基于量纲分析的滴灌管水头损失预测模型

通过室内试验分析了管长、滴头间距和入口压力3个因素对滴灌管总水头损失的影响,结果表明:滴灌管总水头损失随管长和首部压力的增大、滴头间距的减小而增大,且变化速率随管长增大和滴头间距减小而增大,随首部压力的变化较为稳定,呈现良好的线性相关关系。针对目前滴灌管水力计算需要推求多孔系数、估算扩大系数、计算量大等问题,将影响滴灌管水头损失的基本量滴灌管入口断面平均流速υ0、滴灌管内径D、液体动力黏滞系数ν、重力加速度g、为管道长度L、滴头间距s,运用量纲分析方法导出为四个无量纲量υ0D/ν,υ02/g D,LD/s~2和ε,通过多元回归建立了具有量纲和谐性的滴灌管水头损失计算公式,分析了滴灌管能坡曲线的函数形式,回归得到了水头损失比和沿程压力分布模型。以上模型预测值与实测数据拟合效果良好,可为滴灌系统水力计算及设计提供参考。     

排水系统中雨水检查井局部水头损失分析北大核心CSCD

在对排水系统中的排水管道进行设计时,除沿程水头损失外,局部水头损失也会在特定情况下占比较大,同样不可忽略。为此,根据排水管道及雨水检查井模型的试验数据,计算了不同工况下雨水检查井的局部水头损失系数,并对计算结果进行了分析。分析结果表明:雨水检查井主支管流量比对局部水头损失系数的影响较大,为主要影响因素。随流量比的增加,局部水头损失系数增幅可达1.2;雨水检查井形状及主支管接合角度为非主要影响因素,二者对局部水头损失系数的影响均小于0.2,下游水深及出流总流量对雨水检查井局部水头损失系数几乎不产生影响;所得结果与已有成果的对比分析表明,设置对称侧支管可减小雨水检查井的局部水头损失。该结果有助于深入认识雨水检查井局部水头损失的变化特点,为实际工程中优化城市排水系统设计、完善城市洪水管理方案提供计算依据。     

矩形明渠水跃段沿程和局部水头损失的计算

根据前人对水跃段流速分布、壁面切应力和总水头损失的研究成果,利用紊流边界层理论研究水跃段的沿程水头损失;利用水跃段总水头损失和沿程水头损失的关系,研究水跃段的局部水头损失,并根据局部水头损失的定义研究水跃段的局部阻力系数。研究表明,水跃段的沿程水头损失是跃前断面流速、水跃长度、水流运动粘滞系数的函数;局部水头损失和局部阻力系数是跃前断面共轭水深比和弗劳德数的函数。分析了水跃段总水头与水跃区总水头比值、相对沿程水头损失、相对局部水头损失、局部阻力系数与弗劳德数的关系。结果表明,相对沿程水头损失随着弗劳德数的增大而减小,水跃段总水头损失与水跃区总水头损失的比值、相对局部水头损失、局部阻力系数均随着弗劳德数的增大而增大。     

侧式进/出水口水头损失系数多元线性回归分析

进/出水口水头损失是抽水蓄能电站输水系统水头损失的重要组成部分,准确计算水头损失是评估电站运行经济效益的重要需求。本文通过数值模拟方法研究了14个实际侧式进/出水口的水头损失系数;利用多元线性回归方法,建立了基于侧式进/出水口体型参数计算水头损失系数的回归方程,分析了侧式进/出水口体型参数对其水头损失系数的影响规律。结果表明：侧式进/出水口体型参数对水头损失系数的影响程度,对出流工况较显著,而对进流工况不显著;出流工况,侧式进/出水口体型参数对水头损失系数的相关性,扩散段长度、扩散段分流墩中墩缩进距离、水平扩散角、垂向扩散角、分流墩墩头中边孔宽度比和反坡段坡比为正相关,调整段长度和防涡梁段长度为负相关;利用回归方程得到的水头损失系数与数值模拟方法的结果吻合较好。本文建立的回归方程为计算侧式进/出水口水头损失系数提供了新方法。     

