气核尺度分布谱

气核是最主要的“有效核”,为了定量研究室化核对空化起始的影响,必须排除“惰性核”对实验数据的干扰,获得纯气核谱。笔者在中国船舶科学研究中心新建的空化机理管道中,对于严格控制的水样,用全息法测量了大量的气核谱,统计得气核谱的经验规律,指出了组合参量α/αsr(局部空气含量比)是影响气核尺度分布的关键参量,并给出了对于局部过饱和水和局部亚饱和水两种情况下的气核数目密度分布函数n(R)的经验公式。一些国外最近发表的气核谱实验数据与本经验公式是符合的。本文的结果也暗示了空化核的测量也许可以大大简化。     

水洞实验中空泡图象的一种修正方法

在水洞实验中，由于光线在空气、水和观察窗面板中发生折射，准确实验图象的获取一直是一个难题。本文以水洞模型超空化实验中的超空泡外形测量为例，基于计算机图形学提出了一种水洞实验图象的处理方法，该方法可以对水洞实验中所拍摄的图象边界进行检测与定量标注；基于光学原理，借助实验模型与其图象，获得了实验空泡边界坐标的修正函数。该图象处理与修正方法，不仅可以消除摄取图象因不同介质引起的折射误差，而且可以获得图形的定量结果。经多次应用表明，具有较高的精度，取得了很好的应用效果。     

气泡尺寸与气核数目对初生空化的影响综述

衡量掺气效果的传统方法主要以掺气浓度为指标,认为掺气浓度大于2%时很少发生空蚀破坏。但新的研究表明,掺气浓度即使在很低的范围也可能不发生空蚀破坏。从气泡尺寸和气核数目对初生空化的影响入手,通过分析已有数据,探索衡量掺气效果的因素,得出初步结论。掺气减蚀效果不仅与掺气浓度有关,而且还与气泡尺寸有关,低于10-3m级尺寸的气泡对空泡溃灭冲击波的削弱作用不可忽略;其他条件一定时,气核数目增大,会促进空化现象的发生。     

空气含量对毂涡空泡及片空泡的影响

一、序言 空气含量对空泡起始和空泡剥蚀都具有重大影响。这是一个具有经典意义的研究课题。半个多世纪以来,人们进行了相当广泛的系统研究,对这些影响获得了一定程度的认识。近年来已经发展了一些测量气核的先进技术,发表了不少气核谱。但是对于如何利用这些结果来研究气核尺寸分布对空泡影响等几乎还没有开展多少工作,还不可能利用这些气核谱来解释复杂的空泡现象。一般而言,迄今为止人们对于空气含量对空泡的影响还未充分理解,也没有任何一个简单     

初生空化数公式的优化研究

初生空化数是衡量过流体型是否发生空化的判别标准。传统的托马公式认为液流负压值达到液体饱和蒸汽压时即发生空化。近来研究表明,气核和液体抗拉强度等对初生空化有重要影响。有学者认为把托马公式中的液体饱和蒸汽压替换为临界压强更为合理。本文在已有研究的基础上,对空化初生机理和影响空化初生的因素进行分析。认为空化仅是气核克服表面张力和液体饱和蒸汽压膨胀而形成的,并没有克服液体抗拉强度,且在空化源附近的液体几乎不具有抗拉强度,并基于此提出新的初生空化数公式。     

采用乳化空气泡做示踪粒子的PIV测速技术

本文介绍一种适用于水洞力学实验的采用乳化空气泡作为示踪粒子的ＰＩＶ测速技术。选用乳化空气泡做ＰＩＶ测速示踪粒子，取代了通常采用的固体颗粒，由两台ＹＡＧ大功率脉冲式激光光源组合系统做为ＰＩＶ底片记录的双脉冲曝光光源。乳化空气泡的最大优点是对实验水洞或水槽无污染，且产生方便、经济，又可以形成高质量的杨氏条纹图像。这一技术能够使得ＰＩＶ测速技术在水洞力学应用测量中真正达到实用。     

绕流体初生空化数的概率估计

基于空泡动力学及概率统计理论,本文建议了一种预测绕流体初生空化数的方法。以惯性失稳作为气核空化的标志,定义气核离开绕流体附近拉应力区时恰好生长到失稳临界半径的流场空化数为该气核的初生空化数K_i(R_o),而绕流体初生空化数则视为大量气核初生空化数的数学期望。对不同高、长比的弓形突体给出了数值计算结果,对一特定弓形体给出了实验结果,并对影响初生空化的几个主要因素进行了分析。     

