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• 2012年, 30卷, 第1期
  刊出日期：2012-01-30

    

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  泵理论与技术
  水利水电工程
  流体工程
  农业水土工程
  

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泵理论与技术
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  泵理论与技术

  考虑不可凝结气体的空化流模型及数值模拟

  宋宇, 曹树良

  2012, 30(1): 1-5. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.01.001

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  以均相流假设为基础建立了一种基于输运方程的空化流模型,该模型在质量传输方程中不仅考虑了蒸发和凝结的机理,而且考虑了不可凝结气体的影响.采用RNG k-ε湍流模型,并引入与混合密度相关的修正函数对湍流涡黏性系数进行修正.应用文中的空化流模型,对NACA66翼型进行了定常空化流动数值模拟,翼型吸力面的压力系数分布曲线与试验结果吻合很好.在此基础上,进一步研究了模型中不可凝结气体质量分数以及不同进口湍动能和湍流耗散率对空泡形成和发展的影响,确定了模型中不可凝结气体质量分数、进口湍动能和湍流耗散率的合理取值.应用空化流模型对非定常空化流动进行了数值模拟,数值模拟结果清晰地反映了翼型表面空化云的初生、成长、脱落和溃灭的全过程,并指出反向射流是引起空化云脱落的重要原因.非定常计算得到的斯特劳哈数与试验相吻合,进一步验证了该模型在空化流数值计算中的可靠性.
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  泵理论与技术

  离心泵内流场PIV测试中示踪粒子跟随性的计算

  李亚林, 袁寿其, 汤跃, 袁建平

  2012, 30(1): 6-10. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.01.002

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  示踪粒子的选取依据不同的流场而不同，对于离心泵内流场合适的示踪粒子是保证PIV试验精度的关键.基于固液两相流理论，重点考虑黏性阻力和旋转因素对粒子的影响，对离心泵内部湍流场中的示踪粒子进行了受力分析.然后在BBO方程基础上引入外部势力，建立了离心泵内流场中示踪粒子的拉格朗日运动方程，并采用Fourier积分变换的数学方法首次推导出适应于离心泵内流场的PIV测试用示踪粒子跟随性计算公式.利用离心泵内流场的PIV测试结果采用相平均处理的方法计算了试验所用的示踪粒子的跟随程度，计算结果表明：粒子径向的跟随性比周向差，选择示踪粒子时优先考虑径向的跟随性；而由于离心泵叶轮旋转和曲率的影响，即使采用相平均处理，粒子的速度也不代表水流速度，粒子跟随性最大偏差度为4.55%.计算结果可以检验所用示踪粒子的可靠性，为离心泵内流场选取合适的示踪粒子提供理论依据.
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  泵理论与技术

  三叶片潜水搅拌机的数值模拟

  田飞, 施卫东, 卢熙宁, 陈斌, 欧鸣雄

  2012, 30(1): 11-14. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.01.003

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  为研究潜水搅拌机性能,应用三维造型软件 Pro／E建立搅拌机叶片的三维实体模型,利用Gambit软件对污水处理水池进行非结构化四面体网格划分,在计算流体动力学软件Fluent 6.3平台上,采用动坐标系、RNG k-ε湍流模型和SIMPLE算法,对潜水搅拌机搅拌的污水处理池进行数值模拟,计算全池内流体的宏观流场与各个截面的速度分布,分析潜水搅拌机的轴向有效推进距离与水体截面有效扰动半径,同时对潜水搅拌机的功率进行了研究．计算结果表明:潜水搅拌机能使污水处理池内流体形成连续循环水流,流体轴向推进,径向扩散;池内流体充分搅拌,池内流体流速基本都在0.3 m／s以上,符合潜水搅拌机工作要求,故潜水搅拌机与该污水处理池相匹配;同时确定该潜水搅拌机可选取功率为3.0 kW的电动机．利用此方法,可为潜水搅拌机的实际工程应用提供一定参考依据．
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  泵理论与技术

