实现虹吸过程的条件

虹吸是常见的一种流体力学现象,即液体在液面压力(通常就是大气压力)的作用下升高到曲管的最高点,而后在重力的作用下流到比原来液面更低的地方.尽管液面压力与虹吸流量无关,但却是虹吸作用发生的必要条件.<辞海>的释文"即使两贮水器液面为真空,虹吸现象也能实现"是错误的.讨论了曲管两侧的长度对虹吸的发生以及流量大小的影响,并介绍了利用虹吸制作的"戒贪杯".     

幸福河倒虹吸基坑降水方法

根据倒虹吸基坑降水实际效果,总结了不同地质情况下的基坑降水方法.比较了截渗墙与管井降水方案,考虑施工要求及降水方案造价,选择管井降水方案.降压采用压力平衡法计算,抽水量采用流量法计算.     

典型屋面雨水排水系统的排水效能分析

为了进一步给屋面排水系统选型提供依据,选取重力型、虹吸型和雨控型屋面排水系统为研究对象,采用FLUENT软件进行排水过程的模拟,研究3种系统的排水流量、管道压力和最大排水面积.结果表明:雨控型屋面排水系统虽然排水流量小,但是可承担较大的排水面积,节能减耗潜力较大;虹吸雨水系统在立管管段产生的负压范围大,并且最大负压值也最大,可在减小管径的条件下在很短时间内将雨水排走,适合大型建筑和高层建筑使用.     

半淹没式旋转孔板污水取水机水力特性数学模型及运行分析

针对污水源热泵系统中过滤除污装置流量稳定性差、不易调节并影响换热器效率的问题,介绍了新型半淹没式旋转孔板污水取水机,研究了其工作原理,通过建立数学模型分析了污水中污杂物浓度、污水的液面高度、孔板的旋转周期对其过流量、过滤负荷、滤面堵塞系数的影响.结果表明：污水液面高度、孔板旋转周期一定的条件下,污水浓度增加将导致孔板过流量减小,滤面堵塞系数增加;通过调整液面高度和孔板旋转周期可调节由于污水中污杂物浓度变化对孔板过流量的影响,且孔板旋转周期调节效果优于液面高度.     

采油井液面深度测量准确性评价方法探讨

采用磁性定位、压力、温度组合测井仪在不同工作制度及时间条件下多次测量油井压力剖面,通过压力的变化计算井内介质的平均密度,根据密度的数值确定油井液面深度及泡沫段高度,结合液面监测仪测试的液面资料进行对比分析,根据密度的变化值判断出气段、泡沫段及油段的位置,为油藏动态分析提供定量数据.     

“V”形输水管道爆管过渡过程分析与事故控制策略优化

爆管事故是"V"形输水管道运行中可能发生的极端工况,控制外泄流量、防止隔断阀关闭产生2次爆管是爆管事故处理应关注的2个方面.结合工程实例,研究了爆管位置、爆管面积、爆管历时等不确定因素对爆管水力过渡过程的影响,建立了隔断阀关闭规律的优化模型并采用免疫粒子群算法求解,研究了关闭滞后时间对爆管控制效果的影响.结果表明:1)爆管点越低,爆管面积越大,外泄流量越大,爆管点上游正向过阀流速和爆管点下游反向过阀流速越大.2)爆管点既是水锤发生的根源,又具有压力释放作用,最大水锤压力随爆管面积的增大呈现"先增大、后减小"趋势.3)以管线水锤压力和过阀流速最小为目标函数,以上下游隔断阀的关阀序律参数为决策变量建立优化模型,采用免疫粒子群算法(IAPSO)进行求解,可以在保证安全的前提下,尽快关闭阀门,减小爆管损失.     

山区倒虹吸小流量自动调节的理论探讨与设计

影响倒虹吸过流的因素有型式、材料、内径、进出口水位差等，改变倒虹吸过流能力的措施，优化倒虹吸型式，出口处设置自动控制闸阀，设计进行自适应调节，并采取具体工程设计措施，可避免通过小流量时倒虹吸发生的破坏。     

小江调水方案跨越汉江建筑物结构形式的研究

针对跨汉江建筑物距地面高、跨度大、过流量大的特点,比较分析了渡槽、桥式倒虹吸和隧洞式倒虹吸3种结构形式的特点：渡槽水头损失小,下部槽墩比较高;隧洞式倒虹吸水头损失比较大;桥式倒虹吸结合了两者的优点,既减少了水头损失,又降低了槽墩.通过对工程量与技术经济性进行比较,最终确定采用桥式倒虹吸的结构形式.     