通气超空泡水洞试验阻塞效应影响研究

水洞阻塞效应对于通气超空泡流动有重要影响,会导致水洞试验获得的相关参数与在无限流场中存在较大差别。为此,该文采用基于欧拉两流体多相流模型的数值模拟方法,对水洞试验阻塞效应机理进行了研究。首先,数值方法的有效性通过水洞试验数据进行了验证;其次,分别研究了水洞壁面黏性效应和尺度效应对于通气超空泡形态的影响规律,分析了水洞阻塞效应的产生机理。研究结果表明:水洞阻塞效应将会导致空泡长细比变大,仅通过增加空化器直径来增加空泡最大直径效果不明显;水洞阻塞效应主要受到壁面黏性效应和尺度效应的影响,且随来流速度增加而愈加明显;水洞试验设计应该对试验水速和模型尺度进行权衡考虑。以上研究成果对于通气超空泡水洞试验设计具有一定的指导意义。     

一种测量水的抗拉强度的新方法

本文提出了一种测量水的抗拉强度的新方法,能综合反映水介质条件(温度、压力、气核含量及尺寸分布)的影响,且简单易行。根据抗拉强度的概念,定义了一个新的只与流场结构有关的初生空化数(α_c)i。文中给出了一组实测结果,并据此换算出一矩形绕流体的初生空化救σi,且与实测值吻合。本文的分析表明,将初生空化的模型实验结果换算到原型时,需要考虑两者之间水介质抗拉强度的差异,且不受缩尺影响。     

双锥头型回转体空化特性实验研究

该文以双锥头型回转体为研究对象,开展了攻角0°–6°、空化数0.3–1.0范围内共计20个工况的水洞实验,获得了空泡形态和回转体表面压力分布;根据实验观测结果,提出了四种类型的流型划分,研究了各类型空泡流状态下的表面压力特征,给出了不同空化数和攻角下的空泡流流型图;对空泡长度进行了定量判读,分析了小空化数下重力对空泡长度的影响,获得了空泡长度、迎背流面空泡长度差随攻角、空化数的变化规律。     

掺气气泡对减压实验测量结果的影响

根据气泡的声学特性,对掺气水流中气泡可能对减压实验中声压级差和空化噪声强度测量结果造成的影响作了初步的理论探讨。研究表明,气泡对声波的吸收对空化初生的判别并无影响,对空化噪声强度的影响不可忽略。     

多拐通道空气—水珠两相分离研究

本文采用随机取样分离流模型(SSF)模拟多拐通道内空气-水珠两相流动,计算中采用“固化”无流动部分的方法建立实际流动区域,并对压力边界条件作了特殊处理。实验研究,则使用U形管测量通道进、出口压差,即压力损失;用激光全息摄影方法测量进、出口的水珠粒场,得到了水珠各尺寸组颗粒分离效率及总分离效率。实验结果与理论计算值符合良好。     

水质和空化比尺效应

本文提出了新的空化数和初生空化数的表达式,说明水体抗拉强度在空化中的作用,并且也指出,除抗拉强度外,水中气核半径及其数量也起着相当大的作用,从而可以解释在试验中即使同一个模型在不同的设备中以及不同的情况下可得差别很大的初生空化数。另外,对模型数据引伸到原型提出了一些具体建议。     

超空泡实验中的数字图像检测

在水洞实验中，高速摄像机以数十赫兹至数十千赫的速度记录空化过程的系列影像，是研究水中空化现象机理的有力工具。如何从众多的数字图像中准确获取空泡的外形、空泡波动周期等信息，同时克服背景干扰和光线在空气、水以及水洞观察窗面板中的折射效应，是进行超空泡非定常实验要解决的重要课题。文中应用现代数字图像分析理论，通过对图像的滤波、灰度拉伸、图像校准、边缘检测等操作，总结出一套适合在超空泡水洞实验中应用的自动图像获取技术。使用该方法能够自动获取高速摄像图像中的空泡外形和振动周期等参数，并形成数据文件。实验表明，该方法自动化水平高，并具有较好的精度，在实际应用中获得了良好的效果。     

压力脉动下空化的概率估计

水流是否发生空化,目前多以空化数K和初生空化数K_i的比较来判别:当K≤K_i时认为发生空化;当K>K_i时认为不发生空化。由于水流的压力脉动,实际上可能在K>K_i时就发生空化,也可能在K≤K_i时不发生空化。如何考虑压力脉动的这种影响,尚无完善的方法。目前常用的是附加压降法,即在计算空化数K时考虑一个附加压降P′     

