脉冲液体射流泵性能的理论分析及数值计算

推导了以往复泵为脉冲发生装置的脉冲液体射流泵准二维性能方程及其时均性能方程，导出无因次惯性水头及惯性力项便于计算的表达式，并对脉冲液体射流泵时均性能进行了数值计算，计算结果与试验数据基本吻合，将数值计算的模拟曲线与恒定液体射流泵性能曲线进行对照，证明了采用脉冲射流作为工作动力能够大幅提高射流泵的效率。     

脉冲液体射流泵基本性能的研究

本文根据脉冲液体的动量方程和能量方程，导出了脉冲液体射流泵基本性能方程，并与恒定流的液体射流泵基本性能方程进行了对比，阐明了二者之间的关系。依据脉冲液体射流泵时均值性能试验数据和其几何尺寸，经分析与计算给出了脉冲液体射流泵时均值基本性能的经验公式。     

脉冲液体射流泵性能参数的数值研究

定量分析脉冲液体射流泵时均值基本性能方程中的最优工作参数、动量修正系数、时均惯性力与时均惯性水头的变化规律及其对性能的影响,结果表明脉冲射流可以使流体在喉管出口处得到更充分的混合,并且改善射流泵的最优工作参数和范围。     

运行参数对自激脉冲射流装置性能影响的试验研究

运用自行研制的自激脉冲射流装置就其运行参数对装置性能的影响进行了试验研究。在自激脉冲射流装置结构参数一定的情况下,分析了工作压力、工作流速、靶距等运行参数与脉冲射流装置性能之间的关系,初步得出自激脉冲射流装置的最佳运行参数范围,为工程应用提供了依据。     

脉冲液体射流泵时均值基本方程中的流速系数

运用非恒定的动量方程和时均值计算方法,对脉冲液体射流泵时均值基本方程中的流速系数进行了理论研究,推导出了喉管和喉管进口段流速系数φ2和φ5的计算式。通过与恒定射流的流速系数计算式对比,阐明了脉冲频率是影响φ2和φ5的主要因素,沟通了脉冲射流与恒定射流流速系数之间的关系。     

自激吸气脉冲射流装置运行参数正交试验研究

为了解运行参数对自激吸气脉冲射流装置性能影响的重要性次序,探究各运行参数间是否存在耦合作用,运用正交试验方法,选取最佳配比范围内的自激吸气脉冲射流装置,对不同运行参数下的自激吸气脉冲射流装置的吸气性能和冲击性能进行了试验研究,分析了围压、工作压力、射流靶距等运行参数对装置性能的影响程度及敏感度。结果表明:各运行参数对装置吸气性能影响的主次顺序为工作压力、围压、射流靶距以及工作压力和射流靶距的交互作用;对装置冲击性能影响的主次顺序是射流靶距、工作压力、围压以及工作压力和射流靶距的交互作用。最后,探讨了各运行参数对靶盘径向压力分布的影响。     

脉冲流体射流泵喉管长度的研究

运用计算流体动力学,对多种面积比的脉冲流体射流泵内部流场进行了数值模拟。针对喉管不同断面的速度分布和壁面压力分析,得到了脉冲流体射流泵最优喉管长度,通过相应的试验研究,二者结果基本一致。     

自激振荡脉冲射流动态特性的实验研究

通过实验研究了自激振荡脉冲射流重要参数相互之间的影响关系。实验结果表明:泵压升高,射流频率增加;腔长增大,射流频率降低;而且存在一个最佳腔长使脉冲射流压力峰值达到最大。实验结果与理论分析一致。     

脉冲液体射流泵时均值基本性能的研究

本文运用流体力学，湍流射流理论和时均值计算法，导出了脉冲液体射流泵时均值基本方程及其动量修正系数方程组。通过与恒定液体射流泵基本方程进行对比，阐明了二者之间的关系，并经国内外试验资料进行了验证。     

