水煤浆雾滴群荷电特性的试验研究

利用针管–环状电极配置的微喷射流静电雾化系统对水煤浆雾滴群的荷电特性进行了试验研究,以雾滴群的荷质比作为衡量其荷电效果的指标,采用网状目标法获得了高压静电场强度、水煤浆电导率以及射流流量对水煤浆雾滴群荷电特性的影响规律。试验中发现充电电极在正向加压及逆向减压的情况下,水煤浆雾滴群表现出两种不同的荷电规律, 除起止电压之外,雾滴群在正向加压过程的荷质比均不同程度略小于同等条件下逆向减压过程的荷质比。研究还表明：环状充电电极加载25 kV以内的电压已经能使水煤浆射流在静电场以感应荷电方式有效充电,达到静电雾化的条件;相对高的感应场强、液体电导率以及较低的射流量能够使雾滴群获得较高的荷质比。     

旋流式气液同轴式喷油器在加压空间中雾化特性的试验研究

在增压条件下对一种旋流式气液同轴喷油器的雾化特性进行研究。在不同的环境背压条件下,采用PDPA测量距离喷口处70mm的液雾分布,研究了环境背压、气液相对速度、以及燃油流速对索特平均直径（Sauter mean diameter,SMD）的影响规律。结果表明：当保证燃油流速一定、气液相对速度一定的条件下,SMD随环境背压的增大而减小;当环境背压及燃油流速一定的条件下,SMD随气液相对速度的增大而减小;当保证雾化空气压力以及环境背压一定的条件下,燃油流速对SMD的影响规律存在一个拐点,随着燃油流速的增加,SMD先增加后减小,在文中的试验条件下,燃油流速拐点值约为9．91m／s。根据试验数据整理出SMD与环境背压、气液相对速度及燃油流速的拟合公式。     

挑流水舌入水喷溅试验研究

随着我国水利水电事业的发展,雾化问题受到人们越来越多的关注.本文以水利水电工程中出现的挑流泄洪雾化为研究对象,通过专项溅水模型试验研究,得到了泄洪雾化范围的雨强等值线图.在所得试验数据的基础上,应用线性最小二乘法推出雾化溅水区纵向范围的估算式,并分析了影响溅水区范隔的一些主要因素,如水头、入水角、挑坎型式、水垫塘型式等.分析表明:水头对雾化范围影响最大、入水角次之、挑坎型式的影响最小,并且狭窄河谷中的雾化问题比宽阔河谷严重得多.这些研究成果对深入了解泄洪雾化机理、正确设计物理模型试验和设置数值模型参数有很重要的指导意义.     

生物柴油雾滴静电破碎机理与实验研究

为获得良好的生物柴油雾化效果,通过模型计算和实验测量研究了生物柴油雾滴在静电场中的破碎现象和机理。采用Rayleigh不稳定条件建立了生物柴油的静电破碎模型,获得了影响生物柴油静电破碎的主要因素以及不同影响因素下雾滴荷质比,并采用相位Doppler粒度分析仪(PDPA)和Faraday筒检测了生物柴油静电雾化的雾滴粒径分布与荷质比。研究表明:为了满足Rayleigh极限与Taylor极限,雾滴一方面在表面电荷(包括过剩电荷与非过剩极化电荷)的作用下克服雾滴表面张力实现Rayleigh破碎,另一方面在静电场诱导的极化力作用下产生变形,实现Taylor破碎。理论分析认为影响生物柴油雾滴破碎的关键因素包括荷电量、速度和温度,因此加热、提高射流速度以及雾滴荷质比是改善生物柴油雾化效果的有效措施。实验测量中发现生物柴油雾滴的典型荷质比约为10-9～10-8 C/g,远低于10-6 C/g的理论计算值。分析认为雾滴破碎中的静电能消耗、非过剩电荷引起的带电量增加、雾滴极化、流体力剪切破碎以及生物柴油物理特性等是造成理论分析与实验结果存在较大差距的主要原因。     

