超温水体水面蒸发与散热

本文是我国全国范围大规模水面蒸发及水面散热问题研究的一项成果。主要提出在气象可控专用风洞中进行的系统试验研究的结果。文中分析了气温、水面风速、水温及水气温差各个因子对水面蒸发的相关影响。特别注意了前人不曾系统研究过的水气温差对蒸发的驱送效应。 试验证明,在试验范围内,水气温差能增进水面散热的驱动能力。根据大量水槽试验资料并结合全国各地有代表性水域的现场实测经验,提出了充分考虑温差效应的水面蒸发系数公式(10)及水面综合散热系数公式(18)。公式统一了自由、强迫对流的散热机理和天然水体与受热水体的水面蒸发规律,获得了比较完整的理论上描述。可以证明,施成熙公式及国际上比较通用的Ryan-Harleman公式可认为是本文推荐公式的特例。 由于温差对水面蒸发系数的影响,还引起水面综合散热系数的增项。在一定条件下,此增项可高达20％,不容忽视。     

水面蒸发系数公式探讨

本文认为在水面蒸发公式的散热系数中,不应包含水气温差,并应用对流散热和蒸发散热的基本公式来作证明,说明如果公式中包含了水气温差,将违反对流散热和蒸发散热基本公式.最后给出了笔者认为正确的蒸发散热系数公式形式.     

对“水面散热焓差公式及其应用”的讨论

《水利学报》2004年第2期刊登的“水面散热焓差公式及其应用”(以下简称“焓差公式”)一文,对1989年“水利学报”第10期刊登的“超温水体水面蒸发与散热”[1]进行了讨论。文中把冷却塔散热的概念和计算方法移用于水面蒸发和水面散热,提出以下论点:(1)蒸发系数公式不应包含水气温差项;(2)公式中包含水气温差项是因为在试验中蒸发散热与对流散热无法截然分开;(3)量测蒸发水量不如量测进出试验段的空气干湿球温度及空气流量可靠。考虑到以文献[1]为基础的水面蒸发系数全国通用公式B已为2003年颁布的国家标准“GB/T50102-2003工业循环水冷却设…     

水面综合散热系数确定方法及灵敏度分析

水面综合散热系数是温排水数值模拟中的一个重要参数,它的正确选择与计算直接关系到模拟结果的准确性.从水面综合散热系数Ks的确定方法出发,分别取Ks为常数和非常数,结合某电厂实例分析Ks的取值对温升场模拟结果的影响,并对水面散热系数Ks的灵敏度进行分析,这对环保部门进行沿江、沿海环境总体规划具有重要意义.     

巴彦高勒蒸发实验站蒸发器蒸发量与折算系数变化的分析

本文分析了巴彦高勒蒸发实验站各各类型蒸发器全年蒸发量过程和折算系数的变化，并就气象因素对折算系数的影响进行了分析，认为用气象因素与折算系数建立关系，是正确选用折算系数和提高水面蒸发量精度的一个有效途径。     

道尔顿公式的应用研究

对道尔顿线性公式中的风速函数系数取值范围及其对水面蒸发模拟效果的影响进行全面的对比试验,表明风速函数系数有较宽的适应区间,且在将其中的一个系数取为零的情况下,仍具有较好的模拟效果.结合近年来国内外水面蒸发研究成果,对道尔顿公式中的风速函数进行改进,提出以三段制的分段函数作为风速函数,不仅更符合风速对水面蒸发作用的物理本质,也使水面蒸发时空变化规律的拟合误差明显减小,模拟效果显著提高.     

水面散热的焓差公式及其应用

我国现在所用的水面散热公式，包括蒸发散热、对流散热、辐射散热三部分，以此为基础建立的计算蒸发系数的通用公式是有缺陷的，其中不应包含水气温差。因为水气温差是对流散热的推动力，而蒸发散热只传质，不传热，只产生汽化潜热，所以不应有对流散热的成分。产生上述问题的原因是在实验中蒸发散热和对流散热是不可分的，本文将蒸发散热和对流散热合为一个公式，提出用焓差公式来整理试验资料，给出了以焓差为推动力的散热公式，使原有计算公式得到简化,更符合实际。     

水体蒸发中瑞利分馏公式的模拟及实验验证

同位素水文学主要利用同位素技术解决水文学中的一些关键问题。本文简要介绍了同位素分馏的基本概念,对平衡条件下瑞利分馏机制进行了分析。以水体蒸发为例,用瑞利分馏模型模拟了水体平衡蒸发中稳定同位素的比率与温度、剩余水体积比的关系,结果显示水体平衡蒸发中稳定同位素比率是剩余水体积比的函数,随它的减小呈指数增大。通过室内外自由水体在天然条件下的蒸发实验,获得了氧同位素分馏因子与剩余水体积比的关系,其结果与瑞利分馏模型理论分析一致,实验还得出了时段分馏系数与时段蒸发量成反比的关系。     

沉沙池超饱和输沙法恢复饱和系数研究

恢复饱和系数αi是一度流超饱和输沙法计算的重要参数之一,理论分析和实测资料表明,αi值与泥沙分组平均沉速ωi、摩阻流速U、池段平均水力坡度J等因素有关,是一个变幅较大的系数。用实测资料建立的αi值计算公式,其泥沙粒径范围为d=0.005～0.25mm,基本覆盖了黄河及长江中下游地区的泥沙粒径。在缺少相似已建沉沙池水流和泥沙特征实测资料条件下,且悬移质泥沙粒径d<0.25mm时,可用式(13)进行αi值计算。     

