基于寿命分布理论的串联输水系统防洪风险研究

根据连续型寿命分布理论,充分利用历史数据,给出了Weibull分布条件下串联水工建筑系统的可靠度计算模型。结合南水北调中线总干渠河北段进行了实际应用,建立了南水北调中线河北段输水串联系统建筑物在不同使用期的防洪风险估算模型。结果表明:水工建筑的防洪风险不仅与传统的设计标准有关,还与使用时间有着密切的关系,建立了动态水工建筑物防洪风险评价模型。     

曹妃甸煤堆防风网架气弹模型风洞试验

目前复杂网架结构风荷载通常采用刚性模型风洞试验确定,但由于忽略了结构与流体之间的耦合效应,其结果与实际结构存在偏差。气弹模型则可真实反映结构在自然边界层中的响应,但由于网架结构非常复杂,需要适当简化相似准则和选择结构主要响应振型进行设计。基于曹妃甸煤堆防风网架结构,设计1颐50气弹模型。通过应变片测试支架根部内力,得到了B类风场不同风速下网架内力风振系数;通过激光位移计测得顺风向位移响应,求得结构顺风向位移风振系数。最后比较分析了两类风振系数,为同类结构气弹模型设计制作和风振系数计算提供参考。     

基于环境保护与燃烧品质双重考虑的煤炭分类研究

以煤粉颗粒粒径分布为切入点,将环境保护与燃烧品质的双重考虑引入煤炭分类中,在试验设计与研究的基础上,依据污染潜势、燃烧性能和自吸附能力,通过聚类分析,将煤炭划分为4种类型：58%的样品为较理想的环保优质燃料;21%的样品燃烧性能较好,但环保性能有待提高;12%的样品环保状况较好,但燃烧性能有待提高;另有9%的煤炭样品环保性能和燃烧性能均相对不理想.     

液化天然气船舶加注问题的研究

阐述了对液化天然气船舶加注问题进行研究的必要性,分别介绍了LNG船舶作业的风险及该领域安全标准研究现状,并指出了LNG船舶燃料加注安全作业中需解决的问题及安全标准应包含内容,以保障LNG燃料船舶的安全运行。     

防风网多孔动力效应的应用研究

为了研究防风网的屏蔽功能,用理论分析的方法建立了防风网动力效应的数学模型.采用数值计算与风洞实验结合的方法研究了防风网前后的流场分布特点和网后风速的衰减规律.研究表明:在网后0～10倍网高的长度范围内,风流有40%～60%的衰减幅度.根据这个结果,以一大型露天煤粉堆场为实例,在煤堆场的上风向设置防风网,通过对堆垛表面摩擦风速的计算,得出该方案下堆垛煤尘的起尘率仅为37.40%,明显小于无网防护下煤尘73.6%的起尘率,表明设置防风网能有效降低煤尘表面的摩擦风速,减少煤尘的风蚀扬尘量.     

煤炭粉尘颗粒起动风速影响因素及数学模型

通过风洞模拟实验及对影响煤炭颗粒起动过程主要因子的分析,推演了水分对粉尘起动的影响机理,并建立煤炭粉尘颗粒起动风速数学模型.结果表明,煤炭粉尘颗粒的起动风速不仅与粒径有关,也与水分有关.在水分较低条件下,粉尘颗粒的起动风速与粒径相关,符合Bagnold等的经典模型;在水分含量较高时,Bagnold等的经典模型不再适用于描述粉尘的起动风速规律,受水分的影响较大.水分对煤炭粉尘起动风速的影响主要有亲水效应和凝聚效应2个方面.凝聚效应的发生存在粒径阈值和含水率阈值2个临界.对煤炭粉尘颗粒,粒径阈值为180 μm,含水率阈值与粒径呈线性关系.根据煤炭粉尘颗粒的起动特征,基于经典模型和水分影响理论分析得出煤炭粉尘颗粒的起动风速的新模型.     

露天煤尘污染扩散运动的数值计算

为探求煤尘污染运动的影响范围和浓度,以便采取有效措施治理露天煤场在自然风力作用下产生的煤尘对矿区环境的污染问题,以Discrete Particle Model离散介质的气-固两相流模型为理论依据,采用数值计算方法,计算了该矿区年平均风速和最大风速下煤尘粒子的浓度分布.结果表明：在年均风速3.3 m/s时,在煤垛下风向1 km范围内降尘浓度超标.利用Lagrange迹点跟踪法,得出颗粒物从吹起到随气流运动直至稳定扩散的全过程中各时刻污染颗粒在大气中的扩散云图.结果显示：气流在煤垛表面的持续作用,增大了煤尘粒子起跳的动量,促使粒子的跃移和悬浮运动,造成污染浓度的增大.     

煤尘表面摩擦风速的计算方法

露天煤场风蚀扬尘量的估算需要确定煤尘表面的摩擦风速.采用数值计算方法,通过对风蚀作用下煤垛流场的计算,得出煤垛各细小表面处的摩擦风速. 当风速为3,3 m/s时,计算得出最大摩擦风速为0,168 m/s,最小为0,063 m/s,平均0,110 m/s.当外界风速增至10,0 m/s时,煤垛各表面摩擦风速随之增大,各表面平均风速为0,294 m/s.计算结果与文献风洞实验值吻合很好,表明其计算的可信性.根据EPA排放模式,以年均风速3,3 m/s,每3 d扰动1次的11 万m2的煤场为例,计算统计结果：煤垛表面起尘率为14,5％,风蚀扬尘量为671,4 t/a,这与实际煤场每年的煤尘风蚀损失量约700 t较为接近.     

露天煤场静态起尘量的实验研究

颗粒物源排放的定量研究是控制和治理大气颗粒物污染的基础和前提.本文以煤尘颗粒为例,采用风洞实验方法,测定了煤尘颗粒的起动风速:u*=2.65e0.00014dw0.2629,其计算值与起尘量外推法获得值相比,相差仅为3.9%,这为颗粒起动提供了定量判定方法.在此基础上,实验测定了静置煤堆在不同风速和含水率下的起尘量,得出了煤堆起尘量的数学模式:Q=0.132(u-u*)2.4e-0.3825wg/(s·m2),起尘量随含水率呈负指数变化,当含水率增加到4%时,起尘量减少率可达72.7%～97.8%.     

自然环境下煤尘表面水分蒸发特性的实验

为确定经济合理的喷洒工艺,采用现场实测的方法对煤尘洒水后其表面水分的变化进行了全年测定。在分析了自然环境下煤尘表面水分的蒸发迁移特性后指出：水分蒸发速率取决于相间浓度差、阻力以及初始接触面积等气-液界面上的特征参数。并将全年实测数据进行整理,得出煤尘表面水分变化速率k随大气湿度、空气流速及环境温度变化的定量表达式,明确了水分蒸发速率与各气象要素之间的关系。