基于摄动理论的泥沙群体沉降公式研究

国内外许多学者对单个颗粒泥沙沉降公式进行了大量的实验研究和分析,鉴于单个颗粒的沉速与群体沉降可以相差10倍,目前泥沙群体沉降公式大多为经验表达式,因此,深入研究群体颗粒泥沙沉降公式有重要的意义。考虑到在群体泥沙沉降中粗细颗粒粒径大小对泥沙沉降公式的影响,基于摄动理论和最小二乘法,在泥沙群体沉降一般模式的基础上,提出一种新的泥沙群体沉降计算模式。通过对现场实测资料和水槽试验数据进行计算拟合,并与其它经典公式相比较,发现所推导的公式要优于后者。研究结果表明:针对群体泥沙沉降中粗细颗粒粒径大小,考虑其颗粒间的相互影响,按群体泥沙颗粒粒径大小范围分别考虑,是一种群体泥沙沉降计算比较有效的途径。

非粘性均匀沙群体沉降运动沉速公式的研究

从相对运动的观点出发,将非粘性均匀泥沙群体沉降运动概化为上升水流在悬浮颗粒层内的运动,通过量纲分析和动平衡状态受力分析,建立了泥沙群体沉降运动中阻力系数和雷诺数的表达式,并分别建立了层流区和紊流区均匀沙群体沉速的理论公式,其结构形式与目前常用的经验公式较为一致。应用实测资料对公式进行验证的结果表明,应用该理论公式的计算值与实测值吻合程度较好。同时通过分析讨论,提出了非均匀沙群体沉降速度问题的解决途径。

散状变形颗粒层的流动阻力及泥沙群体沉降规律

本文在试验的基础上,分析了散状变形颗粒层内的流动阻力,得到了包含颗粒间相互碰撞及干涉水流结构而产生附加阻力的颗粒层流动阻力与单颗粒绕流阻力的关系式.在此基础上,进一步讨论了泥沙群体的沉降规律.

黏性细颗粒泥沙在浑水中的群体沉降规律

基于黏性细沙单个絮团的沉降规律,综合考虑含沙量对浑水黏性以及沉速的影响,推求黏性细沙群体沉速公式。根据已有的絮凝沉降实验数据,拟合得到浑水中泥沙有效体积浓度的计算公式,并将其代入黏性细沙群体沉速公式,得到以含沙量为变量的絮凝体沉速公式。利用华县站、咸阳站、张家山站沉速实测资料,美国阿查法拉亚河、印度基纳布河沉速实测资料,以及Brooks水槽实验成果对公式进行验证,并与其他经典公式相比较,结果表明所推导的公式计算精度更高。

蓄泥库泥沙群体静水沉降速度研究

本文通过数模对蓄泥库泥沙群体静水沉降速率进行了研究 ,并得到实验验证结果 .这一分析结果最后表明 :建立的浓度 沉速时程关系是合理的 ;考虑浓度变化的泥沙群体沉降过程可分为加速、匀速、减速三个阶段 ;泥沙粒径、泥沙密度、悬液初始浓度对沉速影响较大 ,而悬液初始深度影响较小 .本文建立的沉速与浓度关系对生产实践具有一定的参考价值 .

砂矿颗粒沉降运动规律试验研究

在滨海砂矿开采中,为给管道输送工业设计提供必要的试验数据和优化输送参数,从沉降机理出发对不同颗粒级配的砂矿进行了单颗粒及群体颗粒沉降试验研究,分析了粒径及浓度对颗粒沉降规律的影响,得出了沉降速度计算公式。结果表明,浓度和颗粒直径是影响群体沉降速度的主要因素;所得沉降速度计算公式的计算值与实测值误差较小,可为砂矿管道输送参数计算提供参考。

泥沙颗粒沉降变加速运动研究

本文从泥沙沉降的力学机制出发 ,考虑泥沙与液体边界的粘性作用 ,建立了泥沙群体沉降的基本运动方程 ,通过求解得到了泥沙沉降瞬时速度的一般计算式。从理论上证明了一般泥沙静水沉降由零趋近终速过程时间极短的看法 ,同时发现对于尺度较大的固体颗粒 (如抛石 ) 。