甘蔗生物质炭在界面太阳能海水淡化中的应用

太阳能驱动的界面水蒸发作为环保、高效、可持续的海水淡化技术,在近年来受到广泛关注。快速的水运输、高效的光热转换是实现持续、稳定蒸发的关键。多级孔道的生物质衍生蒸发器在太阳能水蒸发应用中展示出高效、环保、可持续的应用潜力。以废弃的甘蔗节为原料,利用冷冻干燥和高温碳化工艺制备了具有天然多级孔道结构的生物质基蒸发器,并研究了材料的光吸收、水运输和蒸发性能以及不同风速下对流空气对蒸发器的蒸发性能和热损失的改善作用。结果表明:具有发达的多级孔道结构的生物质基蒸发器展示出了高达92.8%的太阳光吸收率。在一倍太阳光强下展示出1.55 kg/(m^(2)·h)的蒸发速率和77.6%的光热转换效率。此外,在风速2 m/s的条件下,蒸发器的蒸发速率展示出了高达2.27 kg/(m^(2)·h)的蒸发速率和91.6%的光热转换效率,显示了对流效应对淡水产出速率的增强和对热损失的抑制作用。

临夏市东西川灌区南干渠临夏县新集镇段改线工程设计

本文从项目区现状、总体布置及渠道设计等方面分析,并兼顾城市旅游发展要求,充分考虑工程最优性价比,确保下游灌区的正常用水。

两种河床式水电站调度曲线的分析与研究

为了分析低水头、日调节或径流式水电站的出力情况,研究适用于水电站的发电调度运行方式曲线,笔者研究分析折线形和山峰形两种出力限制曲线,对两种曲线合理性进行分析和验证,并提出应用建议。结果表明,两种曲线均可以大幅提高水电站及电网调度对短期(日内)预想出力的预测精度。两种曲线均可适用于低水头、径流式水电站在不同水头条件的调度需求,有一定借鉴意义。

三峡下游沙卵石河段纵剖面形态对枯水位影响

采用近期河床地形及枯水位资料,分析计算了三峡下游沙卵石河段纵剖面形态对沿程枯水位的影响。结果表明:芦家河浅滩是河段内主要控制性河段,对抑制宜昌水位下降起着关键性的作用;下游枝江浅滩、江口浅滩对枝城以上河段枯水位直接控制作用甚小,但对芦家河以下的水面比降影响很大。在将来冲刷过程中,经过江口、枝江、芦家河三个控制性浅滩河段的缓冲作用,陈二口以上段的水位不致发生大的变化,但下游枝江、江口浅滩段水面陡坎可能加剧。

河渠水位线性变化条件下河渠-潜水非稳定流模型及其解

在河渠水位迅速变化后再缓慢变化的条件下,建立了河渠半无限潜水含水层中非稳定渗流模型.利用Boussinesq第一线性化方法及Laplace变换,并注意应用Laplace变换中的"积分性质",给出形式相对简单、由常用函数表达的解,阐述特定解及其相应的物理意义.由解所揭示的潜水位变化规律表明,含水层任一点处潜水位变动速度的时间变化曲线形态是固定的,与河渠边界水位变动速率λ无关;潜水最大变速发生的时间,随λ呈非线性位移.依据潜水位变化规律,建立利用潜水位变动速度求含水层参数的方法,并用实例演示了拐点法求参数的过程.

韩江上游(梅江、汀江)航道整治工程试验研究

韩江上游梅江蓬辣滩、汀江青溪两日调节枢纽坝下游河道,由于电站无基流下泄,只能利用发电流量通航。该河段来水来沙条件复杂,为达到V(3)航道,因而需通过定床物理模型试验进行航道整治研究。利用恒定流验证非恒定流的方法,对模型进行了验证。然后,针对特殊来流条件下碍航特点提出整治方案,研究表明工程效果良好,且长河段全线挖槽和筑坝对水位的影响很少。这一研究为类似枢纽坝下通航提供参考。

山区河流河床形态与水沙变化下的水位响应机理研究

山区流域暴雨山洪、滑坡、泥石流等灾害频发,大量泥沙以不同方式进入河道,河床形态在极短时间内迅速调整。在宽窄相间河段水流输沙能力差异较大,展宽段常因挟沙能力的降低而淤高河床,致使水位陡增,引发洪水灾害。为探讨山区河流宽窄相间河段与泥沙补给变化下的水位变化致灾机理,以室内物理模型系列试验结果为依据,分析不同流量定床清水时河床形态参数与各水力参数的变化关系,以及泥沙补给变化对河床形态及水流参数的影响。试验表明:上游泥沙补给量及河床形态是影响水流流态、水位变化的重要因素;定床清水条件下,河宽与比降的局部急剧调整影响水流参数变化,水流对河床变化的响应具有滞后性;当上游有泥沙补给时,水深变化较清水来流明显;随着来沙量的增大,大量泥沙淤堵河道且呈现溯源淤积的趋势,并淤高河床;在淤积段顶端,水流发生水跃现象,水位陡增,甚至出现漫滩致灾。由此可见,上游来沙及水流挟沙能力的降低将引起河床不同程度的落淤,造成河床形态改变,特别是在宽窄相间河段泥沙易落淤,水位增幅较大,为洪灾泛滥区,应作为水沙灾害的重点防治区域。

