排灌机械工程学报
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排灌机械工程学报
 
2018年 36卷 12期
刊出日期:2018-12-25

泵理论与技术
   
泵理论与技术
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封面
2018 Vol. 36 (12): 1- [摘要] ( 1 ) [HTML 1KB] [PDF 20887KB] ( 3 )
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目录
2018 Vol. 36 (12): 2- [摘要] ( 1 ) [HTML 1KB] [PDF 1321KB] ( 2 )
1205 赖周年, 杨帅, 武鹏, 吴大转,*
基于泵阀联合调节的并联离心泵组高可靠性优化
针对离心泵常见的“大泵小用”问题,在常规多泵PID变频供水系统的基础上,通过优化投入运行的离心泵的数量和适当关小控制阀的方法提出了1种可以在一定程度上改善离心泵偏工况问题的方法.搭建了1套3台离心泵并联泵组试验台,并进行了测试.试验结果表明,文中提出的方法能够以增加一定的能耗为代价,在一定程度上改善离心泵的偏工况运行情况,提高离心泵的可靠性.当偏工况情况过于严重时,采用控制阀调节工况点的方法将会大大增加管路阻力,牺牲大量的能源,使得此方法欠缺经济性.当取消控制阀的作用仅保留泵数优化时,文中方法能够同时实现节能和一定程度上改善偏工况程度,但整体偏工况程度依然较严重.实际工程中可结合具体应用中对能耗与可靠性的权重倾向进行合理选择.
2018 Vol. 36 (12): 1205-1210 [摘要] ( 22 ) [HTML 1KB] [PDF 1813KB] ( 8 )
1211 黄思, 康文明*, 邱光琦, 王学谦
基于CFD的全金属单螺杆泵非稳态流场计算及性能预测
为了得到螺杆泵内非稳态流场特性及间隙泄漏规律,采用CFD的动网格技术,针对油田使用的全金属单螺杆泵进行三维瞬态流场数值模拟,在此基础上预测计算了不同转速、压头和流体黏度条件下螺杆泵的流量、功率及总效率并与试验结果进行了对比.结果显示,螺杆泵在运行中具有显著的非稳态特性,在1个旋转周期内,流量出现的脉动次数与螺杆泵定子转子导程的比值相一致,高压头工况下的泄漏量和流量值的脉动幅度明显大于低压头工况下的情况;在计算高压头螺杆泵输入功率时,机械及容积损失不应忽略.基于CFD的性能预测和实测数据的趋势较为一致,误差在工程允许范围内,表明采用的模拟计算方法是切实可行的.
2018 Vol. 36 (12): 1211-1215 [摘要] ( 18 ) [HTML 1KB] [PDF 2852KB] ( 9 )
1216 贾允,,*, 刘祥松,, 高玉爽,
1000 MW核主泵叶轮型线检测方法
为了检测核主泵水力部件数控加工完成后叶片型线的偏离程度,提出了1套水力部件的检测和评定方法.采用逆向工程点云分析软件(PolyWorks)与三维扫描设备相结合,测量叶轮模型叶片与产品叶片进出口压力、吸力面三坐标,同时计算叶片型线偏离的均方根偏差.通过对叶片进出口型线测量数据的统计处理和理论分析,提出叶片进出口型线偏离角度Δβ的计算公式、叶片间叶距角Δφ的偏离公式以及部分叶片型线偏离的修正公式K.结果表明:该方法能够准确有效地检测水力机械叶片型线的分布,保证了各型线有相同的包角.以国内田湾核电站扩建工程5,6号机组以及秦山一期扩建工程方家山核电站主泵叶轮翼型的检测与评定分析为例,经主泵全流量试验验证表明,与数值分析结果相比,主泵流量满足规范偏离设计流量的±2.5%、扬程偏离±1.5%的要求.
