Investigation of Flow Patterns in Continuous‐flow Stirred Vessels by Laser Doppler Velocimetry

The flow structure of a continuous‐flow reactor stirred by a Rushton turbine was investigated by laser Doppler velocimetry for two different mean residence time‐mixing time ratios. Velocity measurements were obtained for two inlet locations, corresponding to the incoming liquid stream being fed co‐currently or counter‐currently to the flow discharged by the turbine. In all investigated configurations and for all operating conditions, it was found that the flow disruption caused by the incoming liquid stream was observable mainly in the first vessel quarter, which followed the feed‐tube plane. From comparison of the velocities encountered in the various planes in the continuous‐flow reactor to the velocities of the batch reactor, it was also concluded that it may be possible to intensify the usage of the turbine‐stirred vessel by decreasing the characteristic times ratio, without considerable flow by‐pass and/or short‐circuiting problems.     

设调压室水电站输水发电系统耦合振荡特性研究

设调压室水电站输水发电系统是复杂的水机电耦合系统,目前对耦合系统的振荡特性以及各个子系统间的耦合作用关系尚不明晰。本文首先将整个水电站系统分为“引水隧洞-调压室”子系统和“压力管道-机组”子系统,针对“压力管道-机组”子系统的稳定性提出了耦合振荡域的概念并推导了其解析公式,然后结合特征值分析法和数值模拟揭示了耦合系统的振荡特性,最后运用频域分析法探究了两个子系统间的幅频特性及相互作用关系,提出了衡量系统耦合振荡稳定性的定量指标。结果表明：当调速器参数在耦合振荡域外取值时,水电站系统恒不稳定,因此调速器参数在耦合振荡域内取值是整个水电站系统稳定的必要条件。当调速器参数在耦合振荡域内取值时,耦合系统的稳定性由低频振荡模式决定,将系统低频振荡模式的频率代入到两个子系统的幅频特性函数之积中,可以得到振荡叠加率,该值反映了系统扰动在闭环系统中增益值,具有明确的物理意义,当振荡叠加率小于1时,受扰系统趋于稳定。研究成果不仅丰富了水力过渡过程理论体系,对提高水电站运行稳定性也具有较好的工程应用价值。     

堰塞体溃决离心模型试验供水系统关键技术研究

堰塞体溃决洪水洪峰流量及洪水时程曲线特征的预测是堰塞湖应急抢险及下游风险控制方案制订的重要依据。堰塞体溃决的离心模型试验,在研究堰塞体溃决机理、溃决过程及溃决洪水的历时曲线特征方面独具优势,但离心模型试验供水系统的设计,涉及到从外部静止状态到高速旋转状态的模型中连续供水,同时还要保证堰塞体溃决过程中上游水位为设定的常水头,是堰塞体溃决离心模型试验中的关键性的一大难题。本文围绕以上难题,设计了一种环形水箱以解决从静态到动态模型的连续供水问题,通过理论分析,确定了环形水箱中可提前注入的最大水量。另外在试验箱设置了竖井式溢流口,可以排出高出设定常水头的水体,保证了上游水位的稳定。通过以上设计有效地解决了供水系统中的关键难题,并在后续堰塞体溃决离心模型试验中得到了验证。     

中国特色新型智库评价体系建设思考

随着全球化、国际竞争加剧,迫切需要从党和国家事业发展全局的战略高度,把中国特色新型智库建设作为一项重大而紧迫的任务。建设中国特色新型智库关键之一便是建设符合实际情况的中国特色新型智库评价体系,这对发挥评价排名对智库有效产出的促进作用,扩大中国智库国际影响力,提高中国智库在国际公共外交上的作用具有重大的意义。本文通过简要分析国内外智库评价基本情况,思考我国智库评价过程中存在的问题并尝试给出一些建设建议。     