  多级副叶轮密封的性能分析与应用

  吴大转, 杨帅, 孙幼波, 王乐勤, 闵卫彬

  2012, 30(1): 15-19. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.01.004

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  为了分析低功耗的副叶轮密封结构并将其应用在立式自吸泵上,采用CFD数值模拟方法对副叶轮功耗和封压能力的主要影响因素进行了分析.建立了基于叶片形式、叶片数量、阻旋片、径向间距以及平衡出口位置的多种数值模型，采用RNG k-ε湍流模式行定常数值模拟进行水力性能预测.预测分析的结果表明，采用后弯型叶片和提高叶片的个数可以增大副叶轮4.9%的封压能力，但是消耗功率增大40%，致使封压功率比降低；阻旋片的存在，可以消除叶轮背侧液体旋转，增大副叶轮5.7%的封压能力，但其宽度对副叶轮封压能力的提高影响不大；叶轮与壁之间的径向距离越小，副叶轮封压效果越好；平衡出口的存在可提高副叶轮3.5%的封压能力，但平衡出口的位置对副叶轮的封压效果具有较大影响.提出了两级副叶轮密封结构，分析了其功率消耗和封压性能.分析和工程应用的结果表明，采用后弯形叶片并配合阻旋片的多级副叶轮密封结构具有良好的密封性能，且功耗为单级结构功耗的55%左右.
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  泵理论与技术

  离心泵多工况水力性能优化设计方法

  王凯, 刘厚林, 袁寿其, 吴贤芳, 王勇

  2012, 30(1): 20-24. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.01.005

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  基于全局优化算法和各项损失计算的离心泵能量性能计算模型,提出一种离心泵多工况水力性能优化设计方法.该方法以原始设计的关键几何参数值为初始条件、设计工况的扬程为约束条件、多个工况的加权平均功率最小为目标,同时采用自适应模拟退火算法对离心泵能量性能计算模型进行求解，采用超传递近似法来确定各目标函数的权重因子，并采用该方法对一比转数为129.3的离心泵进行了多工况优化，最后分别对原设计和多工况优化设计进行了数值计算,计算结果表明:0.6Qd 和1.2Qd工况下,多工况优化得到的功率低于原始设计,而设计工况下,多工况优化得到的功率比原始设计略高;多工况优化得到的3工况点加权平均功率比原始设计低0.06％;多工况优化的3点加权平均效率则比原始设计高0.46％.研究结果对于离心泵的节能设计具有比较重要的参考价值．
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  泵理论与技术

  涡轮出口旋流对扩大管压力回复性能的影响

  韩凤琴, 王幼青, 高海鹏, 久保田乔

  2012, 30(1): 25-29. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.01.006

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  为了研究涡轮出口旋流动能对入口锥角较大的直线型扩大管压力回复性能的影响,采用数值仿真的方法对其流体力学机理及规律进行探讨.选用可动翼灯泡贯流式水轮机作为研究对象,经水轮机进水管入口、固定导叶、导水机构叶栅、涡轮至尾水管(扩大管)出口实施了三维整体流动数值计算,计算了多运行工况下尾水管压力回复系数Cp,水力损失和比水能损率&D,得到了直线型扩大管内最优旋回动能与最大压力回复性能之间的流体力学关系,进而对于尾水管的水力性能进行了预测.提出了新定义的尾水管出口动能歪曲度Iek,进行了不同旋回入流条件下尾水管内部流动动能的比较.结果表明:Iek和Cp存在一定规律的内在关系,当尾水管动能歪曲度Iek具有最小值时,尾水管压力回复系数Cp最大、比水能损率&D最小.新提出的Iek可作为可动翼贯流式水轮机直线型尾水管内含旋回流动流体品质的评价指标.
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  泵理论与技术

  基于CFD技术的核电站上充泵全流场数值模拟

  朱荣生, 王韬, 付强, 陈景俊

  2012, 30(1): 30-34. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.01.007

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  为研究核电站上充泵内部流动规律,基于计算流体动力学(CFD)技术,采用Reynolds时均N-S方程和标准k-ε湍流模型,压力、速度耦合使用SIMPLEC算法,对1 000 MW核电站离心式上充泵全流场的三维定常湍流进行数值模拟,得到上充泵各级叶轮-导叶内部的速度、静压以及湍动能分布图,并对其内部流动状态进行分析.在数值模拟的基础之上,对4级上充泵样机进行了性能试验,并且换算成12级实型泵的性能,将性能试验结果和模拟性能预测结果进行对比.数值模拟结果表明:在叶轮、导叶间隙处出现局部低压区;叶轮出口和导叶进口交界区域速度分布不均匀,局部区域有逆流和旋涡,造成部分水力损失;叶轮出口和导叶进口处的湍动能较大,且分布极不规律,有较大的能量损失.从数值模拟的结果可以得到上充泵内部流动水力损失严重的区域,为进一步优化上充泵的设计提供参考.数值模拟和试验两者的结果吻合较好,验证了计算模型和换算结果的正确性.
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  泵理论与技术

