变频调速技术在水泵调节控制系统中的应用

水泵电力消耗占水厂制水成本的30％-50％，如何降低成本是每个水厂致力研究的问题．介绍了变频调速节能的原理，探讨了变频调速技术在水泵调节控制系统中所选用的工作模式，并通过实例进一步阐述了变频调速技术在水泵控制系统中的应用．其应用效果，不仅是节约能源，还能够为水泵运行带来方便，延长设备的使用寿命，为企业的安全生产提供保证．     

用于水肥系统的养分离子快检装置研制与试验

针对农业生产中难以现场、精准、快速获取水肥系统中养分离子含量的问题,该研究设计了一套针对水肥溶液与浇灌尾水中K+、NO3-、NH4+、PO43-4种养分离子的快检装置。该装置结合了毛细管电泳（Capillary Electrophoresis,CE）技术和电容耦合非接触电导检测（Capacitively Coupled Contactless Conductivity Detection,C4D）技术,首先使用CE的方式实现养分离子快速分离,再利用C4D原理进行精准测量,在10 min内即可完成单个指标检测。装置由高压系统、C4D检测器、毛细管通道、数据采集卡和上位机组成,采用触摸屏控制,操作简便。为了提升检测效果,在C4D检测器的电路设计上引入了锁相放大技术,测试了其在不同幅值Vp和工作频率f下的输出特性曲线,确定了最优参数为f =490 kHz,Vp=75 V（阳离子）,Vp=60 V（阴离子）。使用装置对K+、NO3-、NH4+、PO43-这4种离子的标准溶液进行检测分析,检测限均可达到1 μg/L。最后,为了验证装置的有效性和现场适应能力,在安装了水肥系统的草莓种植温室中对水肥溶液与浇灌尾水样品进行了现场测试,仅需少量样品和简单操作即可快速得出结果,4种养分离子的检测结果相对标准偏差均小于7%,表明该研究提出的装置可以有效地实现配比后的水肥溶液与浇灌尾水的现场快速检测。研究结果为水肥系统的养分离子检测提供了一种可靠的方法与装置,可为设施农业的高效肥料管理提供数据支持。     

水轮机活动导叶端面间隙磨蚀形态演变预测

恒定边界条件下的磨蚀预测方法不能反映过流壁面磨蚀后流体动力学参数的变化,导致现有的磨蚀预测结果很难与实际一致。该文基于磨蚀微分求积的思想,构造了主要磨蚀壁面几何形态的近似表达,通过RNG k-ε湍流模型和离散相模型(discrete phase model,DPM),对水轮机活动导叶端面间隙挟沙水流进行了非定常数值计算,得到了不同磨蚀阶段主要磨蚀面的平均磨损率分布,建立了过流壁面磨蚀深度变化量关于平均磨损率和磨蚀时间的数学模型和近似求解方法,预测了过流壁面的渐变磨蚀形态,分析了导叶端面和台阶面磨蚀形态逆流向演变的流动机理。数值预测结果与机组实际运行时间对应磨蚀面的磨蚀深度基本一致,平均误差在10.2%以内,验证了该预测方法的有效性。该研究可为流体机械的磨蚀预测提供参考。     

江西萍乡市加拿大一枝黄花的入侵现状及防治方法

加拿大一枝黄花是一种恶性外来杂草,已严重威胁到农业生产、绿化及生态环境。本文介绍了其形态及生物学特征、危害程度、及主要防除方法。     

离心泵内部空化流动的数值预测

为了研究离心泵内的空化流动,将完整空化模型和混合流体两相流模型相结合,对比转速为95的离心泵叶轮在设计工况下的空化流动进行数值模拟.介绍了空化流动的模拟方法,通过计算获得了叶片表面压力分布,并得出了该离心泵的有效空化余量一扬程落差特性曲线,有效地预测了流道内空蚀发生的部位和发展情况.结果证明,叶轮内空化区域的增长使离心泵的扬程下降,影响到泵的运转特性;当泵内发生少量空泡时,不会影响到外特性的变化,而当空泡大量发生时,会堵塞流道,使液流连续性破坏,性能下降,这与理论结果基本吻合,计算值与规定值的误差在5%以内.数值模拟计算方法较好地模拟了离心泵内的空化两相流的静态特征.     