结构参数和运行参数对自激脉冲射流装置性能的影响试验

为了研究结构参数和运行参数对自激脉冲射流装置性能的影响,运用自行研制的试验系统对自激脉冲射流装置进行大量的试验,在上喷嘴直径为8 mm和腔径为95 mm的试验条件下,分析下喷嘴直径、腔长和工作压力的变化对脉冲射流打击力和脉冲效果的影响。试验结果表明:不同的下喷嘴直径、腔长和工作压力对脉冲射流打击力的影响是不同的;每种下喷嘴直径都存在着获得最佳脉冲效果的合适腔长和工作压力范围;随着下喷嘴直径的增大,最佳腔长和工作压力范围也有所增大。     

坡面薄层水流中电解质脉冲迁移模型

确定坡面薄层水流速度是研究土壤侵蚀动力学的基础。本研究中利用薄层水流中电解质脉冲的迁移特性，建立电解质脉冲在水流的迁移的数学模型，用拉普拉斯变换计算出解析解，最小二乘法计算了有关参数，建立了测量水流速度的电解质脉冲法。实验结果初步表明此方法是可行的，这为测量坡面薄层水流速度和研究溶质在水流中的迁移提供了理论依据。     

伸顶通气排水系统脉冲压力平均值探讨

以7层PVC-U伸顶通气单立管排水试验装置为研究对象,对立管中压力、最易发生水封破坏的第6层横支管压力及水封损失三者之间的关系用脉动平均值进行比较分析,得出其横支管的压力衰减关系.分析在一次和多次连续放水的情况下,水封损失的变化.试验结果表明:只放水一次,在流量为6.16 L/s时,其水封损失为30 mm,达到水封破坏的临界值;多次连续放水,在流量为5.59 L/s时,其水封损失为27 mm,接近水封破坏的临界值.     

基于VMD和脉冲因子的水轮机摆度信号特征提取分析

作为水电机组运行状况的基本判据,水轮机的水导摆度信号是水电站运行研究中的重点课题。为研究更好的提取水轮机摆度信号特征,针对现场采集的水轮机水导摆度信号中出现的异常尖峰成分,提出一种基于变分模态分解和脉冲因子的水轮机摆度信号特征提取方法,并介绍了其基本原理及求解步骤。首先,使用VMD对原始信号进行分解,分离出不同成分的变分模态分量(简称模态分量)。然后,计算每个模态分量的脉冲因子值并设定脉冲因子的标准值。最后,将超出该值的模态分量去除,并将剩余的分量进行重构,获得除去异常尖峰成分后的重组信号。通过对仿真信号以及实际信号的分析,该方法可以将水导摆度信号中的异常尖峰成分去除,并对相关物理特征进行有效地提取。最后得出结论:(1)变分模态分解可以将水导摆度信号中的异常尖峰成分分解在各个模态中;(2)以脉冲因子作为脉冲能量指标,能够将含有少量噪声的模态提取出来。研究成果可为水轮机的设计和数值模拟提供参考。     

影响脉冲除尘效率因素的分析

根据粉尘粒子在脉冲电场荷电过程中所受力的作用及运动微分方程,推出了粉尘粒子在高压脉冲供电静电除尘器中的收尘效率,并依据公式说明了除尘过程中各个参数对除尘效率的影响。     

Implications of flood pulse restoration for populus regeneration on the upper Missouri River

We developed a mass balance flow model to reconstruct unregulated daily peak flows in the National Wild and Scenic reach of the Missouri River, Montana. Results indicated that although the observed frequency of large peak flows has not changed in the post‐dam period, their magnitude has been reduced from 40 to 50% as a consequence of flow regulation. Reductions in the magnitude of these flows should reduce the expected frequency of large flood‐pulses over a longer time‐scale. Results of a two‐dimensional hydraulic model indicated that limited cottonwood (Populus deltoides subsp. Monilifera) recruitment occurs at relatively small peak discharges, but to maximize establishment of cottonwoods in the Wild and Scenic reach, a threshold of 1850 m³/s would be necessary at the Virgelle gauge. Floods of this magnitude or greater lead to establishment of cottonwood seedlings above the zone of frequent ice‐drive disturbance. Restoring the frequency, magnitude, duration and timing of these flood pulses would benefit important natural resource values including riparian cottonwood forests and native fish species in the upper Missouri River basin. However, efforts to naturalize flow must be made in the context of a water management system that was authorized and constructed for the primary purposes of flood control, power generation and irrigation. Using the synthesized flow model and flood damage curves, we examined six scenarios for delivering flows ≥1850 m³/s to the Wild and Scenic reach. Whereas some scenarios appeared to be politically and economically infeasible, our analysis suggested that there is enough operational flexibility in the system to restore more natural flood pulses without greatly compromising other values. Published in 2002 by John Wiley & Sons, Ltd.     