斜板沉淀池前配水渠的数值模拟及结构优化

针对配水渠出水优化措施单一、优化效果欠佳的问题,运用CFD软件,采用Realizable k-ε湍流模型对其流速场进行数值模拟,探究了进口宽度（b）和配水渠宽度（B）变化时出水均匀度最优的配水渠长度（L）,并优化了挡墙在双段配水渠中的最佳位置。结果表明：配水渠进口集中主流在池内流域空间的扩散程度是出水均匀度的主要影响因素;当b在1 200~1 600 mm范围时,L取1 750~2 250 mm时的出水均匀度最优,若b大于1 600 mm,最优的L值须适当增加,但不应大于3 000 mm;当B为3 900 mm时,L最佳取值为1 750~2 250 mm,当B为5 300或6 700 mm时,最佳的L值应增加500 mm左右;采用双段配水渠时,挡墙位置应设在进口侧,而不应在配水渠的中间位置。该研究可为配水渠的设计提供一定的理论指导。     

水源地取水泵站水流流态数值模拟与改善

为解决取水泵站预沉池内水流流态紊乱、曝气池及前池存在大面积回流区及旋涡等问题, 针对某一具体水源 地取水泵站, 基于三维不可压缩流体的有限体积法和标准 k2E 湍流模型, 采用 ANSYS CFX 软件对该泵站预沉池、 曝气池及前池进行数值模拟计算。通过对计算结果进行后处理, 分析了取水泵站所选横断面水流流态、流速云图以 及压力云图。在原方案基础上通过对曝气池廊道转角处设置倒圆角、廊道转角内设置/ U0 形导流墙与 1/ 4 弧形导 流墙、前池内设置八字形导流墩及泵机组间设隔墩来对泵站进行优化。优化后改进方案与原方案相比, 廊道转角处 脱流、回流现象得到改善, 曝气池及前池内大范围回流区域消失, 泵站整体水流不存在明显的不良流态。该研究成 果对于优化内水流流态, 预防泥沙沉淀, 提高泵站运行稳定性、高效性、安全性有一定的指导意义。     

大型油罐群消防多模式监控系统设计

为了提高石油储罐群消防安全监控系统的可靠性和灵活性,提出了一种基于工控机平台、平板电脑和Android手机的多模式监控系统的设计方案。分析了多模式监控系统的总体设计、底层各模块的功能,给出了中心计算机的上位监控、中心手动操作盘的应急手操以及移动监控模式的具体开发与实现方式。经调试证明,系统运行稳定,大大提升了消防控制系统的上位监控水平。     

无挡板搅拌槽内的自由表面湍流流场研究

基于VOF多相流模型,建立了自由液面搅拌流场的数值模型和模拟方法。以偏心和无挡板中心搅拌槽为例,分别使用标准k-ε模型和分离涡模型研究了搅拌槽内流体的时均速度分布,发现数值模拟结果与实验结果吻合较好,仅略低于实验值。整体而言,使用分离涡模型时模拟结果与实验值之间的误差不超过12%,而k-ε模型的模拟精度则较差。研究结果表明,分离涡模型和VOF模型相结合,能很好地模拟搅拌槽内流体的自由液面流动特性。     

CFD在调压室设计计算中的可行性研究

采用C FD方法对简单调压室和阻抗式调压室进行数值模拟,计算出不同分流比下,调压室的阻力系数值,将模拟结果同文献中的试验值进行对比分析。结果表明,模拟曲线和试验曲线的趋势基本一致,并且模拟数值和试验数值高度吻合,该方法可应用在调压室的阻力系数研究中。在此基础之上,该方法应用在实际电站调压室的模拟中,并通过水力过渡过程的计算,验证了该结果的准确性。最后得出结论, C FD方法可应用于调压室的设计计算。     

污泥燃烧特性及动力学分析

利用热重分析方法对污水污泥、罐底油泥的燃烧进行了试验研究。结果表明:污泥的主要失重阶段为挥发分的析出燃烧阶段,升温速率的提高使得污泥燃烧由于热滞后现象向高温区域偏移,燃烧特性指数呈升高趋势。随升温速率的增加,污泥的着火温度呈升高趋势。采用C-R方法求解动力学参数,确定燃烧机理。结果表明:污水污泥低温段的燃烧机理为随机成核和随后生长,高温段的燃烧机理为二维扩散,罐底油泥低温段的燃烧机理为随机成核和随后生长,高温段的燃烧机理为三维扩散。