2018 Vol. 36 (12): 1216-1221 [摘要] ( 18 ) [HTML 1KB] [PDF 3103KB] ( 5 )
1222 张人会,*, 梁孟, 杨军虎,, 李仁年,, 孟凡瑞
基于直接自由曲面变形技术的液环泵壳体优化
对液环泵壳体型线进行优化分析,提出了基于直接自由曲面变形(DFFD)方法的液环泵壳体型线的响应面优化方法.采用DFFD方法对液环泵壳体型线进行精确的参数化控制,在控制变量空间进行了试验设计,采用VOF模型对液环泵内的气液两相流动进行数值模拟,对液环泵壳体型线进行响应面优化分析,建立了液环泵壳体型线与其进口真空度及效率之间的响应关系,实现了对液环泵进口真空度及效率的优化.算例优化结果表明:壳体型线对液环泵水力性能有较大的影响,在一定范围内可实现泵效率及进口真空度的提高;具有较大吸气区面积扩散比的壳体型线所对应的液环泵具有较高的进口真空度,而泵的效率随该面积比的变化规律正好相反;在试验设计变量空间,泵的效率随其进口真空度的增大近似呈线性下降趋势.
2018 Vol. 36 (12): 1222-1226 [摘要] ( 13 ) [HTML 1KB] [PDF 2060KB] ( 10 )
1227 曹睿, 袁寿其*, 司乔瑞, 崔强磊, 盛国臣
离心泵叶轮斜切对出口回流及驼峰特性的影响
为研究叶轮出口斜切对于离心泵驼峰性能的影响,选用离心泵(IS 65-50-174)作为研究对象,利用试验获得叶轮斜切前后的外特性,并利用SST k-ω模型进行非定常数值模拟以获得内流场以及压力脉动特性.试验结果表明,叶轮出口斜切后,可以消除原模型泵中的驼峰现象,并在小流量区域引起更高的耗功.对驼峰附近工况0.2,0.3,0.4倍设计流量下的内部流动进行分析,可以得到以下结论:随着流量的减小,原模型泵叶轮出口的低能量区,从前盖板转移到后盖板附近;而叶轮斜切之后,回流发生在叶轮后盖板附近,并随着流量的减小出口回流强度逐渐上升,进而形成较为稳定的性能曲线.对叶轮出口的压力脉动进行分析,发现斜切后低频脉动幅值减小,叶轮出口流动不稳定性有所下降.
2018 Vol. 36 (12): 1227-1232 [摘要] ( 25 ) [HTML 1KB] [PDF 2060KB] ( 5 )
1233 苏少华,, 刘竹青,*
载荷分布对导叶式混流泵水力性能影响
基于三维反问题原理,分别针对导叶式混流泵叶片及导叶特征载荷分布,结合CFD数值模拟,以水力效率为目标参数,找出相对最优载荷匹配形式,将定常湍流计算结果作为非定常湍流计算的初始流场进行非定常数值计算.结果表明,当特征载荷位于叶道中间略偏向进口处时,水力效率最高,优化后的模型整体水力效率较原始模型提高了3.56%,导叶内部流动均匀性有所提高,叶轮出口处的射流-尾迹现象得到改善.非定常结果表明,叶轮进口处压力脉动幅值最大,对机组整体运行稳定性影响最大,通过反问题设计的模型在叶轮进口压力脉动幅值及导叶出口等处压力脉动幅值均有一定改善,有助于提高机组运行稳定性.
2018 Vol. 36 (12): 1233-1239 [摘要] ( 17 ) [HTML 1KB] [PDF 3026KB] ( 7 )
1240 葛明亚*, 崔宝玲, 方晨
潜水离心泵叶轮叶片数及导叶叶片数的匹配
为分析叶轮和导叶叶片数对潜水泵性能的影响,在原型泵(叶轮叶片数为7,导叶叶片数为8)基础上设计了9个不同叶轮和导叶叶片数的潜水泵模型,基于雷诺时均Navier-Stokes方程Spalart-Allmaras湍流模型对各模型泵内的流场进行了三维定常数值模拟计算,获得了泵的扬程和效率曲线.结果表明,当潜水离心泵泵的叶轮叶片数为6,导叶叶片数为8时,潜水泵具有最佳的整体性能.性能最优潜水泵效率提高2.61%,扬程提高0.574 m.通过对性能最优和原潜水泵内流场对比分析发现,性能最优潜水泵具有更大的相对高压区,叶轮和导叶叶片数变化对潜水泵流场速度分布影响较小.通过对原型潜水泵的外特性试验验证了数值模拟方法合理可行.
