多级孔板泄洪洞水流空化特性

多级孔板泄洪洞是一种利用水流强剪切混掺而实现消能的内消能工形式,而抗空化空蚀性能是影响多级孔板泄洪洞安全运行的重要指标之一。本文以小浪底1号孔板泄洪洞为例,在水力学原型观测资料的基础上系统分析了多级孔板泄洪洞的空化特性,并结合几何比尺为1:40的减压模型试验资料分析了缩尺效应对初生空化数的影响。结果表明：水流空化数对库水位的变化不敏感,而初生空化数则随着库水位的升高而增大,受此影响,库水位越高时各级孔板发生空化水流对应的闸门开度越小;缩尺效应对多级孔板泄洪洞初生空化具有显著影响,经模型试验测得的初生空化数须进行缩尺效应修正;对于多级孔板泄洪洞,其结构尺寸和水流流速是影响初生空化数的主要参数,基于此提出了减压试验初生空化数的缩尺效应修正方法,经与原型观测资料对比,误差小于2%。相关成果利于深化对多级孔板泄洪洞水力特性的认识,有助于多级孔板泄洪洞的推广应用。     

高速水流空化区和空蚀区掺气特性的试验研究

本文用先进的量测仪器在浙江工业大学水力学实验室直流式水洞中分别对高速水流空化区、空蚀区的掺气特性进行了较为系统的试验研究.实测了空化区掺气前后压力的变化,分析了压力波形的可压缩流特征以及马赫数与压缩比的关系;实测了空蚀区不同掺气浓度的时均压力分布,分析了压力随掺气浓度的变化及背压对空蚀的影响;提出减免空蚀的最低掺气浓度与流速的关系,比较了掺气前后水流的空化数.     

掺气条件下水流空化特性的研究

通过对水流的空泡动力学研究,建立了掺气条件下空泡溃灭时所诱导的泡周围水体压力脉冲方程,考虑了不同流速不同掺气浓度对空泡溃灭的影响,揭示了空泡在水体中的溃灭特性,数值模拟了空化数对空泡溃灭的影响规律。结果表明:空化数随着掺气浓度的增加而增加,减弱了空泡溃灭时的空蚀破坏能力,低流速下空化数随掺气浓度增加较大,高流速下空化数增加较小;流速越高,掺气浓度越低,空化数越小,计算结果与试验结果吻合较好。     

减免空蚀掺气浓度的试验研究

本文在直流式水洞中用先进的量测仪器设备对减免空蚀的最低掺气浓度进行了系统的试验研究。通过对不同掺气浓度、不同配合比混凝土试件的空化空蚀试验，提出减免空蚀最低掺气浓度与高速水流速度的关系，给出不同掺气浓度时空化区的流态，比较了空蚀区掺气与不掺气情形的时均压力，并系统地观察了空化空蚀噪声随掺气量的变化。     

空化区圆柱突体空化特性的研究

通过空泡与空泡运动方程的研究,建立了水流空化区能量守恒方程,理论上对两种不同流速下圆柱突体诱导的空化区中空化特性进行了数值分析.试验在直流式水洞中进行,圆柱突体高为5mm,底部直径为6mm,掺气孔径为5mm.结果表明:同一流速下空泡半径随着掺气浓度的增加而减小;流速越高,掺气浓度越大,空泡半径越小.同一流速下空化数随掺气浓度的增加而增大;低流速下空化数最大值远大于高流速下空化数最大值,试验数据与理论吻合较好.     

空化射流在管道清洗中的应用

在对空化射流的破坏机理进行分析的基础上，介绍了一种基于空化射流的管理清洗方法。该方法是通过首先将管内注入液体，然后在液体中加入一定程度的压力脉动，使管内不可压缩的液体中形成驻波，并开始在驻波中产生空化现象。由于空化现象产生的微小气泡溃灭，形成冲击波，打破管内壁与污染之间的粘合力，从而实现对管道的彻底清洗，最后，通过与环形管道清洗法比较，展示了该清洗方法的优越性及广阔的应用前景。     

