管道突然扩大局部阻力系数初探

在管道设计中 ,经常遇到局部阻力系数确定的问题。突然扩大局部阻力系数ξ1=1 - A1 / A2 2是通过理论确定的。通过对三种 A1 / A2 情况下的局部阻力系数的实验研究 ,结果发现ξ不但与两过流断面有关 ,而且还和流速有关。通过实验研究 ,确定了ξ1 与流速 v1 及A1 / A2 之间的关系 ,在设计中 ,只要根据设计流速 v1 与 A1 / A2 就可以采用相应的ξ1 进行管道的水力计算     

对圆管突然缩小局部阻力系数的研究

以圆形管路的突然缩小为例,对管路的局部阻力系数ξ作了实验、分析和理论研究,证实传统的理论公式存在较大的误差。在紊流状态下,圆形管路突然缩小局部阻力系数可以看作雷诺数的函数,采用3次多项式可以将局部阻力系数与雷诺数很好地结合起来。     

管道突然扩大局部阻力系数初探

在管道设计中，经常遇中部阻力系数确定的问题。突然扩大局部阻力系数ε１＝（１－Ａ１／Ａ２）＾２是通 。通过对三种Ａ１／Ａ２情况下的局部阻力的实验研究，结果发现ε不但与两过渡以断面有关，而且还和流速有关。通过实验研究，确定了ε１与流速Ｖ１及Ａ１／Ａ２之间的关系，在设计只要设计速Ｖ１与Ａ１２／Ａ２就可能采用相应的ε１进行管的水力计算。     

山地灌溉管道含气囊运动的水力特性研究

采用直径75 mm的PVC给水管,建立了山地灌溉管道模型,对有压灌溉管道中凸起管段气囊运动的水力特性进行研究。试验中改变管道中流量,观察管道凸起部位气囊运动情况;通过量测流量、管道动水压强,分析了雷诺数与管道凸起处135°弯头局部阻力系数的关系。结果表明:①随着管道输水流量减小,管道突起部位气囊体积扩大,气囊对管道水流阻力增大;②随着雷诺数增大,管道凸起管段135°弯头局部阻力系数减小,雷诺数小于2.0×104时,局部阻力系数随雷诺数增大而迅速减小,最后趋于稳定。     

喷嘴与水平圆管的气—液两相流动阻力特性

本文应用一维变密度气－液两相流动量于喷嘴和水平圆管的气水两相流动，建立了喷嘴进口压力及流速之间的关系，将动量方程在有限管道长度内积分，从而可由试验得的压力差计算通过水平圆管的气－液两相流阻力系数，并在大量试验的基础上建立了考虑截面含气率的喷嘴动量修正系数的相关关系式和水平圆管中大气两相流阻力系数与雷诺数之间的关系式。     

喷嘴与水平圆管的气－液两相流动阻力特性

本文应用一维变密度气－液两相流动量方程于喷嘴和水平圆管的气水两相流动，建立了喷嘴进出口压力及流速之间的关系，将动量方程在有限管道长度内积分，从而可由试验测得的压力差计算通过水平回管的气－液两相流阻力系数，并在大量试验的基础上建立了考虑截面含气率的喷嘴动量修正系数的相关关系式和水平因管中气水两相流阻力系数与雷诺数之间的关系式。     

突然缩小圆管局部水头损失系数试验研究

管网布置及设计中,局部损失的计算非常重要,但由于其影响因素多,目前常采用经验值简化计算,误差较大。突然缩小圆管是一种常见的管道连接方式,对其局部阻力系数影响因素进行试验研究具有重要的意义。通过对一定水头时不同突缩比塑料圆管的局部水头损失试验,测定了管道的流量、水温、测压管水头,分析研究了局部阻力系数与流速、管径及温度之...     

高含沙明渠紊流光滑区f－Re关系与平均流速公式

本文根据水槽试验结果，从紊动与絮网结构相互影响的角度分析了光滑区内阻力系数ｆ与有效雷诺数Ｒｅ关系散乱的原因；通过分析ｆ与断面平均流速Ｖ的关系，建立了高含沙明渠紊流光滑区平均流速公式，井作初步分析．     

波状床面消力池的流速分布和壁面阻力系数

根据S.A.Ead和N.Rajaratnam(2002)对波状床面消力池流速、边界层厚度和壁面阻力的试验成果,通过对试验资料的分析,研究波状床面消力池断面流速分布和最大流速沿程变化的规律;根据边界层理论,研究波状床面消力池边界层的发展和壁面阻力系数的变化规律。研究表明:波状床面消力池的断面流速分布具有相似性和分区性,断面流速具有同一分布规律,各断面以最大流速为界,将其分为边界层区域和混合区域,在边界层区,流速沿垂线不断增大,在混合区,垂线流速不断减小;消力池的最大流速沿程逐渐衰减;波状床面消力池的边界层厚度远大于光滑壁面的边界层厚度;壁面阻力系数大于光滑壁面的阻力系数。提出了断面流速和沿程最大流速的计算公式和波状床面消力池边界层厚度和壁面阻力系数的计算方法。对所提出的公式与S.A.Ead和N.Rajaratnam(2002)的试验成果进行了对比分析,验证了计算方法的正确性。     

城门洞断面有压隧洞流速分布的数值模拟

为了研究城门洞断面有压隧洞的流速分布规律,采用流体数值计算方法和雷诺应力模型对城门洞断面有压隧洞水流进行三维数值模拟,分析城门洞断面形式、雷诺数及水力半径等对城门洞断面有压隧洞流速分布的影响。计算结果表明:普通城门洞断面的流速分布比非普通城门洞断面的均匀;断面最大流速出现在0.6H~0.7H处;普通城门洞断面有压隧洞流速分布均匀的条件是系数ε为0.25,此时流速分布为对数分布。     

