对均匀沙流体起动风速的研究

从学术观点和方法上将研究边界层流动对粗糙壁面的摩擦切应力与研究均匀沙流体起动风速统一了起来;;既关心了布满均匀沙的沙床上颗粒的流体起动风;;又关心了稀疏分布着均匀颗粒的光滑地表上沙子的流体起动风速;;得出了用边界层外参考风速表示的流体起动风速随颗粒分布密度的增加呈指数增长规律;;而用摩阻流速表示的流体起动风速与颗粒分布密度的二分之一次方成正比的规律;;与有关实验数据取得一致.当颗粒的分布密度逐渐增大时;;本文得到的均匀沙流体起动风速公式最终退化为传统的均匀沙流体起动风速公式.

煤炭粉尘颗粒起动风速影响因素及数学模型

通过风洞模拟实验及对影响煤炭颗粒起动过程主要因子的分析,推演了水分对粉尘起动的影响机理,并建立煤炭粉尘颗粒起动风速数学模型.结果表明,煤炭粉尘颗粒的起动风速不仅与粒径有关,也与水分有关.在水分较低条件下,粉尘颗粒的起动风速与粒径相关,符合Bag-nold等的经典模型;在水分含量较高时,Bagnold等的经典模型不再适用于描述粉尘的起动风速规律,受水分的影响较大.水分对煤炭粉尘起动风速的影响主要有亲水效应和凝聚效应2个方面.凝聚效应的发生存在粒径阈值和含水率阈值2个临界.对煤炭粉尘颗粒,粒径阈值为180μm,含水率阈值与粒径呈线性关系.根据煤炭粉尘颗粒的起动特征,基于经典模型和水分影响理论分析得出煤炭粉尘颗粒的起动风速的新模型.

栅栏对颗粒起动风速影响的实验研究

气流对栅栏的响应可以定量地用沙粒的起动风速来表征。通过风洞模拟实验研究了栅栏两侧不同距离处沙粒的起动风速及运动特征随疏透度和高度的变化关系。根据颗粒运动的不同典型特征,栅栏附近的水平区域可划分为5个区。栅栏的疏透度是决定其最终防护效果的关键因素,紧密型栅栏,尤其是不透风栅栏,其迎风侧脚容易形成堆积。栅栏疏透度为0.3～0.4时相对起动风速最大,疏透度0.3～0.6时能产生最大的有效防护距离。栅栏越低,产生最佳的防护效果所要求的疏透度就相对越小,反之亦然。疏透度0.3～0.4的栅栏在实际应用中可以起到最佳的防风阻沙效果。

沙粒形状的不规则性及静电力对起动风速的影响

沙粒形状的不规则性使得沙粒的质心存在着偏心距,且沙粒所处位置的不同使其偏心角各异。笔者通过理论分析给出了起动风速与沙粒的粒径、偏心距、偏心角以及静电力之间的关系模型,并通过数值模拟研究了偏心距、偏心角以及静电力对起沙风速的影响。结果表明在风沙流形成的强电场中,沙粒偏心距为直径的0 05倍时与实验测量结果吻合得很好。

沙粒起动风速研究

在风沙流实验中，发展了设陷井捕集蠕移沙粒的方法来测量各种来流条件下的蠕移沙量，再外推得到流体起动风速．试验表明粗糙度不同的沙平面的流体起动风速相同．文中还给出实验段轴线风速与野外来流摩阻速度之间的对应关系．

灌丛密度对沙粒粒度和起动风速影响研究

选择了位于宁夏中卫市西北角的中国科学院野外风沙观测场风沙工程实验区,采集不同密度灌丛区沙样,通过室内分析及风洞实验,研究了灌丛迎风和背风方向沙粒粒度结构及起动风速特征,得到以下结论:灌丛周围粒度分布曲线属高狭峰偏态分布型,灌丛的存在有利于风蚀中细沙和极细沙的截留;同时灌丛密度大小对于沙粒粒度特征及其起动风速都有重要影响,经文中详细分析,灌丛的最佳防护密度为12%～15%。

湿沙的风蚀起动风速实验研究

在土壤风蚀研究中 ,Bagnold建立的干沙子的起动风速与沙粒粒径关系的表达式已被广泛接受。然而 ,沙子含水率是影响沙粒起动风速的重要因子 ,因为沙子在湿润状态下 ,水分子与沙粒颗粒之间的拉张力增加了颗粒间的内聚力。通过风洞模拟实验研究了各种粒径的沙子在湿润状态下的起动风速。实验结果表明 ,湿沙的起动摩阻速度与干沙的起动摩阻速度之比——相对起动摩阻速度能更好地反映沙子含水率对起动风速的影响。