内混式SNCR喷枪喷雾特性研究

选择性非催化还原法(SNCR)脱硝系统中,还原剂内混式喷枪的流量特性和雾化特性对脱硝效率影响较大。本文通过实验研究了影响雾化特性的主要因素气、液压力和气液比对内混式SNCR喷枪流量特性和雾化特性的影响,尤其是对喷枪射程的影响。结果表明:喷枪内液体流量实验曲线基本符合Q_w≈(p_w-p_3)0.5的指数增长关系;喷枪最佳设计气体压力为p_w≤p_a≤p_w+0.1 MPa;随着液体压力的增大,雾化颗粒变大,射程增幅明显;随着气液比的增加,雾化颗粒越来越细,射程逐渐变小,考虑刚度射程问题时,气液比选择在0.10左右较为合宜,且设计气液比k_(ALR)≤0.10时可以明显的增加射程;增加气、液的初始压力不能显著改善喷枪穿透深度。     

水平旋流泄洪洞通风量相似性研究

结合公伯峡水平旋流泄洪洞1∶40和1∶60模型及原型试验成果,分析了通气系统的通风机理,依据相似理论研究了通风量的相似性问题.研究表明,水流挟气使空腔内形成负压,通风由通气孔进出口的压差产生;空腔内真空度是原、模型通风量相似的主要影响因素;受通气孔摩阻特性和空腔内气体状态的影响,真空度比尺与几何比尺并不相等,导致通风量比尺与重力相似比尺不符;但对于1:40模型,旋流洞环流速度最大值为6.2m/s,真空度比尺与几何比尺较为接近,起旋室通风井通风量可近似按重力相似引申.     

槽型芯湿法烟气脱硫的实验研究

湿法烟气脱硫是一个化学反应和传质同时进行的过程,其影响因素众多,如液体浓度、液体流动状况、气体流动状况、液气比、浆液pH值等。提出一种横向冲刷槽型芯湿法脱硫技术,通过试验的方法,研究了影响脱硫效率的诸多因素并进行了分析。     

三角孔多孔板水力空化杀灭大肠杆菌的研究

实验基于自主研发的新型多孔板水力空化空蚀反应装置,选取病原微生物中较常见的大肠杆菌为指示菌,用压力数据采集系统测定了空化空蚀工作段的压力,用琼脂平板计数法检测空化空蚀作用前后大肠杆菌的菌落数,同时用生物显微镜观察其形态变化。通过不同孔口流速、不同菌液的初始浓度和不同几何参数的多孔板对大肠杆菌进行空化空蚀实验,分析了空化数、孔口流速、大肠杆菌初始浓度、孔口数量、孔口大小和孔口排列方式对大肠杆菌杀灭率的影响,阐述了水力空化空蚀作用对大肠杆菌的杀灭机理。     

Physical Aspects of Vapor-Mist Dielectrics

In earlier work it was shown that by acoustically cavitating a liquid dielectric, a dense mist (~2 x 105 droplet/cm3) of micron-size droplets could be formed which considerably increased the electrical strength of an insulating gas. The high electrical strength of these vapor-mist dielectrics results from a combination of the vapor from the droplets enhancing the gas strength and the droplets collecting electrons and ions. This latter effect helps prevent the formation of electron avalanches which precede breakdown. Within the vapor-mist dielectrics, complex mechanisms are involved, ranging from the enhanced vapor pressure at the droplet surface to surface tension effects and droplet charge which help prevent droplets from both freezing and evaporating. These aspects of vapor-mist dielectrics are examined and discussed in relation to the acoustic cavitation method used for generating the mist.     

Cavitation effect on insulation liquids of electric equipment

The effect of cavitation on insulated liquid is the simultaneous influence of electric (partial) discharges and heat. The simplicity of implementing and reproducing the cavitation effect allows us to propose a new method for the express evaluation of the resistance of insulating liquid to gas formation.     

间隙空化对贯流式水轮机压力脉动特性的影响

许多贯流式水电站机组振动严重、噪声大,部分电站难以正常运行.目前的贯流式水轮机稳定性研究多侧重于转速频率和涡带频率,对高倍转速频率压力脉动危害性及其成因关注较少.本文将空腔危害水力机械稳定性理论应用于灯泡贯流式水轮机间隙空化研究,采用理论分析和原、模型试验验证相结合的方法,论证分析了间隙空化和高倍转速频率压力脉动的联系...     

