弯道近岸流速沿程分布规律与计算方法

确定弯道近岸流速对于预测弯道凹岸侵蚀速率与横向迁移速率具有重要意义,但野外测量与理论计算近岸流速困难较多。为研究近岸流速的沿程分布规律,以及近岸流速与断面平均流速值之间的定量关系,采用MIKE 3建立水流数学模型,分析各种工况下连续弯道的中间河段内18个断面的断面平均流速与近岸流速的关系并建立计算方法。结果表明,弯道入口段,近岸流速沿程略减小,之后沿程近似呈线性增加。近岸流速随断面平均流速的增加而增加,二者之间高度正相关,可采用ub=a珔u+b表示,a和b随弯道中心角和来流量变化而变化。研究成果有助于了解河道演化规律。     

大流速、高弗劳德数弯道水流流态控制研究

为研究大流速、高弗劳德数条件下弯道水流的水力特性,以某水利工程为例,提出采用"前置掺气坎+渠底局部超高+阶梯"相结合的弯道水流控制新技术。试验结果表明,采用该技术后弯道段水流流态良好、横向水深和流速分布较均匀、弯道段沿程流速增加较小、弯道后水流衔接平顺,各项水力指标均满足工程应用要求。研究成果对类似工程提供参考和指导。     

弯道干流与支流交汇口垂线流速分布的试验研究

为了深入了解干支流汇合口水流的运动特性,通过概化模型试验,利用ADV流速仪对顺直型支流与弯曲型干流60°交汇角的汇合口区域进行了垂线流速测量,验证了试验数据的可靠性,分析了弯道干支流汇合口区域垂线流速分布特性。结果表明,随汇流比增大,交汇断面上游纵向流速减小,交汇口各断面径向流速绝对值增大,断面环流方向发生改变;汇流比较大时,交汇断面最大纵向、径向流速点出现于凹岸侧;交汇断面下游附近最大纵向、径向流速偏向弯道中心线;在交汇断面下游附近的凹岸出现水流分离区。     

苦草对明渠水流运动特征影响的试验

为了解含植被水流运动规律,以柔性植物苦草为对象,在室内水槽中开展了苦草斑块对水流时均运动特征影响的试验,观测分析了不同水流(断面平均流速分别为3、5、10cm/s)和不同植株密度(172、86、43、0株/m2)条件下含苦草水流的流速分布结构。结果表明,植被斑块对水平流速分布有影响,在斑块尾部边缘有涡的产生;由于植被的阻流作用,使得植被斑块内部流速沿程减小,斑块外围流速沿程增大;垂线流速呈S型,可划分为底边界层区、冠层次级最大流速区、冠顶过渡区及冠层上部对数流速分布区。植株密度对冠层次级最大流速区影响最为显著,密度越大,流速削减越迅速,逆转梯度越大;断面平均流速越大,植被对水流的影响越显著。     

管道车平稳运移时的环隙流速分布特性

管道车平稳运移时环隙内水流流速分布特性关系着管道车与水流相互作用,从而也会影响管道车的运动特性与管道内的水力特性。通过物理试验与理论分析的方法研究了管道车平稳运移时环隙内水流流速整体与局部分布特性,对比了不同直径的管道车环隙内水流流速分布特性与输送效率之间的关系。结果表明,管道车平稳运移时,环隙进口断面处的流速最大,其次为车中断面,车后断面处的流速最小;靠近管道车壁面处的流速沿程变化较大,且流速大小与管道车速度有关,靠近管壁处的流速沿程变化较小;不同直径的管道车环隙水流流速分布情况影响着管道车的输送效率,当环隙水流流速与管道内水流流速之比接近于1时,管道车的输送效率最大。     

斜槛法在山区弯道河流消能设计中的应用

山区弯道水流多为急流,不仅在弯道内形成横向环流,而且在水面上形成菱形交叉的冲击波,断面水深和动量分布极不均匀,流态趋于恶化,给下游的消能防冲工作带来很大困难。根据斜槛法原理推算出斜槛高度的计算公式,并以某核电站厂区山洪消能工程为例,探讨了斜槛的间距、角度等影响斜槛设计的因素,提出了合理的斜槛设计方法。结果表明,在弯道中合理地设置斜槛,可达到改变水流结构、消散下泄水流能量的目的,可为消能设施的初步设计提供参考。     

凤凰水库溢洪道泄槽弯道水流试验研究

受地形条件限制,凤凰水库溢洪道泄水陡槽中设置了弯道段,由于冲击波的影响,弯道内水流横断面水深分布极不均匀,水流紊乱.为改善水流条件,提出了在陡槽弯道段底板布置斜底槛以消减冲击波的方案,通过水工模型试验表明,设计斜底槛能有效改善弯遣水流流态.     