关于土壤水分对风蚀起动风速影响研究的现状与问题

在土壤风蚀研究中,Bagnold建立的适用于干沉积物的起动风速与沉积物粒径的关系已被广泛接受。然而,沉积物中的水分亦是影响沙粒起动风速的重要因素,因为在湿润状态下,水分子与沉积物颗粒之间的张力增大了颗粒间的粘聚力,从而增大了起动风速。准确地估算土壤风蚀量或地表沙尘释放量及其所造成的危害需要建立沉积物起动风速与其含水率之间的关系,但这方面的研究目前远不能满足实际需要。本文较为全面地综述了近50年来有关沉积物起动风速与含水量关系方面的研究成果,将已有的研究成果归纳为半定量描述、经验模型和理论模型等三大类,分别介绍了代表性成果。通过对比发现,各家研究结论分歧较多,除了定性意义上较为相似外,定量关系五花八门,差异很大。作者将造成差异的原因归结为:问题本身的复杂性导致理论研究使用了过多的假设与简化、对颗粒之间的粘聚力与水分的关系缺乏清晰的认识、颗粒起动的判别标准与确定方法不同、实验过程中土壤水分的加入与确定方法以及实验土壤的颗粒特征和其他物理化学性质等不同。因此,这一领域的研究尚有很大的探索空间。

矿料颗粒起动风速的实验

针对某钢铁公司露天原料场的四种矿料 ,首先进行筛分实验 ,确定出颗粒的细分 ;并在风洞中测定了各物料不同颗粒下的起动风速值以及扬尘量随风速的变化关系。

塔克拉玛干沙漠南缘流沙起动风速实验研究

介绍了塔克拉玛干沙漠南缘流沙起动风速风洞实验研究的方法、内容和结果。实验表明，随风速增加，沙粒的运动状态依次表现为静止、个别沙粒滚动、部分沙粒滚动和跃移。显微观察表明，对于流沙的原型沙样，随风速增加，每次都是沙样中深棕色粒径较小的粒子先发生滚动。文中还对实验结果与以往风洞实验以及野外观测数据之间的差异进行了分析讨论。

水分对港口煤炭粉尘起动风速的影响研究

为了量化港口煤炭粉尘起动过程中水分产生的影响,采用风洞实验测定含水率变化对粉尘颗粒起动风速的影响。结果表明,水分含量的变化对粉尘颗粒起动风速有影响,且对不同粒径颗粒的影响程度不同;当含水率达到一定数值时,较小颗粒的起动风速明显增大。根据实验数据建立了水分作用下粉尘颗粒起动风速的数学模型,经验证相关性优于传统模型,实测值与理论计算值基本一致,可以定量评价不同水分条件下粉尘颗粒的起动风速。

JJE2A型起动风速校验仪的自动化设计

提出自动化改进设计,以现场可编程门阵列FPGA构建主控制器,设计动力模块驱动风机实现气流快速控制、以光电开关感应起动动作、标准模块读取风速值,通过主控制器接入子模块,实现校验仪在提升环境风速、探测风速传感器起动、读取标准风速等环节同步进行,消除手动旋转变频器、人工判断起动等环节,以提高自动化程度和控制精度,降低示值滞后程度,为杯式风速传感器提供一款更加可靠的现场校准设备。

关于颗粒静态起动风速的研究

开放尘源扬尘实质是风力作用下粉尘质量的迁移。当风力增大到足以使开放源散状颗粒在气流作用下发生向量位移时,颗粒开始逸散进入气流,此时的风速即为起动风速。起动风速是判断颗粒移动与否的依据,是颗粒质量输移的等效因子,亦是分析颗粒物释放有无以及源强释放强弱的重要参数。在环境风洞中,根据相似理论,按照露天堆场实际的堆存方式,采用合适比例尺,在保证几何相似、动力相似的基础上,从质量输移角度利用外推法得到煤粉的起动风速。