含沙量对高速水流空蚀影响的试验研究

本文在小型循环式水洞中试验研究了含沙量对高速水流空蚀影响的机理。首先,在小型循环式水洞的水箱内筒中人工配制了低含沙量、中含沙量、高含沙量的挟沙水流,用红外测沙仪测定了挟沙水流的含沙量,用压力动态数据采集系统量测了不同含沙量时空蚀区的压力;其次,为了探究含沙量对空蚀和磨蚀的影响,制作了不同龄期、不同配合比的混凝土试件,分别在空化区和空蚀区安装混凝土试件,使混凝土试件在不同含沙量工况下进行5 h的空蚀和磨蚀试验,通过混凝土试件每小时的重量损失来表征空蚀量和磨蚀量。试验结果表明：中值粒径d50 = 1.09 mm（沙粒）,含沙量S = 0 ~ 30 kg/m3工况下,水洞空蚀区各测点的压力和空化数随含沙量的增加而升高,促进了空蚀的发生;混凝土试件配合比、龄期不变时,混凝土试件的空蚀程度随含沙量的增加而加剧,空蚀范围扩大。较高强度配合比的混凝土试件在不同含沙量时的抗空蚀能力优于较低强度配合比（的混凝土试件,且含沙量越高,其抗空蚀能力的差距越明显;随着养护时间的延长,混凝土试件在不同含沙量的抗空蚀能力也在增强;相同试验历时的混凝土试件磨蚀量远小于空蚀量,意味着含沙高速水流对混凝土试件的空蚀作用远大于泥沙的磨蚀作用。     

节流孔板在发电厂的应用

通过对液体汽蚀现象的分析,提出了采用节流孔板来降低发电厂汽水管道压力,从而防止流体产生汽蚀的方法。介绍了选择节流孔板的计算方法,包括节流孔板级数、压力差和孔径的计算。     

黄土单轴拉裂特性的研究

通过单拉伸试验,研究原状黄土的单轴拉裂特性。结果表明：密度和含水量是原状黄土抗拉强度的主要影响因素;原状黄土在接应力下的破坏一般为脆性破坏;抗拉强度与初始含水量呈幂函数关系,抗中度与凝聚力有良好的线性关系;试样破坏时的极限拉应随初始水量的增大而变大。     

多喷孔活塞式调流调压阀空化流动特性分析

以DN200多喷孔活塞式调流调压阀为研究对象,基于数值模拟,结合Realizable k-ε湍流模型和Zwart-Gerber-Belamri空化模型,研究了小开度、中等开度和大开度下空化流动特性以及节流孔内空化的形成机制,并且分析了开度和空化数对空化流动的影响.结果表明,节流孔处存在较大的压力和流速梯度,节流孔进口边...     

泥沙颗粒级配对高速水流空化空蚀的影响

在小型循环式水洞中试验研究了非黏性沙颗粒级配对高速水流空化空蚀的影响。首先,在循环式水洞内筒中配制8种泥沙小于某粒径不同重量百分比(P<2%、12%、33%、47%、56%、70%、86%、100%)的挟沙水样,用红外测沙仪测定了挟沙水样的含沙量。利用压力数据采集系统实时量测了泥沙小于某粒径不同重量百分比P下水洞工作段(空化区、空蚀区)的压力;其次,试验采用不同强度混凝土试件,在相同含沙量S、小于某粒径不同重量百分比P的工况下,进行历时4 h的空蚀破坏试验。试验结果表明：在含沙量S=12 kg/m³,喉部流速V=38.6 m/s条件下,空化区测点压力随小于某粒径重量百分比P的增大而降低,促进了空化的发生;空蚀区测点压力则随小于某粒径重量百分比P的增大而升高,增强了空蚀的强度;混凝土试件强度相同时,混凝土试件的空蚀量随泥沙小于某粒径重量百分比的增大而增加;保持含沙量S和小于某粒径重量百分比P不变,高强度(f_cu=17.8 MPa)混凝土试件的抗空蚀能力明显比低强度(f_cu=13.7 MPa)试件高。     

拉应变对土工织物-非连续级配土淤堵特性的影响

利用新研制的土工织物拉伸装置和改进的梯度比渗透仪，对土工织物和非连续级配土组成的反滤系统进行了一系列的梯度比试验，分析了在不同厚度情况下土工织物拉应变对系统的梯度比、渗透系数、过滤出的土量的影响。研究表明，随着土工织物拉应变的增加，系统淤堵程度加重，并且拉应变的影响程度与土工织物的厚度有较大关系。在土工织物反滤层设计中应考虑土工织物拉应变的影响。