电厂温排水淹没式排放的数值模拟研究

电厂温排水长期排入周围水域,会对周围生态环境产生不利影响。在全球生态环境问题日益严重的情况下,对温排水的扩散特性进行研究具有重要的现实意义。利用FLUENT软件对电厂温排水淹没式排放方式进行了数值模拟,模拟结果与已有文献中水槽试验的结果基本一致,进而再利用该模型及方法对其它工况进行了数值模拟。结果表明,高温升区域主要集中在近区,随着远区的增加温升逐渐减小,温升2~1℃时扩散面积增加最明显;数值模拟相云图分析方法可用来获得最佳的温排水方案;在环境水流流速一定的情况下,温水向上扩散的面积与喷口流速成正比。其结论和方法对实际工程具有一定的参考价值。     

某滨海工程自备电厂循环冷却水方案研究

根据冷却水物理模型相似关键条件,对某滨海工程自备电厂工程温排水物理模型进行了设计.详细介绍了不同方案下的温差水流实验,测得表层温度分布场和取水口垂向温升.结果表明,该模型较好地复演了水流的流态,为减轻温排水对环境影响提供了科学的依据,并为循环水取排水工程安全、可靠、经济地运行提供了保证.     

电厂温排水受纳水域传热与流动的数值计算

本文建立了一个瞬态、不可压、自由表面、非线性的三维远区数学模型,预测电厂温排水受纳水域的流场与温度场.并以辽西(高岭)电厂为例,进行数值模拟计算,给出计算域的流场矢量图及温度场的等温线分布图.     

江水源热泵尾水排放方式优选试验研究

为研究江水源热泵尾水在不同排放方式下对江河水域温升的影响,利用数字式温度传感器构建实时温度传感器网络,针对江水源热泵尾水淹没式、表面式和射流式3种排水方式及其在12种出流方式下江河水域的温升情况进行了模拟试验研究。对各种排放方式下的温升均值、温升方差、最高温升值、超温升均值点数等指标项采用加权平均法计算优选值,并结合三维温升图对试验结果进行了分析。结果表明,从整体上看射流式排放方式优于表面式和淹没式排放方式,双口出流方式优于单口出流方式,其中对河道水域温升影响最小的排放方式为表面式排水顺流双口出流方式。     

小平岛海水源热泵区域供冷温排水热扩散研究

结合大连小平岛海水源热泵空调项目,对运行过程中的温排水影响的附近海域温度场进行了数值模拟.将流速的模拟结果与实测资料只进行了比较,验证所选模型的准确性,并利用该模型对温排水的温度影响范围及取排水口附近水域的温升进行了数值模拟,研究结果表明海水温升满足国家海水一类排放标准.     

小平岛海水源热泵区域供冷温排水热扩散研究

结合大连小平岛海水源热泵空调项目,对运行过程中的温排水影响的附近海域温度场进行了数值模拟。将流速的模拟结果与实测资料只进行了比较,验证所选模型的准确性,并利用该模型对温排水的温度影响范围及取排水口附近水域的温升进行了数值模拟,研究结果表明海水温升满足国家海水一类排放标准。     

扩散系数对温排水海域使用面积的敏感度分析

海洋部门对沿海火（核）电站温排水海域使用面积的审批根据数学模型或物理模型确定的温升4℃的最大包络面积来确定。对特定的瞬时点源的二维扩散情况和连续点源的二维扩散情况理论解进行了探讨,并将水质模块RMA4模型在实际海区中进行了运用。结果表明：温度扩散系数E是循环冷却水温排放数值模拟的一个重要参数,不同扩散系数产生不同的海域使用面积。因此,在温排水的数值模拟中应增加参数敏感度分析,并采用实测资料率定和验证。     