钢包底吹氩搅拌混合行为的物理模拟研究

通过物理模拟研究了钢包底吹氩搅拌工艺,测定了混匀时间、液面隆起高度和无渣区直径三个工艺参数,分析了底吹方式和底吹气体流量对钢液流动的影响关系.结果表明,偏心单点底吹的效果好于其他方式.在实验条件下,液面隆起高度主要取决于底吹搅拌的气体流量;底吹气体吹开泡沫渣后产生的钢包表层无渣区直径大小与模拟底吹搅拌气体量、渣层厚度和熔池深度等实验因素有关.     

圆坯连铸结晶器流场模拟研究

以某钢厂Φ450mm圆坯结晶器为原型,进行结晶器水模拟实验,研究拉速、水口插入深度、吹气流量对结晶器内液面波动、流场及卷渣的影响,确定结晶器最佳工艺操作参数。结果表明：吹气流量的增加及水口插入深度的减小会加剧结晶器内液面波动,增大卷渣发生几率;固定吹气流量和水口插入深度,拉速在0.40~0.46m/min范围内变化时,...     

基于水平集方法的软性磨粒两相流场特性分析

为了解决模具结构化表面精密加工(SAFM)过程中软性磨粒两相流场特性参数难以求解的问题,提出一种基于水平集法 (LSM)的磨粒流场特性分析方法. 基于LSM结构拓扑变换原理,结合流体体积模型(VOF)计算方法,建立面向软性磨粒两相流湍流流型分析的动力学模型. 通过高阶TVD Runge-Kutta、迎风格式以及高阶本质无振荡(ENO)方法分别对水平集时间项和空间项进行离散,且利用N-S方程和压力耦合方程的半隐相容(SIMPLEC)算法,实现软性磨粒两相流场的压力、速度等特性参数的求解. 以工程中常见的90°方形弯管为具体仿真实验对象,研究软性磨粒两相流流经管道过程中的速度场与压力场变化. 实验结果表明,数值计算结论与直管处速度场试验结果是一致的,验证了该方法的有效性,为软性磨粒流精密加工方面的研究提供了可靠的理论依据.     

T型管内两相流分配特性数值模拟

T型管内气液两相流分配不均易导致换热器偏流和受热不均。为了优化T型管内气液两相流流动,以FLUENT为模拟软件,以流体流动参数和管子几何结构为研究变量,对T型管内流体流动进行数值模拟。发现流体入口液相体积分数越大,入口速度越小,液滴粒径越小,越利于流体均布;同时支管衔接处采取弯管结构较直管结构优越,其中入口速度对流体分布影响最明显,速度相差3个数值即可优化两个出口液相体积分数比差10%左右。结果表明,相应改变流体流动参数和管子几何结构能有效优化T型管内流体流动。     

回折型布置方式低温热水地板辐射换热器传热性能

通过实验针对低温热水地板辐射换热器传热过程的主要影响因素展开研究,以北京地区某高校办公建筑为研究对象,选取其中4间按回字型方式布置地板辐射换热器的房间为实验比较对象,分析和研究了变化供水温度、管内流速等参数对不同管间距的地板辐射换热器传热性能的影响规律,比较了不同管间距对地板表面温度不均匀性的影响,给出了北京地区办公建筑供水温度、管内流速及管间距选用范围。     

低温浆体电容式液位计的优化及实验

针对电容传感器测量稳定性差的问题,采用电容法对氮浆液位的测量开展实验及优化研究.为了改善电容式液位计的稳定性和精度,采用双层同轴管结构作为电极,在电极外增加全屏蔽同轴管并接地,降低周围环境电磁及机械干扰.标定实验结果表明,液位计具有较好的线性度、灵敏度和精度,平均灵敏度为46.76 pF/m,液位测量相对误差在±0.23%以内.将标定的液位计运用于氮浆液位及流速的测量,测试结果显示,优化的电容式液位计运行稳定,利用液位变化来估算流速的方法较可靠.     

