供水管道水头损失产生原因及计算

水流在运动过程中克服水流阻力而消耗的能量称为水头损失，根据边界条件的不同把水头损失分为两类：对于平顺的边界，水头损失与流程成正比的称为沿程水头损失，用hf表示；由局部边界急剧改变导致水流结构改变、流速分布改变并产生旋涡区而引起的水头损失称为局部水头损失，用hj表示，两者的计量单位都为米。     

圆形管道90°汇流口局部能量损失

进行汇流管路特别是管路较短或汇流节点较多的管路系统设计时,正确确定管道汇流口水流局部能量损失具有重要意义.为此,根据水动力学基本原理,在分析90°汇流口独特水流特性及能量耗散机理的基础上,提出了局部能量损失系数的综合表达式,并应用试验资料对该综合表达式进行了验证.研究结果表明,正确分析管道汇流口水流的局部能量损失机理,必须考虑汇入断面上支流沿下游主流方向的动量输入和主支流间相互掺混引起的附加摩擦阻力的影响.     

水电站尾水河道定床变态模型相似律

水电站尾水河道的水流几何形态变化得足够强烈或频繁时，尾水河道中水流单位 长度上的能量损失．主要是局部阻力损失．考虑水流局部能量损失，得到模型相似参 数。采用不同的方法证明了水力摸型试验成果的缩尺影响很小．水力模型试验成果与 原型观测资料比较，两者符合较好。     

边界应力对石墨烯翘曲的影响

对于边界应力引起的石墨烯薄膜边界翘曲问题,分别建立了理想边界模型和真实边界模型来分析边界尺寸对翘曲形貌的影响。通过建立弹性薄壳模型,将边界处理成只具有面积而没有几何尺寸的理想梁模型以及具有真实尺寸的真实边界壳模型,然后进行理论分析来确定石墨烯薄膜边界翘曲时的尺度关系(即翘曲波形的波长、腹向衰减表征尺度以及面外翘曲幅值)。理论分析发现,边界宽度的变化对石墨烯薄膜的能量、翘曲幅值及腹向衰减尺度的影响显著,且当边界宽度为0.1 nm时,总应变能有最小极值点出现在波长为7 nm左右,该发现与原子模拟研究所得结果基本一致;同时发现,石墨烯翘曲幅值在边界宽度为0.1 nm时幅值达到最大,腹向衰减尺度随边界宽度在边界宽度为0.1 nm时衰减得最快。     

管道不同的内衬对浆体流动的影响

用玻璃、橡胶及钢板三种材料作为管道防磨蚀腐衬实验。在非均质悬浮流体状态下运行时,玻璃底衬具有最小能量损失。提出在同样一个管道系统中,变换颗粒尺寸分布后,压头损失的计算方法。     

流体压力损失法检测电潜泵叶轮缺陷的研究

电潜泵的主要能量损失由水力损失引起。由于铸造工艺的限制,部分铸渣常会驻留叶轮流道造成局部阻塞,使附加水力损失加大,泵效严重降低。采用流体压力损失法研究了叶轮缺陷检测的可能性,在模拟叶轮的实际工况条件下,采用空气作为流动介质,依据附面层理论分析流道阻碍物产生的局部阻力和压力损失,通过流体压力损失法检测叶轮流道结构缺陷。理论分析和实验测量结果表明,该方法快速有效,对复杂小尺寸叶轮机械水力结构的缺陷检测具有一定的启示作用。     

流体压力损失法检测电潜泵叶轮缺陷的研究

电潜泵的主要能量损失由水力损失引起.由于铸造工艺的限制,部分铸渣常会驻留叶轮流道造成局部阻塞,使附加水力损失加大,泵效严重降低.采用流体压力损失法研究了叶轮缺陷检测的可能性,在模拟叶轮的实际工况条件下,采用空气作为流动介质,依据附面层理论分析流道阻碍物产生的局部阻力和压力损失,通过流体压力损失法检测叶轮流道结构缺陷.理论分析和实验测量结果表明,该方法快速有效,对复杂小尺寸叶轮机械水力结构的缺陷检测具有一定的启示作用.     