2018 Vol. 36 (12): 1240-1245 [摘要] ( 18 ) [HTML 1KB] [PDF 2316KB] ( 5 )
1246 张帆, 张金凤*, 张霞, 袁寿其, 李亚林, 谢立恒
基于全流场的泵装置出水流道内流特性分析
为了研究立式轴流泵装置出水流道的流动特性,以一立式轴流泵装置为研究对象,基于全流场非定常计算,结合湍动能和流线分布以及压力分布,分析出水流道内非定常流动特性;基于Q准则,在小流量工况下对流道内涡旋结构进行可视化分析;基于特征值法和涡量法,对不同工况下1个非定常旋转周期内的出水流道里的涡核进行提取.结果表明:小流量工况下,出水流道的入口处产生的涡旋结构数量最多,流道内提取到的涡核数量也最多;出水流道内的涡核强度从流道入口处往后逐渐减弱;2种方法均在额定工况下提取到的涡核数量最少,并且额定工况下流道中后部均未出现涡核.掌握出水流道内流特性及涡核分布,有助于今后优化设计出低水力损失的出水流道.
2018 Vol. 36 (12): 1246-1251 [摘要] ( 16 ) [HTML 1KB] [PDF 3367KB] ( 7 )
1252 刘在伦,, 周金鑫*, 陈小昌
离心泵泵腔轴向间隙对平衡腔压力和泄漏量的影响
针对不同泵腔轴向间隙对平衡腔和泄漏量的影响,采用RNG k-ε湍流模型,对IS80-50-315型单级单吸悬臂式离心泵后泵腔间隙分别为1,4,8,12,16,20 mm的全流道模型进行数值计算,分析了不同间隙下平衡腔液体压力的分布规律和泄漏量的变化情况,得到了与泵腔阻力系数、密封环阻力系数和平衡孔阻力系数相关的速度系数与隙径比的关系曲线和泄漏量计算公式,可用于试验中对0.006~0.127的全流道速度系数进行预估和不同泵腔轴向间隙的泵腔流道液体泄漏量的求解.研究结果表明:后泵腔轴向间隙增大,平衡孔进口处平面和闷盖壁面压力随之升高,这个变化在轴向间隙为4~16 mm时较为明显,而在泵腔间隙取最大值12 mm和最小值1 mm时压力改变较小;同一工况下的泵腔流道泄漏量随后泵腔间隙的增大而上升,而对于同一泵腔间隙,泵腔流道泄漏量在0.8Qd时最大,1.2Qd时最小,即泄漏量随流量的增大而减小.
2018 Vol. 36 (12): 1252-1257 [摘要] ( 18 ) [HTML 1KB] [PDF 2019KB] ( 6 )
1258 吴文, 王洋, 韩亚文
射流式离心泵不同喉管长度对自吸性能的影响
为研究射流式离心泵喉管长度对泵自吸性能的影响规律,运用CFX软件提供的Eulerian-Eulerian多相流模型,对不同喉管圆柱段长度的射流式离心泵内部气液两相流动进行定常数值模拟,得到泵内部压力、气相速度以及的气相体积分数的变化规律,分析其对自吸性能的性影响,并通过试验进行验证.模拟结果表明:当喉管圆柱段长度为10 mm时,喉管处静压值将降低,卷吸作用得到加强,且其轴线上的气相过流速度进一步提高,整体增强了气相分离能力,泵的自吸性能明显提高;当喉管圆柱段长度为15 mm时,其对射流器内部静压值以及气相速度影响甚微,由于流动损失增加导致做功能力减弱,泵的水力性能降低.试验发现:当喉管圆柱段为10 mm时,自吸高度由原来的7.45 m提高至9.15 m,自吸时间也由原来的148.5 s缩短至90.0 s左右,自吸性能得到明显提高,且满足设计运行要求.
