供水管网模型简化过程对其精度的影响研究

为探究简化过程对供水管网精度的影响,采用枝状管简化、串联管道合并以及并联管道合并三种方法对管网模型进行简化,并在设置不同的简化条件下建立了不同管径的简化模型,将不同管径的简化模型分别与未简化前的原模型进行模型精度对比分析,结果发现随着简化管径的增大模型的精度逐渐降低。     

量子态下的水分子结构及其布朗运动

对原子模型及分子构型的认知,经典理论囿于静态思维模式,即便引入了现代量子理论,也依然没能摆脱僵化的思维惯式。本文从水分子及其化学键切入,基于量子态及动态思维模式,分析研究原子分子间相互作用及运动规律,首次提出了原子键合的"常态与暂态"概念及其互为转化原理,阐释了水分子常态键(共价键、氢键)与暂态键(范德华力)本属同宗同源,所不同的是其概率分布。以全新视角诠释了水分子共价键及氢键的作用机制,揭示了水分子布朗运动机理,引申出物质相变机理,为物理学基础研究开辟了新的契机。     

地埋管地源热泵地埋管管径的选取

详细阐述了地埋管管径对水泵能耗和地埋管换热性能的影响,在地埋管内水流量一定的情况下,选取5种不同管径进行了分析。结果显示,适当增大地埋管管径可减小流体在地埋管内流动时的沿程阻力,降低水泵运行能耗;减小地埋管管径可以增强地埋管内循环水与管壁的对流换热。应该综合考虑,确定最佳管径。     

较大管径合流三通局部阻力系数模拟计算

采用Fluent软件,分析主管雷诺数、分流比(侧支管与主管质量流量比)、管径比(侧支管与主管内直径比)、交汇角(侧支管与直支管夹角)对合流三通局部阻力系数、三通内流体速度场的影响。研究对象为DN 400 mm及以上等径、异径三通的侧支管与主管间局部阻力系数(称为阻力系数1)、直支管与主管间局部阻力系数(称为阻力系数2)。主管雷诺数变化范围为2×105～106(对应主管水流速范围为0. 5～2. 5 m/s),分流比变化范围为0. 2～1. 0,管径比变化范围为0. 38～1. 00,交汇角变化范围为30°～90°。主管雷诺数的影响:当分流比一定时,当主管雷诺数大于4×105后,阻力系数1、2基本不随主管雷诺数的增大发生变化,即局部阻力系数进入阻力平方区。当主管雷诺数一定时,分流比越大,阻力系数1、2均越大。当分流比比较大时,特别是分流比为1. 0时,在主管上部出现大范围低速回流区,主管内出现明显的速度梯度。管径比的影响:当分流比一定时,阻力系数1、2均随管径比的增大而减小。管径比越大,阻力系数1、2的降幅越小,当管径比大于0. 8后,对二者的影响不再显著。分流比越小,管径比的影响越小。当管径比为0. 38时,斜支管水流速比较高,三通内水流速分布很不均匀。管径比越大,直支管、斜支管、主管的管径越趋于一致,流速分布越趋于均匀,主管上部的低速回流区也有所缩小。交汇角的影响:当分流比一定时,阻力系数1、2均随交汇角的增大而增大。随着交汇角增大,主管上部低速回流区增大,出现了明显的速度梯度。     

大尺寸脉冲涡流检测热力管道腐蚀缺陷

基于时域有限差分算法，对大尺寸脉冲涡流检测热力管道腐蚀缺陷进行仿真模拟，并进行试验验证。利用非均匀网格的时域有限差分算法仿真模拟了不同长度、不同深度的环状凹槽，以及不同管径和不同埋深的情况，对于大多数情况，中期感应电压差异大于晚期感应电压差异，因此选择中期信号区间的感应电压来分析。在中期信号区间内，凹槽长度或深度增加，金属量减少量增大，则感应电压越小。随着管道埋深增大，感应电压逐渐减小。试验得到的规律与仿真模拟一致。不同管径的模拟结果显示，在中期信号区间会出现一个趋势反转点，在反转点以前，随着管径增大，感应电压逐渐减小；在反转点之后，随着管径增大，感应电压逐渐增大。在试验中，中期信号区间放大结果显示，随管径增大，感应电压增大。     

新型接口在玻璃钢夹砂管顶管工程中的运用

传统的大口径玻璃钢夹砂管插承口需四道密封圈,套管(筒)制作困难。在长江引水三期工程中,对管径为230mm的玻璃钢夹砂管顶管采用了新型单"F"型接口形式,进行了结构计算、室内试验和现场顶进过程监测,结果表明新型接口形式能满足工程要求。     

监理在特大PCCP管施工中的质量控制要点

通过广州市西江引水工程中输水干线(小塘立交)工程管径3.6 m预应力钢筒混凝土管(PCCP管)的施工,介绍了特大管径PCCP管的施工工艺特点和施工质量控制。分别从运输、进场管材质量控制和管道安装等3个方面阐述了特大管径PCCP管的工程施工中必须做好的监理质量控制要点。     