气泡雾化喷嘴的试验研究

该文通过对气泡雾化机理的研究 ,设计了 2 5 0L/h的气泡雾化喷嘴 ,通过选型试验确定了油枪结构 ,通过流量试验确定了主要尺寸 ,粒度试验表明 ,2 5 0L/h的小油枪的SMD <10 0 μm ,dmax<15 8μm ,试验油枪达到和超过了设计的要求。图 2表 4参 5     

弯道水流纵向流速剖面的试验研究

弯道水流特性的研究一直备受重视,而弯道水流纵向流速的分布则是其重要研究课题之一.本文运用弯道概化模型试验,利用ADV采集三维流速数据,对弯道水流纵向流速沿水深的分布进行了系统研究,得到了纵向流速剖面沿程和沿河宽的变化.研究表明,由于弯道水流的复杂性,试图采用单一计算模式来描述弯道纵向流速沿水深的分布是难以实现的.合理的流速剖面公式应当考虑水流参数、弯道尺度和参照部位等的综合影响.研究为进一步深入探讨弯道水流特性奠定了基础.     

重力坝下游宽尾墩和消力池联合消能工水力特性试验研究

某水电站是目前采用＂宽尾墩＋消力池＂联合消能工中坝高最大的水电工程,加之流量大,洪峰频率高,泄洪建筑物运用频繁,其泄洪消能问题十分突出。本文通过水工模型试验研究,对表孔宽尾墩体型设计参数进行了优化,同时对比分析了长、短消力池的流态、水面线、压力分布、临底流速等水力特性,提出了一个水力学较优的消能工体型布置方案。实测结果表明,消力池底板时均冲击压力高达42.9（9.81kPa）,脉动压力高达10（9.81kPa）.恰当增加消力池长度对于降低消力池出池水流波动和减轻下游河道冲刷有利。试验成果已为实际工程的消能防冲设计提供了重要的参考依据。     

进水口随机出现的漩涡试验研究

进水口随机出现的漩涡转变为贯通性吸气漩涡时将对工程结构产生危害,但目前对这种随机出现的漩涡的研究很少.本文通过水槽试验,考虑来流边界的时均流速分布、紊动强度、水面波动强度以及进水口周边脉动压力等,对进水口随机出现的吸气漩涡的特征和影响因素进行研究.试验发现,进水口附近水面随机出现的吸气漩涡数量的历时过程具有和紊流相似的"拟序结构"特性.来流边界的水流紊动特性、水面波动以及进水口周边边界的壁压脉动等同步观测分析表明,来流边界的水流紊动显现的水面微波是进水口附近随机出现的漩涡的诱因.     

抽水蓄能电站进出水口水力学试验研究

本文对已有的部分抽水蓄能电站侧式进出水口的设计和试验研究资料进行了综合及分析研究,重点介绍了模型试验的研究方法、进出水口设计应注意的问题和一些试验研究成果,可供应用参考。     

自激脉冲淹没水射流装置性能试验研究

利用自行研制的水下射流试验平台对低压大流量自激脉冲水射流装置吸气与不吸气的性能进行了研究,得到了不同淹没水深下脉冲射流装置水射流打击力和吸气量。试验结果表明,在不同淹没水深和工作压力下,装置吸气后打击力均高于不吸气;随着工作压力的增加,装置吸气打击力提高的幅度要高于不吸气;吸气量和相对吸气量随着工作压力的增大而增加,水深的增大而减小,当工作压力超过一定值时,不同水深吸气量相差不大,相对吸气量趋于一定值;最后对腔长40mm和腔长50mm的打击力和吸气量进行了分析比较。     

溢洪道出口扭曲型挑坎水流的数值模拟

采用k-ε紊流模型,VOF方法跟踪自由水面,求解三维N-S方程对三种不同出口挑坎体型的溢洪道内水流流动进行了数值计算分析,得到了出口挑坎段的水流流动参数分布,并详细计算了出坎水流的抛射形态。通过比较分析,优化挑坎体型,为工程设计提供参考。     

