氧化塘水力学问题研究进展(上)

氧化塘是一种传统的污水处理设施,它具有投资少、运行管理方便、节省能源、处理效果稳定等优点.缺点是占地大。氧化塘的处理效率取决于两方面:一是生物处理效率;二是水力效率.如何改善氧化塘的水力效率、缩小占地,是具有重要实用价值而研究很不充分的课题.本文系统地综述了国内外氧化塘几何形状对水力特性的影响、氧化塘流型、数学模型研究成果.     

进出水口位置对潜流人工湿地水力效率及死区分布的影响

将模拟人工湿地装置分别设置3个进水口(上、中、下)和3个出水口(上、中、下),通过氯化钠NaCl脉冲示踪实验研究了这9种不同进出水口配置的停留时间分布曲线,分别计算出它们的水力效率,并进行了评价。同时通过同一透明装置的染料示踪实验,获得其染料运移图像,并根据图像处理获得模拟人工湿地装置中水流运移轨迹和死区分布情况,从而对上述水力效率评价结果进行了直观验证。结果表明:下进上出的水力效率最高,下进下出的水力效率最低。进一步的图像分析表明,下进上出的死区最小,下进下出的死区最大。分析表明:人工湿地的进出水口位置对其水力停留时间、死区等会产生关键影响,从而导致其水力效率的变化,进而可能通过影响水流中污染物和填料基质的接触过程而导致水中污染物去除效率的变化。     

改善流道性能 提高水泵的运行效率

电耗在制水成本中占30％左右，通过使用贝尔佐纳BELZONA1341陶瓷涂层，改善了泵流道水力特性，减少水力损失，提高水力效率，可提高泵效4．5％左右，达到节能增效的目的。     

离心油泵叶轮口环间隙对性能的影响

口环间隙对离心油泵性能影响目前尚是研究的空白。首先，分别采用仅增加前口环间隙，仅增加后口环间隙和同时增加前后口环间隙等三种方式扩大口环间隙，然后测量此比转速为47的离心油泵分别输水和油时的性能，最后，分析性能曲线、最优工况参数和其相对变化率、水力效率、容积效率、机械效率等参数随间隙和粘度的变化情况。研究表明，口环间隙由0．25mm增加到0．85mm时，最优工况流量相对变化率为-6％～ 5％，扬程为-10％～ 6％，轴功率为 2％～ 8％，效率为-19％～ 2％。前口环间隙对离心油泵性能的影响比后口环大。口环间隙对性能的影响随粘度的增加而逐渐减弱。口环间隙增加引起的水力效率下降很小、容积效率下降较大和机械效率升高较大。若后者不足以补偿前两者的下降，则泵效率下降；反之，泵效率升高。     

离心液压泵叶轮切割后效率分析

对65Y60型离心液压泵进行了一系列输送不同粘度液体的叶轮切割性能试验，发现了叶轮切割以后泵效率升高现象，并借助于滑移系数比、水力效率比、容积效率比和机械损失随直径和粘度的变化曲线，分析了效率升高的原因。     

基于流固耦合及Kriging模型的离心泵叶轮优化

为提高离心泵叶轮的水力效率及结构性能,提出了流固耦合仿真技术与代理模型相结合的优化设计方法。通过均匀试验设计与CFD/CSD单向耦合仿真获得了样本数据,进而运用Kriging方法,分别建立离心泵叶轮效率、离心泵叶轮最大变形、离心泵叶轮最大应力与影响因素之间的代理模型。在此基础上,采用SQP算法求解以水力效率最大为目标函数,且考虑了离心泵叶轮的强度和刚度约束的优化模型。将该方法用于某离心泵叶轮的优化设计,结果表明取得了很好的效果。     

CFD在臭氧接触系统优化中的应用

利用计算流体力学（CFD）技术,通过计算流体的停留时间分布,模拟了深圳某水厂臭氧接触池的水力效率,对臭氧接触系统进行了优化.结果表明,未设置导流板的接触池水力效率较低,T10/HRT仅为0.40.通过设计优化,增加了导流板,可将接触池的水力效率提高73%,T10/HRT为0.66.     

越浪式波能发电装置的水力性能研究

越浪式发电装置的水力性能主要取决于装置的越浪量,对于越浪量的研究,以往文献的研究大部分集中于如何减少越浪对防波堤和海岸建筑的破坏,保障海上建筑的稳定。对于越浪式发电装置来说,最重要的就是研究如何使装置的越浪量达到最大,从而获得足够的能量。文章研究了在不同波况下装置的越浪量以及坡道压力分布。在试验水槽中对越浪式发电装置进行模型试验,通过分析试验结果,发现装置的越浪量基本符合Van der Meer越浪量模型,并给出了坡道在不同波况下受力的变化规律以及装置的水力效率。试验结果为研究越浪式装置的水力性能和结构稳定性分析提供了依据。     

一种确定轴流泵叶轮直径和汽蚀余量的方法

本文提出一种确定轴流泵叶轮直径和计算汽蚀余量的新方法。该方法不但能够估算出汽蚀余量，而且还能得出它与轴面速度、叶轮直径的变化关系曲线，使设计者在叶轮造出以前事先就对叶轮直径和汽蚀余量心中有数。通过一系列计算表明，水力效率、轮缘叶栅稠度、轮毂比和来流预旋速度矩影响汽蚀余量；轮毂比影响叶轮直径；水力效率、轮缘叶栅稠度和来流预旋速度矩与叶轮直径无关。存在一个使汽蚀余量达到最小值的轴面速度和叶轮直径。     

输送水时离心油泵不同出口角叶轮切割性能实验

选取常用的65Y60型离心油泵为研究对象,对叶片出口角分别为15°、25°、45°和60°的4个叶轮进行切割试验,研究了泵性能随叶片出口角和叶轮直径的变化规律。研究表明,扬程曲线和轴功率曲线随叶轮直径的减小而下移。当叶轮直径切割到205mm时,泵效率出现不降反而升高现象;以后,随直径的减小而迅速下降。最优工况流量、扬程和轴功率随叶轮直径的减小而下降。叶片出口角对滑移系数、水力效率和机械效率的影响较大,对容积效率的影响较小。叶轮直径对水力效率和机械效率的影响较大,对滑移系数和容积效率的影响较小。切割指数同时受叶轮直径和叶片出口角的影响。对小出口角叶轮,流量切割指数、扬程切割指数和轴功率切割指数随叶轮直径的减小而下降;对大出口角叶轮,流量切割指数、扬程切割指数和轴功率切割指数随叶轮直径的减小而升高。效率切割指数随叶轮直径的减小而升高,并趋向某个值。由实验结果得到的4个切割指数都与现有的理论值不同。