2018 Vol. 36 (12): 1258-1263 [摘要] ( 14 ) [HTML 1KB] [PDF 2639KB] ( 6 )
1264 蔡晓彤, 施卫东*, 张德胜, 张俊杰, 石磊
基于直接边界元法的潜水排污泵内流噪声数值模拟
为了揭示不同湍流模型对超厚叶片潜水排污泵流动特性及噪声的影响,以1台超厚叶片低比转数潜水排污泵为模型,基于CFD理论与Lighthill声比拟理论,对潜水排污泵的流场和声场进行数值模拟,并对不同工况下(0.6QN,0.8QN,1.0QN,1.2QN,1.4QN)潜水排污泵的内部压力分布特性进行分析,同时探讨了内声场和外声场的噪声产生原因及分布传播特性.数值模拟结果表明,采用SST模型得到的性能曲线最接近试验结果;当叶轮从时刻a旋转到时刻d时,隔舌附近的高压区增大;隔舌处压力脉动最剧烈,这说明隔舌处是主要噪声源;在最优工况附近噪声较小,偏离最优工况处噪声较大;噪声极大值均出现在30°~75°内,极小值在225°~250°内.
2018 Vol. 36 (12): 1264-1269 [摘要] ( 18 ) [HTML 1KB] [PDF 3079KB] ( 6 )
1270 李琪飞,, 张震, 李仁年,, 宋启策, 张建勋
带MGV装置水泵水轮机无叶区压力脉动特性
为研究带非同步导叶(MGV)装置的水泵水轮机无叶区的压力脉动特性,以某抽水蓄能电站模型水泵水轮机为研究对象,基于分离涡湍流模型,针对水泵水轮机在低负荷工况下预开导叶对无叶区流动的影响,选取预开导叶分别为24,33 mm下的水轮机工况为研究对象, 并设计4种非同步导叶布置方案,通过全三维流道数值模拟分析得到机组在低负荷启动时振动的最优方案.结果表明:在预开导叶相对应位置的无叶区处,具有较大的压力脉动幅值;集中分布预开导叶对转轮振动的改善效果优于等间隔分布预开导叶方案;最终选择预开7#,8#和17#,18#这2对活动导叶组情况下对水泵水轮机机组振动的改善效果最为明显.
2018 Vol. 36 (12): 1270-1275 [摘要] ( 16 ) [HTML 1KB] [PDF 3447KB] ( 8 )
1276 史中兴, 张师玮, 张彦蕊, 于金文
大型引黄灌区超声波流量计的改进与应用
为提高超声波流量计在大口径、高含沙引黄灌区应用过程中的计量精度,基于超声波流量计的原理,通过提高声源信号强度、减小传播衰减损失、修正温度曲线等方法对超声波流量计进行了改进.结果表明:频率为1 MHz的传感器声强强度及接收质量与05,02 MHz的传感器相比较低,信号中断严重;聚醚醚酮声导材料与聚砜声导材料相比声衰减较小;管道管径越大声衰减越大,大口径管道超声波流量计安装宜采用单声程模式;温度及泥沙等对计量精度有一定影响,且夏季侦测失败率较其他季节高;采用数字信号处理(DSP)可增加源信号处理量,缩短有效计算周期,消除由于泥沙含量变化所带来的散射声源损失;温度修正曲线能减小温度对测量精度的影响.研究结果可为大管径超声波流量计对黄河水的精确计量提供一定的技术支撑.
2018 Vol. 36 (12): 1276-1281 [摘要] ( 17 ) [HTML 1KB] [PDF 1494KB] ( 7 )
1282 何秀华, 王岩*, 高凌峰
内置阻块和挡板微混合器的性能
为提高微机电系统中微混合器的混合效率,基于混沌对流原理,研究了一种流道内布置周期性阻块和挡板结构的被动式微混合器.首先,采用田口分析方法,研究了流道结构参数对流体混合的强化效果,得到微混合器的最优结构参数组合;然后,与现有试验和模拟结果进行对照,验证了数值模拟方法的可靠性;最后,通过CFX数值模拟软件对其内部流场及混合特性进行研究分析.结果表明,倾斜挡板和圆柱形阻块的周期性设置,使微混合器中心处Y方向的速度分量uy沿X轴作周期性变化,提高了混沌对流强度;当雷诺数超过20时,微流道内产生了一系列复杂的涡结构,大大增加了2种混合流体的接触面积,促使2种流体实现完全混合.
