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1081 |
赵道利,邓晓飞,孙维鹏,郭鹏程 |
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导水叶栅对冲击式水轮机喷射机构流动特性的影响 |
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为研究导水叶栅对冲击式水轮机喷射机构流动特性的影响,设计了7种不同导水叶栅数方案和5种不同导水叶栅出水角方案,应用RNG k-ε模型和VOF模型,在额定工况下对考虑弯管进口的冲击式水轮机喷射机构进行数值计算,分析导水叶栅对喷射机构流动特性的影响.结果表明:由进口弯管引起的的迪恩涡以及由导水叶栅绕流引起的卡门涡始终存在于喷射机构内部及射流区域,这些涡流的存在造成射流液面在弯管内侧和导水叶栅下游出现变形,并导致射流扩散;不同导水叶栅数的喷射机构射流偏心存在差异性,导水叶栅增多,射流内侧液面凸起和射流扩散现象得到缓解,但导水叶栅下游射流液面对应区域的变形更加剧烈,进而影响射流质量;导水叶栅出水角的改变对导水叶栅引起的拉伸涡有一定的影响,但相较于导水叶栅数,导水叶栅出水角对喷射机构流动特性影响较小.
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2023 Vol. 41 (11): 1081-1087
[摘要]
(
8
)
[HTML 1KB]
[PDF 7359KB]
(
155
) |
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1088 |
刘安林,叶道星,*,罗逸民,陈俊霖,余波,赖喜德,吴锦琛,翟凤丽 |
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基于小波变换的核主泵惰转过程叶轮压力脉动及泵内部流动规律 |
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为了研究惰转过程核主泵内部的流动规律,应用数值模拟的方法对核主泵内部流场进行计算,得到不同惰转流量时间(TQi)下叶轮流道中压力脉动的时频特性.对叶轮压力脉动进行小波变换分析,并采用第二代涡识别方法Q准则对不同工况下各过流部件进行涡识别.研究结果表明:在惰转过程中,惰转初期压力脉动系数最大变化发生在导叶中部,随后最大变化率发生在叶轮与导叶的动静交界面,最后压力脉动变化趋于稳定;随叶轮转速和流量逐渐减小,导致导叶做功区域向出口附近转移;隔舌部位由于结构特殊所受冲击较大,附近有回流产生,并有向流道中部扩散的迹象;压力脉动趋于稳定值,主要频率向低频转移,各部件流道内压力脉动规律性逐渐被破坏,其中导叶流道规律性变化趋势较为平缓;流道内的部分强涡区域呈现出分离脱落迹象,并且数量逐渐减少;压水室内的涡核主要集中于左侧,与叶轮旋转方向有关.研究可为核主泵在惰转特性优化设计提供一定支撑.
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2023 Vol. 41 (11): 1088-1095
[摘要]
(
12
)
[HTML 1KB]
[PDF 4130KB]
(
163
) |
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1096 |
王维军*,代勇波,谭向军,吴大转,王立闻,陈东 |
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微型高速燃油泵非定常流动及振动特性 |
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以某型微型高速燃油泵三维模型为研究对象,采用SST k-ω湍流模型、PCB 352C33型加速度传感器和DASP-V11采集与实时分析软件,基于数值计算与试验手段分别获得了定常工况下燃油泵内部压力、速度、湍动能及非定常工况下燃油泵径向力、轴向力、监测点压力脉动及3个轴向X,Y,Z的振动加速度值,并采用快速傅里叶变换得到监测点与3个轴向的频域图.研究结果表明:采用SST k-ω湍流模型及叶片表面加密的数值求解结果与试验结果相吻合,叶片表面Y+为0~2.00,蜗壳壁面Y+为0.03~25.58;与常规离心泵一样,小流量工况下叶轮与蜗壳中存在明显的流动分离与湍动能耗散区;非定常流动中,燃油泵径向力在X,Y方向的分量没有明显的周期性,而轴向力的周期性与叶片数相等;蜗壳、叶轮动静干涉区的监测点呈明显的周期性,压力脉动幅值在叶频960 Hz,而振动脉动幅值在2倍叶频1 920 Hz,Z轴的振动幅值均高于其他2个轴向.研究结果可为高速燃油泵非定常流动设计优化提供一定的参考依据.