SG-2210/25.4-M980型超临界锅炉过热器汽温特性研究

以大唐某电厂SG-2210/25.4-M980型660 MW超临界直流锅炉为研究对象建立模型,通过FLUENT数值计算软件,得到不同工况下温度场、速度场。研究由于残余旋转、管道结构等因素,对屏式过热器汽温造成的影响,经过编程计算获得汽温变化趋势,并研究残余旋转、管道结构等因素对过热器汽温的影响,分析过热器的汽温特性;根据不同负荷最佳摆动角度工况下汽温的计算结果,可知所需减温水量。     

不同海域Semi平台关键节点的疲劳可靠性分析

为了确保深水半潜式平台(Semi平台)的安全可靠运行,对不同海域深水半潜式平台关键节点的疲劳可靠性进行研究.根据中国南海12个深水海域的波浪统计特征,利用水动力软件WAMIT计算平台疲劳分析的波浪荷载,进行不同工况下平台的应力响应分析,确定平台疲劳关键节点.采用改进的子模型技术分析局部精细子模型的应力响应,运用几何应力外插法计算各疲劳关键节点的热点应力.结合南海12个深水海域海况应用S-N曲线法分析平台各关键节点的疲劳可靠性.结果表明,12个深水海域平台各关键节点的疲劳可靠性指标各不相同,可以满足设计要求,78号海域对平台关键节点的疲劳可靠性影响最大,227号海域影响最小.研究结果可以为深水半潜式平台在南海海域作业时的运行维护和安全评估提供参考.     

大型水库帷幕水温分层取水效果研究

为了探索减缓已建水库对下游产生的低温水不利影响的新措施,本文以某已建大型水库为例,开展了不同帷幕布设方式对改善下泄低温水效果的研究。采用立面二维数学模型计算某大型水库坝前垂向水温结构及下泄水温过程,设计了不同遮挡高度、淹没深度及距坝轴线距离等6个帷幕方案,并对各方案的流场及温度场进行了对比分析。结果表明帷幕设置将显著影响库区的浮力流动及垂向温度分布,三种局部遮挡方案下取水口的抽吸作用导致底层低温水体绕过帷幕被较多地引用,均不能有效提高下泄水温,而底部全遮挡方案的设置对提高水库下泄水温效果明显,但同时由于持续取用表层温水,库区水温显著降低。淹没水深应结合取水层厚度确定,当淹没水深与帷幕上层取水层厚度相近时有较好的低温水改善效果。坝前1km范围内帷幕轴线位置对下泄水温的影响不明显。建议水温控制帷幕的设计采用底部全遮挡,本文中底部全遮挡帷幕方案的下泄水温5月~8月较无措施时分别升高了3.4℃、2.1℃、1.1℃、0.4℃,帷幕提高下泄水温效果明显。本文成果可为帷幕分层取水设计提供重要的借鉴。     

极端暴雨下城市内涝模拟与应急响应能力评估

为探究极端暴雨对城市内涝积水特征和应急响应能力的影响,基于InfoWorks ICM模型构建郑州市金水区的某片区内涝模型,分析极端暴雨情景下的城市管网排水能力和内涝积水特征,基于ArcGIS网络分析模块评估公安、医疗和消防3类应急服务部门在单一和组合情景下的可达范围和响应时间,以此确定城市应急响应能力。结果表明：研究区管网排水能力整体较低,排水能力<3 a一遇的设计暴雨(3 a一遇,下同)的管道占比为50.15%,此类管道多分布于中部和南部,不能满足城市重要地区3～5 a的排水标准;淹没范围与管网排水能力和地表类型有着密切的联系,在较大除涝标准下,如20 a一遇和100 a一遇情景下积水呈现出南多北少的分布特征,而郑州2021年“7·20”特大暴雨情景下,北部和河流附近地区的积水面积较大;应急车辆涉水能力较高的服务部门在极端暴雨下的应急响应能力更高,100 a一遇和“7·20”情景下消防部门的响应能力最高,10 min内可达范围占比分别为78%和36%;多部门联合调度可有效提升应急响应能力,如100 a一遇情景下,5、10、15 min内联合调度的应急响应可达范围比最优部门(同一...     