基于门级信息流分析的安全体系架构设计

现代处理器架构中的缓存器、分支预测器等部件通常都包含难以检测的隐通道,成为攻击者入侵系统的切入点。现有方法难以有效地检测硬件相关的隐通道,从而使得这些安全漏洞往往在攻击造成严重损失后才暴露出来。该文构建了一种基于执行租赁机制的安全体系架构,以严格控制不可信执行环境的影响边界,保证不同执行环境之间的严格隔离,并采用门级抽象层次上的信息流分析方法,建立硬件架构的信息流模型,实现对硬件中全部逻辑信息流的精确度量,通过捕捉有害信息流动来检测硬件架构中潜在的安全漏洞,进而通过指令集架构的信息流模型向上层提供信息流度量能力,以实现软硬件联合安全验证。

南水北调中线渠道控制计算模型

南水北调中线总干渠线路长、供水范围广 ,沿线分水口门多 ,做好总干渠的运行控制十分必要。闸前常水位和控制容量方式是中线最合适的控制方式。根据中线工程总体设计成果 ,分别为这两种运行方式研制渠道控制计算模型。由用水户的分水流量和计算模型可以计算出渠道节制闸的最终闸门开度 。

用水位变化判断冲淤存在的问题

从非恒定流理论出发论证了定床情形下的水位流量绳套曲线的形成过程,然后论证了动床情形下的水位流量关系,认为:①冲淤是影响水位的一部分原因,而不是全部原因;②洪水期同流量水位抬升,原因是为洪水落水期的流速要远小于涨水期的流速,尽管河槽发生了冲刷,但面积的增加不足以抵消落水期流速减小的影响,从而使水位流量关系曲线呈逆时针绳套曲线;③在推流和整编水文资料时,必须区别对待涨水期和落水期。

自记水位条件下河道径流演进分析技术及应用

依靠现代信息技术对我国现阶段河道遥测水位设施设备进行了高效继承,对遥测系统与径流演进预报应用进行了深度融合。实践表明:不同地域、不同网络环境、不同终端、不同浏览器用户能够全天候实时监测河道水位、流量变化及径流演进传播等,实现了高度的自动化与实时性,并且具备自动跟进校正特点,运行可靠稳定,实用性强。

明渠恒定非均匀流渠道流量实时监测方法研究与探讨

阐述了明渠恒定均匀流与非均匀流的特点及流量计算的水力学原理,分析了目前明渠流量监测存在的诸多问题。将明渠恒定非均匀流渠道水位变化的基本微分方程,改写为可方便计算的差分方程。提出了利用现代技术手段先实时监测出明渠恒定非均匀流测流渠段的二个水位值,再自动利用计算机借助差分方程同步计算出测流渠段的瞬时流量和累积水量。经实际应用证明该方法自动化实时性强、设备费用低、测流精度高。

带内流道的板翅式换热器散热特性

针对目前对带内流道的板翅式换热器研究较少及其散热量计算误差较大等问题,基于空气、热流体及散热器三者耦合的基础,构建了带内流道的板翅式换热器散热特性的仿真分析模型以及小型风洞实验系统;结果表明,构建的仿真分析模型在空气速度为1 m/s、入口温度为25℃的冷却条件下,其散热量随热流体流量的增大而增加,直至流量为3 L/min后趋于稳定,该模型的数值分析结果与实验结果最大偏差在5%以内.实验验证之后,探索了换热器的散热性能与流道分级数的作用关系;结果显示,采用4级结构内流道的散热器散热性能最好,温度均匀性最佳,但其内流道的最高温度仍低于热流体的入口温度22 K,这表明了在仿真分析中同时考虑空气、热流体及散热器三者耦合作用的必要性.

基于毫米级数字水位计的明渠测流系统的研究

根据明渠均匀流理论,通过检测明渠渠道的过水深度可以实现对明渠渠道水位和流量的智能化监测,基于此设计了毫米级数字水位传感器,每2mm放一个触点,利用水的导电性,若触点接触到水,连接该触点的检测电路导通,水位信号由MSP430F19单片机进行处理并通过RS232总线上传给上位机进行控制。由单片机和上位机进行水位和流量的处理,数据分别在信号采集和监控处由LCD和上位机显示,实现水位流量监测的智能化。