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2023 Vol. 41 (11): 1096-1103
[摘要]
(
11
)
[HTML 1KB]
[PDF 5283KB]
(
142
) |
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1104 |
谢煜喆,隋仁东,迟俊康,胡笑奇,陈凤,纪晶,胡彩旗* |
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内置混合器式无阀压电泵性能 |
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为了在输送流体过程中实现不同流体的充分混合,设计挡板式内置混合器、阻流体式内置混合器及绕流体式内置混合器等3种内置混合器式压电泵. 采用有限元分析软件COMSOL Multiphysics对压电泵流场混合效果进行数值模拟,提取流场典型切面混合浓度,并通过混合试验验证混合度数值模拟的可靠性,同时研究了内置混合器对压电泵泵送能力的影响.研究结果表明:内置混合器可显著提高压电泵的混合能力;内置混合器的结构与参数不同时对混合度有较大影响,在驱动频率为727 Hz,驱动电压为150 V时,具有6个混合单元的绕流体式内置混合器压电泵的混合度可达99.35%;无内置混合器式压电泵的泵送流量为457.3 mL/min,安装内置混合器的压电泵均有不同程度的流量损失.试验结果进一步验证了仿真分析的正确性,为研究压电泵混合和泵送综合性能提供一定的参考.
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2023 Vol. 41 (11): 1104-1110
[摘要]
(
3
)
[HTML 1KB]
[PDF 2151KB]
(
104
) |
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1111 |
高传昌,高余鑫*,董旭敏,高志锴 |
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簸箕形进水流道主要控制参数对水力性能的影响 |
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为了探究黄河下游邢家渡引黄闸前泵站簸箕形进水流道主要控制参数对水力性能的影响,运用三维不可压缩流体的N-S方程、RNG k-ε模型和SIMPLEC算法,就流道进口高度、流道长度、吸水室高度、喇叭管进口直径和流道底面倾角5种控制参数,对流道水力性能的影响进行三维湍流数值模拟,分析了不同控制参数下的流道出口流速分布均匀度、速度加权平均角度和流道水力损失与流量的关系.结果表明,吸水室高度和喇叭管进口直径对流速分布均匀度影响较大,其他控制参数影响甚微;不同控制参数下的取值对流道水力损失影响较大,且随流量增大而逐渐增大;提出了流道水流流态良好、水力损失小的流道进口高度、流道长度、吸水室高度和喇叭管进口直径分别为1.51,3.50,0.80和1.50倍的叶轮直径,以及流道底面倾角为0°的较优水力性能控制参数.研究结果可为类似工程设计提供参考.
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2023 Vol. 41 (11): 1111-1118
[摘要]
(
9
)
[HTML 1KB]
[PDF 2341KB]
(
130
) |
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1119 |
王为术,甄娟,郭嘉伟,翟禹鑫,贺友才,黄幸 |
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并联循环泵站前池及吸水室整流优化 |
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为溯源大型火电站循环泵顽固性振动原因,解决循环水泵振动问题,采用数值模拟方法研究水泵振动及水流道流场规律,提出了多种改善前池与吸水室不良流态的整流方案.采用雷诺时均N-S方程结合Realizable k-ε湍流模型,对原始工况和不同整流方案的水流流态进行Fluent三维数值模拟,分析并选择了合适的整流工程措施.模拟结果表明:弧形进水流道与矩形前池的不规范设计形成的高速水流区及贴壁偏流情况是造成循环泵振动的主要原因.为消除循环水泵的顽固性振动问题,在前池采用弧状均流板的整流措施后,整个前池、吸水室与喇叭口附近的流态均得到了较好的改善,前池高速水流区减少,吸水室贴壁偏流情况基本消失,喇叭口区域流态均匀,循环水泵进水条件优秀.现场试验证明:在实施整流措施后,明显消除了机组振动,提高了循环泵的运行效率.研究成果可为类似工程实例提供借鉴.