基于VOF法长陡坡排水隧洞三维数值模拟

针对工程实践中某长陡坡排水隧洞的3种设计方案,即长直陡坡式、台阶陡坡式、环形堰竖井式,其流场特性、消能效果等依据经验公式法计算困难,建立了RNGk-ε双方程紊流数学模型,应用VOF法处理水气两相流自由液面,以结构化网格和非结构化网格相结合的形式进行网格剖分,采用标准壁面函数法求解水流近壁区流速,展开了多工况三维数值模拟研究.得到并分析了不同计算工况排水隧洞水流基本形态、泄流能力、消能效果、压力分布等,最终比选出台阶陡坡式方案为该排水隧洞的最佳设计方案,后期应针对性地对其合理性进行物理模型试验验证.利用CFD数值模拟法解决工程实际问题的同时,也为水利水电工程中大流量冲沟排水问题的研究提供了参考和依据.     

含沙水流深层排放入海的浮力射流模拟

为准确评价污水深层排海对环境水域的影响,开展深水排海的数值模拟预测研究具有重要意义。建立考虑泥沙和盐度差引起的浮力射流影响的3维泥沙和盐度输移扩散的RNG κ-ε紊流模型,通过室内机理试验对模拟流场和盐度场进行了验证,模拟结果和试验结果符合较好;利用该模型对低盐度含沙水流排入某海域后的水力特性以及盐度和含沙量扩散对环境水体的影响进行模拟预测。结果表明：含沙的淡水水流排入海水后由于密度差而呈现出上升的浮力射流的特征,射流轴线在垂向上呈抛物线形态;浮力射流到达水面后,以该点为中心,呈蝴蝶型形状向四周扩散,污染带平面范围逐渐增大,影响范围内盐度持续减小,含沙量持续增加;污染带在开始时段扩散速度较快,随着掺入水体的影响范围加大,污染带边界向四周推移的速度逐渐放缓。     

虾米腰弯管内置导流板优化

为研究虾米腰弯管内流场分布,改善管内流场均匀性,采用Realizable k-ε模型对加装导流板前后的弯管内湍流二次流动进行三维数值模拟研究。结果表明：虾米腰弯管内未布置导流板时,在流体转弯后水平直管段出现较大范围的低速区,同时出现回流现象,气流分布极不均匀且阻力损失较大。布置导流板后,能有效改善弯管内流体的流动特性并降低系统能量损失。分析不同数量、不同结构、不同布置方式的导流板对弯管内流场均匀性、进出口压降的影响,提出虾米腰弯管内导流板最优布置方式为：导流板的数量为3块、中心角为60°、导流板均靠后布置。     

虾米腰弯管内置导流板优化

为研究虾米腰弯管内流场分布,改善管内流场均匀性,采用Realizable k-ε模型对加装导流板前后的弯管内湍流二次流动进行三维数值模拟研究。结果表明：虾米腰弯管内未布置导流板时,在流体转弯后水平直管段出现较大范围的低速区,同时出现回流现象,气流分布极不均匀且阻力损失较大。布置导流板后,能有效改善弯管内流体的流动特性并降低系统能量损失。分析不同数量、不同结构、不同布置方式的导流板对弯管内流场均匀性、进出口压降的影响,提出虾米腰弯管内导流板最优布置方式为：导流板的数量为3块、中心角为60°、导流板均靠后布置。     

基于城市综合流域排水模型的地铁站防洪模拟研究

以武汉虎泉地铁站为例,采用国内适用性较好的芝加哥雨型合成降雨过程线,利用城市综合流域排水模型(ICM)建立地铁站及其周边区域的降雨径流模型.模拟分析了在不同降雨重现期下地铁站各出站口处的水深、该研究区排水系统出水管的负荷以及该地块的地表径流情况,并且重点分析了B、C出站口周边管段的负荷和满流时间.用美国暴雨管理模型SWMM对ICM模型的模拟结果做了对比验证.模拟结果表明,地铁站可以承受的最大暴雨重现期是40a一遇降雨,即在降雨强度达到或者超过60.7mm/h时,地铁站有被洪水淹没的危险,另外通过分析B、C出口周边的管道,编号为7、8、9、10、11的管道将是后期管网改造的重点.模拟结果为地铁站周边排水系统设计改造提供参考,也能为地铁站安全运营提供合理化的建议.     

