基于两相流动的铝电解槽磁流体流场数值仿真

为了对铝电解槽内磁流体的两相流动和界面波动进行深入了解,通过ANSYS和CFX相结合的方法,把洛伦兹力作为动量源相,对160kA铝电解槽内的磁流体流动进行了两相流数值仿真.仿真结果表明：铝液和电解质的流动均呈两个漩涡;铝液的平均流速为0.1476m/s,最大流速为0.2879m/s;电解质的流速偏小,平均流速为0.1165m/s,最大流速为0.286.6m/s;电解质和铝液的界面变形范围为-0.029~0.035m.将流速计算结果与实测值进行了对比,表明对基于两相流动的铝电解槽内磁流体进行数值仿真可以帮助了解铝电解槽内的流场,为进一步优化研究提供了依据.     

流速变化对于三峡库区次级支流富营养状况的影响

为了探究流速对三峡库区水体富营养化的影响程度,研究了库区次级支流回水区范围内不同流速对藻类的影响。针对库区气候及水文条件,设计了双环形水动力实验装置,在20℃与2 000 Lux下研究Chla与TN、TP、DO、pH在流速分别为v=0、1.0、2.0 m/s时的变化趋势以及相互关系,并得出以下结论:流速在0到2.0 m/s范围内,Chla随时间呈先增后减的趋势,在实验进行8～10 d均出现峰值,v=1.0 m/s的峰值最大为0.938 mg/L。由此证明在水温为20℃与光照为2000Lux,TN、TP初始浓度分别为4.56、0.14 mg/L条件下,流速v=1.0 m/s对藻类生长的促进作用最大;不同流速下藻类达到峰值的时间并不相同,先后依次为v=0、2.0、1.0 m/s。不同流速下,Chla与TN、TP显著负相关,且TP与Chla浓度相关性最大,因此在所研究的三峡库区回水区水域范围内,营养物质中磷为主要藻类生长限值因素;当v=0 m/s时,Chla与DO、pH有一定的相关性,三峡库区次级支流回水区TN、TP、DO、pH对藻类生长的影响大小为:TP>TN>DO>pH。     

颗粒属性对输气管道渐缩管冲蚀磨损的仿真预测

在输气管道中，气固两相流对管道内壁造成冲蚀磨损，渐缩管中冲蚀磨损情况尤为严重。利用计算流体动力学相关知识，通过CFD仿真软件建立模型，运用流固双向耦合方程，采用标准k⁃ε模型和DPM模型进行分析。探究入口流速、固体颗粒粒径以及颗粒质量流率对渐缩管冲蚀磨损现象的影响，预测渐缩管中易发生冲蚀磨损的位置以及天然气的最佳流速。结果表明，当入口流速从5 m/s增大到25 m/s时，渐缩管最大冲蚀速率先增加后减小再增加；当入口流速为15 m/s时，冲蚀速率降至最小，为1.76×10－6 kg/（m2•s）；当颗粒粒径从0.5 mm增大到4.5 mm时，最大冲蚀速率先由4.23×10－6 kg/（m2•s）增加至7.56×10－6 kg/（m2•s），而后又逐渐减小至2.68×10－6 kg/（m2•s）；在入口流速为15 m/s的情况下，当颗粒质量流率从0.1 kg/s增大到0.6 kg/s时，最大冲蚀速率从1.76×10－6 kg/（m2•s）增加至1.00×10－5 kg/（m2•s）。渐缩管冲蚀磨损区域主要位于渐缩管喉部下壁面、距离喉部2D区域的收缩管段下壁面及2D区域以外的收缩管段上壁面，并且上壁面冲蚀磨损区域近似呈“U”型对称分布。在输气过程中，气体流经渐缩管的最佳入口流速应为15 m/s。为预防冲蚀磨损，颗粒粒径不宜过小，质量流率需控制在合理范围内。     