水垫式旋转磨料射流喷嘴内流动特性的数值分析

设计了一种水垫式旋转磨料射流喷嘴,并对其内部流场流动特性进行了数值研究。采用高精度QUICK离散格式离散了雷诺平均的N_S方程和Realizablek_ε紊流模型,求解了喷嘴的内部流场,同时利用拉格朗日的方法对磨料颗粒的运动轨迹进行了追踪。该模型用同轴射流旋流燃烧室算例进行了验证,计算结果和实验值相吻合,表明适用于旋流流场的计算。喷嘴流场计算结果表明,流量比(切向与轴向入流流量之比)是决定喷嘴内流动状态的重要参数,喷嘴出口旋流数随流量比的增大而增大,并逐渐趋于一定值,磨料颗粒在喷嘴内的运动特性受流量比及磨料颗粒的粒径和密度影响较大。通过研究表明,对流量比以及磨料颗粒进行优选,能够获得破岩效果较好的旋转磨料射流,并且减少磨料颗粒对喷嘴的磨蚀,保证喷嘴的使用寿命。     

气泡雾化高黏度流体的实验研究

该文主要为研究液体性质以及喷嘴结构对气泡喷嘴雾化特性的影响。实验用浆体包括水和6种高黏度流体。采用相位多普勒粒子分析仪对多种流体进行雾化实验研究。对喷嘴几何结构和操作参数对雾化的影响进行了讨论。雾化液滴沿径向的索特平均直径（Sauter mean diameter,SMD）最大值在120μm以内。提高气液比能有效降低雾化液滴SMD。喷嘴出口直径和注气孔直径对水的雾化液滴SMD的影响显著,而改变注气角度和混合室长度对水的雾化液滴SMD影响不大。混合室长度增加后,非牛顿流体的雾化质量有一定下降。黄原胶添加量的提高对雾化液滴SMD有很大影响。在雾化介质为水的情况下,液滴SMD变化范围为60～95μm;雾化高黏度流体时SMD范围为60～120μm。     

一种新型掺气型旋流竖井的试验研究

传统旋流竖井泄洪洞在高水头大流量情况运行时,竖井内出现壁面掺气不足,将可能发生空化空蚀破坏影响泄洪建筑物的安全运行。本文提出了一种新型掺气型旋流竖井体型——双涡室掺气型旋流竖井。试验表明：该体型竖井内水流流态更加稳定,掺气更明显,空蚀特性得到明显改善,并增加了消能效果,而且结构更稳定,保证了旋流竖井泄洪洞的泄洪安全。     

水舌运动界面的格子Boltzmann仿真研究

应用格子Boltzmann两相流模型,采用Young的界面重构技术,对水舌在空气中的运动进行了数值模拟,得到水舌在空气中的运动界面和流速矢量,数值模拟结果与实际问题的物理规律一致,验证了模型的有效性与可靠性.     

恒流中底部浮射流稀释特性的试验研究

本文在总结国内具体工程问题及其所涉及的环境水域水流条件的基础上,针对流动环境中水体底层单孔口、垂直向上温排水出流问题进行了试验研究工作.通过对不同工况下排水口近区流场、温度场的模拟研究,得到了关于深层排水情况下温排水与环境水体间的掺混稀释规律.所得到的规律特征经实际工程的物模试验结果初步检验被证明可信,可作为电厂规划阶段深层排水方案温排水掺混稀释效果的估算分析方法加以采用.而且,其研究成果同样适用于其他领域类似正浮力出流掺混问题的计算分析.     

跌扩型底流消能工消能的试验研究

采用水力学试验方法,对跌扩型底流消能工的消能及其机理进行了初步分析和试验研究,详细分析了跌扩型底流消能工消力池内水流流态与水流结构,由此论述了该消能工的消能机理,又在试验成果的基础上从消减临底和临墙流速方面分析了跌扩型底流消能工的消能作用。研究成果表明,跌扩型底流消能工,由于跌坎和突扩的存在,大大减小了临底和临墙流速,提高了消能效果。