折流器体型对突扩突跌掺气空腔特性的影响

在突扩突跌掺气设施中 ,为保证掺气效果 ,增加底空腔和侧空腔的长度 ,加设折流器是有效的工程措施。试验证明 ,折流器坡度和高度对空腔长度均有影响 ,较高的折流器明显增加空腔长度 ,且使底空腔与侧空腔贯通 ,有利于底空腔充分掺气。回溯水流使底空腔变短 ,有效空腔长度是影响掺气效果的重要因素。在空腔长度的计算中应综合考虑 ,顶板坡角 ,跌坎挑角和折流器体型的影响 ,得出的计算公式有实际应用和理论意义。     

侧向折流器对侧空腔和底空腔掺气参数的影响

为深入研究突扩突跌掺气设施的掺气特性,在三峡工程深孔水工模型上对时均压强分布、掺气量、掺气浓度等进行了观测与分析。试验结果表明在侧墙形成4个区域,即:侧空腔区、压强骤变区、低压区和稳定区,侧空腔长度和侧墙时均压强均与折流器高度有关。在侧墙低压区有负压存在,其发生位置一般距孔口出口(等高程)约15m左右。在侧墙有少量掺气,掺气浓度在1.3%左右,掺气的主要原因是侧墙冲击点处产生的立轴漩滚对空气的卷吸作用。侧向折流器对掺气量有明显影响。侧、底空腔贯通时,侧空腔是一个重要的通气通道,是保证底空腔充分掺气的重要条件。此研究成果和结论可供突扩突跌掺气坎的设计和科研参考。     

掺气挑坎下游气泡输移的研究

本文采用理论分析、数值计算和试验相结合的方法,对斜坡挑坎空腔下游气泡输移问题进行了研究,斜坡挑坎是掺气减蚀中体型简单应用普遍的一种措施,实际的掺气浓度分布与本文计算结果比较吻合.     

掺气坎射流空腔积水计算

采用力学分析的方法,从理论上建立了掺气坎射流空腔积水的方程式,结合考虑空腔内负压及运动液体所受离心惯性力影响的射流水舌下缘液体质点运动轨迹的微分方程,可以计算掺气坎射流空腔内的积水深度和净空腔长度,计算结果与实验值趋势一致,吻合良好,可供设计单位参考．与此同时,从理论上对掺气坎射流空腔积水的机理进行了初步探讨,对计算误差的产生原因进行了详细分析并提出了提高计算精度的下一步研究思路．     

掺气减蚀设施空腔回水问题的试验研究

通过掺气坎掺气试验,对小底坡明流泄洪洞的掺气坎下空腔回水问题进行了试验研究。结果表明:掺气坎后空腔回水的形成与空腔末端射流冲击角有密切关系。在试验条件下,约当θ>9°时,空腔回水开始出现。该冲击角实际上是各种水力、体型要素的综合反映。     

泄水建筑物水流掺气复氧数值模拟

为了深入地认识泄水建筑物掺气水流的复氧过程,该文应用水气两相流混合模型计算了包括水垫塘在内的泄水建筑物水体的掺气浓度、流速、紊动粘性系数等特征参数。应用气泡界面传质理论建立了掺气水流的溶解氧对流扩散方程。不同试验工况的结果验证了掺气复氧数学模型的合理性和可靠性,表明该模型符合坝身泄流的特点,充分体现了过坝水流对大气的卷吸与紊动混掺。     

变坡处掺气坎空腔回水研究

采用断面模型试验研究了变坡处掺气设施的空腔回水问题、指出可能存在掺气挑坎临界高度,挑坎高度小于临界值,淹没水深与挑坎高度成正比关系,挑坎高大于临界值,淹没水深与挑坎高度成反比关系：可采用高跌坎间接提高底空腔进气口高度的方法消除或减轻空腔回水的不利影响;通过试验发现,坎前水深一定时,淹没水深与各水力参数基本成近线性规律变化．最后和整体模型试验结果进行对比,指出对空腔回水的研究不受比尺大小的影响．     

