进水池对水泵进水条件影响的数值模拟和试验

采用有限体积法和非结构网格,数值模拟了两种进水池设计方案对水泵进水条件的影响,并利用物理模型试验对数值计算结果进行了验证。数值计算结果表明,在进水池长度、宽度和喇叭口淹没深度等其他设计参数相同时,与矩形进水池相比,平面对称蜗壳形进水池配合导水锥的进水设计可以有效减小水泵吸水管内横向流速,抑制涡流强度,较好地改善水泵的进水条件。     

泵站单机组变速运行优化方法研

考虑峰谷电价与站下水位变幅等因素,提出了以日开机运行总耗电费用最少为目标函数,各时段水泵转速为决策变量,规定时段内抽水总量为约束条件的单机组变速优化运行动态规划模型.对江都四站单机组变速优化运行与恒速运行进行了比较分析,结果表明:满负荷工作时,无论是否考虑峰谷电价,变速带来的效益不足以抵消安装变频装置产生的耗损;考虑峰谷电价、非满负荷工作时,效益明显;不考虑峰谷电价情况下,80%和60%负荷工作时,变速节省的电费偿还相应配套功率的变频装置投资约需15～18年和7～10年.     

基于大系统分解协调技术的中小型圩区除涝排水规划探讨

以某圩区为例,依据中小型圩区排涝泵站的特点,以排涝泵站开机机组耗电费用最少为目标函数,以各时段机组开机台数为决策变量,特定排水标准下的排水水量为约束条件.采用大系统分解协调的方法,探讨了在满足特定排涝设计标准下该圩区内排涝泵站最优运行方式,对提高圩区排涝泵站管理水平,减少运行费用有一定的指导作用.     

基于交叉验证法与马尔科夫链的年径流丰枯分类可靠性研究

【目的】提出一种用于检验年径流丰枯分类可靠性的方法,为划分流域年径流丰枯类别提供科学依据。【方法】从稳定性和可预测性2个方面分析年径流丰枯分类的可靠性,提出基于交叉验证法和马尔科夫链的检验方法;以常用的均值标准差法、灰色关联分析法和集对分析法为代表,采用交叉验证法和马尔科夫链分别研究各方法所得分类结果的稳定性和可预测性;建立分类差异指数和转移概率差值,用于评价不同分类方法划分年径流丰枯类别的稳定性和可预测性;最后以黄河上游唐乃亥站1956—2021年的年径流序列为例进行验证。【结果】(1)基于交叉验证法和马尔科夫链,不同分类方法得到的年径流丰枯状态均存在差异,表明不同分类方法划分和预测年径流丰枯状态的稳定性和可预测性不同。(2)对唐乃亥站而言,分类差异指数表明GRA法的稳定性最好,SPA法其次,MSD法最差;转移概率差值表明GRA法的可预测性最好,SPA法其次,MSD法最差。(3)综合考虑各分类方法的稳定性和可预测性,对唐乃亥站而言,GRA法划分年径流丰枯状态最为可靠,SPA法其次,MSD法最差。【结论】不同年径流丰枯分类方法在同一流域存在可靠性差异,基于交叉验证法和马尔科夫链的方法能...     

不同灌水量和矿化度对小麦生长影响的试验研究

通过在西北旱区石羊河流域开展的田间小麦咸水灌溉试验,研究了咸水灌溉对小麦生长指标及产量的影响。试验设置2个因素,灌水量3个水平W1、W2、W3(355、280、205mm),灌水矿化度4个水平S1、S2、S3、S4(0.7、3.0、5.0、7.0g/L)。试验结果表明:在相同灌水量条件下,随灌水矿化度的增加,株高降低2.7%~16.0%,叶面积指数降低9.65%~28.28%、产量降低1.81%~27.02%、干物质减少15.66%~34.42%;在相同灌水矿化度条件下,随灌水量的减少,株高降低1.37%~11.67%、叶面积指数降低14.07%~20.45%、减产7.31%~27.33%、干物质减少10.26%~49.04%。在充分灌溉(355mm)处理下,与0.7g/L相比3.0g/L处理对小麦各生理指标影响差异较小,株高相差小于1cm、叶面积指数减少7.6%、减产1.81%、干物质减少7.1%。因此,灌水量355mm和矿化度3.0g/L可应用于该地区小麦灌溉。     