  滚柱转子油泵滚柱与配流盘间隙的计算

  张生昌, 连加俤, 邓鸿英, 陈锡栋, 柯愈龙, 张玉林

  2012, 30(1): 35-39. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.01.008

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  针对杆式抽油泵效率低的问题,提出一种新型多级双作用滚柱转子式油泵．对多级双作用滚柱转子油泵结构特征及工作原理进行了介绍,该泵将滚柱与定子内壁的滚动摩擦代替传统的滑动摩擦,将单级滚柱泵设计为轴向多级串联形式,大大提高了泵排出压力．该泵同时采用双作用进出口设计,使得该泵转子轴及轴承径向受力平衡．对泵运转时滚柱受力状况进行了分析,建立了滚柱运动受力平衡方程,按滑动摩擦为最小原则,计算机编程实例准确地计算最优槽型夹角．分析了滚柱滚动条件,推导出滚柱端面摩擦合力矩,基于平行平板最佳缝隙原则,推导出滚柱端面与配流盘间隙计算式,并通过实例计算与分析,计算出实例泵滚柱端面与配流盘间隙大小．计算结果表明:间隙大小分别为h1=0.044 399 mm,[AKh-]2=0.055 975 mm,改善滚柱受力,同时可减小泵容积损失,提高泵效率,为泵的间隙设计计算及优化选择提供了一定的理论依据．
水利水电工程
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  水利水电工程

  竖向进水管布置对泵站进水流态的影响模拟

  徐存东, 杨柯, 肖璐, 宋永占, 黄雄

  2012, 30(1): 40-45. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.01.009

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  基于定常不可压缩强曲率流体的RNG k-ε紊流数值模型,通过建立以水力损失最小和基于质量加权流速均匀度最大为优化目标的评价函数,设定适当的边界条件,利用三维非结构化六面体网格单元进行网格划分,采用有限体积法对控制方程进行离散,应用CFD软件Fluent对泵站进水池和水泵进水管内部流场进行数值模拟计算．为了模拟水泵竖向进水管布置的控制参数对泵站前池和水泵进水管口流态的影响,参照现行的泵站设计规范,分别模拟了管道内径为D的竖向进水管在不同后壁距和不同悬空高度时的进水流态,并绘制了水泵进水管口流速均匀度和水力损失关系曲线．研究表明,对于安装有卧式离心泵的大型提水泵站,合理的进水管后壁距与悬空高度可以保证良好的进水流态,促使水泵进口流速分布均匀,有效地防止前池内的泥沙淤积,并能确保水泵高效稳定运行．根据模拟计算结果,提出了设计时可供参考的进水管后壁距取值范围为(0.4～0.8)D, 悬空高度的取值范围为(0.6～0.8)D．
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  水利水电工程

  变频调速灯泡贯流泵站的起动过渡过程

  张仁田, 李慈祥, 姚林碧, 朱红耕

  2012, 30(1): 46-52. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.01.010

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  为了获得变频调速灯泡贯流泵站的起动过渡过程水力特性,分析了变频调速贯流泵机组起动时采用矢量控制变频装置、低速同步起动的基本特点,建立了同步起动的灯泡贯流泵机组过渡过程力矩动态平衡方程;研究了同步电动机电磁转矩随转速变化的数学表达方法,分析了灯泡贯流泵机组阻力矩由水阻力矩、轴承摩擦力矩、电动机风扇阻力矩和转子风阻力矩等构成,并给出了相应的数学表达式,提出了快速闸门及其分流拍门在开启过程中的流量分配与平衡方程式.以南水北调东线工程中淮阴三站为案例,对设计工况下起动过程中的主要电气参量和水力参数进行仿真模拟,起动瞬间的励磁电流达到设计值的0.63倍,当频率为6.5 Hz时机组开始转动,迟滞时间为15 s,从而得到了频率变化规律与快速闸门延迟开启时间的最佳匹配.在设计工况下,当同步电动机转速线性变化从0到125 r／min的历时为100 s时,快速闸门延迟开启的最佳时刻为70 s.
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  水利水电工程