微通道内气-液两相流动特性研究

考察了400μm光滑通道内氮气-乙醇、氮气-CMC(共5组,不同表面张力)的两相流动特性,并给出了更为普遍化的流型图,同时也研究了液体性质(密度、粘度等)对微通道内两相流体流动的影响。结果表明,不同流体的摩擦压降都会随着表观气速和表观液速的增加而呈现上升的趋势,随着粘度的增长,总体压降也会出现上升趋势,并且粘度越大越容易出现环型流。     

圆管层流脉动流动的数值模拟

为研究圆管层流脉动流动特性,建立了二维非稳态轴对称模型,对壁温恒定、入口速度周期性变化的流体进行数值模拟.分析了速度振幅和频率对层流流动的影响,得到了频率和振幅对压力、温度、壁面摩擦系数影响的规律.研究表明:脉动流动时,压力、温度、壁面摩擦系数围绕相同Re下稳态流动时的数值波动;压力与速度之间存在相位差;压力、壁面摩擦系数的波动与速度振幅和频率成正比;温度的波动与速度振幅成正比,与频率呈反比;当流体脉动的频率和振幅足够大时,会在近壁面处出现回流,并且出现回流的时间会随着频率和振幅的增大而增长.     

外翅片铸铁管在低温空冷器中的应用探讨

为消除间隙热阻对传热造成的不利影响,采用自行设计的外翅片铸铁管制成空气冷却器,在较低温度下进行了冷却冷媒溶液的实验研究,验证了铸铁式空冷器的制冷效果.通过实验,得到了铸铁式低温空冷器在不同流量下的传热系数,以及在特定流量下的传热性能.实验结果表明,铸铁式空冷器的传热系数是随着管内工质流速的增加而增大的,并且增加的幅度是逐渐减小的.外翅片铸铁管消除了间隙热阻,换热能力较好,同时造价低廉,可以作为低温空冷器的散热管使用.     

翼片诱导纵向涡强化层流对流传热数值模拟

利用三维数值模拟,分析了圆管内添加翼片后流体的流动结构和对流传热特性。模拟中,翼片与壁面呈45°倾斜放置,选取包含1个翼片的1／6通道进行研究。结果表明,翼片可在下游诱导产生2个旋转方向相反的纵向涡,形成对称的涡偶,涡偶外侧为背壁流,内侧为向壁流。纵向涡结构提高了流体在径向上的速度波动,在翼片下游靠近管壁处,最大速度可达到主流平均速度的80％,增强了对速度边界层的扰动。流场的改善使通道内的温度场分布更加均匀,与光滑通道相比,壁面附近的温度梯度可提高接近1个数量级。流体对壁面的冲刷作用使对流传热得到强化,相对于光滑通道,壁面局部Nu数可提高近50倍。纵向涡对通道内流体的强化传热作用随Re的增加而显著提高。     

横掠椭圆管的换热及流动特性分析

利用隐式有限差分法,对横掠不同轴径比a/b情况下的椭圆管换热及流动特性进行了研究。得到了边界层内速度分布和边界层厚度发展状况。讨论了a/b对边界层分离点的影响。得到了不同管型椭圆管的局部对流换热分布规律,并与圆管和平板绕流进行了比较。     

不同强化换热管内流动沸腾换热特性对比

采用实验方法对比制冷剂R410A在6根强化换热管和1根光滑管内的流动沸腾换热特性. 实验测试段饱和温度为6 ℃,进出口干度分别为0.2和0.9,质量流速变化范围为80～350 kg/（m²s）.实验结果表明：三维强化管相对光滑管流动沸腾换热系数的强化倍率可达1.14～1.53,因为强化表面上的凹痕阵列能够增强两相间湍动、提高汽化核心数目并打断液膜边界层制造分离流和二次流从而强化换热. 三维强化管中,管1EHT在低质量流速范围内具有较好的换热性能,而管2EHT在相对较高的质量流速时强化性能更优;齿形参数不同的3根内螺纹管间的换热系数差距较大,其中当内螺纹管螺旋角足够大时齿高与液膜厚度之比相近的内螺纹管具有较好的换热性能.