基于正交试验的迷宫流道灌水器参数化设计研究

采用正交试验设计方法，取三角形迷宫流道灌水器的关键参数为因素，利用光固化快速成形技术制作出各参数组合的灌水器与外管一体化结构原型，并进行了灌水器水力性能的试验研究．流量和流态指数的极差和方差分析结果均显示出流道转角对流态指数的影响最显著，而流道单元数对灌水器流量的影响最大，这一结果有助于解决流道经优化后带来的流量增大问题．应用多元线性回归法拟合出灌水器流量系数和流态指数与参数的关系式，进而得到了流量与压力的回归方程．验证试验结果表明，回归方程能较好地预测迷宫流道灌水器流量与压力的关系，从而实现了灌水器参数化的结构设计．     

压力补偿灌水器分步式CFD设计与实验研究

为提高压力补偿灌水器的设计精度和研发效率,提出了一种压力补偿灌水器分步式CFD模拟方法。基于CAD建模、CFD分析软件Fluent和有限元分析软件An-sys,该方法可实现灌水器设计模型水力性能的模拟。采用这种方法,设计了一款直径12mm的圆柱压力补偿灌水器,并对其水力性能进行了模拟,得到了灌水器的预测压力-流量曲线。利用光固化快速成型技术制作出了实验样品,进行了水力性能实验,得到了灌水器的实验压力-流量曲线。通过对分布式CFD模拟结果和水力性能实验结果的比较,发现模拟得到的预测压力-流量曲线与水力性能实验得到的实际压力-流量曲线在50～150kPa范围内吻合得较好,在150kPa以上范围内存在一些偏差。详细分析了产生这些偏差的原因,提出了改善分布式CFD模拟的方法。     

浑水引起迷宫灌水器物理堵塞因素实验研究

对浑水通过薄壁滴灌带和模型迷宫灌水器时的流量变化过程及堵塞进行了测试,分析了泥沙颗粒粒径、浑水含沙量及迷宫灌水器进口压力等因素对迷宫式灌水器堵塞的影响程度。结果表明,所用灌水器的堵塞是一个很快的过程,泥沙颗粒粒径是灌水器堵塞的主要因素,对灌水器的堵塞起着决定性作用;灌水器进口压力对灌水器的堵塞会产生一定的影响;而浑水含沙量的高低只是在堵塞发生后,影响灌水器被堵死的速度。     

矩形迷宫灌水器流量对水流流场与压力场的影响

基于CFD(Computational Fluid Dynamics)流体分析软件FLUENT,以同一结构参数的矩形迷宫灌水器为研究对象。在1~10L/h范围内的5种流量条件下,对灌水器内水流流动进行数值模拟得到其水流流场与压力场。结果表明:随着流量的增大,漩涡区流速增加导致该区扰动增强,其内存在的零速度区范围变小,流体内颗粒不易在此沉积;漩涡区的消能能力也有所增强。故在1~10L/h范围内,可适当增加流量提高迷宫灌水器抗堵塞性能及消能能力。     

迷宫流道灌水器CFD两相流数值模拟中固体颗粒参数的确定

以迷宫流道灌水器内固体颗粒为研究对象，应用CFD数值模拟方法，研究两相流中固体颗粒直径、密度和浓度对数值模拟结果的影响．研究结果表明，迷宫流道人口固体颗粒直径、密度和浓度与流道中最大颗粒浓度呈正相关关系；固体颗粒直径对最大颗粒浓度的影响最大，其次是固体颗粒密度、浓度；固体颗粒直径对流道内最大颗粒浓度有显著影响；固体颗粒...     

冬季工况下入口参数对再生器性能的影响

由于缺少再生器在冬季工况下的性能数据,再生器的设计、运行等都无法根据冬季工况进行.为此,文中搭建了冬季工况下再生器入口空气和溶液参数对再生器性能影响的实验台,得出再生溶液为LiCl溶液时入口空气和溶液参数对再生器出口空气及溶液参数的影响规律如下:出口空气温度、出口溶液温度及出口空气含湿量随入口溶液温度和入口空气温度的升高、入口溶液质量流量以及入口空气含湿量的增大而提高,随入口空气质量流量的增大而降低;增大入口溶液中LiCl的质量分数会使出口空气温度和出口溶液温度升高,而使出口空气含湿量减少.文中还建立了再生量和再生效率的关联式,该关联式可用于冬季工况下再生器的设计、运行及性能研究.     

中冷器布置对内燃机冷却系统性能影响的试验研究

为了解决增压内燃机中冷器和散热器布置匹配问题,研究中冷器和散热器不同布置形式的散热特点及对内燃机冷却系统性能的影响.利用风洞试验和内燃机冷却性能台架试验,结合中冷器中不同的流动介质,针对不同的布置形式进行研究.试验结果表明:布置形式不同,对各自散热效率、热分布、模块整体风阻等的影响较大;风冷式传导介质,串联式风阻较并联式大,并联式散热效率优于串联式,但串联式热分布更均匀;水冷式传导介质,两种形式各方面差异较小.在实际设计中,根据内燃机中冷器不同的冷却介质、整体空间等选择最优的布置形式.     