连续过滤装置机能的特点及用于污水处理的效果

1.绪言对深度污水处理也应该参照总排污量的规定。另外,从节省资源角度来看,污水的再利用作为杂用水道已逐步成为现实。这样,在污水处理中也就需要加强水质管理,因此,一般认为大多数污水处理厂,都设置快速过滤装置来作为处理的最后阶段的日子已为时不远。以往的快速过滤装置,由于其构造本身是一种过滤与冲洗交互进行的统一系统。同时,一般是以恒速过滤为基础的定负荷运转。为此,对于进水负荷量不断变化的污水,为适应其变化,必须设有大的蓄水池,或者是频繁的池数控制,还必须进行麻烦的流量调节。由于这样,对于不需控制,适应进水量任意变化,可以连续过滤的这个因素,具有很好的平衡作用。     

达克曲克水电站溢洪道空化空蚀问题研究

国内首个成功运用通气减蚀措施避免泄水建筑物空蚀的工程是冯家山水库.与冯家山大坝一样,达克曲克水电站属中坝工程,最大坝高62.6m,有必要讨论表孔溢洪道泄槽空化空蚀问题.采用时启燧等提出的掺气挑坎临界坎高的经典算法以及空化空蚀相关规范,通过理论计算与实际分析表明:①在溢洪道泄槽段无需设置掺气挑坎;②在没有掺气减蚀措施的情况下,计算施工不平整度按要求控制可以有效避免空化空蚀.     

EDTA滴定法测定水样总硬度不确定度来源及评定

文章归纳了EDTA滴定法测定水样总硬度的不确定度来源。根据EDTA滴定法检测水样总硬度时EDTA-2Na标准溶液和钙标准溶液的实际用量,改变GB7477-87所述两者的配制量。利用不确定度传播律,建立有效数学式,通过相对标准不确定度分量对总硬度的测量不确定度进行评定。评定结果表明,EDTA-2Na标准溶液配制量增大2倍对不确定度不产生影响;减小钙标准溶液配制量能有效地避免剩余钙标准溶液的变质浪费,相对合成标准不确定度U仅增加1.19%,U值控制为1.70×10-3。     

基于CEEMDAN与RNN算法的离心泵空化状态识别研究

离心泵在发生空化时会产生蕴含特征信息的噪声信号,且随着空化程度的增加,噪声信号特征也会发生变化。该文针对离心泵空化状态识别的问题,提出了一种基于完全自适应集合经验模态分解(CEEMDAN)算法和循环神经网络(RNN)相结合的离心泵空化状态识别方法。通过空化性能试验获取不同空化状态的噪声信号数据,并进行频域分析获取其特征频段范围;引入CEEMDAN算法对信号数据进行分解获得相应的固有函数模态(IMF)分量,选取峭度较大的分量进行频域分析,并选择符合特征频段的分量进行功率谱熵计算以构造特征向量集合,发现空化与非空化状态下,功率谱熵值区分明显,在非空化时均值为0.55,空化时均值为1.05。最后将特征分量集合输入循环神经网络完成模式识别,选取最优模型。验证实验数据分析表明：采用CEEMDAN和RNN算法相结合的模型可以有效提取离心泵空化噪声的特征并进行空化状态识别,最高识别率达92.4%,为离心泵故障诊断提供了新的方法。     

绕轴对称体三维非定常空化流动的数值与实验研究

采用数值和实验相结合的方法研究了绕轴对称体三维非定常空化流动现象。实验中,采用高速摄像的技术和动态测力系统对绕半球型和平头型轴对称体的非定常空化流场及其动力特性进行了分析,观察了在不同空化数下,绕半球型和平头型轴对称体的空泡形态;测量了轴对称体受到的阻力,并对阻力信号进行了时频分析,得到了在非定常空化阶段,轴对称体动力特征频率。基于实验现象,发展了一种基于密度修正的分域空化流动的计算方法,并与实验结果进行了对比,结果表明:该方法可以较好的模拟绕轴对称体三维非定常空化流动现象。绕不同头型轴对称体的空化流场结构均存在明显的三维非定常流动特性,并且,空化流场形态与动力特征频率存在高度的相关性,不同头型轴对称体的非定常空化流场结构存在较大的差异,半球型轴对称体空泡流动的脉动主要是空泡尾部的高频小脱落引起的,而平头型轴对称体的空泡流脉动成分主要是大尺度的漩涡空泡团的周期性脱落。