好,各层界面自然开裂,具有波状-水平状平行层理。室内粒度成分分析表明,沉积物以粉沙为主,粘粒含量次之,细沙含量很少,沉积学分类属粉沙和粘土质粉沙。粒度自然分布频率曲线为正偏,主峰高且尖锐,分选良好。粒度概率累积分布曲线为典型的两段式,沉积物投影在CM图的Ⅶ区(SWD1和SWD3)和Ⅷ区(SWD2和SWD4)。将四层古洪水SWD与2010年洪水SWD进行对比分析,粒度组成成分、粒度参数、自然分布频率曲线都呈现相似形态。综合分析说明四层古洪水SWD是丹江洪水悬移质泥沙在高水位滞流环境下的沉积物,为丹江上游开展古洪水水文学研究奠定了基础,对于丹江洪水水文泥沙特性、水资源开发利用具有重要意义。

渭河下游全新世古洪水滞流沉积物研究

通过广泛的野外考察,在渭河下游发现了全新世古洪水滞流沉积物,对其进行了深入观察、地层划分和系统采样。在实验室内进行磁化率、烧失量、碳酸钙和粒度成分等多指标的分析测试。结果表明,这些古洪水沉积物以细粉沙为主,性质为粉沙质亚黏土,致密坚硬,具有水平或波状层理,与覆盖在河流阶地面的风成黄土和古土壤有着显著的区别。通过OSL测年断代,发现它们与渭河上游固川镇剖面的古洪水SWD为同一期特大洪水的沉积物。这表明渭河流域在3200—3000aBP发生了一组3次特大洪水事件。这个时期正是全新世大暖期结束之际,也就是中国历史上商代末期。渭河流域特大洪水事件的发生与全球性气候恶化转折密切相关。

柳林泉域滞流区岩溶水的热源及其Na^+、Cl^-来源探讨

柳林泉域滞流区岩溶水以高温、高Na^+和Cl^-浓度为主要特征。文章在区域地质及水文地质条件分析基础上,采用化学计量学原理,判断了该区岩溶水的热源及Na^+和Cl^-的来源。结果显示:在泉域的补给区、径流区和排泄区的上青龙、龙门会、杨家港和寨东泉组,岩溶水中的Na^+和Cl^-主要来源于岩盐的溶解,其中多余的Na^+可能来自于阳离子交换、黄土中含Na^+矿物的溶解及城市污水的排放;滞流区和排泄区的刘家疙瘩泉组岩溶水中高浓度的Na^+和Cl^-也主要来自于岩盐的溶解,而多余的Cl^-可能由岩溶水中的Na^+交换吸附介质中的Ca^(2+)或Mg^(2+)所致。西部滞流区岩溶水的热源主要包括地温梯度增热、当地正常地温、岩石中放射性元素产热和石膏的溶解放热,其贡献率分别为45%、28%、20%和7%。

滞流工况下管网水中微生物群落对铁释放的影响

为探究不同供水管道滞流过程中,管网水细菌数量和微生物群落结构对铁释放影响作用,研究依托搭载于实际供水管网中的试验平台,分别采用传统R2A培养法计数可培养腐蚀细菌数量,和高通量测序分析水中微生物群落结构.结果显示,滞流过程中不同管材管网水微生物群落以变形菌门(Proteobacteria)为主,占到86.69%~91.36%.在纲水平上,a-变形菌纲(Alphaproteobacteria)、β-变形菌纲(Betaproteobacteria)和放线菌纲(Actinobacteria)含量较高,可达50%以上.总铁浓度与铁氧化细菌和硫酸盐还原菌的相关性较强,且球墨铸铁管管网水中腐蚀细菌对总铁释放的影响性相较于HDPE管的要大.通过相关性系数分析和RDA分析,门水平上Proteobacteria、Actinobacteria和Acidobacteria以及纲水平上的Alphaproteobacteria、Betaprotebacteria和Bacilli对铁释放起到促进作用.

北洛河宜君段全新世古洪水滞流沉积层研究

通过野外考察,在黄河中游北洛河宜君段基岩峡谷,发现夹有古洪水滞流沉积物的全新世风成黄土-土壤地层。在野外观察和分析的基础上,自剖面顶部向下系统采取样品,进行磁化率、烧失量、碳酸钙、粒度成分和化学元素含量的测试分析。综合野外观测和实验分析结果,确定了在古土壤中所夹的具有波状或者水平层理的沉积层,为河流悬移质泥沙在高水位滞流环境下的沉积物。其主要成分为粉砂,次要成分为细砂,质地为砂质粉砂土。其频率曲线为正偏态,峰态很狭窄,说明粒级集中,分选较好。其磁化率、Fe元素含量和烧失量远低于黄土和古土壤,而碳酸钙含量较高。这些都是由于流域暴雨流水侵蚀的产物,在河流长距离搬运当中高度混合的结果。它们在沉积之后,很少受到风化成壤作用的影响。这些特大洪水的沉积层之间被古土壤亚层分隔开来,表明每一层记录了一个古洪水事件。通过气候地层学分析对比,初步确定3次古洪水发生在8 000～7 800aBP(SWD1)、6 000～5 000aBP(SWD2)、4 200～4 000aBP(SWD3)。它们与全新世大暖期当中的气候突变事件密切相关。