流速对水库水华优势种铜绿微囊藻生长的影响研究（研究生论坛）

为了探究流速对于水库水华优势藻生长的影响规律与作用机理,以铜绿微囊藻为例,通过室内试验开展了静水和0.05~0.3m/s流速下的藻类生长状况、水质状况及藻类脂质氧化及抗氧化体系响应的同步检测分析,发现不同流速水平下藻的生长存在显著差异,并呈现低促高抑现象,其中0.1m/s组藻密度比增长率最大、营养盐消耗率最大、长势最优,而0.3m/s组长势显著差于静水组;各组水体酸碱度均随时间趋弱碱性,溶解氧缓升,浊度则与藻密度水平保持高相关性;0.3m/s组的藻体丙二醛含量及超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性均显著高于其余各组。结果表明,在一定流速范围内,动水环境更利于藻类改善其漂浮聚集状态、促进光能吸收、加强对营养物质的吸收、降低氧化损伤。试验周期内确定了铜绿微囊藻在动水环境下的生长预测经验公式以及优势流速0.15m/s,为水库富营养化趋势预测以及铜绿微囊藻水华防控奠定基础。     

大型感潮河段流量实时估计方法

针对基于单个声学多普勒流速剖面仪(ADCP)垂线数据的指标流速法不适用于断面宽度大、横向流速差异大且径流季节性变化强的大型感潮河段,提出了基于双垂线组合的流量实时估计方法。在长江口徐六泾断面开展的实验结果表明:传统的单垂线法在该断面的流速估计精度较差,其均方根误差RMSE最大值大于0.1 m/s,流量估计相对标准偏差RSD约为11.3%;双垂线法的流速均方根误差RMSE均小于0.07 m/s,流量估计相对标准偏差RSD值为7.3%,但断面总流量的估计精度提高了近2 300 m3/s。因此,对于年均流量为2.8×104m3/s的长江口这种大型感潮河段来说,双垂线法4%的相对估计精度的提高显得必要且有意义。     

流速对水库水华优势种铜绿微囊藻生长的影响研究

为了探究流速对于水库水华优势藻生长的影响规律与作用机理,以铜绿微囊藻为例,通过室内实验开展静水和0.05~0.30 m/s流速下的藻类生长状况、水质状况及藻类脂质氧化及抗氧化体系响应的同步检测分析,发现不同流速水平下藻的生长存在显著差异,并呈现低促高抑现象,其中0.1 m/s组藻密度比增长率最大、营养盐消耗率最大、长势最优,而0.3 m/s组长势显著差于静水组;各组水体酸碱度均随时间趋弱碱性,溶解氧缓升,浊度则与藻密度水平保持高相关性;0.3 m/s组的藻体丙二醛含量及超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性均显著高于其余各组。结果表明,在一定流速范围内,动水环境更利于藻类改善其漂浮聚集状态,促进光能吸收,加强对营养物质的吸收,降低氧化损伤。实验周期内确定了铜绿微囊藻在动水环境下的生长预测经验公式以及优势流速0.15 m/s,为水库富营养化趋势预测以及铜绿微囊藻水华防控奠定基础。     

鱼道进口布置方式对集诱鱼水流水力学特性的影响研究（注：研究生论坛）

鱼道进口的布置方式直接影响着集诱鱼水流的水力学特性,而集诱鱼水流能否被鱼类识别和适宜鱼类洄游,决定着诱鱼效果,是整个鱼道工程成败的关键。本文提出了两种鱼道进口布置方式,分别布置于闸墩旁和集诱鱼通道旁。为了说明不同的鱼道进口布置方式对集诱鱼水流水力学特性的影响,采用标准k-ε三维紊流模型和VOF模型,对两种布置方式进行了三维数值模拟,并用物理模型试验结果验证了数值模拟的合理性。通过对比分析两种布置方式集诱鱼水流的流态、流速、流速适宜区宽度和紊动能,表明：在集诱鱼通道布置方式下,集诱鱼水流流速更小,下游靠边最大流速减小了1.0 m/s;流速适宜区（0.70 m/s~1.41 m/s）横向宽度更大,最大横向宽度增大了3.0 m;水流紊动能更小,鱼道进口处最大紊动能减小了0.60 m2/s2。集诱鱼通道布置方式下的水流具有更适宜鱼类洄游的水力学特性,能更有效地吸引并引导鱼类洄游上溯,找到鱼道进口,可为鱼道进口布置设计和研究提供参考。     