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2023 Vol. 41 (11): 1119-1126
[摘要]
(
5
)
[HTML 1KB]
[PDF 11514KB]
(
172
) |
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1127 |
曹林宁*,熊豆,吴道科 |
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具有多节点调压室的低水头输水发电系统水力干扰 |
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对于单管单机带多节点调压室这类特殊流道布置的输水系统,通常会设置调压室来满足调节保证计算大波动控制值和小波动稳定运行要求.由于调压室大井内的水流相互流通,机组间产生了水力联系.为了深入研究这类水电系统中的水力干扰现象,以某电站扩机工程数据为基础,基于有压输水系统特征线法,引入多节点调压室模型,根据不同调压室位置、不同调节模式等因素分析水力干扰影响幅度.同时,针对单机甩负荷和单机启动增负荷这2种典型水力干扰工况进行过渡过程仿真计算,得到了机组出力和调压室水位波动数据,并根据不同调压室位置时机组的出力波动情况分析水力干扰影响幅度,提出了改善机组在水力干扰过渡过程中调节品质的措施,为类似的水电系统提供一定的参考.
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2023 Vol. 41 (11): 1127-1132
[摘要]
(
9
)
[HTML 1KB]
[PDF 1927KB]
(
111
) |
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1133 |
周鑫宇,邱勇*,郭金楠,杨昌文,黄梓涵 |
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直角折线堰不同堰体长度变化下的过流能力及拟合分析 |
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为探究自由出流条件下,直角折线堰各部分堰体长度变化时的过流能力,通过FLOW-3D软件建立直角折线堰数学模型,采用RNG k-ε湍流模型与TruVOF自由液面追踪方法,对侧堰长度、位置改变的9组直角折线堰进行数值模拟计算,进而分析相同堰顶水头条件下的前堰、侧堰、后堰过流能力变化规律.结果表明:随着侧堰长度的增加,侧堰过流能力逐渐增大,但增幅减小;前堰、后堰过流能力均有所下降,但后堰降幅更大;侧堰过流能力随着侧堰位置的改变(前堰长度增加、后堰长度减小),呈现先增加后减小的变化趋势;而前堰、后堰过流能力则与其自身长度呈非线性正相关关系.在此基础上,拟合出堰顶相对水头变化下的溢流前缘不同堰体长度流量计算公式,并给出直角折线堰侧堰位于0.45倍河道宽度时过流能力最大、侧堰长度达1.30倍河道宽度时过流能力增幅趋于平缓的结论.
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2023 Vol. 41 (11): 1133-1141
[摘要]
(
10
)
[HTML 1KB]
[PDF 4950KB]
(
135
) |
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1142 |
陈四利,周玉婉*,刘丽雯,陈治 |
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锂渣对水泥复合土力学性能的影响 |
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随着锂盐行业的迅猛发展,锂渣的堆积量也日益增加,为了寻求锂渣综合利用的办法,将锂渣作为掺合料对水泥复合土进行无侧限抗压强度和三轴压缩试验,分析锂渣掺量对水泥复合土无侧限抗压强度、应力-应变关系、抗剪强度、黏聚力和内摩擦角的影响,并通过SEM试验分析锂渣对水泥复合土力学性能的作用机理.结果表明:锂渣的最佳掺量为12%时,相较于锂渣掺量0的无侧限抗压强度提高了85.1%,锂渣水泥复合土的应力-应变关系呈软化型;在一定范围内,随着锂渣掺量的增加其脆性越明显,抗剪强度、黏聚力及内摩擦角与锂渣掺量呈正比例增加;随着围压的增加其延性越明显;SEM试验结果表明锂渣能够改善水泥复合土的内部结构,增强其致密性.试验结果为锂渣在水泥复合土设计施工方面提供一定的技术参数和理论参考.
