滴灌树状管网水力计算的有限元法

大型滴灌系统的水力计算必须借助计算机用管网分析技术来解决,若使用普通微机,占用的内存的数目可能成为主要的障碍。本文提出一种节省内存,计算方法简便的有限元法,使3000～6500高阶矩阵问题能在普通个人计算机上求解。作者对有限元法中的单元离散、非线性问题的线性化、总体方程构造、元素储存以及求解等一系列问题都提出了新的见解。     

双流道泵水力设计的研究

在大量试验研究和设计实践的基础上,对双流道泵叶轮和蜗壳的一些主要几何参数进行了统计分析,发展和完善了双流道泵水力设计方法。给出了双流道泵叶轮轴面图前、后盖板圆弧半径R₁、R₂与比转数n_s及叶轮进、出口直径D_j、D₂的关系,提出了叶轮平面图流道中线方程。总结了双流道泵蜗壳基园直径D₃、进口宽度b₃、隔舌角φ₀和面积比系数y的计算公式。     

谢悉水库溃坝的水力计算

以吉县谢悉水库为例,假定发生漫顶溃坝,选择用局部坝宽瞬时全溃模型,计算了溃坝的水力参数和流量变化过程线以及下游演进分析,其结果可为水库管理和除险加固工程设计服务。     

三种水力驱动比例式施肥泵吸肥性能试验

为保障微灌系统首部施肥装置选型的合理性,通过试验研究比较了3种类型水力驱动比例式施肥泵的吸肥性能,分析了影响施肥泵入口流量和吸肥量的因素。结果表明：入口流量受施肥管道两端压差影响,但受进口压力影响不大。建立了各施肥泵入口流量的回归模型,比较得出：3种施肥泵入口流量与压差关系分别符合幂函数、对数函数和二次函数关系,这主要是因为施肥泵最小工作压差和不同压差下运行性能的差异;施肥泵吸肥量受入口流量和压差影响。高压、大流量的运行工况会影响施肥泵施肥效果,施肥泵工作时入口流量最好不要超过设计流量,施肥比例较小时入口流量更不能过大。在分析吸肥量影响因素的基础上,建立了施肥泵吸肥量的回归模型,可用于吸肥量的估算;同时,研究发现3种施肥泵基本按照所设施肥比例施肥,但稍有差异、精度不一。     

基于变工况运行的泵能耗指标计算方法

为了对变工况运行水泵的能耗进行合理的评价,根据水泵性能曲线和流量随时间变化规律,在三维空间建立了水泵运行状态体系。通过功率对时间进行积分求得水泵在某时段的电能,通过二重积分计算水泵在该时段的提水量与扬程之积,进而提出了一种变工况条件下水泵能耗指标的计算模型,解决了现有水泵能耗指标计算方法的局限性。以某泵站水泵运行数据为实例,运用新的能耗指标计算方法进行了计算,证明该计算方法能够对变工况下运行的水泵能耗进行合理的计算。     

旋流泵含气混输数值计算及涡室流场探针测量

为探索旋流泵内部流场及气液两相流混输特性,该文通过32WB8-12型旋流泵外特性试验和泵最优工况流场五孔探针测量,得出泵性能曲线和5个测点静压ps、绝对速度v、圆周速度vu、径向速度vr和轴向速度vz分布情况。针对N-S方程中四项力在气液两相流动中的具体表现特性进行力学分析,说明了泵内部两相流动特点及关联因素之间约束关系。阐明了旋流泵含气混输抽吸和扬程形成的基本原理,及空化和气液两相流混输的不同特点。选择性能试验最优工况,基于改进重组化群k-ε湍流模型(RNG k-ε模型),应用Fluent软件对泵内部流场进行数值模拟,得到了3个轴面静压、速度矢量和含气率分布图。证明泵进口轴向运动为主流,气体主要集中在压力较低的进口区域。气相的引入,其微团与液相尺寸、形状及弹性模量的不同,造成两相流场惯性力、摩擦力和浮力发生变化,由此解释了外特性变化及气液抽吸与内部流动之间定性的因果关系。探讨了旋流泵内部气液两相流动速度场和过流通道发生畸变的基本原理,为建立旋流泵内部气液及空化流动模型提供实例。     

迷宫滴头水力特性的计算流体动力学模拟

建立了迷宫滴头的CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模型,并对滴头的压力流量关系、流道内部的压力和流速分布进行了数值模拟计算。利用原型滴头和滴头放大模型实测值对模型和模拟计算结果进行了实验验证。结果表明,滴头流量压力关系模拟计算值与实测值之间的平均偏差小于5%;滴头放大模型内部压力分布的模拟值与实验值间的平均偏差小于3%。结果还表明,迷宫式滴头流道内压力沿流道长度呈线性变化,在滴头齿尖附近的主流区流速达1.6～2.8 m/s,而滴头齿根附近的旋流区的流速为0.1～0.4 m/s,在其它尺寸保持不变时,滴头齿距对滴头流态指数的影响不大。CFD数值模拟可以为滴头水力性能的进一步研究提供有效的研究手段。     

调压灌溉系统调压罐容积的计算方法

该文根据调压灌溉系统特性，考虑调压罐内空气状态多变指数、水泵配备、不同泵机组的设置压力限及频繁启停运行的最小允许周期，建立了调压罐容积计算式，并与已有成果进行了分析比较，表明该计算式考虑因素更全面、更具通用性和实用性。     

单流道叶轮水力设计方法的研究

系统论述了单流道叶轮水力设计的新方法，新方法较原方法简单、可靠和实用，尤其便于编制计算机辅助设计软件。在对现有的优秀单流道叶轮水力模型进行归纳总结的基础上，给出了用速度系数法设计轴面图时的各速度系数值。借鉴双流道叶轮水力设计中平面图的设计方法，提出了新的单流道叶轮平面图水力设计方法。介绍和分析了新的流道截面面积变化规律和平面图流道中线方程，同时还给出了编程方法及其设计实例的实验结果。     

带可调导叶的双向潜水贯流泵装置水力性能

为提高双向潜水贯流泵装置正反向运行时的水力性能,该研究提出在叶轮前后布置可调导叶,并通过模型试验和数值模拟的方法研究其水力性能,对比灯泡前置和灯泡后置性能差异.研究结果表明:采用可调导叶的双向潜水贯流泵装置兼顾正、反向性能,灯泡前置和后置最优导叶角度分别为12°和20°,最高效率分别为67.9％和66.5％,最高效率点...