  淹没条件下自激脉冲射流冲蚀试验研究

  高传昌, 赵礼, 刘新阳, 黄晓亮

  2012, 30(1): 53-56. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.01.011

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  为了对比不同淹没条件下连续射流和低压大流量自激吸气式脉冲射流冲蚀效果，利用自行研制的射流冲蚀系统进行了射流冲蚀石蜡效果试验研究，得到不同淹没水深下射流打击力、吸气量、石蜡冲蚀深度、石蜡冲蚀体积和石蜡冲蚀表面积等.结果表明：在不同淹没水深下，连续射流打击力大于吸气脉冲射流，而吸气脉冲射流打击力又大于不吸气脉冲射流打击力，且随着水深的增大，自吸气与不吸气之间脉冲射流打击力差值越来越小；当淹没水深较小时（≤30 m），由于气体对石蜡剥蚀作用较强，连续射流冲蚀深度小于吸气脉冲射流，而当水深较大时（≥40 m），由于吸气量变小，剥蚀作用减弱，冲蚀深度则相反；在冲蚀面积和体积上，在各种淹没水深下吸气脉冲射流冲蚀效果均好于连续射流，且随着水深的增加，两种射流的冲蚀面积和体积逐渐变小，差值也越来越小.
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  水利水电工程

  基于系统动力学的咸阳市水资源承载力

  黄蕊, 刘俊民, 李燐楷

  2012, 30(1): 57-63. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.01.012

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  基于系统动力学的原理和方法,将水资源承载力系统划分为工业、农业、生活、生态、水资源和污水处理回用子系统,以缺水程度为主要反馈因子,考虑缺水时人们用水决策偏好,通过各子系统之间的反馈关系,建立了咸阳市水资源承载力系统动力学模型.模拟结果表明:按趋势发展型方案,咸阳市工业发展迅速,农业和生态用水被挤占,发展缓慢,规划年内缺水程度为9％～35％,为严重缺水;按资源环境保护型方案,生态环境得到良好保护,但工农业发展受到严重制约;按经济发展型方案,工业发展十分迅速,但农业灌溉面积减少,生态环境恶化,地下水超采严重,缺水情况仍存在,为3％~5％,发展可持续性差;按协调发展型方案,工农业保持13.8％发展速度,污水处理回用量增加,农业灌溉稳步发展,生态环境情况得到改善,缺水程度严重时约为0.4％,表明该方案是咸阳市水资源承载力可持续发展的最优方案.
流体工程
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  流体工程

  热泵空调机组水循环流动特性的试验研究

  童明伟, 胡鹏, 孙亚辉, 王茜, 于佳佳

  2012, 30(1): 64-68. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.01.013

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  针对现有热泵机组空调系统能耗高,舒适度低的问题,提出了由多孔介质柠檬酸钾-石膏配制而成的毛细吸液芯辐射冷却顶板,在用水作冷却介质时毛细吸液芯辐射冷却顶板就成了一块内含多孔介质的均布流道．对毛细吸液芯辐射冷却顶板和传统的蛇形辐射换热盘管内部阻力进行了试验研究,在流量为4～40 L／h变化时,比较分析了毛细吸液芯辐射冷却顶板和传统的蛇形辐射换热盘管的阻力,并利用ICP-Optional Emission Spectrometer对循环水在毛细吸液芯辐射冷却顶板内部运行1 200 h的钙离子质量浓度进行了测试．试验结果表明:当流量小于17 L／h时,毛细吸液芯多孔介质的渗透率较低,导致流体在辐射板中流动时阻力损失较大;当流量大于17 L／h时,流体在辐射板中流动时的摩擦因子较小,在辐射板中由惯性力引起扰动造成的阻力损失小于蛇形管中的扰动损失,多孔介质对水的渗透率较大,导致流体在辐射板中流动时阻力小于蛇形管中流动阻力;钙离子质量浓度在运行360 h之后趋于稳定,能够满足循环水在热泵机组中的长期使用．
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  流体工程