泄水建筑物中突扩突跌体型侧墙上的水力特性

为保证池水建筑物侧墙的稳定与安全,通过模型试验研究了突扩突跌体型的侧墙上的水力特性。采用比尺为1¨30的水工模型,在高流速条件下观测了侧墙水流流态、通气量、掺气浓度及时均压力分布。试验细部结构特征,发现侧空腔内的反射回漩流和突扩弧形面上的白色蚀带。侧墙等压线分析发现:侧墙水流冲击带是引发或影响各种侧墙水力特性的主导因素,冲击带水流向上游反射,缩小了侧空腔的有效通气面积;冲击带水流的折冲作用,可能诱发侧墙空化空蚀破坏。     

高山峡谷大流量下溢流表孔体型试验

亚碧罗水电站坝址处河道较窄,单宽流量大,且下游左岸存在5个错落体,为了分散水舌落点并避免下泄水流直接倾砸岸坡,以减小对河床的冲刷,结合亚碧罗水电站1:50和1:100两种比尺的模型试验,对表孔总体布置型式、掺气和消能设施进行系列优化试验后提出推荐方案.试验结果表明,掺气设施选用合理,挑射水流在空间上形成差动结构,消能区...     

水利枢纽下游水体溶解气体饱和度预测方法研究

泄水建筑物过流水体剧烈掺气,水气两相间气体质量交换迅速而充分时,可以假定下游水体溶解气体饱和度达到最大值.在此基础上,考虑电站和泄水建筑物过流水体均匀混合后的溶解气体超饱和特性,建立水利枢纽下游水体溶解气体饱和度的预测方法.对哥伦比亚河流域4座水利枢纽和三峡工程溶解氧实测资料进行的验证计算表明,该方法的计算结果均与实测资料相近,且应用方便,可在实际工程中推广.对三峡工程典型库水位下大坝下游水体的溶解氧饱和度的预测计算表明,发生百年一遇以下洪水时,黄陵庙断面的溶解氧饱和度不超过140%;发生百年一遇以上大洪水时,需要在防洪调度的同时进行生态调度,以减免超饱和对水生生物造成的影响.     

微孔曝气增氧技术在鳗鲡养殖中的应用

比较研究了鳗鱼养殖中应用微孔曝气增氧与水车式增氧机增氧两种方式的增氧效果.结果表明：在未载鱼情况下,两种增氧方式的增氧能力具有极显著性差异（P〈0.01）,微孔曝气增氧方式比水车式增氧机增氧方式的单位水体增氧能力提高了15.85%,增氧动力效率是水车式增氧机增氧的2.36倍.在载鱼养殖情况下,使用微孔曝气增氧的试验池表...     

供气式低压射流曝气器结构与运行参数对曝气器氧传质的影响

供气式低压射流曝气氧传质影响因素的探究一直是污水处理领域的研究热点。射流曝气器的结构与其运行参数是影响射流曝气氧传质的重要因素。在5. 5 m水深条件下,对不同大小一级喷嘴直径的射流曝气器在不同运行参数条件下进行充氧性能评价。结果表明,随着运行气量的增加,射流曝气器的标准氧转移效率(SOTE)减少;随着循环水量增加,射流曝气器的SOTE随之增加;随着供气式低压射流曝气器一级喷嘴直径的增加,SOTE及理论动力效率(SAE)随之减小,而电耗随之增加。     

水翼多模态的空化结构演化与空腔溃灭压力的耦合特性

采用可压缩的数值方法计算了不同空化数下绕流水翼的空化流场, 分析了非定常空化流动中空化结构的脱落模式、溃灭过程, 以及压力波的释放、传播及其与残腔的耦合特征. 结果表明: 可压缩数值模型能够捕捉局部腔体溃灭时压力波的释放、传播和回弹现象; 不同空化数下存在不同的腔体脱落、溃灭模式; 在特定的空化数下, 可能会在一个大的空化结构脱落循环周期内包含多个动力学演化过程, 空化结构的溃灭也会诱导多个压力脉动峰值, 并对剩余残腔总体产生抑制作用; 由凝聚激波诱导的残余腔体溃灭具有持续时间长、压力脉动幅值小的特点; 而大尺度云空化脱落腔体溃灭时释放的压力波持续时间短、脉动幅值大, 这些都可能造成机械结构振动和空蚀破坏.     