瓜渚湖直江引水对通航影响的数值计算和分析

利用二维河流数学模型对管墅直江引水进行了通航的影响计算,分析表明,工程按照设计取水流量运营时,原航道的最大横向水流流速、纵向影响流速、纵向回流流速均满足规范要求,当取水口突然停止运营,取水口所在河汉内回流的最大流速为0．06m／s,对运河航段水流影响不明显;取水口运行时计算航段内水位最大差值约0．03m,对附近运河水域水位影响很小,对航道水深及往来行船安全无影响．     

靶式光纤光栅流速传感器在裂隙水模型试验中的应用

结合等强度悬臂梁和光纤Bragg光栅(FBG)设计了靶式FBG流速传感器,用于在线测量管道及裂隙的流场流速。传感器将流体中靶片的受力转化为该流速下对应FBG中心波长的漂移,并自动实现温度补偿。采用FLUENT6.3对被测裂隙及管道流场进行有限元仿真,确定裂隙中靶片受力特性及相同受力条件下的等效管道内径,并求得过流断面5mm×2000mm的裂隙中传感器的灵敏系数为8.71×10-4 s2/m2。在管道系统中进行传感器标定实验,传感器在0～1.20m/s范围内,最大误差为0.02m/s。将该传感器应用于裂隙水模型引流试验,实验结果表明,关键点流速随着进水阀门开度逐渐增大而提高。打开引流管道阀门,引流管道布设处后方各点流速降低,且同一断面流速变化趋势保持一致。     

倒U型泄洪洞水力特性试验研究

雷公洞枢纽是岩溶地区堵塞溶洞形成的水利水电工程,受其特殊的地形地质条件限制,泄洪洞采用了较为罕见的倒U型布置,洞内最大水头140m,下游陡坡泄槽段最大流速高达50m/s左右,各种因素使得本工程泄洪洞水力特性变得十分复杂.通过模型试验研究这种高水头、高流速且布置形式特殊的泄洪洞水力特性:水流流态、压力、流速以及空化情况等,并比选了不同的闸门方案及闸门槽与下游泄槽之间的衔接段体型,给出了泄洪洞体型的优化修改意见,研究成果可为类似工程设计提供参考.     

Features of pipe transportation of paste-like backfilling in deep mine

Based on the pipe transportation of paste-like backfilling system of a certain deep coal mine, its dynamics process was simulated and analyzed. A two-dimensional dynamic model of extraordinary deep and lone pipe was built by GAMBIT, on the basis of which the simulation was done by implicit solver of FLUENT 2ddp. The results show that hydraulic loss of pipe transportation is less than the pressure produced by gravity, which means the backfilling material can flow by itself. When the inlet velocity is 3.2 m/s, the maximum velocity of 4.10 m/s is at the elbow and the maximum velocity in the horizontal pipe is 3.91 m/s, which can both meet the stability requirement. The results of the simulation are proved to be reliable by the residual monitor plotting of related parameter, so it can be concluded that the system of pipe transportation is safe.     

浓相气力输送中变径管道优化设计方法的研究

针对浓相气力输送中由于气流速度过高所引起的管道磨损和物料品质降级等问题，提出了一种变径管道系统设计方法。基于变径管道与同径管道压力损失相同的变径原理，推导了变径管道设计参数的计算公式，给出了变径管道的弗劳德数法和临界速度法两种变径定位方法及管段结构参数的选择依据，并讨论了变径弯管渐扩渐缩和垂直下流管渐缩的特殊变径原理。实例计算结果表明，采用变径管道设计方法可以将管道终端的气流速度由26.40 m/s降低到7.28 m/s，系统的输送压力由0.65 MPa降低到0.36 MPa，系统的输送性能提高，能耗降低。     

Dynamics of vertical pipe in deep-ocean mining system

A 3-D geometrical nonlinear model for the entire lift system of 1000-m sea trial system of China Ocean Mineral Resources R＆D Association was established with finite element method. The model was utilized to analyze the dynamic characteristics of the vertical pipe under the influence of moving velocity, current direction and wave. The simulation results show that the axial stress is dominant on the vertical pipe, its maximum is located at the pipe top, all stresses are much less than the allowable value of the vertical pipe and joint; the heave motion leads to violent fluctuation of the force and stress, but a period of 8 s is not likely to resonate the present pipe; against the current, 0.50 m/s is the suggested moving velocity of the ship and miner, while along the current, the moving velocity can be slightly higher than 0.75 m/s.     