转速对贯流泵装置流道水力参数影响的数值分析

为了研究贯流泵装置进出水流道水力性能受转速的影响规律,以贯流泵装置为研究对象进行全流道的数值计算,通过将能量性能数值预测结果与物理模型试验结果对比,验证了数值模拟结果的有效性。在考虑水泵与进出水流道内流相互影响条件下定量分析转速对进出水流道水力性能参数的影响规律。结果表明:(a)不同转速时进水流道水力损失比与流量系数的关系曲线变化趋势基本相同。相同转速时,随着流量系数的增大,进水流道水力效率逐渐减小,流道出口环量先减小、后增大;相同流量系数时,进水流道出口面的平均环量随转速的增加而增加。(b)不同转速时,随着流量系数的增大,出水流道进口入流涡角相对值先减小、后增大。在相同流量系数时,随着转速的增加,出水流道的静圧比逐渐增加,出水流道进口面的偏流角分布基本相同。     

煤岩交界面对水力压裂裂缝扩展的影响

针对井下煤层压裂过程中,压裂裂缝扩展至煤岩交界面处,受多种力学因素的综合影响,扩展方向可能会发生偏转.通过建立压裂裂缝遇煤岩交界面二维模型,采用理论分析结合数值模拟的方法,对煤岩交界面的破坏机理及压裂裂缝扩展规律进行研究.结果表明:煤岩交界面与水平剖面的相交角、水平主地应力差、最小水平主地应力、煤岩交界面的黏聚力及煤岩层弹性模量差异等是影响裂缝扩展方向的主要因素.随着相交角或水平主应力差的增加,裂缝直接穿过煤岩交界面的可能性增加;最小水平主地应力越大,裂缝直接穿过煤岩交界面的可能性越小;煤层交界面的黏聚力越小或煤层与顶板岩层的弹性模量差异越大,裂缝沿煤岩交界面扩展的趋势越明显.     

竖井型线演变及对泵装置水力性能的影响分析

为研究系列竖井型线的演变规律及其对贯流泵装置内流机理及运行稳定性的影响,在归纳分析竖井型线演变的基础上采用一维水力设计方法设计了4种型体的竖井流道.基于ANSYS CFX对4种不同竖井型体的贯流泵装置进行了三维湍流场的数值计算,定量分析了4种竖井流道的水力性能.引入无因次动量参数分析法对比分析了各竖井流道对泵装置运行稳定性的影响,流量系数K Q在0.317—0.634范围内各方案的泵装置动量参数均随流量系数增大而减小,4种竖井流道对泵装置运行稳定性的影响差异性很小.提出了泵装置多工况性能加权评价指标(M.P.I)定量分析了不同竖井流道对多工况运行时泵装置综合水力性能的影响,该方法可用于不同泵装置水力性能的分析及泵装置方案的优选.为验证数值计算的准确性和可靠性,对泵装置进行了物理模型试验,对比分析结果表明,数值计算的结果是可信的.     

Similarity law of fluctuating pressure spectrum beneath hydraulic jump

Similarity law is the conversion rule between model and prototype, on which a lot of research works have been done, with no agreement reached referring to the similarity law of fluctuating pressure fre- quency spectrum. Experimental data of peak frequency and dominant frequency range of fluctuating pressure spectrum beneath hydraulic jump obtained from serial models of scales 1：1, 1：2 and 1：5 are compared. As a result, similarity law of fluctuating pressure spectrum in the strongly rolling area agrees with the gravity law. As peak frequency and dominant frequencies of fluctuating pressures in hydraulic jump, toe and tail are rather low, and the similarity is often misunderstood to be λ1 = 1. However, the normalized spectrums of fluctuating pressures show that the similarity nearly agrees with the gravity law.     

膜下滴灌棉花缺水诊断指标的试验研究

2000年5～8月在新疆石河子炮台土壤改良试验站进行了不同处理下膜下滴灌棉花缺水诊断指标的试验研究,分析了不同土壤水分条件下膜下滴灌棉花水分亏缺指标(CWSI)和冠层温度与气温差(TC-TA)的日变化规律．研究表明,CWSI和(TC-TA)与土壤含水量θ、净辐射、空气饱和压差之间存在良好的回归关系,利用这一关系可以判断膜下滴灌的缺水状况,并进行节水灌溉决策．由于农田的气象因素随时都在变化,因此用CWSI诊断土壤水分的最合适时间,应选择晴朗而且天气条件稳定的17时左右．     

The effect of water saving and production increment by drip irrigation schedules

Drip irrigation system can achieve high uniformity. When the system is designed for uniformity coefficient equal or more than 70%, the water application in the field can be expressed as a normal distribution and further simplified to a linear distribution. This paper will describe the irrigation scheduling parameters, percent of deficit, application efficiency and coefficient of variation by simple mathematical model. Using this effective model and the irrigation application, the total yield affected by the total water application for different uniformity of irrigation application can be determined. More over, this paper uses the cost of water, price of yield, uniformity of the drip irrigation system, crop response to water application and environmental concerns of pollution and contamination to determine the optimal irrigation schedule. A case study shows that the optimal irrigation schedule can achieve the effect of water saving and production increment compared with the conventional irrigation schedule in which the whole field is fully irrigated.     