沙粒体积分数对离心泵磨损特性影响的数值分析

为了研究含沙水流条件下沙粒体积分数对离心泵磨损特性的影响,采用RNG k-ε湍流模型和SIMPLE算法,基于离散相模型(DPM)和Finnie塑性冲蚀磨损模型,沙粒粒子注入选用R-R分布拟合方法,对一比转数为196的单级单吸离心泵内固液两相流动进行全三维数值模拟．通过对比清水介质时泵外特性试验数据与数值模拟结果,验证了数值计算方法的可靠性．研究结果表明:随着沙粒体积分数的增加,离心泵过流部件的磨损强度逐渐增大,且磨损部位主要集中在叶片进口边、叶片背面、叶片工作面靠近叶片出口的位置以及蜗壳的第2断面和第4断面附近;随着沙粒体积分数的增加,沙粒运动轨迹逐渐趋于紊乱,离心泵的扬程和效率逐渐降低．     

旋喷泵集流管进口形状对水力性能的影响

采用连续方程、动量方程、交错网格和Simplec算法求解,对XP300-3型新型低比转数旋转喷射泵矩形叶轮、转子腔和集流管的内部流动进行了全三维数值模拟.分析了旋喷泵内部流动规律,得到了转子腔及集流管内部流动的速度场、压力场及湍动能的分布规律.设计了5种不同进口形状的集流管,并分别整体组合,比较了该5种模型的优劣,找到了集流管内部流动的一些规律.分析及数值模拟结果表明：集流管椭圆型进口长半轴跟转子腔半径相一致,长短半径相差不大更有利于解决过水断面充分入流的问题,进而减少其水力损失;通过对数据结果进行综合平衡分析和比较,得出了最优的参数组合.研究结果可为旋喷泵的性能预测以及集流管的优化设计和能量损失分析提供理论依据.     

基于自由曲面变形方法的离心泵叶片反问题方法研究

提出了一种基于自由曲面变形(FFD)方法的离心泵叶片反问题新方法。采用自由曲面变形方法对叶轮叶片形状进行控制,将叶片空间曲面嵌入到一个均匀剖分的三参数张量积控制体内,移动控制晶格点位置使控制体发生变形,控制体内的叶片曲面形状随之改变。根据给定的叶片目标载荷分布进行叶片形状的控制,构建控制晶格点的变形函数,根据叶轮内三维湍流数值模拟结果与期望的叶片载荷分布规律控制晶格点的变形,实现了由物理参数对叶片形状的直接控制。算例计算结果表明,所提出的基于FFD方法的离心泵叶片反问题方法是可行的。     

农业金融体系创新的必要性研究——评《新型农业经营主体金融服务体系创新研究》

虽自工业化以来农业占经济总量的比重逐渐下降,但农业仍是国民经济的基础。保证农业安全,是每一个富有远见的国家的头等大事。在讲求市场经济的今天,主要依靠市场力量推动农业发展最佳选择,在市场力量之中,金融体系的力量最不可忽视。由于农业自身的限制和金融资本的本性,金融对农业新型经营主体的支持并不像对工业和服务业的支持那样充分,而新型经营主体是农业发展的希望所在,因此创新农业金融体系,加强对农业新型经营主体的支持成为当务之急。由黄可权所著的《新型农业经营主体金融服务体系研究》一书,正是着眼于农业对金融体系创新的需求,分析了新型农业经营主体的金融需求新特征和面临的金融困境,从宏观和微观两个层面提出了农业金融服务体系的创新框架。总览全书,有以下几个特点。     

基于伴随方法的离心泵叶轮优化设计

针对水力机械优化设计过程中存在计算量巨大、叶型的控制及修改不便等问题,提出了基于伴随方法的离心泵叶轮优化设计方法。以某低比转数离心泵叶轮为研究对象,采用泰勒展开法进行离心泵叶片形状的参数化控制。将泵内流动控制方程作为优化问题的约束条件,通过引入伴随变量将约束优化问题变为无约束优化问题,推导了目标函数的变分形式、伴随方程及伴随变量在计算域各边界上的边界条件。根据伴随方法计算目标函数对设计变量的梯度矢量,在任意给定的初始直叶片的基础上沿梯度矢量反方向不断更新叶片形状,直至目标函数达到最小值时即为最优设计。由于在目标函数的变分中不包含流场参数的变分,在一次优化迭代中只需要计算流场及伴随变量场各一次,大大减少了叶轮优化过程的计算量。算例计算结果表明所提出的离心泵叶轮伴随优化方法是可行的。