不同进水流速对泵站进水池漩涡的影响

为探究泵站进水流速大小与泵站进水池水流流态、漩涡的产生与发展变化规律,结合泵站实际运行情况,建立引渠、前池、进水池和进水管的泵站物理模型和湍流数学模型,采用VOF模型和非定常的SST k-ω湍流模型对9种不同流速的泵站进水水流特性进行数值模拟,分析不同进水流速的泵站进水池水流流场分布、漩涡涡量的变化及分布规律。研究结果表明:当进水流速为0.322 2～0.564 2 m/s时,泵站表面漩涡的强度随进水流速的增大而增强:当进水流速为0.322 2～0.401 6 m/s时,进水池出现Ⅲ、Ⅳ型漩涡;当进水流速为0.483 5 m/s时,进水池出现Ⅴ型漩涡;当进水流速为0.520 8～0.564 2 m/s时,进水池出现Ⅵ型漩涡。将数值计算结果与模型试验结果进行对比,两者基本吻合。研究结果可为泵站工程设计提供参考。     

YBCO超导带材二次冲击恢复过程的模拟及实验研究

YBCO超导带材失超后的快速恢复对于电阻型超导故障限流器(RSFCL)重合闸应对二次故障电流冲击至关重要。当前研究通常将电阻恢复视为带材恢复,在实际的盘式结构中存在复杂的微孔结构,一次冲击恢复至超导态时仍存在大量气泡滞留,影响带材的二次冲击恢复过程。针对典型的微孔结构建立了三维模型,采用CFD模拟并结合大电流冲击实验,对比分析了一次冲击恢复过程和二次冲击恢复过程中各项参数的变化。实验结果表明二次冲击过程中的峰值温度为162.9 K,比一次冲击高14.6 K,带材恢复至超导态需要1.88 s,比一次冲击延长0.63 s。模拟结果表明初始状态存在气泡滞留,二次冲击过程中带材温度上升更快,气泡量更多,温度横向分布更不均匀,最大温差达20.5 K。由此可见,超导态的恢复不能作为重合闸的标准,气泡场未完全恢复会降低限流器的安全阈值,危害系统安全,所以也应将气泡完全消散的时间作为实际运行中重合闸的参考时间。     

石墨烯纳米制冷剂核态池沸腾换热的实验研究

为分析单层石墨烯纳米片对核态池沸腾换热的影响机理，对基液为R141b、分散相为单层石墨烯纳米片的纳米制冷剂的核态池沸腾换热特征进行了测定，采用Hot Disk热物性分析仪和铂金板法分别测定了石墨烯纳米制冷剂的热导率和表面张力，采用接触角测量仪和扫描电子显微镜（SEM）观测了沸腾后加热表面的润湿性和形貌特征。实验中，单层石墨烯纳米片的质量百分含量（ω）为0.02%~0.50%，实验压力为一个标准大气压，热流密度为20~200 kW/m2。实验结果表明：单层石墨烯纳米片的加入，使制冷剂R141b的核态池沸腾换热得到强化；当ω=0.2%时，换热系数提高比例出现峰值，为57.7%。伴随ω的增加，石墨烯纳米制冷剂的热导率增大、表面张力减小，沸腾表面润湿性增强且微腔数先增后减，综合作用的结果导致存在一个最佳的单层石墨烯纳米片浓度（即ω=0.2%）使换热系数最高。     

垂直矩形窄通道启动过程壁温变化特性研究

以去离子水为介质，对竖直矩形窄通道在启动过程中壁面温度的变化规律进行了研究。将一次启动与二次启动时壁面温度的变化特性进行了对比，并改变入口温度，研究了入口温度对启动壁面温度的影响。结果表明：一次启动时壁面温度经过三个阶段，即急剧上升阶段、缓慢升高阶段、缓慢上升至最高壁面温度后又缓慢降至稳态饱和沸腾阶段；二次启动时产生的沸腾滞后现象较一次启动时明显；提高入口温度可增加饱和沸腾段，减少壁面温度的波动，在一定程度上可避免壁面温度过冲对换热器的损坏。     

污水处理厂沉积池中反硝化过程及其反硝化速率分析

为考察不同的碳源对缺氧反硝化效率的影响,分析污水处理厂沉积池中反硝化过程的反硝化速率。研究结果表明:反硝化反应分3个阶段:第一阶段(0～60 min),运用了可快速迚行生物降解的碳源;第二阶段(60～370 min),已经基本消耗完毕可生物降解的溶解性有机物;第三阶段(370～530 min),NO_3-N的降解速度继续减缓。SCOD与COD的浓度的变化觃律和NO_3-N浓度变化觃律相似。反硝化速率各阶段反应时间变化与NO3-N浓度呈线性关系,因此根据多段动力学方程得到三阶段的反硝化速率。随着时间的不断增加,反硝化速率逐渐减小。     

基于径流污染控制目标为目的的分流制初期雨水调蓄池容积确定

鉴于初期雨水污染为地表水体的主要污染源之一,以儒乐湖初期雨水调蓄池容积确定为例,采用调蓄池工程措施进行截流,以V类水体标准为径流污染控制目标,在《室外排水设计规范》中控制径流污染的分流制初期雨水调蓄池计算公式的基础上,应用模型法模拟得出控制目标下的初期雨水径流累积深度及调蓄池容积。结果表明,截留径流累积深度为7mm,初期雨水调蓄池容积分别为9 250、5 850m^3时,研究区域内能够满足在管网重现期下排水水质达到V类水体标准。研究成果可为初期雨水截流工程实施提供建议及参考。     

基于水力模型的城市内涝改造研究

针对小寨地区海绵城市改造中内涝整治工程设计,基于InfoWorks ICM构建模型的研究方法,构建了小寨地区现状及改造方案后的1D管网模型及2D地表漫流模型,并对现状排水管网过流能力和内涝风险进行评估,对内涝成因进行分析并提出构建雨水通道及分散调蓄的方案,并对其方案进行评估,通过模型分析得出改造方案可行,以期为类似城市内涝改造提供参考和指引。