抽水蓄能机组压力脉动的测试与分析

通过对广州蓄能水电厂（一期）300MW抽水蓄能机组压力脉动的实测与分析，就测点布置、分析方法与基本参数作了说明，并对测点信号时域特征和频域特性进行了研究，给出了压力脉动沿流道的分布。测试结果表明：导叶前后的压力脉动总是显著存在，其特征频率为叶片倍数转频；其测试结果与分析结论，对于机组的疲劳设计、设备维护和测试系统开发都有重要意义。     

水泵水轮机极小开度反水泵工况压力脉动与内流特性分析

混流式水泵水轮机普遍存在S特性区,水轮机工况启动时机组常不能由空载直接带负载,容易进入反水泵区,导致机组并网困难。本文以模型水泵水轮机为对象,对极小导叶开度下的多个反水泵工况点进行了整体流道三维流动计算,探讨极小导叶开度下反水泵区机组的非定常流动特性。数值计算采用SAS SST-CC湍流模型,5个定常工况点计算的外特性曲线与模型试验数据吻合较好。对流量较小的工况进行非定常计算,旋转转轮9个叶道各8个测点的压力脉动结果显示,相似位置测点间的压力脉动混频幅值和频率均存在明显差异,峰峰值的差异最大达到4.2%,说明此时转轮内的流态分布很不均匀。测点离导叶越近,低频脉动的主频从0.19 fn逐渐增加到1.07 fn;动静干涉引起的20 fn脉动幅度会逐渐增强,但转轮出口位于出流与入流过渡区的测点趋势则不同。结果显示在反水泵工况区运行,转轮各叶道间的流态分布极不对称,充满了严重的流动分离和漩涡。     

水下自激脉冲射流喷嘴的吸气性能试验研究

运用自行研制的试验装置对水下不同结构参数的自激吸气脉冲射流喷嘴的吸气性能进行试验,研究了喷嘴的上下喷嘴直径、腔径和腔长等不同的组合配比对喷嘴吸气量的影响,以及喷嘴吸气量对喷嘴冲击性能的影响。结果表明:喷嘴吸气是提高水下自激脉冲射流冲击性能的有效途径,喷嘴的相对冲击力随着喷嘴吸气量的增加而提高;在较优的喷嘴结构参数配比范围内,喷嘴的吸气比率最大;最佳吸气比率的喷嘴面积比、相对腔长和相对腔径配比范围分别为3.5~4.0、8~9、11~12.5。     

Applicability of the flood‐pulse concept in a temperate floodplain river ecosystem: thermal and temporal components

Annual growth increments were calculated for blue catfish (Ictalurus furcatus) and flathead catfish (Pylodictis olivaris) from the lower Mississippi River (LMR) to assess hypothesized relationships between fish growth and floodplain inundation as predicted by the Flood‐Pulse Concept. Variation in catfish growth increment was high for all age classes of both species, and growth increments were not consistently related to various measures of floodplain inundation. However, relationships became stronger, and usually direct, when water temperature was integrated with area and duration of floodplain inundation. Relationships were significant for four of six age classes for blue catfish, a species known to utilize floodplain habitats. Though similar in direction, relationships were weaker for flathead catfish, which is considered a more riverine species. Our results indicate the Flood‐Pulse Concept applies more strongly to temperate floodplain‐river ecosystems when thermal aspects of flood pulses are considered. We recommend that future management of the LMR should consider ways to ‘recouple’ the annual flood and thermal cycles. An adaptive management approach will allow further determination of important processes affecting fisheries production in the LMR. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.