  高转速行星齿轮止推垫圈流体动压润滑特性

  王宏伟, 马彪, 赵喜敬, 郑长松

  2012, 30(1): 69-74. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.01.014

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  以直齿行星排的行星轮止推垫圈为对象,为了减小其与行星齿轮之间因轴向力而导致的磨损,通过对止推垫圈加工径向沟槽的方法,对其进行流体动压润滑设计,使止推垫圈与行星轮间有相对运动时产生流体动压承载力,从而使两者之间实现非接触而减小磨损.因结构的对称性,允许正反向旋转且加工容易而选择径向直线矩形槽.建立了定常雷诺方程的模型,应用有限体积法对其进行离散求解.分析了槽数、槽宽比、槽深和径向宽度等结构参数对垫圈流体动压力承载性能、润滑油流量和温升的影响规律.考虑到工程应用,着重对较少油槽数量(2～12)情况下的润滑特性进行了分析.结果表明:槽数约为20时,油膜具备最大的承载力;油槽数量介于10～60时具备较大的承载力;槽区角度与周期槽角度之比约为0.5时具有最佳承载力,径向宽度越大则承载力越大;槽数越多、槽深越大、径向宽度越大,流量越大,反之减小;槽宽比增大能使流量减小;降低润滑油温升的措施为增加垫圈槽数、增大径向宽度,使槽深处于10～40 μm.
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  流体工程

  轴向柱塞泵滑靴油膜形状的遗传算法数值分析

  刘洪, 彭增雄, 荆崇波

  2012, 30(1): 75-79. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.01.015

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  油膜形状对滑靴的润滑特性影响很大.为了准确获取滑靴的润滑特性,需要精确地求出滑靴的油膜形状.考虑了滑靴工作过程中的倾覆现象,采用非均匀间隙对滑靴的油膜形状进行了描述,建立了滑靴的润滑控制方程,采用高斯-塞德尔超松弛迭代方法进行求解,得到滑靴流场的压力分布.考虑到压力分布与油膜形状存在对应关系,通过滑靴的受力平衡分析,建立了滑靴稳态油膜形状的数学模型,并将其简化为以法向力平衡、流量守恒为等式约束,以滑靴倾角以及滑靴倾斜方位角为不等式约束,滑靴力矩平衡为目标的两参数单目标优化问题.采用小生境遗传算法对不同转速下滑靴的稳态油膜形状进行了数值求解.实例分析表明,该方法具有较好的数值稳定性,可以以较快的速度以及较高的精度收敛于模型的最优解,准确获取稳态下滑靴油膜的三维形状,从而为滑靴润滑特性的准确计算以及滑靴的设计提供理论依据.
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  流体工程

  自动补水蒸发皿装置的原理及应用

  刘小飞, 张寄阳, 孙景生, 申孝军, Uzokwe Pauline Adaobi

  2012, 30(1): 80-84. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.01.016

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  为了更好地利用蒸发皿的蒸发量指导农田灌溉,根据马氏瓶工作原理设计了一种简单、实用,价格低廉而且操控性强的恒水位蒸发皿装置,此装置在20 cm标准蒸发皿的基础上附加了一个自动补水装置．以20 cm标准蒸发皿的蒸发量为标准,对可进行自动补水的恒水位蒸发皿的水面蒸发过程进行了验证．通过大田冬小麦试验建立了水面蒸发过程与冬小麦同阶段耗水过程的关系．结果表明,设计开发的蒸发皿装置,具有较好的稳定性,组间测量值相对平均误差小于5％,超过5 d相对平均误差小于2％;其水面蒸发过程与20 cm标准蒸发皿的蒸发量具有显著的相关关系,相关系数高达0.99;华北地区优质高产冬小麦在拔节期、抽穗扬花期和灌浆成熟期的田间耗水量,与自动补水蒸发皿同阶段累计水面蒸发量的比值分别为1.09,1.31和1.16．因此,可以用该装置的水面蒸发量来指导农田灌溉,达到农作物优质、高效、高产的目的．
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  流体工程

