工业管道紊流时断面上流速分布的又一形式

本文从理论上推证流体在工业圆管内作紊流流动时断面上流速分布的统一规律。结论可以方便且准确地用于测定圆管紊流的流量和直圆管的沿程阻力系数。     

溢流紊流边界层的流速分布

<正> 一、引言为了区别于一般的绕流边界层,我们把液体在重力作用下具有自由表面的来流,流经固体边壁形成的边界层,叫做溢流边界层。溢流边界层与一般绕流边界层有不同的特征,其主要区別是:①溢流边界层要考虑质量力的作用,例如坝面溢流边界层,重力和离心力在边界     

窄深式矩形明渠紊流流速分布规律研究

针对目前明渠流速分布计算中所存在的问题,考虑窄深式矩形渠道流速分布受侧壁影响大,选取能反映侧壁处竖向流速分布规律的抛物线形式,根据三维雷诺方程,建立了矩形渠道的紊流数学物理模型,推导出了水流受侧壁影响下的全断面流速分布公式和平均流速横向分布公式。通过矩形水槽实验,验证表明,在y/h>0.2时,侧壁处的测点误差都在5%左右,渠道中心区域误差在3%以内;但在y/h<0.2误差比较大,最大误差达10%。与以往紊流公式相比,精度更高,物理意义更加明确,表明本文公式能较好地反映紊流流速分布特性,具有较高的理论意义和实用价值。     

关于工业管道紊流流速分布的探讨

流体在管道中紊流流动时断面上流速分布规律,目前尚未完全解决。本文根据尼古拉兹均匀粗糙管紊流光滑区和阻力平方区断面流速规律,同时考虑工业管道粗粒高度不均匀性,提出紊流三区断面流速分布的共同规律(5)。该规律得到十分符合实验结果的柯列勃洛克公式验证,因此我们认为:1.本文所提的公式(5)是流体在工业管道中紊流时断面速度分布规律。2.柯氏公式是计算工业管道沿程阻力的半经验公式。     

实用圆管紊流流速分布的实验研究

以实验的方法,分析研究了实用工业圆管紊流时的流速分布。对不同的流体在多种管径下用不同的方法进行实验,验证了文献[1]、[2]中理论流速分布公式的正确性,所得结论为实用工业圆管的流量测量提供了实验基础。     

天然河道断面流速分布计算

采用Ｋｎｉｇｈｔ等推导的计算断面流速分布的解析解,得出天然河道断面流速分布计算的公式。该模型计及了滩槽间的动量交换、边界阻力及断面上二次流的影响。天然河道的不规则断面形状用若干段折线表示。计算结果与前人的实验资料比较表明,该模型能够较好地给出断面流速分布。     

梯形断面明渠流速分布的研究

为研究梯形断面明渠的流速分布律,应用经过实测资料验证的三维紊流数学模型,对12种不同底坡、不同糙率以及不同宽深比组合情况下的梯形断面明渠水流流速分布进行了数值仿真.结果表明,在明渠底部内区流速分布能很好地符合对数分布,但在明渠外区流速分布更符合乘幂函数分布,等效线平均流速沿横向的分布接近于乘幂函数分布.通过最小二乘拟合,得到了梯形断面明渠垂线流速分布律和等效线平均流速横向分布律.按流速分布律计算的流速值与实测值吻合较好,表明所给出的断面流速分布律是合理可靠的,可应用于梯形断面明渠流量的精确测量.     

窄深矩形断面明渠流速分布的研究

建立了一个三维紊流数学模型,对实际灌区中的窄深矩形断面明渠水流的流速分布进行了数值模拟.计算结果与实测结果符合得较好,表明数学模型及参数是合理可靠的. 运用该模型,对2种底坡、2种糙率以及3种宽深比组合情况下的窄深矩形断面明渠水流的流速分布进行了数值模拟,得出了窄深矩形断面明渠垂线流速分布律和垂线平均流速横向分布律,并应用实测资料验证了上述流速分布律. 结果表明,在明渠底部内区流速分布能很好地符合对数分布律,但在明渠外区流速分布则符合抛物线分布,垂线平均流速沿横向的分布接近于幂函数分布,给出的断面流速分布经验公式具有很好的精度.     

矩形断面明渠流速分布特性的试验研究

通过对明渠流速的水槽试验研究,建立了矩形断面明渠沿垂线流速的抛物线分布公式和横向平均流速的乘幂函数分布公式,同时给出了相关系数的确定方法.采用不同渠道流速资料进行验证,表明所提出的明渠流速分布律与实际分布一致,对应测点流速相对误差较小,可以满足明渠流速分布及流量计算精度要求.     