独立计量分区截断管水质时空变化规律

为探究城市供水管网独立计量分区（DMA）建设过程中形成的分区截断管道和滞流区对供水管网水质的潜在影响,以管龄为9 a的实际供水管道为研究对象,设计并搭建试验平台,研究DMA分区截断管道内管网水关键水质理化指标、生物指标的时空变化规律. 研究结果表明：随着截断管深度的增加,管壁生物膜和管垢脱落速度加快,水质恶化速率加快;铁释放、浊度和活菌浓度在不同管深处随时间的变化情况不同,12 h后,水质恶化速率明显加快;各水质指标恶化的相关性分析显示,截断管越深,水质受到主干管的扰动越少,各指标相关性水平越高.     

基于LEVITUS94资料的南黄海上层水质季节变化特征分析

基于LEVITUS94季节平均资料(7—9月,10—12月),对南黄海上层水体水质特征和影响因素进行了探讨。结果表明:(1)无论0 m还是10 m层,7—9月平均盐度值均低于32,10—12月平均盐度值最高可达32.8,出现在东南部的深水区,由东南向西北递减。7—9月南黄海西南部,受长江冲淡水的影响较大,其在0 m层的分布范围明显大于10 m层。(2)溶解氧体积分数呈现由北向南递减趋势,DO季节变化规律明显,7—9月平均体积分数小于10—12月。(3)表观耗氧量分布季节变化明显,7—9月平均体积分数低于10—12月,同时下层体积分数明显高于上层。从空间分布可以看出,夏季西南部海域上层受长江冲淡水影响明显,秋冬季节东南部海域受黄海冷水团减弱的影响较明显。     

成型温度对温拌沥青混合料路用性能的影响

为研究温拌沥青混合料成型温度对其路用性能的影响规律,采用旋转压实仪不同温度下成型分别添加Aspha-min、Sasobit和DAT温拌剂制备的沥青混合料,通过沥青混合料密度试验、浸水马歇尔稳定度试验及冻融劈裂试验测定各项指标,得到3种温拌沥青混合料的密实性及水稳定性随成型温度的变化规律,同时得到3种温拌沥青混合料在不同气候分区的最佳成型温度范围。结果表明:随着成型温度的升高,3种温拌沥青混合料的密实性均得到有效的改善,但并未表现出明显的规律性;不同成型温度下,DAT温拌沥青混合料的水稳定性最好;对于潮湿和湿润区,成型温度取105~130℃,即可保证温拌沥青混合料的水稳定性。     

成型温度对温拌沥青混合料路用性能的影响

为研究温拌沥青混合料成型温度对其路用性能的影响规律,采用旋转压实仪不同温度下成型分别添加Aspha-min、Sasobit和DAT温拌剂制备的沥青混合料,通过沥青混合料密度试验、浸水马歇尔稳定度试验及冻融劈裂试验测定各项指标,得到3种温拌沥青混合料的密实性及水稳定性随成型温度的变化规律,同时得到3种温拌沥青混合料在不同气候分区的最佳成型温度范围。结果表明：随着成型温度的升高,3种温拌沥青混合料的密实性均得到有效的改善,但并未表现出明显的规律性;不同成型温度下,DAT温拌沥青混合料的水稳定性最好;对于潮湿和湿润区,成型温度取105~130℃,即可保证温拌沥青混合料的水稳定性。