避免滞流效应的浇注系统设计原则

介绍了塑料流动中滞流产生的原因和危害以及可能产生滞流的情况 ;在应用MPI软件分析了浇注系统对滞流产生的影响后 ,总结提出了相应的浇注系统设计原则 。

基于防止热污染的湖南地区滞流水体热承载能力研究

水源热泵由于其良好的节能性,近年来得到越来越广泛的应用,但如果应用不当会造成水体的热污染,影响水体的生态环境。以用于水源热泵的湖南地区滞流水体作为研究对象,以防止热污染作为出发点,利用建立的水温模型研究了湖南地区的滞流水体水温变化规律,计算了湖南地区湖泊水体对水源热泵系统夏季冷凝热的热承载能力与冬季热泵系统从水体取热时水体的供热能力（冷承载能力）,并且对冷热承载能力的影响因素进行了分析。结果表明：深度不足2 m的滞流水体在冬季热承载能力有限,作为冬季热源要谨慎对待;对于湖南地区,夏季水体作为水源热泵的冷源在以5个城市为代表的5个分区中差别不明显,但在冬季使用水体作为水源热泵的热源时,越往南越适合,其中以衡阳为代表的湘东南地区优于其他地区。

汉江上游现代洪水滞流沉积物重金属元素特征

年对汉江上游现代洪水SWD（滞流沉积物）系统采样,并分析样品的粒度、烧失量和重金属元素质量分数,以揭示该流域内大洪水期间重金属的面源污染状况. 结果表明：汉江上游现代洪水SWD的粒度成分中,黏粒（粒径〈2μm,下同）占1.3%-6.9%,细粉沙（2-〈16μm）占9.0%-40.9%,粗粉沙（16-63μm）占22.7%-50.3%,并且三者沿程自上而下逐渐增加；而沙粒（〉63μm）占7.1%-65.6%,沿程自上而下呈逐渐减少的趋势. 与全国泛滥平原沉积物重金属背景值比较发现,Co、Cr、Ba和V累积明显,而w（Cu）、w（Ni）、w（Pb）和w（Zn）不同程度地高出背景值. 运用地质累积指数（Igeo）和污染指数（PI）评价表明,主要污染元素的地质累积指数为Co〉Cr〉Ba〉V,而Cu、Ni、Pb和Zn都属于清洁. 汉江上游现代洪水SWD的重金属整体处于中等污染水平. 利用相关性和主成分分析发现,Co和Cr多富集在沙粒中,而Cu、Ni、Pb、Zn、Ba和V多累积在黏粒、细粉沙和粗粉沙中. 现代洪水SWD的粒径分布和重金属元素质量分数空间变化明显,聚类分析发现其空间分布可分为安康盆地、汉江上游北岸和汉江上游南岸3类,这种分布特征与汉江上游地貌特征、羽毛状水系和人类活动的影响等密切相关.

长江宜都段全新世古洪水滞流沉积物研究

对长江中游地区进行详细的野外调查,在长江宜都段剖面发现3层古洪水滞流沉积物(SWD)。综合全新世地层关系对比、文化遗物和光释光(OSL)技术测年结果,确定这三期古洪水事件分别发生在950～850aB.P.,750～650aB.P.,550～350aB.P.。结合野外宏观特征和粒度成分以及地球化学元素的测定分析,结果表明:现代土壤、近代黄土和古土壤的沉积物性质是粘土质粉沙,而古洪水SWD是沙质粉沙。古洪水SWD的峰值集中,分选性好,中值粒径和平均粒径偏粗且沙级颗粒含量偏大。古洪水SWD的Fe2O3、MnO、Rb/Sr和残积指数明显偏低,这与其粘粒含量少有关;而Na2O、CaO、Sr含量和残积指数偏高,这与其很少受到风化成壤影响,且沙粒含量高有关。