  二级洞塞泄流的消能特性分析

  尹则高, 朱慧洁, 曹先伟, 陈更, 郑清鑫

  2012, 30(1): 85-90. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.01.017

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  为了分析二级洞塞泄流的消能特性,揭示洞塞几何体形参数对洞塞泄流消能效果的影响规律,运用三维RNG k-ε紊流数学模型对洞塞泄流进行了数值模拟．建立了洞塞泄流的室内物理模型试验,利用模型试验结果对数学模型进行了验证,两者吻合较好．第1和第2级洞塞面积收缩比分别取为0.2,0.3,0.4和0.5,第1和第2级洞塞相对长度相等并分别取为0.5,1.5和3,形成144种工况．利用验证后的数学模型对上述144种工况进行计算和分析．结果表明:第1和第2级洞塞面积收缩比对消能率和消能比的影响较大,而相对长度对其影响很小．在其他几何体型参数一定的情况下,随着第2级洞塞面积收缩比的增大,第1级洞塞消能率和消能比相应增大,第2级洞塞消能率和消能比相应降低．在其他几何体型参数一定的情况下,随着第1级洞塞面积收缩比的增大,第1级洞塞消能率和消能比相应降低;第2级洞塞消能率变化不大,而消能比相应增加．当第1和第2级洞塞面积收缩比分别达到最小时,消能率达到最大．
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  流体工程

  设有复式空气阀的管道充、放水过程

  郑源, 薛超, 周大庆

  2012, 30(1): 91-96. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.01.018

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  为了研究长距离有压管道充水和放水过程中管内气体压力的变化情况，并保证其运行中的安全，针对长距离有压管道的特点，对其充水和放水过程，采取了对整个管道进行分段处理、依次充水和放水的策略.对于分段后的每一段管道，建立了圆形管道内水体体积与水深关系的数学模型.按照小流量充水的原则，运用理想气体状态方程，结合复合式空气阀的进气和排气性质，在空气阀和泄水管布置情况已知的前提下，根据不同的充水流量和放水流量，计算各管段气体压力的变化情况.整个数值计算过程采用自编Fortran程序计算求解.计算结果表明：充水和放水的流量越大，对应管段的气体压力越大和越小，管道越危险；在不影响管道安全性的前提下，为了使管道尽快充满和放空，应采取较大的充水流量（16 m3/s）和放水流量（泄水阀全开）.
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  流体工程

  自吸式喷雾降尘性能试验

  马中飞, 张于祥, 杨秀莉, 葛志林

  2012, 30(1): 97-101. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.01.019

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  为了提高喷雾降尘效果,提出了自吸空气式喷雾器降尘的方法,分析了自吸式喷雾器降尘工作原理,设计了不同结构的试验用自吸空气式喷雾器,并对其进行了正交试验和对比试验结合的相关试验.结果表明,喉嘴距、扩散角及水压等参数对自吸空气式喷雾器的SMD值、有效射程、雾化角、吸风量等均有不同程度的影响.当喉嘴距为48 mm、扩散角为30°、水压为6 MPa时,自吸空气式喷雾器的有效射程、雾化角、SMD值达到最佳,降尘效果最好;当水压为6 MPa时,常规单喷嘴喷雾的SMD值为124.3 μm,自吸喷雾SMD值为108.5 μm,自吸喷雾比常规单喷嘴喷雾的SMD值降低12.7％;当水压为6 MPa时,常规单喷嘴喷雾全尘降尘效率为92.67％、呼吸性降尘效率为87.21％,而正交试验优化得出的自吸喷雾全尘降尘效率为93.6％、呼吸性降尘效率为92.69％,自吸喷雾比常规单喷嘴喷雾的全尘降尘效率提高不太明显,但呼吸性降尘效率提高较明显.
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  流体工程

  基于CFD螺旋槽干气密封端面流场分析

  俞树荣, 曹兴岩, 丁雪兴, 张伟政, 韩明君

  2012, 30(1): 102-106. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.01.020