基于不同断面形态的直角分流口处局部损失研究

明渠横向分流是一种常见的水流形态,分流时易产生漩涡,会产生较大的水头损失。以往的研究主要关注于固定形态河槽、小比降的分流问题。本文采用Mike21数学模拟手段,模拟干流不同断面形态(矩形、梯形、三角形)的水流分流状态,研究分流口门处的局部水头损失,并提出不同断面形态下弗劳德数和局部水头损失系数的变化关系。结果表明:同一断面形态下,随着进口流量的增大,分流口门处产生的局部水头损失逐渐增大;同一流量,三角形断面局部水头损失最大,梯形次之,矩形最小;明流缓流情况下,随着弗劳德数的增加,局部水头损失系数逐渐减小。研究成果既丰富了水力学学科内容,又为类似工程提供技术支撑。     

卜型岔管水力模型试验及三维数值计算研究

结合无锡马山抽水蓄能电站卜型岔管试验研究,对卜型岔管不同工况的水流流态、水头损失等水流特性进行了水力模型试验与数值计算研究,试验中发现并成功地模拟出二次流流态。数值计算采用Reynolds应力方程模型(RSM)的湍流模型,应用有限体积法和二阶迎风格式,速度场与压力的耦合计算采用Simplec。研究结果表明,计算与试验结果吻合较好。卜型岔管在不同运行工况下的水头损失差别较大,多数工况下流态分布比较均匀,总体能量损失较小,适合工程中优先选用。     

梯形明渠–马蹄形隧洞过渡段流动形态与局部水头损失研究

本文以新疆克拉玛依引水工程西干渠为背景,通过物理模型试验研究了从梯形明渠到马蹄形隧洞进口过渡段的水面衔接特点和局部水头损失规律。模型采用重力相似设计,比尺为1∶25,由有机玻璃制成。在试验过程中,测量了流量在3.88~17.05 L/s范围内水面线的纵向变化,发现当流量大于13.37 L/s时,洞口水面壅高,洞内存在水面波动,分析认为是由侧壁收缩引起的水面紊动所致。根据水深变化和平均流速计算得到过渡段局部水头损失,发现其随水面收缩角增加呈先减小后增大的趋势,进口过渡段局部水头损失系数为0.19~1.24。针对原模型试验发现的问题,模型试验中延长了过渡段,对扭曲面段、矩形段长度进行了优化。模型改进后,水流平稳,波动减弱,局部水头损失系数减小至0.05~0.82。试验结果为实际工程梯形明渠到无压隧洞的过渡段设计提供了依据。     

大尺度内嵌柱型风帽阻力特性数值模拟分析

基于超临界循环流化床锅炉原型风帽,结合冷态试验与数值模拟分析,综合考察了风帽局部阻力分配特性、风帽小孔布置方式、风帽小孔旋转角度和下倾角度对风帽阻力的影响规律。计算结果表明,在风帽局部(芯管、风帽头小孔、缝隙综合区、芯管小孔)阻力分配中,芯管小孔阻力占据了整个风帽阻力的70%以上;芯管小孔的布置方式对风帽阻力的影响不大;风帽阻力随小孔旋转角度的增大而增加,随小孔下倾角度的增加呈先增大后减小的趋势,对比分析可知将小孔旋转30°同时下倾15°是一个较佳的设计。     

大型尾水调压室底部交汇型式CFD分析与优化

多机共用尾水调压室的底部管道交汇型式对调压室布置和运行时流态和水头损失有重要影响,是设计中需认真对待的问题。为研究交汇型式与水头损失的规律性并为工程设计提供参考,本文应用最新计算流体动力学技术对一系列交汇型式进行了以减小水头损失为主要目标的分析、优化。首先介绍了数学模型和计算方法;然后通过与典型流道水头损失经验公式和具体工程模型试验数据对比来验证计算模型;在确认模型精度的基础上,对两机共用一室、三机共用一室的各种可能交汇型式的水头损失系数和水流流态进行比较分析,给出优化的体型;最后总结体型优化的规律,指出交汇型式设计中应注意的事项。     

侧式短进出水口水力试验及体型优化

本文结合大树子抽水蓄能水电站下库进出水口试验任务,对侧式短进出水口在不同工况下的流速分布、水头损失、库区流态等水流特性进行了水力模型试验研究。对原设计体型成功进行了优化,使各项水力参数达到比较理想的效果,解决了抽水蓄能电站侧式短进出水口在出流时流态分布不均匀与水头损失系数偏大的难题。     

大型电机中圆柱表面摩擦损耗的探讨

本文介绍了大型电机中圆柱体表面摩擦损耗的计算。给出了在层流到紊流过渡区摩擦损耗的计算公式。并提出不能忽视推力轴承中镜板、推力头与润滑油之间的摩擦损耗.     