保温层偏心沉降对架空注汽管线传热影响研究

架空注汽管线保温材料沉降对评估管线散热损失、计算经济效益会产生显著影响。建立了保温材料沉降注汽管线周向传热模型，分析了环境风速、管线管径以及土壤辐射对管线热损失的影响。结果表明，增加风速导致偏心保温管线热损失增加，环境风速增加120%时，管线外保温热损失增加5.9%；在偏心率相同的情况下，管径越大，其空气夹层热损失越小；与不考虑土壤辐射相比，考虑土壤辐射时管线外壁面平均热流密度降低1 036 W/m2。     

危险传染病应急诊疗病房通风管道的优化设计

针对危险传染病的应急诊疗,研制出移动式危险传染病应急诊疗病房,为降低危险传染病应急诊疗病房的整体质量及棚顶的压力,以通风口的质量最轻为目标函数,以各个进气支路的进气量相等为约束条件,结合沿程阻力损失系数与管路横截面边长的关系式推导出通风管道约束函数关系式,利用MATLAB优化工具箱对模型求解,优化得到通风管道的最佳尺寸.根据优化设计结果设计了通风管道,满足实际使用要求.     

住宅给水管道工程中PP-R塑料管的设计与施工

无规共聚聚丙烯管(PP—R塑料管)是一种无毒无害的新型管材，在住宅给水工程中的应用是传统管道的一次革命。本文简单介绍了PP—R塑料管的特点及使用范围，并论述了PP—R塑料管的设计与施工，包括水力计算、施工安装、管道敷设与水压试验等，最后简单探讨了PP—R塑料管的事故处理与维护。     

垦利县污水管网设计研究

垦利县城区目前的排水体制是合流制排水体制,污水就近排入河道。城区排水系统不完善,并且缺乏排水系统基础资料。在设计中遇到了很多难题,如:污水设计流量参数难确定,水文地质条件对管网埋深的影响以及地下水水质对管材的影响等问题。通过解决这些问题,对管网定线、比流量确定、降低管道埋深等问题提出了解决措施,并就污水管网设计谈及了设计经验,并提出了建议。     

Thermal stress in SiC element used in heat exchanger

1INTRODUCTION Thick walledpipesexperiencinginternalheat flowhavefoundwideapplicationsinindustry,in cludingheatexchanger,furnace,heatpipes,etc.Thethermalstressesinthepipewallareveryim portanttoassessthesizeandmaterialpropertyof thepipe.Somemetallurgicalfurnacesneedalayer offreezingbathforprotectinginnerliningagainst erosionofmeltingbath[1,2].BecauseSiChashigh thermalconductivity,itisusedasinnerliningofmetallurgicalfurnaces,butalotofenergylossisa wasteofresources.Therearethelargethermal gr…     

内燃机换气系统弯曲管道稳态、瞬态流动的研究

为了提高换气系统流动性能，采用数值计算方法，对内燃机换气系统弯曲管道稳态、瞬态流场进行了研究，模拟计算采用三维、可压、粘性、湍流模型，通过研究发现，弯曲管道曲的流动是典型的三维流动，在管道中出现明显的二次流，使流体显螺旋式前进；管道不稳定流动经一很短时间，便可达到稳定；管道速度发生变化瞬间，入口处产生－高压波，该波沿管道长度方向传播，本文计算结果可作为换气系统管道简化计算和接口边界简化处理的理论依据。     

携砂管流临界输运特性研究进展

在含砂油气集输管道中,如果流速控制得过小,砂粒则会在管道底部发生沉积,导致管道流通面积减小甚至完全堵塞、砂层下腐蚀穿孔、清管频繁或"卡球"等诸多问题;而流速太大,则可能造成管道弯头等管件的冲刷破坏,因此研究携砂管流的临界输运特性至关重要。分析了携砂管流面临的沉积、冲刷等流动安全问题,较为详细地阐述了固体颗粒在液体管道与在多相流管道中输运的实验和理论研究进展。指出了悬浮液中颗粒浓度远高于油气集输管道通常遇到的浓度,其关联式不适用于油气集输管道,不同流型下砂粒的沉积-冲蚀一体化模型将是油气集输管道下一步急待研究的课题。