U形渠道断面流速分布规律试验研究

U形渠道是灌区广泛推广的灌溉渠道,其具有占地面积少、水头损失小等特点。但U形渠道流速分布规律及其流量测量仍处于研究阶段。对灌区计划用水、科学用水和节约水资源等工作造成了很大的影响,因此U形渠道测流技术是亟待解决的问题。本文从试验的角度使用断面测流方法,针对三种不同规格的U形渠道测量断面,运用数学拟合方法,探求其流速分布规律,并分析出了相应的U形渠道过水断面流量的积分求和公式,以求对以后的U形渠道量水工作有所帮助。

直微通道中的电黏性效应

为了研究直微通道中幂律流体的电黏性效应,建立了压力驱动微通道内流体流动的数学模型,其中双电层电势分布、流体流动及流动粒子输运特性分别由Poisson-Boltzmann(P-B)方程、Navier-Stokes(N-S)方程及Nernst-Plank(N-P)方程描述。讨论了微通道中有电黏性效应时溶液浓度;幂律指数对微通道内流体的速度分布、流动电场强度的影响。结果表明:对于n<1的剪切变稀流体,流体的黏度和流动速度随着n的增大而减小,变化非常明显;而对于n>1的剪切变稠流体,黏度和流动速度几乎不受n的影响,在实际应用中可以忽略不计。

气固顺/逆流间歇移动床内颗粒速度分布特性

采用颗粒示踪方法考察了顺流和逆流间歇移动床内颗粒流动状态和速度分布随表观气速和时间的变化规律,进行定量化分析并建立颗粒速度计算式。结果表明,示踪层颗粒始终近似为V形分布,表明颗粒速度呈“慢-快-慢”的形式分布,且变化幅度随时间的推移更加明显。不同于重力条件,顺流和逆流条件下气体和颗粒间相互影响更为复杂。同一时刻下,顺流床内颗粒速度变化幅度随表观气速增加而增大;逆流床与之相反。然而在同一料位高度下,随表观气速增大,顺流床内流动区域宽度增大,时间不均匀指数和流动死区占比减小,表明颗粒速度分布更加均匀;逆流床与之相反。借助料仓中常用的颗粒运动模型(Particle Kinematic Model,PKM),引入雷诺数Re和斯特哈尔数St,建立气固顺流和逆流条件下的颗粒速度计算式,以期为顺/逆流间歇移动床的操作和设计提供参考。