现场起动风速标准装置的性能分析及核查方法

通过对比实验和统计2010~2015年期间现场起动风速标准装置的现场测试数据,分析和验证该标准装置复现起动风速量值的漂移特性。为确保现场起动风速校准结果的可靠性,提出采用传递比较法对该标准装置进行年度核查的方法以保证其性能处于受控状态。对比试验结果表明:通过该方法可使现场起动风速标准装置的量值具有溯源性,实际运用中大大降低风速测量仪器起动风速的现场误判率,与实验室起动风速检定结果的判定基本一致。

机械式风速表起动风速超差原因分析

文章对机械式风速表在检定过程中出现的起动风速超差问题进行了分析并提出了相应的解决方法。

风力作用下沙粒冲击起动风速分析

冲击起动风速是风供给沙粒的能量沙粒与床面碰撞损失的能量正好相等时的风速。文中研究了碰撞过程中入射沙粒动量损失与平坦床面松散沙粒所受冲击力之间的关系,推导沙粒冲击起动风速(Uit)的表达式。对于粗沙(d≥0.1mm),发现Uit与流体起动风速(Uft)的关系可简单地表示成:Uit/Uft=1-Yd1/2,其中d为粒径,Y为经验系数。

沙粒起动风速的影响因素研究

通过对风场中沙床表面沙粒的受力分析,建立了坡面沙粒起动风速的理论公式,并将计算结果与已有实验研究结果进行了比较,结果表明,给出的理论计算公式是正确的。在此基础上,详细讨论了坡角、风向角、荷质比、电场力以及空气上升力对坡面沙粒起动风速的影响。其结果是:坡角一定时,沙粒的起动风速随风向角的增大而增大;风向一定时,背风坡沙粒的起动风速随坡角的增大而变小;弱电场中电场力对沙粒起动风速几乎没有影响,强电场中随着沙粒荷质比的增大,起动风速明显减小;空气上升力明显使沙粒起动风速减小。

蠕移沙粒流体起动风速的实验研究

设计制作了能够有效避免沙槽下风端沙粒塌陷的蠕移沙粒集沙仪,并分析了该集沙仪中集沙槽的高度和厚度对单宽蠕移输沙率实验测量结果的影响,给出了集沙槽的合理高度和厚度;利用该集沙仪在风洞中测量了不同风速下的单宽蠕移输沙率,外推给出了沙粒的流体起动风速。

阴山以北沙漠化地区表土的起动摩阻风速

利用实测的表土微团粒粒度分布数据和前人植被覆盖调查数据提高了模拟的起动摩阻风速的空间分辨率,体现了沙漠化草原和农田景观的空间异质性对粉尘释放的影响;考虑了沙漠化过程对地表粒度分布、植被覆盖、空气动力学粗糙度和起动摩阻风速等参数的影响,反映了沙漠化过程对粉尘释放的影响.Marticorena起动摩阻风模式的模拟结果显示,沙化草原的起动摩阻风速约在35～75cm·s^-1之间,砾质化草原的起动摩阻风速55～105cm·s^-1之间,沙化农田的起动摩阻风速最低,为20.43cm·s^-1,砾质化农田的起动摩阻风速为55cm·s^-1.这说明沙漠化对温带草原地区土壤风蚀和粉尘释放有着显著的影响,沙漠化加剧,表土起动摩阻风速减小,粉尘释放通量增大;沙漠化逆转,粉尘释放通量减小.和西北干旱地区的沙质荒漠和砾质荒漠比较,温带半干旱草原地区是中国北方粉尘的不稳定源地,其粉尘释放受沙漠化过程的影响.

不同类型农田地表粉尘起动摩阻风速的野外观测

[目的]为北方城市空气污染控制提供依据。[方法]选择不同地表类型,观测起尘差异,分析表土微团粒粒度,计算起动摩阻风速。[结果]沙化农田的光滑地表空气动力学粗糙度(Z0s)为0.001 2 cm,小麦地为0.002 1 cm,果树苗地的为0.002 5 cm。有植被覆盖的地表粉尘起动摩阻风速明显高于裸露地表,且随着植被高度增加而增大。延安果树苗地地表起动摩阻风速达到了139.15 cm/s。裸露小麦地和果树苗地地表粉尘起动摩阻风速大于裸露沙化农田(7.39 cm/s)。小麦返青期、成熟期、收割后地表粉尘起动摩阻风速分别为46.85、98.93、29.05 cm/s,裸露地表和幼苗期果树苗地地表粉尘起动摩阻风速分别为26.01和139.15 cm/s。[结论]植被高度和土壤结构性质是影响地表粉尘起动摩阻风速的重要因素。