掺气坎后水流掺气浓度分布及掺气保护长度试验研究

在掺气减蚀研究中,掺气设施的掺气保护长度是检验掺气减蚀效果的重要指标,而水流掺气浓度及其分布将决定掺气保护长度。通过反弧段泄槽模型试验,研究了不同流量、不同挑坎高度时掺气浓度与掺气保护长度的变化规律。结果表明,掺气坎后水流掺气浓度沿程分布规律为先增大后减小,而在断面上的分布规律为由水流表面到水流底部逐渐减小;泄槽反弧段与泄槽直段及不同水深处掺气浓度的沿程衰减率不同;在其他条件不变时,掺气浓度与流量大小成反比,与挑坎高度成正比;掺气有效保护长度随流量增大而减小,随掺气坎高的增大而增大。     

不同环状缝隙宽度下管道车车后断面轴向流速特性研究

管道车车后流场作为柱系绕流流场的一部分,尾迹绕流可能会对管道车柱系结构产生影响,进而影响管道车柱系结构稳定性。为此分析了4个不同缝隙宽度下管道车车后断面的轴向流速特性。结果表明,车后断面轴向流速受管道车结构影响呈区域性分布;距离管道车一定时,环状缝隙越小,相同断面轴向速度变化幅度越剧烈;管道车车后轴向流速变化幅度沿程减小,管道车对水流的影响沿程衰减,速度大小沿程向断面平均流速靠拢。     

滨岸带植物对水流结构影响的试验研究

以滨岸带植物为例,针对河道断面形式与植被分布影响河道水流结构、进而影响河流生态功能和河岸稳定等问题,通过种植3种高度模拟植物的梯形断面渠道的12组次水槽试验,分析了梯形生态渠道的沿程水面线、沿程流速及植物带中断面横向与中垂线流速分布、等效糙率.结果表明,植物带前壅水水位随植物高度增加而增大、植物带末端出现水位降低和流速升高区域、植物带断面中垂线流速分布呈大“S”型分布,流速梯度反转值位置随植物高度的增加而升高;断面横向流速对称分布,主槽流速大于边坡区流速,最大流速发生于主槽与边坡交界区.     

粉煤流化床燃烧_PC_FBC_炉膛烟温试验研究

针对新型高效、清洁煤燃烧方式,即粉煤流化床（ＰＣ－ＦＢ）,在一座０．３ＭＷ的试验台上,系统而详细地研究了ＰＣ－ＦＢ炉膛空间烟气温度的分布特性。主要研究内容包括：ＰＣ－ＦＢ炉膛空间内烟流的稳定性与均匀性;床层温度、流化速度、床料的平均粒径、二次风率、二次风的投入位置对炉膛内烟温分布的影响,并总结出合理的炉膛烟温分布。     

循环流化床中心二次风的设计及实验研究

介绍了在炉膛中央设置水平布置杆式二次风和竖直布置柱式二次风两种结构。在冷态循环流化床上,研究了中心二次风的布置形式和布置高度,以及二次风率对床内沿高度方向的颗粒浓度分布的影响,并与同样高度的常规壁面二次风进行了对比。实验发现,空气分级后二次风下方的颗粒浓度随二次风率的提高而增大。二次风高度的增加伴随着底部密相区向上延伸。几种二次风布置形式中,水平杆式二次风结构布置时底部浓度最大。通过对射流的示踪发现,在高二次风速时中心二次风扩散到壁面区域,而在中心区域则缺少二次风气体,这不利于对中心区域的氧气补充。而水平杆式中心二次风射流在横向动量的作用下,射流进入床内时发生偏转,能够在床内形成较大的扩散面。另外,还讨论了中心二次风进一步在实际循环流化床锅炉中的应用所需要注意和解决的问题。     

三维激光雷达扫描技术在河流模拟中的应用

三维激光雷达扫描技术以精度高、测量速度快的特点被应用于多个行业。为快速获取河道流场结构,开展60°弯道动床模型试验,探索采用激光雷达扫描技术获得河床数字地形,以激光扫描数字地形和水准测量地形为边界开展水流数值模拟,并将模拟值与试验测量值进行对比分析。结果表明,流场数值模拟结果与试验值吻合较好。沙波地形的精度对纵向时均流速、水深平均流速影响有限,但对河床切应力及断面流场结构影响明显。将激光雷达扫描技术和数值模拟技术相结合,既能获得高精度的河床数字高程和精细水流流动结构,又可大大缩短试验流场测量周期。     

Numerical study of heat transfer characteristics of semi-coke and steam in waste heat recovery steam generator for hydrogen production

With the steam obtained from the waste heat of high temperature semi-coke, the hydrogen production through gasification method is considered more commercially. The heat transfer of semi-coke bed and steam was investigated using an unsteady convection heat transfer three-dimensional model of semi-coke. The effects of particle size, steam flow and particle bed thickness on heat transfer characteristics were considered. The particle temperature calculated by three-dimensional model was in good agreement with the corresponding particle temperature of experiment. The heat transfer characteristics of single particle, the particle temperature, the amount of heat recovery and the heat flux were investigated. The results show that, in the first 10 min of the heat transfer of semi-coke bed and steam, the bottom particle temperature decreases rapidly, but the top particle temperature is almost unchanged. The heat transfer rate evolution of the single particle in different positions is revealed. The heat transfer rate evolution of the bottom particle is different from that of the middle particle and top particle, and the heat transfer rate evolution of middle particle is similar to that of the top particle. The particle size, the steam flow and the particle bed thickness have great influence on the heat transfer mechanism of semi-coke and steam, and the 7.5 kg/h is considered to be the best steam flow for heat recovery. The intrinsic heat transfer mechanism between semi-coke bed and steam was revealed.     