高方块电阻发射区对单晶硅太阳电池性能影响

研究通过提高发射区的方块电阻和采用合适的工艺技术,制备了性能优良的单晶硅太阳电池。采用丝网印刷技术制备了40Ω/□常规发射区和60Ω/□高方块电阻发射区单晶硅太阳电池并对其性能进行了分析研究。扩展电阻法分析表明:60Ω/□发射区的表面活性磷杂质浓度和结深比40Ω/□发射区的分别降低了12.8%和14.9%。尽管60Ω/□发射区太阳电池的串联电阻增加了0.141Ω/cm2导致填充因子下降了1.24%,但是短路电流密度和开路电压分别提高了1.31 mA/cm2和1.2 mV,最终转换效率仍然提高了0.4%。     

后置导叶对潮汐双向贯流式机组性能的影响

潮汐双向贯流式水轮机与常规贯流式水轮机的重要区别在于其需要兼顾正向和反向来流工况.为了均衡提升双向贯流式水轮机正反向运行条件下的性能,针对某潮汐双向贯流式水轮机,本文采用商业软件ANSYS CFX,研究了不同后置导叶位置和数量对双向贯流式水轮机性能及内部流动特性的影响.对比结果可知,后置导叶位置和后置导叶数量对机组反向...     

Basis for the electromagnetic throttling of steel

Electromagnetic throttling is an alternative to present methods of flow control for continuous casting of steel. This paper presents the underlying theory of electromagnetic throttling or, more specifically, the "pinch effect." The effect of conductivity, frequency, and pouring-tube diameter on the magnitude of electromagnetically induced force is discussed. The induced forces affect stream flow, which can be explained, in part, by Bernoulli's equation. A factor is developed to provide a calculation of counterpressure that retards stream flow. The theoretical stream loss, which constitutes a large portion of the total loss, is determined as a function of ferrostatic head pressure. Experimental electromagnetic throttling results are presented with mercury using a frequency of 244 kHz, without a refractory insert. From the data of height variation with time, the equivalent retardation pressure is determined. The data also provide the calculation of head loss coefficient and constricted stream radius     

超低扬程双向流道泵装置压力脉动特性研究

沿江泵站承担了灌溉、排涝、水环境治理等双向引排水任务，受长江潮位影响，双向水泵装置经常运行至零扬程附近，实际流量超过设计值30%以上，流道水力损失增大，流态紊乱，易引起水力振动，影响机组运行安全。采用CFD技术对沿江某低扬程双向流道泵装置进行水流流动及压力脉动特性研究，并结合模型试验进行验证。研究表明：超低扬程工况下，泵装置进出水流道盲端存在较大回流，出水流道内回流强度较大，导致水力损失增加；进水流道内测点主频为6倍转频，次主频为1/8倍转频；出水流道内测点主频无明显规律，但幅值相近，低频脉动占主导地位。研究成果可为沿江泵站超低扬程工况下水泵装置水力振动研究提供参考。     

盘式感应电动机铁耗的计算

由于盘式电机的结构不同于常规电机，使它们的磁密转换系数、铁重以及铁耗的计算也不同。本文根据盘式感应电动机的结构特点，提出铁耗计算的较优方法和试验值相吻合。     

PPD 气体层流元件设计和使用中几种情况分析

针对 PPD 层流流量传感元件在设计制作和使用中可能出现的 3 种非标准设计或非理想情况采用数值模拟进行研究。 对于两个支路中毛细管根数不同的非标准结构设计,数值仿真得到的压降曲线、差压-流量关系与标准结构相比差别微小,根据 压降计算得到流量与准确流量之间的相对偏差在±0. 4%以内;流量测量实验数据也验证了仿真结果,说明 PPD 原理适用于两 通道毛细管数量不同的结构设计。 对制作或使用中可能出现的毛细管进出口部分堵塞情况,计算发现,差压会出现非线性偏 差,根据不同堵塞位置,可能正偏差也可能负偏差。 当两支路中毛细管直径存在偏差时,两支路阻抗特性不再相同,两支路毛细 管中流量和流速不同导致进出口局部阻力不能完全抵消,差压-流量曲线将偏离理想曲线。 上述研究结果对于 PPD 层流流量 传感技术的实际应用有一定的参考价值。