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  应用Solidworks软件对螺旋槽干气密封端面微尺度三维流场气膜进行建模,并运用Fluent软件对三维流场模型以层流流动形式进行数值模拟计算．在特定工况下,根据计算所得端面流场产生的动压效果和径向流速,确定使端面气膜推力(即开启力)和泄漏量同时达到最优时的气膜厚度;在确定的气膜厚度下,即分别为3.5,4.5,5.5 μm时进行数值模拟计算,通过改变压力和转速,研究不同压力和转速对端面泄漏量和功耗的影响．结果表明:当气膜厚度在3～6 μm时,产生较好的动压效果和较小的径向出口流速;当气膜厚度取为3.5 μm 时,端面总体效果达到最好,即产生动压效果最好,出口径向流速最小;当气膜厚度和压力确定时,泄漏量和功耗随着转速的增大而增大,且成线性关系;当气膜厚度和转速确定时,泄漏量和功耗随着压力的增大而增大,也成线性关系．
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  流体工程

  基于动网格技术的端面造型机械密封性能

  陈汇龙, 李雯瑜, 吴荣珍, 林清龙, 黄建平

  2012, 30(1): 107-111. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.01.021

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  利用Fluent软件中的动网格技术，将其应用于机械密封间隙内流场数值模拟中，以有效解决模拟过程中液膜厚度无法预知的问题，获得更加贴近实际的内流场特性，并在此基础上对普通机械密封、微孔端面机械密封、孔槽耦合端面机械密封进行内流场模拟研究，得到3种方案下压力分布、剪切应力分布和泄漏量，对模拟结果进行比较分析.结果表明：动网格技术在机械密封内流场模拟中的应用是可行的，能得到更好的效果；微孔和螺旋泵送槽都能够产生动压效应，其中由于微孔的动压效应产生的高压区出现在渐缩截面处，槽的动压效应产生的高压区主要出现在槽末端台阶处；与普通机械密封相比，微孔端面机械密封能够产生动压效应，减轻密封件的摩擦磨损，但防泄漏性能不佳；孔槽耦合端面机械密封运行时不仅剪切应力小，而且能有效抵抗压差流、降低泄漏量，具备优异的密封润滑性能，是获得零泄漏非接触高性能的可行途径.
农业水土工程
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  农业水土工程

  二维撒施畦灌地表水流溶质运移模型:Ⅰ建模

  章少辉, 许迪, 李益农, 白美健

  2012, 30(1): 112-116. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.01.022

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  基于二维畦灌全水动力学模型模拟的地表水深及畦面任意点垂向均布的流速场,通过把湍流垂向流速分布律由标量推广为矢量形式,并结合不可压缩流体力学连续性方程,构造了沿二维畦面及垂向非均布的三维流速场;利用能够描述二维畦面及垂向三个维度的溶质浓度场非均布变化特征的对流-扩散方程,描述传统撒施下的二维畦灌地表溶质运移过程,采用构造的三维流速场,基于湍流近壁模型构造了溶质扩散系数,从而构建了肥料撒施畦灌地表水流溶质运移控制方程;借助于畦灌地表水流模型中的薄水层假设,构建畦面溶质浓度初始条件,并采用一级动力学方程和任意点的固态溶质总量守恒特征,构建了撒施的肥料溶解与输运过程边界条件,从而构建起撒施肥料下的二维畦灌地表水流溶质运移模拟模型.
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  农业水土工程

  新疆参考作物腾发量多元回归模型及空间分布

  廖轶群, 李毅, Robert Horton, 崔晨风

  2012, 30(1): 117-124. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.01.023

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  利用新疆境内42个气象站的多年气象资料,应用Penman-Monteith公式计算得到各站逐日和逐月尺度下的ET0值,应用多元统计回归分析得到相应的ET0与主要气象要素的回归方程,作为各地区计算ET0的经验公式．结合ArcGIS软件的空间分析功能,将各站回归方程的系数进行插值得出整个新疆地区ET0经验公式回归参数的空间分布图．结果表明,逐日和逐月尺度下,区域内的ET0空间分布差异显著,南部明显高于北部．回归所得的经验方程用来估算各地的ET0值是合理可靠的．回归所得的经验方程较Penman-Monteith公式简化得多,且具有一定精度,因此有一定的推广价值和应用前景．对于无气象资料地区,通过查图得出参数值,即可推算该区域特定时间尺度下的ET0值．