2018 Vol. 36 (12): 1282-1287 [摘要] ( 18 ) [HTML 1KB] [PDF 1861KB] ( 5 )
1288 董敏, 夏晨亮*, 李想
组合桨搅拌槽内部流场数值模拟
针对组合桨组合形式在不同应用场合的匹配问题,采用计算流体力学(CFD)的分析方法,基于Fluent仿真软件,分析双螺带及六斜叶涡轮桨基于不同组合位置的内部流场情况采用多重参考系(MRF)方法建立基础模型,基于Navier-Stokes方程和标准k-ε湍流模型对搅拌槽内部流体产生的流场进行数值计算,得到搅拌桨在240 r/min的搅拌转速下产生的流场数据.分析搅拌器在特定界面处轴向、周向、径向的速度矢量图以及其综合速度云图,并对位置互换的流场进行分析和比较,选出上双螺带桨下涡轮桨为最佳的桨叶组合形式,此种组合桨型对于提升搅拌器在相关领域的应用和发展等有参考价值.
2018 Vol. 36 (12): 1288-1293 [摘要] ( 16 ) [HTML 1KB] [PDF 3197KB] ( 6 )
1294 毛文元,, 宋鹏云,, 邓强国, 许恒杰
底表面粗糙度影响干气密封性能的确定性方法
为了研究槽底表面粗糙度对干气密封性能的影响,建立沿密封端面径向分布为正弦曲线的槽底表面粗糙度模型,考察在单个取样长度Lr内正弦波波长λ对密封性能的影响,确定了正弦波波数n=10,即波长λ=0.08 μm,采用近似解析法求解密封端面间隙的气膜压力分布,得到了不同槽深和不同膜厚下槽底表面粗糙度对干气密封端面开启力和泄漏率的影响规律.结果表明:针对所研究的工况,与光滑面相比,槽底面粗糙度Ra=0.4 μm时,开启力的最大相对误差(绝对值)为0.12%,泄漏率的最大相对误差(绝对值)0.31%;槽底表面粗糙度Ra=0.8 μm时,开启力的最大相对误差(绝对值)为0.50%,泄漏率的最大相对误差(绝对值)1.26%.这说明,一般工况下,槽底表面粗糙度Ra≤0.8 μm时,可忽略槽底表面粗糙度对干气密封性能的影响.而在非槽区气膜厚度h0<2 μm的运行工况下,建议将槽底表面粗糙度Ra降低到0.4 μm以下.
2018 Vol. 36 (12): 1294-1299 [摘要] ( 15 ) [HTML 1KB] [PDF 1861KB] ( 8 )
1300 邓志辉,, 张西良*
直流液压电磁阀通断响应性能分析与测试
为了获得影响直流液压电磁阀通断响应性能的主要因素及其相互关系,通过以K-01-D12型直流液压电磁阀为例,在剖析其结构和工作原理的基础上,对其通断特性进行了理论分析,从电磁力、弹簧力、摩擦力、液压油阻力等方面建立了其开启和关闭时的衔铁运动学模型.设计了以工控机为上位机、单片机为下位机的液压电磁阀性能测试平台,对模型进行了部分测试验证,理论分析和测试结果表明:直流液压电磁阀通断响应性能与液压油的温度、复位弹簧的倔强系数等因素密切相关.油温越高,液压油黏性阻尼系数越低,其通断响应时间越快,但温度过高容易导致泄漏,影响效率;复位弹簧倔强系数越大,电磁阀单腔开启时间越慢,关闭时间越快,但对电磁阀两腔之间直接切换影响不大.