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2023 Vol. 41 (11): 1142-1147
[摘要]
(
5
)
[HTML 1KB]
[PDF 2261KB]
(
124
) |
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1148 |
陈汇龙,陈英健*,付燕霞,卫泽鹏,程谦,史迪超,刘瑞睿 |
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螺旋槽异型结构参数对密封润滑膜汽化特性及性能的影响 |
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为了了解螺旋槽异型结构参数对密封润滑膜汽化特性及性能的影响,建立了涉及饱和蒸汽压力与温度关系、黏温效应和流体内摩擦效应的密封润滑膜汽化计算模型,对比研究了螺旋槽、Z型槽和雁型槽密封的润滑膜汽化特性和密封性能.研究表明:液膜汽化主要发生在槽堰区及其附近坝区;Z型槽和雁型槽的外槽根周向槽具有储压作用,Z型槽内槽根周向槽有槽区汽化抑制作用.Z型槽密封的开启力明显高于雁型槽和螺旋槽密封,雁型槽密封的开启力略优于螺旋槽密封;Z型槽密封的润滑膜汽化程度最低、泄漏量最小.Z型槽密封开启力在径向偏转系数为0.500~0.625、周向偏转系数为0.375~0.500时取得最大值,但随螺旋角的增大呈近线性下降;润滑膜平均气相体积分数在径向偏转系数为0.625左右、周向偏转系数为0.375、螺旋角为20°左右时获得最小值;泄漏量在径向偏转系数为0.625左右、周向偏转系数为0.500时获得最小值,但随螺旋角的增大呈近线性增大.
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2023 Vol. 41 (11): 1148-1155
[摘要]
(
7
)
[HTML 1KB]
[PDF 3045KB]
(
121
) |
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1156 |
王勇,*,熊伟,丁志瑶,皮勤,袁霄,刘厚林,李明 |
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基于CFD有压管道水锤特性分析 |
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为了进一步揭示管路系统在不同流动条件下的水力过渡过程,减少水锤危害,以简化的直管路系统为研究对象,采用数值模拟方法对其关阀水锤进行了研究.基于SST k-ω湍流模型对直管路系统具有连续水柱的水锤现象进行了三维CFD计算分析,同时采用VOF多相流模型耦合Schnerr-Sauer空化模型对直管路系统伴有水柱分离的水锤现象进行了研究,得到了直管路系统在不同稳态初始流速和关阀方式下的瞬变流特性.研究结果表明:稳态初始流速较小时,不会产生水柱分离现象,稳态初始流速较大时,容易产生水柱分离现象;水锤波的传播大致可以分为4个阶段,水锤压力会在耗散作用下逐渐衰减,水柱弥合时会造成更大的水锤压力;稳态初始流速和关阀方式对水锤压力具有重大影响,水锤压力随着稳态初始流速的增大而增大,最大水锤压力与稳态初始流速近似呈线性关系,阀门“瞬间关闭”时水锤压力最大,“先慢后快”关闭时水锤压力最小.该研究对有压管道的水锤防护具有一定的指导作用.
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2023 Vol. 41 (11): 1156-1162
[摘要]
(
7
)
[HTML 1KB]
[PDF 2952KB]
(
139
) |
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1163 |
吕畅,董爱红,张二信,赵雪,王彦邦,牛文全,* |
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加气对水肥混合液细小泥沙絮凝沉降的影响 |
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为探明加气对水肥一体化滴灌管网中泥沙沉降能力的影响,配置6种粒径泥沙和3种类型肥料(硫酸钾肥、复合肥、尿素,质量分数均为1.0%)组合的浑水,测定3种水流剪切强度(0,1.38和4.67 s-1)条件下加气前后的浑水浊度、泥沙中值沉速和沉降泥沙中值粒径.结果表明:加气加速水肥混合液中细小泥沙的絮凝沉降,尿素水肥混合液加气后泥沙中值沉速增幅最大,硫酸钾肥次之,复合肥最小,分别比未加气处理最高增加89.27%,52.74%和45.63%;加气加速泥沙絮凝沉降的作用随泥沙粒径的减小而增大,加气显著促进中值粒径D≤31 μm泥沙的絮凝(P<0.05),沉降泥沙粒径较未加气处理增大3.22%~21.99%,加气显著加速中值粒径D≤53 μm泥沙的沉降(P<0.05),中值沉速较未加气处理提高23.96%~89.27%;水流剪切强度越大,加气促进泥沙沉降的作用越小,当水流剪切强度小于4.67 s-1时,加气处理的泥沙中值沉速比未加气处理显著提高9.38%~89.27%(P<0.05).泥沙粒径、肥料种类、水流剪切强度和加气处理相互作用,显著影响浑水泥沙的絮凝沉降,建议水肥气混合液滴灌时应定期冲洗灌溉管网,以减少沉降泥沙.
