絮凝池相似规律的探讨(二)——相似准数的推求

本文根据流体力学模型实验理论,对影响絮凝过程的主要特征量进行了分析,找出了描述特征量之间相互关系的准数方程的一般表达式以及它在通常条件下的简化形式,R_e,GT)=0模型试验结果证明了,R_e,GT 三个无因次变量均对絮凝过程产生重要影响,且在一定的尺寸条件下,准数方程呈下列具体化形式GTR_e~(-1/2)=B对于具有几何相似关系的絮凝池,在其它条件相同的情况下达到相同处理效果时,GTR_e~(-1/2)值为一常数,因而笔者建议以 GTR_e~(-1/2)作为絮凝池模型试验的相似准数。     

絮凝池能耗分配数学模型的研究

本文以哈利斯(Harris)的絮凝理论为基础,计及絮体的破碎,首先提出了絮凝池的残余浊度变化速度方程。并运用因次分析推导出能耗分配的数学模型。作者用高岭土配制的悬浊液进行了絮凝模型试验,其结果经计算机模拟后表明:数学模型较好地反映了絮凝的耗能过程。     

试论波纹板絮凝池的合理化设计

波纹板絮凝池是水处理中一种高效絮凝新工艺,它与普通隔板絮凝池的水力条件有所不同,因此沿用隔板絮凝池的传统设计法似不合理。本文旨在波纹板絮凝池试验的基础上,运用一些新概念,并借助于絮凝搅拌试验,提出波纹板絮凝池设计的一种新方法。此法不仅考虑到沿程总能量耗散的合理分配,而且计及总能耗的有效利用,因此比较合理。本文首先介绍设计中所用到的几个设计指标的含义与确定方法;接着根据输入能耗合理分配的原则,讨论了絮凝池的设计原理;最后总结了设计步骤并举例以明之。     

折板絮凝池的发展及研究展望

综述了折板絮凝池的发展历程，并探讨了絮凝机理和存在的问题，最后提出了采用PIV技术进行实验研究和CFD软件进行模拟的研究思路。     

往复式隔板絮凝池流场模拟与结构优化

目的为了合理地设计和优化混凝工艺，改善流场结构，提高混凝效果，并验证往复式隔板絮凝池的结构优化参数．方法应用计算流体力学（CFD）技术对往复式隔板絮凝池的流场进行了数值模拟．结果模拟结果表明转弯过水断面面积A1与廊道内的过水断面面积A2比值A为1．3时，絮凝池转弯处流速分布较合理，整个流场过渡较平稳．模拟结果还表明，将絮凝池直角拐角和隔板的矩形端面设计成圆弧形，可以消除拐角处的死水区，为絮凝过程创造良好的水力条件．结论应用CFD技术对絮凝池流场进行数值模拟，获得水流结构，分析研究其流场特性，能够为高效絮凝的理论研究与絮凝池的优化设计提供一定的依据．     

基于CFD流体仿真模拟的絮凝池流态分析及方案设计

采用计算流体动力学仿真分析（COMSOL-CFD），解决Z市给水厂中1个供水系列出水效果不好的问题.通过对絮凝池进行模型构建和分析，指出现运行的絮凝池结构和尺寸设计不合理，导致絮凝池絮凝效果不好，沉淀池末端才见絮体的问题.本文提出了3种改造方案，并进行构筑物建模、流态分析和计算优化，为实际改造工程提供依据，探讨了COMSOL-CFD模型在给水处理方案设计和改造中的应用及效果.     

水上一体化水厂机械网桨絮凝池工艺的改造

在提出目前水上水厂机械网桨反应池存在的各种问题的基础上,结合絮凝理论,进行了工艺上的机理分析,并提出了将新型网格反应池与机械网桨反应池组合的改进方案。     

水上一体化水厂机械网桨絮凝池工艺的改造

在提出目前水厂机械网桨反应池存在的各种问题的基础上，结合絮凝理论，进行了工艺上的机理分析，并提出了将新型网络反应池与机械网桨反应池组合的改进方案。     

液压系统气穴实验的相似设计

本文从控制气穴的运动微分方程及其解出发,导出了扩散型气穴的相似准数,讨论了液压系统中气穴实验的相似设计问题,指出气穴起始与液压油本身的压力关系不大,主要取决于介质中溶解气体含量的状态参数λ_c及等效降压比λ_(pw),从而在满足Euler相似准数Eu,Reynolds相似准数Re及本文导出的气穴相似准数A的条件下,可用低压系统模拟高压系统中的气穴现象。文中还对气穴判据等问题进行了探讨,并给出了一个气穴机理实验系统设计的实例。     

高填土涵洞相似材料模型试验与数值模拟

依据相似理论,采用正交试验和增加局部试验相结合的方法在最少的试验次数下确定相似材料的配比,得出材料配比用量与力学指标的关系。根据现场资料,满足几何相似条件,制作相似材料涵洞模型。在模型上逐层填土、分级加载来模拟实际施工过程。以盖板涵为例,测出模型关键部位的应变、应力结果。把模型试验的结果按照相似指标推算出原型结构的应力分布。用有限元软件ANSYS进行涵洞受力全过程的数值模拟,并将数值模拟结果与模型试验、模型试验推算出的原型结构应力数据加以对比。结果表明,模型试验和有限元数值模拟二者可以互相印证,对实际工程设计具有参考意义。     