风琴管空化清洗喷嘴结构改进及数值分析

空化水射流是一种运用水机械"汽蚀"的原理来增强射流冲蚀效果的高效水射流技术,风琴管喷嘴由于具有良好的空化初生和空化打击效果而在该领域广泛使用。该喷嘴流场中收缩段入口壁面附近会由于压力的降低而产生较强空化现象,如果将喷嘴收缩段壁面边界向外部扩展,增大低压产生区域的作用范围,设计了圆弧段扩张口径的空化喷嘴,同时引入脉冲结构进行改进。采用CFD软件对相同参数下普通风琴管喷嘴和新型喷嘴进行流场分析。结果表明,新型喷嘴圆弧段内部的大漩涡流场更有利于空化产生,具有脉冲结构的新型喷嘴中漩涡区域的空化气泡能够较容易地随脉动水体喷出,且水射流具有较强的瞬时冲击力,因而喷嘴的空化清洗效果将会更显著提升。     

曝气器的最优孔径分析

根据曝气过程中氧转移的有关理论，推导出需气量的表达式；并通过曝气过程中能量消耗的分析．导出动力消耗的表达式．通过计算分析得出，在一定的条件下，曝气器有最优孔径．一般水深在4m左右．曝气器的最优孔径最小．一定孔径的曝气器．存在最佳安装水深，最佳安装水深随曝气器孔径的增大而增长．水深较小时．宜选用孔径较小的曝气器；水深较大时，宜选用孔径较大的曝气器．一般情况下．采用浅水曝气是不利的．     

增湿-除湿太阳能海水淡化装置实验研究

基于空气增湿-除湿海水淡化技术,采用曝气管将热空气曝入到太阳能热水器水箱中的增湿方法,设计了以太阳能为热源的小型太阳能海水淡化装置。实验研究表明,该曝气方式具有很好的加湿效果,在各种工况下出口湿空气的相对湿度均可达95.5%以上。出口湿空气的温度及相对湿度主要取决于热空气的曝气速度,选取合适的曝气速度可以使装置获得较高的淡水产率。     

泄洪洞突扩突跌段空化特性的试验研究

结合九甸峡水利枢纽泄洪洞工程,在常压模型试验的基础上,通过减压模型实验,探讨了光滑壁面及存在多种尺度凸体时,弧形闸门突扩突跌段侧墙在各级水位及各种相似真空度下的空化特性。实验结果表明,侧墙压力分布特性类似于易于发生空化的反弧段,在清水区内空化特性对不平整度比较敏感,而掺气区域对空化噪声有很好的屏蔽作用。     

射流曝气技术在脱硫浆液氧化工艺中的应用

亚硫酸钙的氧化率是衡量高硫煤电厂石灰石/石膏湿法烟气脱硫工艺效率的重要指标.笔者采用集曝气与搅拌为一体的射流曝气技术实现石灰石/石膏湿法脱硫强制氧化以提高氧化率,研究了脱硫浆液射流曝气氧化工作原理.基于ANSYS CFX对脱硫浆液罐的内部流场进行数值模拟实验,确定了浆液混合搅拌效果较为理想的射流曝气器安装方式:将3个射流曝气器垂直于浆液罐壁均布在离浆液罐底部0.8m的平面上;并在重庆某环保公司进行现场应用实验,测定了在此安装方式下射流曝气器的吸气量,并采用碘量法测定了脱硫浆液中亚硫酸钙的氧化率,应用结果表明:射流曝气器吸气量总量为59.52 m3/h,满足浆液氧化需气量要求,且浆液经过射流氧化2h后,亚硫酸钙氧化率达87.6％.