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2023 Vol. 41 (11): 1163-1170
[摘要]
(
6
)
[HTML 1KB]
[PDF 1317KB]
(
131
) |
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1171 |
张瑞庆,何振嘉,孙增慧,* |
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水质对人工复配土壤入渗过程的影响 |
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为深入分析水质对人工复配土壤入渗特性的影响,采用室内土柱模拟试验,分析了天然积水和地下水2种不同化学性质的供水情况下,水质对砒砂岩与沙土7种不同体积比下(1∶0,5∶1,2∶1,1∶1,1∶2,1∶5,0∶1)复配后人工复配土壤入渗特征的影响.结果表明:在人工复配土壤质地为粉壤土和砂壤土时(砒砂岩与沙复配比例为1∶0,5∶1,2∶1,1∶1,1∶2),天然积水的入渗时间显著高于地下水的入渗时间;在人工复配土壤质地为壤砂土和砂土时(砒砂岩与沙复配比例为1∶5,0∶1),天然积水和地下水的入渗时间无明显差异;相同水质情况下,不同复配土的入渗时间由长到短按复配比排序为1∶0,5∶1,2∶1,1∶1,1∶2,1∶5,0∶1;同一砒砂岩与沙复配比例下,天然积水处理下的累积入渗量大于地下水处理,且在砒砂岩与沙比例为2∶1处理中,水质间的累积入渗量差异最大,累积入渗量与时间的拟合关系符合对数入渗模型;湿润锋推进距离变化规律与累积入渗量的变化规律一致.结果显示,水质显著影响复配土壤入渗性能,影响的程度与复配土壤质地类型密切相关.
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2023 Vol. 41 (11): 1171-1178
[摘要]
(
2
)
[HTML 1KB]
[PDF 2534KB]
(
117
) |
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1179 |
梁晓阳,沈欣,王传娟*,张彦群,王东博,王建东,郭清华 |
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覆膜类型对春玉米农田盐热变化及产量的影响 |
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明晰不同覆膜类型的田间应用效果,对推广绿色高效覆盖技术具有重要科学意义.以河套灌区地面灌溉春玉米为研究对象,定量分析了不覆膜(CK)、普通聚乙烯地膜(PE)、高强度可回收地膜(HS)和生物可降解地膜(BP)等 4 个覆膜类型对春玉米全生育期农田土壤温度、盐分运移,以及玉米生长、产量、水分利用效率(WUE)的影响.研究结果表明,在播种后60 d处理PE,HS,BP相比CK,主根区(0~40 cm)的有效积温分别提高64.1,61.4,52.5 ℃.覆膜抑制了盐分上移和表聚现象的发生,在10 cm土层,较处理CK降低的土壤盐分其质量分数分别为45.0%(HS),37.0%(BP),17.9%(PE).覆膜措施可以加快玉米生长发育的进程和提高春玉米生育前期地上干物质量.与CK相比,处理PE,HS,BP的产量和WUE分别显著提高了12.8%,10.3%,14.3%和12.8%,4.8%,17.0%(P<0.05).春玉米产量与全生育期10 cm土层土壤有效积温(R2=0.758 18)和收获时地上干物质积累量(R2=0.510 86)均呈显著正相关关系.高强度地膜和生物可降解地膜均有显著的增温压盐和提高作物产量等应用效果,可在河套灌区实际生产中推广应用.
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2023 Vol. 41 (11): 1179-1188
[摘要]
(
6
)
[HTML 1KB]
[PDF 2618KB]
(
124
) |
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