2018 Vol. 36 (12): 1300-1305 [摘要] ( 16 ) [HTML 1KB] [PDF 2506KB] ( 6 )
1306 缪子梅, 李竞春, 陈栋
基于熵权TOPSIS模型评价涝渍条件下冬小麦水位管理方案
为了选取基于资源、环境、效益相统一的水位调控方案,通过调节农田水位,制定了不同的排灌方案模拟冬小麦不同生育期的涝渍胁迫状况.将熵权法和TOPSIS模型有机结合,从冬小麦的高产、水资源的高效利用、减少农业面源污染3个方面选取4个指标构建冬小麦水位管理评价体系.通过熵权法确定各指标权重,运用TOPSIS模型对13种不同的水位管理方案进行计算,得到各处理的理论贴合度Si,从而评价了各水位管理方案受到涝渍胁迫的影响.根据模型计算结果得出,冬小麦在乳熟期-200 mm(3 d)(5 d-800 mm)受涝渍影响最严重,造成产量下降明显;而在分蘖期-50 mm(1 d)(5 d-200 mm)受到涝渍胁迫时,可实现冬小麦高产、节水和减排的目标.结果符合试验规律,具有一定的实践价值.
2018 Vol. 36 (12): 1306-1311 [摘要] ( 21 ) [HTML 1KB] [PDF 1499KB] ( 7 )
1312 王增丽, 董平国, 韩万海
两茬收割饲用甜高粱灌溉定额试验研究
为探索饲用甜高粱最佳灌溉定额和节水效果,设置了不同灌溉定额(2 400, 3 000, 3 600, 4 200, 4 800 m3/hm2)对两茬收割饲用甜高粱生长和生物产量的影响的田间试验.结果表明,甜高粱茎粗和株高的峰值分别出现在播后62 d和158 d.随灌溉定额增加甜高粱在形态上表现为株高增加、茎粗减小的趋势.在头茬收割(播后76 d)时,株高日增长率最大,为4.00~4.89 cm/d.两茬收割甜高粱鲜生物学产量为63.9~115.5 t/hm2,干生物学产量为12.7~21.4 t/hm2,全生育期耗水量为326.95~504.24 mm,鲜生物学产量WUE为15.53~24.63 kg/m3,干生物学产量WUE为3.89~4.51 kg/m3.灌溉定额为4 200 m3/hm2时,甜高粱总鲜、干生物量最大,灌溉定额为4 800 m3/hm2时,甜高粱总鲜、干生物量增幅不大.从节水和增加生物量角度而言,畦灌方式下的两茬收割饲用甜高粱全生育期灌水4次,灌水定额为1 050 m3/hm2,灌溉定额为4 200 m3/hm2的灌溉效果最佳.
2018 Vol. 36 (12): 1312-1316 [摘要] ( 17 ) [HTML 1KB] [PDF 1514KB] ( 6 )
1317 杨彬, 赵月芬, 陈晏育, 王海涛, 莫彦, 王建东*
痕灌带地埋下水力特性
为了获得痕灌带在田间应用的设计参数及其水力性能,通过室内与室外试验相结合的方法,针对流量规格为900 mL/h的痕灌带在自由出流时的制造偏差系数、流量与压力关系及其地埋后的水力特性以及痕灌毛管的地埋极限铺设距离进行了计算与评估.试验结果表明,试验痕灌带制造偏差系数为0.04,制造精度较高,且痕量灌水器压力-流量关系符合微灌灌水器幂函数关系式;痕量灌水器在地埋条件下,流量对压力变化的敏感性要高于自由出流.痕灌带(900 mL/h)在地埋后其流量减小幅度不明显,与室内自由出流相比,在额定工作压力条件下(10 m),地埋后痕量灌水器平均流量减少3%~8%;此外,在满足系统流量偏差系数(qv)不大于20%条件下,并结合田间土壤含水率空间变异性的研究验证,试验痕灌带(900 mL/h)在平坡铺设、砂壤土中的地埋铺设极限距离为150 m左右.