高填土涵洞相似材料模型试验与数值模拟

依据相似理论,采用正交试验和增加局部试验相结合的方法在最少的试验次数下确定相似材料的配比,得出材料配比用量与力学指标的关系。根据现场资料,满足几何相似条件,制作相似材料涵洞模型。在模型上逐层填土、分级加载来模拟实际施工过程。以盖板涵为例,测出模型关键部位的应变、应力结果。把模型试验的结果按照相似指标推算出原型结构的应力分布。用有限元软件ANSYS进行涵洞受力全过程的数值模拟,并将数值模拟结果与模型试验、模型试验推算出的原型结构应力数据加以对比。结果表明,模型试验和有限元数值模拟二者可以互相印证,对实际工程设计具有参考意义。     

基于断裂力学理论的诱导缝开裂相似试验模拟

为了研究诱导缝在结构模型破坏试验中的开裂相似条件和试验模拟方法,进行了材料的断裂特性实验和力学理论推导。根据结构模型试验的相似性要求和诱导缝的工作原理,原型、模型材料须满足开裂特性和抗剪断强度相似的要求。通过材料的断裂特性试验,获得了考虑尺寸效应的碾压混凝土的断裂韧度值和石膏的断裂韧度与水膏比的关系曲线。在此基础上运用断裂力学理论,分析应力强度因子与断裂韧度之间的关系,推导出诱导缝的开裂特性相似条件和满足开裂条件的诱导缝模型尺寸。试验中选用包裹聚脂薄膜的铜片来模拟诱导缝,按f、c综合效应满足了抗剪断强度相似条件。从而在结构模型试验中实现了诱导缝的开裂相似模拟,并为研究含诱导缝拱坝的开裂和破坏机理提供了依据。     

弹簧的相似系列设计

采用相似设计理论探讨了圆柱拉伸螺旋弹簧的相似系列设计,从而获得了拉伸弹簧的几何尺寸和 受力、变形相似的系列产品参数。     

圆柱螺旋压缩弹簧相似系列设计的研究

系列产品设计是工程实际中经常会遇到的问题。若系列产品的尺寸、性能等参数皆成一定的比例关系,则可用相似理论来完成设计。通过研究相似设计理论及方法,并将其应用于圆柱螺旋压缩弹簧系列设计中,得出了圆柱螺旋压缩弹簧系列产品的几何尺寸、受力和变形性能参数。     

弹簧的相似系列设计

采用相似设计理论探讨了圆柱拉伸螺旋弹簧的相似系列设计 ,从而获得了拉伸弹簧的几何尺寸和受力、变形相似的系列产品参数     

底格栅模型相似问题及优化体型水力特性研究

针对山区多沙河流引水防沙问题，进行了底格栅取水的研究，得出了水力特性的试验成果?为解决因格栅尺寸较小，模型难以加工且可能因模型的缝隙过小使水流达不到阻力平方区而使模型相似率得不到保证的问题，通过系列模型试验方法对模型相似率进行了研究，表明栏栅的过流能力不受栅条和缝隙的具体尺寸的影响，而只与栅条形状有关。试验观察发现，格栅廊道水流前缘的边墙是阻水的关键部位，提出了栅条长度可缩短1／4的优化体型，仅减小1％～10％的取水流量。     

论微气泡参与絮凝的机理及其数学模式

本文论述了微气泡向固体颗粒粘附的热力学原理,并根据Levich紊流絮凝理论,考虑絮体在水流剪切作用下的破碎,提出了一种适用于气浮系统的有微气泡参与的絮凝动力学数学模式。试验证明这个模式与实测值有较好的吻合性。试验结果证明,在絮凝过程的一开始就加入微气泡可大大缩短反应时间,并省去气浮池中所设置的气泡捕捉区,同时取得良好的处理效果。本文提出了加气絮凝池的设计控制指标。     

相似理论第二定理的数学证明

相似理论是关于相似现象的学说。主要由于获得相似准数方法的不同,相似第二定理区分为方程分析π定理和因次分析π定理。方程分析π定理可表述为:描写一族相似现象的方程组,其解可表示为得自该方程组的相似准数,以及相似单纯量的任意函数。因次分析π定理可表述为:如有一族相似现象遵从于同一方程,方程中有n个物理量,     

有风情况下池火灾视角因子的计算

以视角因子的基本计算理论为基础对有风情况下池火灾视角因子的计算问题进行研究。根据几何关系,推导了有风情况下池火灾辐射面对周围任意位置接受点视角因子计算关键参量的相关公式。进一步对池火灾辐射表面进行了合理的离散化,推导出视角因子的数值计算公式,并用VB6．0编制了任意风速下池火灾周围任意点视角因子的计算公式。通过实例计算发现,在计算无风情况下池火灾视角因子时的计算结果与理论模型相差不大,计算结果可信,同时解决了目前经验模型无法解决的有风情况下池火灾视角因子的计算问题。     

成型压力对铁-晶-砂混合相似材料性质的影响

地质力学模型试验中常用的相似材料多以散粒体为主,相似材料的成型压力对其性质会有显著的影响,而目前的研究中均忽略了这一重要影响因素,基于此对成型压力对铁-晶-砂混合相似材料性质的影响进行了研究。在严格控制试件成型压力的条件下,定量测试了材料的物理力学参数。结果表明:成型压力对相似材料的性质有非常明显的影响,随着成型压力的增大,相似材料的密度、抗压强度、弹性模量、抗拉强度和粘聚力提高明显,而内摩擦角变化不大。相似材料能否满足相似比是地质力学模型试验的前提和关键,开展高地应力条件下的地质力学模型试验时,相似材料在试制阶段试件的成型压力应与模型试验阶段的试验压力保持一致,否则会导致模型试验失真甚至失败。利用铁-晶-砂混合相似材料,在严格控制压力的基础上取得了良好的试验效果,已多次模拟出深部巷道的分区破裂现象。