迷宫式最小流量阀节流盘片流道优化对流动特性的改善

针对迷宫式最小流量阀的压降过于集中在节流盘片迷宫流道的前段而容易引起强烈冲刷和材料侵蚀的不足,设计连接槽优化结构来连接各迷宫流道,用于改善阀内节流盘片的流动特性。通过CFD数值模拟,对比添加连接槽前后最小流量阀的流场分布及各级压降、流速曲线,可知添加连接槽后迷宫流道的压降更加均匀地分布在各降压级上,局部压力突变区域明显减少,更不容易发生汽蚀。其次,添加连接槽后,降低了各降压级的平均流速,有利于减轻振动及噪声危害。因连接槽使盘片流动空间稍为增大,则对应的出口速度也略增。另外,添加连接槽也使盘片套筒的进口流态由漩涡过渡转变为平稳过渡,使阀门工作更稳定。

黄河河口段河道糙率计算方法

为了克服固定糙率法低估小流量水位的缺点,基于黄河口利津站糙率—流速实测资料,回归分析得出了糙率(曼宁系数)计算公式及河道参数a的计算式。通过一维数学模型模拟发现,在枯水期、非枯水期参数a值分别采用枯水期参数a的平均值、全年平均值时,得出的动态糙率可较好地模拟小流量和大流量水位。参数a与主槽内嫩滩附近地形有较密切的对应关系,可采用在嫩滩上、下附近取特征水位,进而计算其对应的水力半径、比降的方法来估算非枯水期、枯水期的参数a值。利津—口门床面形态在较大流量时多为动平整,对应的糙率较小,在糙率变化区间的下界0.01附近变化;流量较小时床面形态多为沙垄,对应的糙率较大,糙率在接近其上界0.035附近变化。在黄河口河道,影响糙率的主要因素是流速和河道水力半径,床沙粒径对糙率影响较小。

灌渠水位变动影响下的潜水非稳定流计算

【目的】解决渠道水位变化所形成的地下水非稳定渗流问题。【方法】将渠水位变化过程概化为瞬时上升连接线性时变两段,以其为第一类边界条件,建立渠水位边界控制下的一维潜水非稳定渗流模型;利用Laplace变换求模型解,在进行逆变换过程中引用变换的"积分性质",使求解过程相对简便,获得的解由常用函数组成且表达形式比较简单;讨论特定解及其对应的水文地质意义,依据解给出渠水与地下水之间水量交换强度的计算方法;结合实例,分析水位缓慢变化段对交换强度的影响规律。【结果】相对河流水位复杂多变的变化过程,灌渠水位变化有一定规律可循,往往是快速变化后再连接一相对缓慢的变化过程。【结论】渠道水位变化规律为先快后慢。

底坡对U形渠道量水平板测流影响分析

【目的】量水平板具有构造简单、不易淤积等优点,虽已建立流量与平板偏转角、上下游水深及板型等因素的关系式,但底坡对量水平板水力特性的影响还缺乏系统研究,有必要深入分析,以提高量水平板测流公式的适用范围。【方法】以北方灌区常见U形渠道为试验水槽,选择断面最佳收缩比0.439的U形渠道量水平板为试验对象。通过设置3种水槽底坡(0.000 2~0.001)和4~7种流量(10~44 L/s)共18种试验工况,分析了各工况下水面线和平板偏转角的变化规律,研究了底坡对水面线、相对水头损失、能量转化系数、平板偏转角度和综合流量系数的影响。基于闸孔淹没出流公式,拟合出含底坡变量i的半经验流量公式。【结果】在相同流量情况下,板后水跃长度、能量转化系数以及综合流量系数随底坡增大而增大;水面线、相对水头损失和平板偏转角度均随底坡增大而减小;在试验流量范围内,拟合流量公式的平均相对误差为2.6%,最大相对误差为6.5%,满足灌区量水要求。【结论】底坡对U形渠道量水平板测流影响显著,建立了包含渠道底坡的U形量水平板测流公式,提高了其适用性。

信息流图的分割算法

一个多级安全系统的信息传递关系是搜索隐通道的重要依据。由于一个大型多安全级软件系统的信息传递关系非常复杂,对其直接进行信息流分析并搜索隐通道的工作量非常大,因此为进一步提高搜索和分析隐通道的效率,提出了一种将信息流图分割成信息流森林的算法。该算法首先选定一棵父树,然后通过边割集中的弧置换父树中的树枝得到新树,并能从理论上保证分割后得到的信息流森林正确继承原图的信息,即原图中信息流既未被割裂也未丢失。通过对每棵信息流树表示的信息流进行分析就可取代对整个信息流图的分析,从而有效降低了分析问题的规模。

基于毛细不稳定性的聚焦通道微液滴操控研究

针对目前利用微流道产生微液滴时,存在的制作成本高、难于控制液滴大小的缺点,采用数值模拟的方法对聚焦通道进行研究。文章基于毛细不稳定性来系统研究聚焦流道液滴生成与作用规律。研究中主要采用水平集方法,探讨了连续相速度、表面张力、两相黏度比、通道尺寸等因素对于液滴生成的影响,并从不稳定性角度来阐释其物理机制。研究结果表明水平集方法可以很好地模拟液滴破碎,发现连续相速度、表面张力、两相黏度比对液滴尺寸影响较大。