黄河中游干支流洪水滞流沉积物性质对比分析

对黄河中游干支流进行了广泛细致的野外考察,发现多处2012年洪水滞流沉积物(SWD),选择典型沉积地点进行了样品采集和粒度、磁化率特征对比分析。结果表明:黄河中游干支流洪水SWD的磁化率都很低,在(31.2~51.3)×10-8m3/kg之间,这与黄河中游马兰黄土L1的磁化率相当。表明它们是尚未受到风化成壤作用影响的新鲜洪水滞流沉积物。黄河中游干支流洪水SWD粒度成分均以粉沙为主,具有一定比例的沙粒和粘粒,说明它们主要是河流洪水悬移质成分在高水位滞流环境中的沉积物。与其支流无定河、延河和北洛河相比,黄河中游干流2012年大洪水SWD中粘粒含量较多。黄河中游悬移质泥沙随着搬运距离的加大,粒度成分逐渐变细。该研究成果可供黄河中游干支流防洪减灾和水土流失防治参考。

黄河平渡关段全新世古洪水滞流沉积物研究

通过对黄河中游晋陕峡谷段的深入调查研究,在山西省大宁县平渡关基岩峡谷河段左岸沟口岩棚内发现了全新世古洪水滞流沉积层剖面。根据野外宏观特征及沉积环境,鉴别出平渡关(PDG)剖面夹有4层古洪水滞流沉积物。结合粒度成分、磁化率、烧失量、CaCO3含量等室内分析测定结果,确定为河流悬移质和跃移质在高水位滞流环境当中的沉积物,是典型的古洪水滞流沉积物。不同层次沉积物是不同古洪水事件的客观记录,既有细沙质粉沙,也有细沙或者中沙,反映出其物质来源的不同或者水动力大小的差异。粒度自然分布频率曲线为正偏和极正偏,主峰高且尖锐,表明其分选良好,其粒度概率累积分布曲线为典型的两段式。沉积物磁化率和烧失量均低于全新世风成黄土和古土壤,CaCO3含量介于古土壤和黄土之间,说明在黄河晋陕峡谷段,洪水所携带的悬移质泥沙是流域内黄土区和风沙区水土流失物质的混合物。

承压含水层水压力传递滞流效应的定量分析

针对承压含水层抽水试验中水压力传递滞流效应,应用连续介质力学理论,推导了包括惯性项的运动方程。含有加速度项的地下水运动方程,是一衰减的波动方程,它包含有kρ/μn这一时间单位项。水压力传递速度C主要是贮水率Ss的函数,水和骨架介质的压缩性越大,水压力传递的速度便越小。实际承压含水层井水位的变化与观测井的响应有一滞后时间。这一滞后时间与含水介质的性质及2个点的间距有关。

给水滞流管水质指标变化规律的研究

滞流工况常发生在实际给水管网中,由于管道生物膜的存在,随着滞流时间加大,管网水质将趋于恶化,但是针对实际滞流管网,鲜有水质指标变化规律的相关研究。利用某城市管网上下游的2个中试点开展球墨铸铁管(NCI管)、聚乙烯管(PE管)的滞流对比实验,得到管网水质理化指标和活菌浓度的变化规律。研究结果表明:对于同一个中试点,在相同的滞时168h内,PE管的水质余氯、浊度、溶解氧以及活菌浓度等指标都较大程度优于NCI管的水质相应指标。

考虑滞流作用的潜水变边界井流模型及求解

在分析总结国内外渗流理论与技术研究成果的基础上,对潜水渗流场的滞流性进行了理论上的探讨。将渗流场划分为影响区与非影响区,分析了潜水渗流场边界的可变性,建立起潜水含水层变边界渗流的数学物理模型。每个潜水含水层变边界井流计算模型可以看作是一系列不同隔水周界的"割离井"模型的叠加,应用叠加原理,完成了给定时段内的变边界计算的近似解。

注射成型工艺参数对大型注塑件滞流效应的影响分析

滞流效应是大型注塑件成型时经常碰到的一个问题,利用专业模流分析软件MPI对大型注塑件的滞流效应进行了研究、分析。以显示器外壳为实例,通过不同设计方案的分析对比,得出了不同工艺参数(主要包括模具温度、熔体温度、注射压力)下滞流效应的形式、特点,研究了注射成型工艺参数对大型注塑件滞流效应的影响效果,为该类塑件的设计与生产提供了参考。

基于MPI大型注塑模具滞流效应的研究

利用专业模流分析软件MPI对大型注塑模具的滞流效应进行了分析、研究。以洗衣机内桶为实例,讨论了大型注塑模具滞流产生的原因,通过不同设计方案的分析、对比得出了不同材料、不同成型工艺参数(主要包括模具温度、熔体温度、熔体流动填充速率)下滞流效应的形式、特点,总结提出解决滞流问题的方法。