APU进气管道口尺寸比例对进气性能影响研究

本文对民用飞机辅助动力装置(APU)进气系统等面积进气口不同长宽比(以航向为长,周向为宽)对APU进气性能影响进行研究,合理简化处理进气系统模型和飞机尾锥几何模型,并生成结构化网格,设定合理的边界条件,得出其对APU进气性能的影响。研究表明:无论是在地面还是空中飞行的等流量状态下,与进气管道出口尺寸比例接近的进气管道进口总压损失最小,出口处的平均总压最高,冲压恢复也最高,随着进气管道进口尺寸比例不断增大,与进气管道出口形状差异增加,总压损失也不断增加,出口处的平均总压越低,冲压恢复也不断减小。     

瓦斯抽采管路变径长度优化研究

为解决在瓦斯抽采过程中流体流经突变截面时,流速的大小和方向均发生剧烈变化引起能量损失的问题,应用ANSYS中的Fluent模块,模拟研究了管道变径长度对管道内流体流速的影响,并提出一种确定最优变径长度的方法;进一步利用现场数据对模拟结果进行了检验.结果表明:管道变径时在突扩界面内流动发生明显的分离现象,出现回流区域;确定了426～630 mm、426～720 mm管道变径的最优变径长度分别为2.053 m和2.137 m.漳村煤矿2601工作面瓦斯抽采管路敷设应用结果表明,改进后426 mm～630 mm变径管道的负压损失率由26%降低至21.75%,426～720 mm变径管道的负压损失率由31.25%降低至24.50%.变径长度的合理选择有效解决了包括漳村矿在内的瓦斯抽采管路变径时局部能量损失过大和变径处耗损严重的问题.     

可压缩粘性化学反应性流体的力学方程

在化学反应工程中,会大量涉及到可压缩、粘性、反应性流体.本文试用含有流体系统作功引起的能量变化及通过边界运输的能量系统作功引起的能量变化及通过边界运输的能量系统的耗散能量的拉格朗日密度函数,运用变分原理导出了这类流体的力学方程。其中包括最小能量耗散原理。     

在涡轮增压柴油机模拟计算中MPC边界的处理方法研究

本文介绍一种在用特征线法计算排气管内压力波时,模件式脉冲转换器(简称MPC)边界的计算模型。该模型考虑了排气支管内气体与管壁间的传热、摩擦,管段的变截面、弯曲、非圆截面等因素,同时将弯管损失系数折合成摩擦系数。变截面支管与总管连接处的边界按普通三分支边界处理,但根据MPC结构的特点,压力损失系数不再选用固定不变的常数,而是采用经过修正的稳流试验下得到的经验公式,在这些经验公式中,压力损失系数不仅与相连的各管段间的流速比有关,同时还和支管与总管间的夹角,各管段间的截面比等因素有关。这样处理不仅计算简单,而且能较好地反映排气管内的压力波动情况。此计算模型的合理性和可靠性已被在6135ZD柴油机上获得的试验结果所证实。     

夹砂玻璃钢管在输水工程中的应用

夹砂玻璃钢管(FRP管)具有比强度高、刚度大、抗渗防腐性好、耐久性好、比重小、流通能力强、安装便捷、综合造价低等独特的性能和优点,在横泉水库工业供水工程中引用并取得了良好的效果。此类管道非常适合在输水工程中推广应用,具有广阔的市场前景。     

结冰风洞变截面拐角数值计算与实验研究

为了降低变截面拐角流动损失,提高拐角出口速度均匀性,采用数值计算与实验相结合的方式研究了某型结冰风洞变截面拐角流动情况。研究结果表明:在未安装导流片的情况下变截面拐角流动会出现旋涡,造成能量损失,并会导致拐角下游速度均匀性较差;圆弧直线型导流片能够改善变截面拐角流动,降低整个流道压力损失;预偏角的选取对拐角流动具有较大影响,当预偏角为0°和2.5°时拐角段损失系数较小,随着预偏角增大为5°、7.5°、10°拐角段损失不断增加。     