水面蒸发计算模型研究

根据水面蒸发形成机制和水面蒸发量与气象要素关系的试验分析结果 ,选择饱和水汽压差、风速、相对湿度作为水面蒸发计算因子 ;综合国内外水面蒸发计算研究成果 ,选取适用的风速函数和相对湿度函数 ,提出一种具有较强适应性的水面蒸发计算模型 .简要评析目前国内出现的 3个水面蒸发全国通用计算公式 ,指出这 3个公式尚存在欠缺 ,有待进一步完善 ;最后提出水面蒸发计算模型研究应统一水面蒸发量标准 ,正确选择风速函数 ,并应加强水面蒸发计算模型空间变化规律的研究 .     

空气阻力系数对水滴运动及蒸发的影响

应用喷灌条件下水滴的运动、蒸发及分布模型对水滴的飞行时间、飞行距离以及蒸发率进行了预测,并对5种空气阻力系数计算公式 （Bird、Park、Fukui、伊沙叶夫、Wallis） 求得的预测值和实测值进行了比较。结果表明：应用Bird、Wallis、Fukui公式预测的水滴飞行时间与实测值随水滴直径的变化趋势一致,应用Park和伊沙叶夫公式求得的水滴飞行时间预测值与实测值的相对误差最小;5种阻力系数公式均能较准确地预测水滴飞行距离,其中Park公式的预测精度最高;5种阻力系数公式对于单个水滴蒸发率的预测结果与实测值之间的平均相对误差在26.1%~30.2%之间;5种阻力系数公式对总蒸发率的预测影响不明显,预测值与实测值之间的平均相对误差在15.2%~17.5%之间。建议在水滴运动和蒸发计算中采用Park阻力系数公式。     

干旱区水面蒸发特性及消减技术研究

根据现代节水灌溉兵团重点试验站Φ20 cm蒸发器、E601型蒸发器和20 m2蒸发池的蒸发实测资料分析了各蒸发器间的蒸发特性及其折算系数的年内变化规律,得到了水面蒸发折算系数在非冰期呈逐月增大趋势。同时对各蒸发器蒸发量进行相关性分析,得出20 m2-E601蒸发量相关系数为0.996,20 m2-Φ20 cm蒸发量的相关系数为0.978,两者相关性均显著。该结果可供玛纳斯河流域水量平衡研究、水资源评价和生态需水计算时参考。同时鉴于我国西北干旱地区降水量少、蒸发量大,试验采取在水面覆盖聚苯乙烯泡沫塑料板的方法以便减少水面蒸发。研究表明:5-11月份水面平均蒸发消减率可达51.25%。这为干旱区水资源高效利用提供了理论依据。     

空气阻力系数对水滴运动及蒸发的影响

应用喷灌条件下水滴的运动、蒸发及分布模型对水滴的飞行时间、飞行距离以及蒸发率进行了预测,对由五种空气阻力系数计算公式（Bird、Park、Fukui、伊沙叶夫、Wallis）求得的预测值和实测值进行了比较。结果表明：应用Bird、Wallis、Fukui公式预测的水滴飞行时间与实测值的变化趋势一致;五种阻力系数公式中,应用伊沙叶夫公式求得的水滴飞行时间预测值与实测值的相对误差最小;五种阻力系数公式均能较准确地预测水滴飞行距离,其中Park公式的预测精度最高;五种阻力系数公式对于单个水滴蒸发率的预测结果与实测值较接近,而Fukui公式对总体蒸发率的预测值与实测值的平均相对误差最小。     

商丘试区潜水蒸发量计算公式的推求

利用2000年、2001年、2002年的实测水面蒸发量,推求出潜水蒸发量计算公式,从而延长潜水蒸发量系列,满足计算要求。对2001年的实测潜水蒸发量和地下水埋深量进行了计算,确立了潜水蒸发量E与埋深h的关系,可为地下水位预报和地下水开采提供参考。     

完全用水系数及增加值用水系数的计算方法

完全用水系数和增加值用水系数是利用投入产出技术研究水资源利用状况的两个重要指标 .完全用水系数比传统的直接用水系数更准确地度量了部门生产活动对水资源使用的影响 ,而将占用和进口 (输入 )因素引入完全用水系数的计算可克服传统计算方法的两个主要缺点 ,使计算结果更加合理 ,更具有实际价值 ;增加值用水系数也在度量各部门水资源经济效益方面比传统的用水定额具有优势 .根据所提出的计算方法 ,利用 1999年全国水利投入占用产出表进行了实际计算 ,并应用它来分析中国 1999年的主要产业用水情况 .     

水面蒸发模型的进一步优化

水面蒸发量是水文水利计算、径流分析预测及水资源利用评价的主要内容,针对目前水面蒸发计算模型存在的问题,通过对水面蒸发机理的分析,采用最小二乘回归法,建立了由主要影响因子构成的修正系数函数对由相对次要因子构成的主体函数进行修正的基本模型,经比较,该模型具有较好的拟合精度。