探针杆挠曲对水流场测量的影响研究

绕流阻力引起探针杆弹性挠曲，针头挠度和转角造成测点位置误差和流速方向或分量测量误差。本文提出根据探针测定的原始速度分布求解针头在各测点处的转角，进而确定实际流速方向、流速分量和测点位置误差。方法成功地用于探针测定的三维流场的误差计算和修正。结果表明，沿杆长方向的流速误差最大，不能忽视。最后，给出误差修正计算实用近似方法。     

不同流速对UPVC输水管道沿程损失影响的试验研究

为了更合理的计算管道输水的沿程损失,采用室内模拟试验的方法,确定流速与沿程损失之间的关系,并对常用经验公式的主要参数进行修正。试验结果表明:ＵＰＶＣ输水管道沿程水头损失随着管道流速的增大而增加,两者之间有较好的幂函数关系;常用经验公式中,谢才公式、达西－魏斯巴哈公式和《规范》公式的系数,即曼宁糙率系数、沿程阻力系数和摩阻系数均随着管道流速的增大先迅速降低,流速大于1．040ｍ／ｓ后,变化较小,趋于稳定,各系数与流速之间呈幂函数关系;海曾－威廉公式系数变化趋势相反,系数与流速之间具有较好的对数函数关系。采用修正后的经验公式计算值与实测值接近,相关系数均达到0．997以上。因此,通过修正后的经验公式可提高计算精度,满足计算需求。     

石质急流滩水力特性概化试验研究

根据溪口型急流滩概化滩段的水槽试验，分析了急流滩段流速与水位的分布和沿程变化等水力特性，阐述了滩段水力特性与地形的关系，以及影响滩情的主要因素，讨论了计算滩段水面线中确定局部阻力系数的方法，     

管道进口过渡段的水力学特性

边界层沿流程发展是否达到管道中心是判别管道流态已否形成均匀流的基本条件,本文把管道中边界层正在发展的流段称为进口过渡段。根据管流的特性及卡门——勃兰特粗糙管流速方程推导出:管流中紊流边界层厚度的沿程发展,形成均匀流的临界位置,管道进口过渡段的阻力系数,能量损失及损失系数(不包括进口处的局部损失),过渡段中边界层外区势流速度与压力沿程变化的计算公式。并发现在有压管道中紊流边界层的发展比在宽阔的明渠中快。     

河湾水流与河床冲淤综合分析

本文在两个弯道模型试验基础上［１，２］，综合分析了国内外的有关研究成果。文中首先阐明河流蜿蜒弯曲的必然趋势和河湾内环（副）流伴随主流形成螺旋流动前进的特征，并对弯道内主流位向变化、环流强度、水面横比降等作了分析，推荐了计算公式。其次，对河湾水流的横断面流速分布和沿河宽的单宽流量分布给出了计算方法，并分析求得了河湾冲刷深度的公式；依此可以计算河湾冲淤河床的平衡断面。     

垂直上升管气-液两相流截面含气率的理论模型

本文提出了二维二速度气—液两相流含气率模型，模型考虑了两相间的滑移及含气率和流速沿流通截面的分布，对绝热流动情况下推导出了截面含气率与容积含气率之间的关系式，模型计算结果与实验结果符合较好。     

水下贴底射流及其对淤泥质床面冲刷实验研究

本文对水下圆截面贴底射流所产生的流速场及其对周围淤泥质床面的冲刷作用进行了实验研究，通过定床和动床两个系列的射流实验，给出了计算定床条件下床面流速分布和动床条件下射流临界冲届摩阻流速和冲届坑尺度的经验公式。     

伴有滑动床的粗颗粒石膏矿石浆体流动速度分布初探

随着浆体管道输送工程的应用和发展,输送颗粒的粒径越来越大,伴有滑动床流动的粗颗粒浆体的输送工程越来越多。基于滑动床以上的悬浮层内的剪切应力呈线性分布的假设,提出了最大流速点(即剪应力最小点)位置的计算公式。在最大流速点至管道内任意点方向应用流速亏损定律,给出了悬浮层内任意点速度分布的计算模型。通过石膏矿石浆体管道输送试验,给出了若干组浓度分布、速度分布实验数据。通过若干组数据的回归分析,给出了最大速度值的计算公式及卡门常数值。利用试验数据,对最大速度点位置计算公式和滑动床上速度分布的计算模型进行了检验,其计算值和实测值的最大偏差分别为3.8%和14.3%。     

异重流潜入规律研究

本文对异重流潜入机理进行了分析，表明潜入过程中流速分布的根本变化对潜入的作用是研究异重流潜入条件的核心．文中提出了异重流潜入模型，引入了潜入动量修正系数，得到异重流潜入点处修正佛汝德数与水槽底坡、异重流阻力系数、水槽宽度、单宽流量及含沙量的定量关系．用本文及范家骅等的两种试验条件相差较大的潜入试验资料对模型分析和验证，表明计算值与实测值相吻合．     

输沙管流流速分布及浓度分布的研究

本文提出了管道紊流有效动量传递系数的概念、分布模式及数学表达式，得到了清水管流、含沙管流情况的统一流速分布公式和含沙浓度沿垂直管轴线的分布公式。本文所给出的公式不仅在理论上克服了以往公式所存在的不足，且其计算值与实验值符合较好。