B/N掺杂对提高5FU在羟基化碳纳米管药物传送系统中稳定性的作用机制研究

采用密度泛函方法计算了药物小分子5-氟尿嘧啶(5FU)在羟基化碳纳米管表面(CNTOH),N掺杂羟基化碳纳米管表面(NNTOH)以及在B掺杂碳纳米管(BNTOH)表面的吸附作用.结果显示,5FU在碳管上的吸附作用主要通过与碳管表面的羟基发生氢键作用.而氢键的强度和数量是决定配合物稳定性的关键因素.对碳管掺杂后,碳管的化学活性提高,有效提高了5FU在碳管上的吸附强度.因而,采用掺杂和引入基团的方法共同改性碳纳米管是有效提高碳纳米管基药物传送系统稳定性的有效途径.     

碳纳米管对水泥力学性能及耐久性的影响研究

采用抗压及抗折强度测试、孔结构分析、氯离子抗渗性能测试等方法对碳纳米管对水泥宏观力学性能及耐久性的影响进行了研究。研究结果表明:分散较好的碳纳米管能大幅度提高水泥浆体的抗压及抗折强度,28 d期龄时,掺量为0.03%的CNTs能提升水泥试块14%的抗压强度,掺量为0.05%的CNTs能提升水泥36%的抗折强度。碳纳米管的掺入并不影响水泥浆体内部最可几孔径的分布,但分散较好的碳纳米管能有效的减少水泥内部的平均孔径大小。水化早期碳纳米管主要影响水泥内部10～50 nm的毛细孔的体积;随着水化程度增加,分散较好的碳纳米管逐渐影响凝胶孔(d10 nm)的体积,起到进一步细化水泥内部孔结构的作用。掺入碳纳米管能有效的抑制氯离子在水泥基体材料中的扩散。水泥材料的抗氯离子渗透性能可用其宏观抗压强度和平均孔径来近似表征。碳纳米管的"纤维桥接"作用能使水泥内部的C-S-H凝胶和Ca(OH)_2晶体之间较好的结合在一起,并形成大量排列规整的片状及花瓣状晶体,浆体结构更为密实,孔洞和裂隙也大量减少,进而提升水泥的韧性和强度。     

影响地板辐射采暖盘管散热的因素分析

建立了地板辐射采暖传热模型,分析了影响采暖盘管的散热因素。研究结果表明,管径增大导致地板表面温度增加趋势减小,管间距、热水温度增大导致供热区域地板表面温度分布呈周期性变化逐渐明显,且管间距变大导致其周期增加、热水温度变大导致其振幅增加,选择合适的地板层材料才能保证舒适的地面温度。     

碳纳米管的研究近况

碳纳米管又名巴基管,是一种具有独特结构的一维量子材料。由于具有独特的电子结构和物理化学性质,碳纳米管在各个领域中的应用已引起了各国科学家的普遍关注。     

国外动态

用碳纳米管降低净化水的费用海水淡化、污水处理等的费用很高。由美国政府支持的加利福尼亚大学Lawrence Livermore国家实验室,最近开发了一种新型的碳纳米管,可以降低除去水中盐分的费用。这种碳纳米管的直径为1.4～2nm,相当于头发丝直径的五万分之一。纳米管只能允许6个水分子大小的物质沿管的轴向穿过,更大的分子不能通过。     

R134a在水平微通道内的压降特性分析

本实验以R134a为工质,在两种不同尺寸测试管内进行流动冷凝实验,以质量流量、饱和温度、热流密度、测试管结构参数为影响因子,以压降为评价指标,旨在研究外界水力工况及测试管结构尺寸对流体流动功耗的影响。实验结果显示:压降随着干度、质量流量的增加而增加,随着饱和温度的增大而降低,随着管径的减小而增大,但热流密度对管内压降的影响并不大。     

关中盆地中深层地热能开发“保水取热”供暖关键技术

关中盆地中深层地热资源丰富,热储层体积储存的总热量为3.23×10~(18)kcal,相当于标准煤4.61×10~(11)t,为该区冬季供暖提供了保障。在中深层地热能供暖方面,已形成了封闭式的"保水取热"型换热系统(同轴套管换热和U型对接井换热),可以有效解决目前区内地热开发利用中遇到的问题。同轴套管换热系统COP和设备COP的平均值分别可达4.6和6.4,高于常规浅层地源热泵系统(分别约为3.3和2.5);入口流速在0.3m/s～0.7m/s对应的流量范围在11.29m~3/h～26.34m~3/h时,可为系统带来更好的性能。2100m的U型深埋管换热系统换热量可达0.48MW,埋管的影响半径为16m(第一次恢复期结束时);恒载条件下,地埋管浅部(深度1200m)内外温差逐渐增多,向下相反。中深层地热井钻井方面,形成的井身结构设计与优化技术、"负位移"轨迹设计技术、全井段固井技术等技术为中深层地热能开发利用开辟了新途径。不同地埋管换热器中的延米换热量影响因素较多,在同一地质条件下,在2500m及其以深的地层,横埋管长大于200m的U型对接井延米换热量大于同轴套管井;同轴套管井和U型对接井都存在一个最佳保温深度;可以通过增大换热面积、增大平均温度差和增大传热系数的相关手段实现强化换热。     