大型循环流化床锅炉NO_x排放的研究

近年来循环流化床锅炉技术得到了迅速发展.基于由国内某锅炉厂生产并投运的大型循环流化床锅炉的实际运行及试验数据,对锅炉的NOx排放特性进行了分析和研究.分析了锅炉的NOx排放量与锅炉负荷,空预器进口氧量,上、下二次风配风量及配风方式,燃料特性及脱硫剂之间的关系.研究表明:锅炉运行过程中应合理调整燃烧工况,以优化运行,减少污染物排放.研究为电厂循环流化床锅炉的优化和调整运行参数提供借鉴和参考,从而实现锅炉NOx排放的环保达标.     

二维喷动流化床内气体混合的实验研究

在300 mm×30 mm×2 000 mm的喷动流化床冷态试验台上,在喷动区和环形区分别采用CO和SO2作为示踪气体的方法,获得了不同喷动气流速和流化气流率这两个重要的操作参数下,不同床层高度上示踪气体的径向分布,考察了床内喷动区与环形区之间气体的混合特性。结果表明,示踪气体在不同床层高度的径向分布呈现较大的差异,并沿床层高度依次降低。在稳定的流动状态下,喷动气速度的增大,使喷动气向环形区的传质加强,也促进了流化气在环形区的混合;流化气流率的增大,气体由环形区向喷动区的传质大于由喷动区向环形区的传质,且流化气在环形区混合加强。在不稳定的流动状态下,气体的径向浓度分布曲线两边出现不对称。     

循环流化床锅炉排渣分选装置的冷态试验研究

在一个可视化冷态试验台上对新型排渣分选装置的气固流动特性进行了试验研究,试验结果表明：分选室和主床同时运行时,主床和分选室之间存在合理的压力分布以形成“主床-分选室-主床”的颗粒循环运动;初始床料特性对分选室分选效果有一定的影响;分选室分选效果随着流化风速比ξ的增大而变好。     

压力分布对选择性流化床冷渣器物料流动及物料量的影响

以410 t/hCFB锅炉为研究对象,在分析"选择性流化床冷渣器-炉膛"系统压力分布特性的基础上,研究了压力分布特性对该种冷渣器物料流动及物料量的影响规律.结果发现:"冷渣器-炉膛"系统的压力分布特性对冷渣器物料平衡有重要影响.在稳定运行时,选择室的床层压降都小于另外3室,即选择室的床料量(或炉渣量)会小于其它3室;由于排渣的作用,冷渣器排渣室的床料量略少于中间2个冷却室;随着炉膛或冷渣器流化风速的增大,冷渣器内的床料量都将降低;炉膛和选择性流化床冷渣器之间是一种复杂的串并联关系,这使炉膛与冷渣器各室之间的气固流动参数相互制约,底渣流动的可控性较差.     

循环流化床多联供试验台的冷态试验研究

建立了一个循环流化床与移动床结合的多联供冷态试验台,提升管直径为400mm、高度为6 m,移动床直径为476 mm、高度为2 m,在循环床与移动床之间用气动分配循环物料的流率;进行了物料分配试验和大颗粒移动试验,根据试验结果完善了这个循环流化床多联供冷态试验台,试验为热态试验台的设计提供了一些经验.     

Heat transfer in pulse-stabilized fluidization - Part 2: local, instantaneous analysis

Enhancements in overall heat transfer from a heated, submerged horizontal cylinder in a pulse-stabilized fluidized bed were observed in Part 1 for operating conditions with low primary and secondary flow rates and low pulse frequencies. These increases in overall heat transfer were found to be a consequence of significant localized enhancements. In the present paper, through spectral and contact time analyses of local, instantaneous heat transfer, increases in both bubble phase and emulsion phase heat transfer coefficients were observed. Instantaneous measurements in a monodisperse distribution of 345 μm particles, fluidized to rates from 1.1 to 1.5 times greater than that required for minimum fluidization, are investigated. Waveforms of these time traces are characterized as exhibiting either locally or globally dominated hydrodynamic phenomena. Heat transfer with an opposing oscillatory flow exhibits characteristics of globally dominated hydrodynamics, whereas heat transfer traces acquired near minimum fluidization with no secondary flow are dominated by hydrodynamics localized at the surface of the cylinder.