2018 Vol. 36 (12): 1317-1322 [摘要] ( 19 ) [HTML 1KB] [PDF 1791KB] ( 6 )
1323 魏新华, 包盛*, 陶涛, 李林
光调制解调技术在田间杂草光谱识别中的应用
为了实现快速、无损地从作物中识别杂草,研究了基于光谱分析技术的光谱传感器.以苗期冬油菜为研究对象,根据已提取的4个特征波长(590,710,750,940 nm),设计了一套光谱传感器原型试验系统.该试验系统在传统光谱传感器的基础上,运用光调制解调技术剔除检测结果中环境杂散光的干扰,包括试验设备(光信号调制设备和光电信号采集设备)和试验数据处理LabVIEW程序.用冬油菜菜叶对试验系统4个不同波段进行了验证试验,当外界环境杂散光对应直流分量变化幅度分别为10.00%,6.40%,1.17%,1.34%,22.60%,38.90%,56.00%,59.50%时,反射率表征值一直保持稳定,表明在外界环境杂散光缓慢变化和剧烈变化时,系统可以稳定测量被测样品的反射率.该系统验证了光调制解调技术能有效提高被测样品光谱信号的测量信噪比.
2018 Vol. 36 (12): 1323-1329 [摘要] ( 21 ) [HTML 1KB] [PDF 3107KB] ( 7 )
1330 马睿佳, 魏正英*, 陈雪丽, 马胜利
基于约束多目标粒子群算法的倒刺型流道优化
为了提高灌水器的综合性能,根据边界层分离现象,提出一种倒刺型迷宫流道,并对流道结构进行多目标优化.制作等比例玻璃试验件,采用粒子图像测速技术验证计算结果.针对水力性能和抗堵性能目标,将流道结构参数作为试验因素,以流量、流态指数及粒子通过率为性能指标进行正交试验,总结结构参数对性能指标的影响,通过回归分析得到结构参数与性能指标间的函数关系,提取25组正交组合结构单元的流速场,分析圆角区和倒刺背水区涡旋对内部流场和颗粒运动的影响.将流量函数作为约束条件,将具有极小值极性的流态指数和具有极大值极性的粒子通过率作为目标函数,采用约束粒子群算法对流道结构进行多目标优化,在等权重时从Pareto解集中得到唯一解,优化后模型流态指数为0.483,粒子通过率为0.955,流量为2.17 L/h.可见采用上述约束优化设计方法,得到的结构组合可满足流量约束并具有最优综合性能.
2018 Vol. 36 (12): 1330-1336 [摘要] ( 18 ) [HTML 1KB] [PDF 4188KB] ( 11 )
1337 李荣*, 夏雷, 王艳丽, 吴鹏年, 余林, 叶旭波, 钱鹏
滴灌下施用保水剂对土壤水肥及玉米收益的影响
针对宁夏扬黄灌区严重缺水、土壤瘠薄、肥力低下等问题,在玉米苗期穴施不同用量(0,30,60,90和120 kg/hm2)的沃特保水剂,并以不施保水剂为对照,研究保水剂不同施用量对土壤水肥状况及作物生长的影响,以探寻玉米滴灌条件下砂质土壤田的保水剂最佳施用量.结果表明,在玉米整个生育期,0~100 cm土壤层贮水量随保水剂施用量增加而增加,施用保水剂90和120 kg/hm2处理使土壤贮水量,分别较对照显著提高14.0%和17.1%;施用保水剂60 kg/hm2处理下,土壤养分含量较对照显著增加,其保肥和供肥效果最佳;施用保水剂不同量可促进玉米生长,施用保水剂90 kg/hm2处理对玉米吐丝期的促进效果显著.与对照处理相比,施用保水剂60 kg/hm2处理对提高玉米水分利用效率、增产和增收效果最佳,分别较对照处理显著增加41.8%,22.2%和33.9%.因此,适量穴施沃特保水剂可有效改善土壤水肥状况,实现玉米增产增收,以施用保水剂60~90 kg/hm2为最优,适宜于在宁夏扬黄灌区进行推广应用.
2018 Vol. 36 (12): 1337-1344 [摘要] ( 16 ) [HTML 1KB] [PDF 1664KB] ( 6 )
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