通气立管管径对副通气立管排水系统通水能力的影响

对副通气立管排水系统进行了不同通气立管管径(DN100、DN75、DN50)的对比试验,分别测定系统的最大通水能力,并观测了各个楼层的压力波动、水封损失、排水系统通气量变化。结果表明,通气立管管径越大,副通气立管排水系统的通水能力越强,3种管径下系统的最大排水流量分别为17.0、14.0、7.5 L/s,说明副通气立管排水系统具有较大的通水能力;当通气立管管径为DN75时,副通气立管排水系统就可以满足《建筑给水排水设计标准》(GB 50015—2019)中高层建筑最大排水流量10 L/s的要求。     

复式钢管混凝土偏压柱试验

通过对9个不同尺寸和壁厚的内圆外方的复式钢管混凝土柱试件(其中内(圆)增强方钢管混凝土试件6个,方中空夹层钢管混凝土试件3个),进行偏压试验得到极限承载力和荷载-变形曲线。试验表明,对内(圆)增强方钢管混凝土,内置圆钢管的存在能够对偏压方钢管内核心混凝土起增强作用,且这种增强作用随着圆管管径的增大愈加明显;对于方中空夹层复式钢管混凝土偏压短柱,随着圆钢管管径的增加,其承载力降低的程度愈大。     

大直径污水管道更换工程中的非开挖液压胀管施工技术

非开挖液压胀管技术在国内使用不多,且多用于较小管径的施工,在大管径(400mm以上)管道的成功应用较少。在上海虹桥枢纽工程中采用液压胀管技术,成功地更换了大管径排水管道,并且取得了较好效果,该项技术值得进一步推广应用。     

基于光学法的BFCC冻融后孔结构参数研究

基于光学测孔法,采用Rapid Air457硬化混凝土气孔结构分析仪测定不同冻融介质、不同冻融次数玄武岩纤维水泥基复合材料(Basalt Fiber Cement Composites,BFCC)含气量、气泡间距系数、气泡比表面积、气泡平均弦长等孔结构参数,并计算气泡分布分形维数。结果表明:(1)冻融次数小于200次时,BFCC气泡分布分形维数逐渐增大,相应的含气量减小,气泡间距系数减小,气泡比表面积增大,气泡平均弦长减小,说明分形维数可用于综合评价BFCC的孔结构参数变化规律。继续增加冻融次数,分形维数及孔结构参数变化与冻融200次之前呈现出相反的趋势。(2)冻融前期(冻融0～200次)虽然会对BFCC基体造成一定的损伤,但这部分冻融损伤在冻融前期并不显现,冻融后期(冻融次数大于200次)BFCC基体内部冻融损伤开始逐渐显现。(3)气泡分布分形维数及孔结构参数变化在一定程度上反映了冻融循环过程中BFCC孔结构动态演变情况。     

水环境下掺铝硅质基体树脂粘结界面性能演变的分子动力学模拟与验证

以硅铝相为主的玄武岩纤维复合材料筋常被应用于潮湿、腐蚀等恶劣环境中,水分子会导致环氧树脂与玄武岩纤维的粘结性能下降,直接影响玄武岩纤维复合材料筋的力学与耐久性能。采用部分铝原子取代硅原子构建了掺铝二氧化硅的玄武岩纤维表面基底模型,基于分子动力学模拟水浸泡环境下环氧树脂与掺铝二氧化硅基体两相间的粘结性能演变。模拟结果表明:掺铝二氧化硅与环氧树脂粘结力弱于纯二氧化硅;环氧树脂与纤维基底两相间主要通过环氧树脂氧原子(Oe)纤维基底氢原子(Hs)纤维基底氧原子(Os)氢键作用方式粘结;水分子会占据两相粘结的氢键作用原子对中的反应位点,降低两相间粘结力;水浸泡28d后,玄武岩纤维束与环氧树脂界面粘结力降低了47.53%,验证了分子模型的可行性。     

供热管网中旁通管动能的数值模拟分析

本文在瞬变流理论的基础上,根据供热管网的结构特点,对供热管网的模型进行了简化,提出了便于瞬变流分析数值模拟的简化模型.经过模拟分析发现,水泵处的旁通管装置对削减供热管网水锤的影响有显著作用,且当旁通管选择不同管径时,对供热管网水锤的削减作用不同.而后,本文对供热管网旁通管不同管径时的情况进行了数值模拟,通过比较不同管径下的模拟结果发现,大管径对减小水锤压力有很大作用,但考虑到经济性和止回阀的正常开启作用,不宜选用过大直径的旁通管.最后确定了某一系列管网的旁通管直径的选用原则,为供热管网系统的设计提供一定的参考.