低压管道输水灌溉技术及其在现阶段农业发展中的作用

介绍了低压管道输水灌溉技术,指出其是现阶段农业发展的重要选择,并提出其推广过程中应注意的问题,同时将其与其他输水灌溉工程进行对比分析,表明低压管道输水灌溉工程具有多种优点与较强的适应性,其推广应用可以促进节水农业与生态农业的发展,是现阶段农业发展的主要方向。     

水泵及泵装置效率换算方法

分析了传统效率换算公式的理论依据和有关标准推荐的效率换算方法,发现传统水泵效率换算式理论具有表达不完整、经验性重、通用性缺乏等问题;比较了由不同换算公式计算得到的最优工况点泵水力损失比,发现Medici式、Fromm式及两种Moody式原模型效率差值较大,其他各式较小,Ackeret式最小.研究提出了泵及泵装置"分部效率换算方法",从流体流动特性出发,介绍了3种不同流动区摩阻系数表达式,提出经数学处理的便于应用的简化公式;从泵内流动特性出发,分析和论证了摩阻系数的确定依据,研究了泵比例系数和摩阻系数对水泵效率换算的影响;推导提出了另一种效率常数计算方法;针对相同的原、模型水泵及泵装置实例,给出不同方法的效率换算结果,分析不同方法差异的原因及适用性.研究结果表明:相较于Ackeret式和Hutton式,泵比例系数对"分部效率换算法"的影响较小;采用"分部效率换算法"时,以任何流动区的公式计算摩阻系数其总效率并无明显差异.     

泵与泵装置特性预测

根据泵和泵站的有关文献及作者提出的泵与泵装置性能(效率及临界汽蚀余量)的表达、换算方法,通过进一步的数学推演,提出了水泵及泵装置性能统一表达式．统一表达式包括:扬程通用式、流量通用式、效率通用式、临界汽蚀余量通用式等．用二次多项式表达了泵及泵装置的扬程特性;根据最小二乘法原理给出了扬程系数计算式．介绍了总效率的表达式,并给出效率常数计算方法．介绍了计及冲击损失的影响,并适用于任意工况点的汽蚀特性表达式;同时给出汽蚀余量系数的计算方法．扬程通用式、流量通用式、效率通用式、汽蚀余量通用式等是在各表达式基础上,根据原模型泵及流道内流动相似,运用水泵相似律、比例律,推导扬程系数、效率常数、汽蚀余量系数的相似关系式;综合各表达式和系数、常数相似关系式即为既适用于模型亦适用于原型的统一表达式,或称通用式．统一表达式既可用于计算,亦可用于原模型的相似换算．     

多目标妥协约束法在灌区种植结构优化中的应用

以新沂市高阿灌区为例,依据灌区作物种植净收益和作物用水需求,采用多目标妥协约束法,在不同水平年(丰水年、平水年、枯水年),以作物受益最优和耗水量最小为目标函数,以作物种植面积和生育期内可供水量为约束,对灌区种植面积进行优化。结果显示,随着灌区可用水量的变化,灌区应适当调整种植结构,以获得最大收益,同时减少耗水量。规划结果可作为不同水平年灌区作物种植面积优化决策的依据。     

环保型叶片调节系统的开发与应用

叶片全调节是大型叶片泵工况调节的主要方式,在分析传统的机械和液压叶片调节方式存在问题的基础上,提出将机械式操作拉杆和液压式操作动力进行组合的环保型叶片调节机构,并设计了接力器的活塞缸分别布置在水泵轴和电动机轴之间的中置式和布置在轮毂上方的下置式2种叶片调节机构型式,较好地解决了密封要求高的问题,保证叶轮无泄漏.建立以三维CFD模拟技术为基础的叶片受力和水力矩大小及分布的预测和计算模型,提出了按不同叶片安放角和不同运行工况下力矩分布设计接力器结构(直径和压力等级)的方法.对现有的受油器结构和控制原理进行改进与完善,并成功研制采用伺服电动机-配压阀和数字比例阀的新型受油器结构,其调节精度可达4‰,实现了叶片精确调节和开/闭环控制.