泥石流内部流速分布规律实验研究

泥石流内部速度是泥石流动力学分析与防治工程设计中最重要的参数之一。本文以粘度较高的丙烯酸树脂与乙酸乙脂混合液模拟泥石流的粘性,以粒径均匀的玻璃微珠作为两相流的固相颗粒,利用PIV流场测量系统,研究了含砂水流与泥石流中颗粒运动过程、垂向流速分布规律;借助高桥堡水石流固体颗粒流速分布模型,计算了不同颗粒粒径条件下泥石流垂向流速分布,并与前人的研究成果进行比较,结果表明：流体粘性较高条件下,颗粒在整个过流断面上分布更均匀,实验中垂向流速测量结果与高桥堡模型计算值吻合良好（u/us>0.3）,而与含砂水流条件下的测量结果差异明显。两相流中固体颗粒垂线流速分布是否存在反“S”曲线分布,主要与流体的粘性及颗粒在液相中分布的均匀程度有关。     

台阶后回流的紊流数值模拟

台阶后回流是一种检验紊流数学模型的典型流动，在许多紊流模型中所采用的处理近壁区问题的壁函数法难以给出满意的结果。本文在对目前各种方法加以分析的基础上，将壁函数法与低雷诺数模型相结合，给出了一种可用于流动分离的近壁区处理方法。该法在保证理论上合理的同时，无须在近壁区布置非常细密的网格。计算结果与实验值基本一致。     

基于幂律流体的许用起下钻速度

本文以起钻时保持井底有效压力大于或等于地层压力，下钻时保持易漏层位井内有效液柱压力小于其破裂压力为条件，建立了各种工况下基于幂律流体的许用起下钻速度计算式。     

一冷室喷流速度分布及喷流冷却速度的研究

通过模拟实验研究、现场测试、理论推导和计算，找出了ＣＡＰＬ一冷室的喷流速度分布、带温分布及喷流冷却速度的大小，进一步分析了它们对带钢热瓢曲的影响。     

使用激光多谱勒测速仪研究管式反应器中的湍动规律

采用激光多谱勒测速仪 (LaserDopplerAnemometer)测定一种生产磷铵的管式反应器中流点的velocity -arriv etime序列 ,通过对这一序列的分析 ,研究了管式反应器流向截面上表征流体湍动程度的均方根脉动速度和湍动度的分布情况 ,实验表明均方根脉动速度和湍动度在径向上呈现抛物线分布 ,均方根脉动速度随Re呈线形变化 ,而湍动度随雷诺数呈抛物线变化。均方根脉动速度在管式反应器中的分布为u′r2 =kRe +R(r2 ,Rer) =k(DUρ/ μ) +R(r2 ,Rer) ,Re >2 0 0 0。     

槽道内聚合物减阻流动对数层湍流结构的影响

为深入阐明聚合物减阻剂对壁湍流的影响,试验研究了聚合物槽道减阻流中近壁对数层的湍流特征结构。高分子聚合物溶液经过多孔壁面缓慢注入槽道,采用立体粒子图像测速技术测量对数层中流向与展向平面内3个方向的速度分量,采用二维粒子图像测速技术测量流向与垂直壁面方向平面的速度场。基于条件平均的方法,发现在对数层存在低动量流体的大尺度条带结构,在黏弹性聚合物溶液的影响下,条带在展向方向上扩展,在流向方向上拉伸;条带周围垂直壁面方向的脉动速度强度明显降低,类喷射运动被显著抑制。     

矩形狭缝内塑料熔体流动特性的解析分析法 (Ⅰ)速度分布的完全解析解

在不计粘温效应时求出了在各种压力梯度下的速度分布解析式，从而发展并完善了前人的有关理论。     

部分流泵的全三维湍流数值模拟

借助Fluent软件,选择标准κ-ε模型和标准壁面函数对单级部分流泵在设计工况方面进行了三维湍流数值模拟,分析了叶轮、涡壳内流体的流动,指出径向直叶片叶轮进口的冲击损失很大,隔舌前后是能量损失、产生噪声与振动的主要区域,隔舌对泵性能影响较大,蜗壳内存在两个反向的旋涡,蜗壳内的流体在主流和二次流的共同影响下沿着流道向前推进。最后,对泵性能的预测值与实测值作了对比,验证了数值模拟的正确性。     

声制冷机中均匀声共振管声场的研究

最大限度地利用声能是提高声制冷机制冷系数的有效方法.本文对两种均匀声共振管中传播的声波进行声场分析,得到有关的声学数据,以寻求声压最大的条件,为声制冷机的应用推广提出重要依据.     

气／固两相流实时测速相关器的研究

本文讨论了气/固两相流测速相关器的设计原理和实现方法,并由数字电路实现了测速相关器。单片机系统进行数据处理、显示和控制,以构成实时相关测速系统。实验表明,系统能够满足气/固两相流实时测速的要求。     

微型扑翼绕流的N-S方程数值模拟

基于广义无限插值理论生成了适用于模拟微型扑翼粘性绕流的三维C-0型网格,应用有限体积法结合双时间推进技术求解了微型扑翼在低速、低雷诺数下的粘性绕流.控制方程采用预处理后的三维可压缩非定常N-S方程组,有效地克服了低速流动条件下求解常规可压缩N-S方程遇到的刚性问题.通过与参考文献结果的比较验证了文中方法的正确性,并研究了扑翼相关参数对其气动特性的影响.文中所得到结论对扑翼的气动设计具有指导意义.