基于快速成形技术滴头的结构试验研究

快速成形技术(RP)能在几小时之内把滴头的三维计算机辅助设计(CAD)模型转换成滴头原型,制作出的原型可直接连接到水力性能试验台上进行试验．测量了11个压力点下每种4个滴头的流量值,然后应用MATLAB软件中的科学计算模块进行回归分析,具体采用多无线性回归算法,最后得到了6种滴头的压力流量公式和总的回归图．在对回归公式进行比较时,发现6种滴头公式的系数项随流通单元数的增加而减少,当相对于宽度为1．0mm的截面时,0．8mm截面的流量系数和流态指数均呈现明显减小现象,说明后者比前者的水力特性好,即流量随压力变动小,这也能从回归图中得到验证．由于0．8mm比1．0mm截面的流量压力曲线更平缓,因此可得出滴头迷宫的单元数越多,截面尺寸越小,压力流量曲线就越平缓,即水力性能就越好的规律．     

测压传压管路系统动态特性的试验分析

目的为得到脉动风压测压管路的动态特性。方法采用周期激励方法的试验方法，并用多项式回归方法对试验结果进行回归处理，给出了传压管路的频率响应函数。结果用简单的6阶多项式的形式便可以较好地拟合不同长度测压管路的频率响应函数。结论由回归得到的管路频率响应函数用于对实际管路脉动风压测试结果进行修正，结果较为满意，证明本文方法的有效性。     

滴灌春油菜水肥高效利用技术研究

为滴灌条件下春油菜水肥耦合高效利用技术模式集成提供基础数据资料,在西宁市北郊川水地利用滴灌技术,采用"3414"肥料设计,进行春油菜水肥一体化试验研究。结果表明:在滴灌施肥量N为42~126 kg/hm2、P2O5为27.0~79.5 kg/hm2和K2O为27.0~79.5 kg/hm2时,油菜产量达到2 173.5~3 234.0 kg/hm2,N、P、K肥料效应函数为:Y=130.153 2+11.3421X1+16.659 2X2-7.559X3-0.648 2X21-0.234 6X22-0.641 2X23-2.750 6X1X2+2.498X1X3-0.491 4X2X3,(R=0.856)(Y=产量,X1=氮,X2=磷,X3=钾),根据此方程推荐滴灌油菜最佳施肥量为:N为74.2 kg/hm2、P2O5为65.0 kg/hm2、K2O为31.2 kg/hm2,最高产量可达2 863.6 kg/hm2。滴灌施肥与以往常规方法种植油菜相比,产量基本相当且具有减少化肥投入的效果。     

鲁北盐渍土区棉花微咸水滴灌技术研究

对春棉利用含盐量3.8g/L浅层地下微咸水及1.2g/L深井水进行膜下滴灌、无膜滴灌、覆膜畦灌及无灌溉田间对比试验,结果表明;1.2g/L膜下滴灌皮棉产量最高,其次为3.8g/L膜下滴灌,相差22％;两种灌溉水的无膜滴灌及覆膜畦灌4个处理的皮棉产量基本持平,无灌溉产量最低。3.8g/L微碱水灌溉条件下,膜下滴灌比覆膜畦灌增产38.6%,比无膜滴灌增产40.1%,比无灌溉增产92.5%。滴灌比覆膜畦灌省水60％左右,滴头的湿润半径能达到20cm左右,湿润深度能达到60cm左右;试验期间0－60cm土层土壤盐分含量低于0.2%,不会对棉花生长产生危害。     

高围压高水压条件下岩石卸荷强度特性试验研究

为了探讨高围压、高水压对岩石卸荷强度特性的影响,取锦屏二级水电站引水隧洞岩石(大理岩、砂岩及板岩)分别进行高围压、无水压峰前卸荷,高围压、无水压峰后卸荷及高围压、高水压峰前卸荷3种工况下的三轴压缩对比试验.试验结果表明,高围压、无水压工况下,岩石达到峰值强度后,与峰前卸荷相比,已经有很多的细小裂纹,其损伤程度远远大于峰值前岩石的损伤程度.高围压、无水压峰后卸荷时的黏聚力c、内摩擦角(p)与峰前卸荷的黏聚力c、内摩擦角(9)相比,有很大程度的降低.而高水压力的存在相当于降低了初始围压,也就是降低了岩石裂隙面及破坏面上的有效正应力,加速了岩石的破裂,从而降低了岩石的强度,因此高围压、高水压峰前卸荷的黏聚力c、内摩擦角(9)与高围压、无水压峰前卸荷相比,有很大程度的降低,且黏聚力c比内摩擦角(9)更加敏感.     

水下作业工具深水液压动力源

研究了深水液压动力源的有关问题,探讨了水压力自动补偿器组成、原理及作用,介绍了自动补偿式深水液压动力源的工作原理、组成、压力自动补偿器的结构,论证并推导出水压力自动补偿器容积公式,研制了深水液压动力源,并进行了系统试验.