圆形断面管道非满流流速计算表达式

工程实际中,常需要计算某一充满度下管道非满流的流量及流速。目前大多数计算模型均采用水力半径作为反映过流断面形状及几何尺寸的特征参数。针对不同充满度的研究结果表明,这种类型模型的计算结果与真实的流动特性并不相符,尤其当水深接近管顶时。根据水动力学基本原理及试验研究手段,对圆形断面管道无压均匀流流量-充满度非单一性进行了探索,并提出了以流量作为形状特征参数的更为合理且简单实用的水流流速计算表达式。

非满流圆管均匀流水力计算的近似数值解法

对于非满流的圆管,作者根据用理论公式计算出来的充满度h/d与过水断面积A及水力半径R的对应数值,用回归分析方法得到三个有关h/d的比较简单又有相当精度的中间参数的关系式,应用这些关系式,仅用计算器就可以方便地对非满流圆管均匀流的水力计算进行数值求解.

圆形断面管道非满流水动力特性

为探究边壁双曲率对其水动力特性的影响,应用RNG k-ε紊流模型和部分面积体积障碍模拟技术(FAVOR),针对圆管非满流建立三维数值模型,通过物理模型试验结果验证该数值模型的可行性。针对底坡和充满度不同组合条件进行数值试验,分析断面流速、壁面切应力和雷诺切应力分布规律等。研究结果表明:圆管非满流断面上不同垂线的流速分布具有较好的相似性,据此提出了垂线流速分布的抛物线公式;针对不同充满度条件提出了壁面切应力沿湿周分布的统一表达式;雷诺切应力沿垂线服从线性分布规律,充满度越大且距中垂线越远,沿垂线的变化梯度越小;当充满度大于0.5时,由于受二次流影响断面中垂线上雷诺切应力出现负值。

基于仿真及物理模型试验构建圆形断面管道非满流流速函数

明渠断面流速分布是精确测量明渠断面流量的基础,也是明渠水流运动规律研究的基本问题。为探究圆形断面管道非满流的断面流速分布特性,采用经实测资料验证的三维紊流数学模型及数值求解方法,对不同底坡和充满度组合情况下的圆管非满流进行了数值模拟。结果表明:圆管非满流的断面流速分布对充满度非常敏感,充满度越大,垂线流速的非单调性越明显,当充满度低于0.5时,未出现最大流速点下潜(dip)现象;当充满度超过0.5时,dip现象越发明显,这是因为当充满度超过0.5后,内凹型侧壁对水面的约束作用增强,断面二次流更加明显。圆管非满流断面上各垂线的流速分布曲线具有很好的相似性,均接近于抛物线曲线特征,二次函数中的待定系数主要受垂线横向位置和充满度的影响。通过回归分析建立了圆管无压均匀流中沿垂线流速的抛物线分布公式,同时给出了各系数的确定方法,按上述流速分布律计算的流速值与实测值吻合良好,曲线拟合的决定系数均在0.92以上,表明给出的抛物型垂线流速分布规律是合理可靠的。

雨洪过流能力试验研究

通过对高低两水池在满流与非满流过流能力的试验,以确定雨洪经陡坡溪流掺气后水流在雨洪排泄管道中的流态与过流能力。研究表明掺气水流在非满流工况下,其过水能力要比满流状态高2.4%~3.7%;满流时,水流掺气析出的有压气体量使得管道有效过流面积减少,这是造成过流能力减少的主要因素。

圆形断面排水管道水力特性探讨

圆形断面管道在工程中的应用十分广泛。排水管道设计中,常需要计算某一充满度下非满流的流量及流速。根据水动力学基本原理及数学分析方法,提出了充满度与流量比、流速比的统一解析表达式,并对圆形断面管道流独特的水力特性进行了研究分析。采用试验手段,进一步对圆形断面管道无压均匀流流量—充满度的非单一性、水深—流速关系进行了分析研究,进而提出了更为合理的表达式。

屋面雨水系统研究的回顾

根据目前屋面雨水排水系统的工程实践和科技发展情况 ,结合过去的试验研究 ,阐述了雨水系统的泄水量与管内的流态变化情况。并对现行规范中的雨水斗 。

地下管道渗漏量计算探讨

以管道验收技术标准为基础,提出了管道渗漏量的计算方法。管道渗漏量可通过验收试验允许渗漏量经压力修正及非满流修正后得出;通过压力流管道和重力流管道的对比计算,得出了连接井渗漏量的典型值。该计算方法对评估已运行地下排水管道的渗漏量及对地下水水质的影响有参考价值。

87型雨水斗排水系统的水力特性研究

试验研究表明,87型雨水斗及系统在屋面溢流水位时处于满流及有压流态,遵从有压流(俗称压力流)运动规律。工程设计可针对50年重现期降雨对87型雨水斗排水系统按有压流进行水力计算,同时采取工程措施均衡多斗系统的雨水斗排水量和应对小重现期降雨等。当针对较小重现期降雨进行工程设计及水力计算时,可采用非满流或气水混合流态(俗称半有压)按表格法粗算,但经济性降低。

高效沉淀池+浅层高效滤池用于污水厂深度处理

某市政污水处理厂为满足天津市地方标准《城镇污水处理厂污染物排放标准》(DB 12/599—2015)A标准(其中出水TP≤0.3 mg/L,SS≤5 mg/L),在占地紧张、出水水质标准高的情况下,主工艺采用A^(2)/O,深度处理工段采用适量投加PAC、PAM的高效沉淀池,以满足出水TP≤0.3 mg/L,后接Hydro-Clear浅层高效滤池工艺,以满足出水SS≤5 mg/L。该项目自2020年1月正式投运,平均出水SS为2.7 mg/L,稳定满足出水SS≤5 mg/L的设计标准。浅层高效滤池运行期间反洗自用水量<2%,包含电、药耗的直接运行费用为0.0045元/m^(3)。