注蒸汽井筒隔热油管接箍散热损失所占比例研究

蒸汽沿井筒流动过程中,蒸汽参数(压力、温度及干度等)、径向散热损失和轴向压力,沿流动过程变化。运用传热学、热力学及流体力学等学科知识,建立了井筒数值模拟综合计算模型,并进行了模拟计算。所建模型,对接箍散热量的计算没有采用估算的方式,而是采用接箍视导热系数的方法。计算结果表明,各级别的隔热油管,井筒传热中接箍散热损失所占比例差别较大,从A级到E级,散热损失所占比例12.8%～74.7%,因此接箍散热损失按30%估算是不合理的。     

应用人工透射边界法计算水消声器传递损失

在海水管路系统中，为抑制泵和阀门所产生的流噪声，通常在管路中安装水消声器，水消声器的传递损失是评价其消声性能的一个重要指标。采用有限差分一局部人工透射边界法对水消声器的传递损失进行数值计算，其结果与实验中采用双传感器法测得的水消声器传递损失进行比较。相互吻合较好，表明有限差分一局部人工透射边界法具有较高的精度。     

流动气溶胶边壁损失率的理论与实验研究

作者应用扩散理论建立了包括粒子凝并效应在内的流动气溶胶在圆管中的浓度分布数学模型，导出在层流状态下气溶胶边壁损失率计算式，采用ＣＮＣ浓度仪、ＤＭＰＳ／Ｃ粒度仅对管道中亚微米气溶胶计数浓度和粒度分布进行了微机自动检测。理论与实验研究结果表明：气溶胶边坐损失率与扩散系数、重力沉降速度成正比，与管径成反比，而与边界层厚度无关。边壁损失率实验结果与理论值基本吻合。     

附面层抽吸对带有叶顶间隙扩压叶栅涡量场影响

针对带有叶顶间隙的大转角扩压叶栅,采用实验校核的CFD方法分别研究了叶顶开槽、吸力面端部开槽及叶顶-吸力面端部组合开槽抽吸对涡量场的影响,结合涡动力学理论分析附面层抽吸机制。结果表明涡量是流场中自由涡的根源,其峰值区域严重堵塞流场,叶顶抽吸通过吸除径向潜流附面层控制泄漏流轴向涡量分布,降低了泄漏损失,而吸力面开槽消除了角区复杂分离结构,通过二者的组合,将涡量吸附至近壁面处,流场中损失模式趋于简单化。     

水平管内油水两相流变规律实验研究

本文对油水两相在水平管内的流动规律进行了实验研究.实验所用的仪器为小型管式流变仪,实验管段由不锈钢管制成,内径为13.16 mm.仿照Duns-R os方法,采用无因次分析的方法,对实验数据进行处理,得到管流条件下油水混合物流变性计算公式.     

结晶器内连铸坯凝固过程的有限元数值模拟

建立了结晶器内连铸坯凝固过程的有限元数学模型，在坯壳面表面边界条件中引入与气隙相关的传热模型修正平均热流量方程，研究了铸坯角部气隙对坯壳凝固行为的影响，模拟结果表明，铸坯角部形成的气隙流量显著地长低了坯壳表面的换热，使得铸坯偏角区成的为热节区，此热节区是铸坯凹陷，裂纹等缺陷乃至漏钢事故发生的诱因。     

覆盖件拉延模型面的特征组装配建模技术

汽车覆盖件拉延模型面设计是一项在覆盖件产品三维模型基础上进行边界条件设计的创造性工作,本文采用特征技术进行工艺补充面、压料面、拉延筋、凹模圆角的设计,并根据设计特点和功能类型形成特征组,由于特征影响区域和特征映射现象的存在,通过将各特征组有机动态装配从而形成一个优化整体,提高了拉延模工艺型面设计的质量和效率,并很好地解决了几何模型向有限元模型的转化问题。