考虑雷诺数和形状影响的坝岸根石水平水流拖曳力系数修正

对于水利工程坝岸散抛根石冲揭失稳,水流作用下根石的拖曳力是重要的力学分析参数。该文基于黄河坝岸散抛根石的形状参数特征,利用水槽试验量测球体及不同形状块体受水流作用的水平拖曳力,研究雷诺数、物体形状指标与拖曳力相关关系及变化规律,明确影响因素,率定双因素影响下块体的拖曳力系数函数。结果表明,水下球体或近似球状物体的拖曳力系数,基本不受水流及物体形态影响,拖曳力系数趋于0.40～0.56;有棱角块体的水流拖曳力系数,块体雷诺数小于3×104的影响区域,系数函数呈双曲线趋势变化;块体雷诺数大于3×104的影响区域,迎水面宽高比不大于侧立面长高比,拖曳力系数趋于0.80～0.90,迎水面宽高比大于侧立面长高比,拖曳力系数趋于1.00～1.10。进一步通过试验修正了水流作用下不同形态物体的水平拖曳力系数,提出了块体雷诺数、形状参数双因素影响下物体水平拖曳力系数函数,得到了以不同物体来流方向投影响面积为基准的水平拖曳计算公式,经拟合公式的合理性分析与验证,拖曳力系数拟合优度达到0.90以上,平均相对误差为8.7%;修正后拖曳力平均相对误差仅为7.5%,公式计算效果良好,更准确地反映散抛根石的水下受力特征,为分析水下抛石受水流冲击离散形态提供理论依据。     

低雷诺数工况下锯齿型翅片性能的参数化研究

基于田口方法,结合均匀设计法对低雷诺数工况下错列锯齿型翅片进行三维参数化数值研究。以单层翅片组件为测试对象,对6种试件的试验表明,仿真结果与试验数据的趋势吻合良好,而存在差异的主要原因是试件加工工艺引起翅片表面存在毛刺。按照均匀设计法得到6因子5水平的11种仿真方案,引入田口方法的信噪比和贡献率,研究各几何参数对翅片性能的影响程度,依次为齿距、齿高、齿型角、错齿距、齿开窗宽度和齿厚。根据各水平下各可控因子的信噪比分布得到翅片的优化模型,并通过仿真验证了优化模型的有效性。     

阻尼轴承油膜动力参数的理论研究

通过对流体动能沿油膜厚度方向近似和Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程首次研究并建立了流全惯性速度分布，根据此惯性速度分布提出了新的油膜参数数学模型，与有关的实验数据对比表明新的数学模型对油膜参数的估计明显地优于传统的短轴承油膜分析理论，在新的数学模型中的引入了瞬态雷诺系数，以考虑实际当中的雷诺系数变化择油膜动力特性的影响。     

高雷诺数对无量纲参数的影响

研究了高雷诺数对气体滚流强度和流量系数的影响。试验表明,气门升程和气道压差小时,难以形成充分发展的湍流,随着气门升程的增大,无量纲滚流强度和流量系数呈上升趋势,并且波动较大;充分发展时,可压缩气体的滚流强度和流量系数恒定不变,不可压缩气体的滚流强度比真实值偏大,而流量系数比真实值偏小,误差大小只与压力比有关,并随着压力比的增大而增大。     

离心泵泵腔内液体流动数学模型研究

在建立泵腔内流体流动的4层流动模型基础上，计算了不同雷诺数、泄漏量条件下泵腔内液体的圆周速度、径向速度及压力沿径向的分布规律。结果表明：泵腔内液体大部分以叶轮旋转角速度的48％作刚体旋转运动，而不是普遍认为的50％；泵腔内压力系数仅是腔体内液体雷诺数的函数，和泄漏量关系不大；雷诺数越小，泵腔内压力梯度沿径向越大；在泵腔内存在雷诺数和泄漏量的最优搭配。     

不同糙率坡面水力学特征的试验研究

在室内试验的基础上,采用定床阻力试验研究了坡面流水力学参数(雷诺数、佛汝德数、阻力系数和流速)随床面糙率、流量和坡度的变化规律。初步得出以下结论:(1)在床面和流量相同条件下,坡面流雷诺数和佛汝德数均随坡度的增加而增大。(2)在坡度和流量相同情况下,随着坡面粗糙度增加,坡面流雷诺数和佛汝德数均呈减小趋势;同时水流流速减小,阻力系数增大,这说明水流克服阻力做功所消耗的能量也增加。     

塔雅重质原油管道加剂增输运行方案

塔雅管道是连接塔库和雅克拉的原油管道，承担着塔库重质原油的外输任务。根据生产需求，塔雅管道的年输量需要增输约15％，为此添加减阻剂提高输量运行。重质原油粘度大，其管流雷诺数较低，需要适当提高管道运行温度，以期将管流雷诺数提高到10000以上，为减阻剂发挥性能提供条件。减阻剂在油流中分散需要一定时间，难以全程发挥减阻作用，加剂油品流经塔雅管道全程仅需不到6h，发挥作用的管段可能不足1／3，应充分考虑减阻剂的分散性能制定加剂运行方案。（表2，参10）     

坡面薄层水流流态判定方法的初步探讨

为了研究坡面薄层水流流态的判定方法，从水力学与泥沙动力学观点出发，在4种不同坡度有机玻璃床面与人工粗糙床面(砂粒粒径为0.5～1 mm)上对坡面薄层水流进行了试验研究，并应用水力学二元流雷诺数与泥沙动力学绕流雷诺数对坡面薄层水流流态进行了分析比较，研究结果表明绕流雷诺数能较好反映坡面薄层水流流态。     

黄土坡面细沟水流流型试验研究

采用组合小区模拟降雨试验方法,对黄土坡面细沟水流流型进行了试验研究。结果表明:(1)细沟水流流型判别指标雷诺数随径流历时的变化,在不同雨强及不同坡度下皆表现为先增大随后转为较平稳的变化过程,皆可用幂函数方程描述;(2)细沟水流平均雷诺数分别随雨强及坡度增大而增大,均可用对数方程很好地描述,随雨强及坡度的变化可用二元幂函数方程描述;(3)细沟水流在不同雨强下几乎一直处于层流状态,两个最大雨强在产流开始9min后变为过渡流,而在不同坡度下也一直处于层流状态,两个最大坡度在产流开始15min后变为过渡流;(4)在试验雨强及坡度条件下,一次降雨径流过程的细沟水流平均雷诺数变化范围为327~457,表明细沟水流流型在试验条件下大致处于层流状态。细沟水流雷诺数随流量的变化呈显著的线性正相关关系。     

基于摩擦因数的螺旋密封性能影响因素分析

为了揭示工作参数对螺旋密封性能和内部流动的影响机理,获得螺旋密封工作参数的选取范围和相互关系,将摩擦因数作为螺旋密封性能的量纲一评价因子.首先,建立了包括离心泵和螺旋密封的耦合三维模型和块结构化网格模型,基于RANS雷诺时均方法和RNG k-ε模型,选择螺旋角、相对槽宽和相对槽深等工作参数,基于Fluent软件预测了轴向雷诺数和螺旋密封摩擦因数的特性曲线,并对螺旋密封内部流场分布特性进行数值分析.结果表明:不同螺旋密封模型的摩擦因数随着轴向雷诺数增大而减小,且减小幅度越来越小;在其他影响因素一致,而仅改变螺旋角、相对槽宽和相对槽深中的某一参数的情况下,当螺旋角α=21.05°或相对槽宽r=0.5时,摩擦因数达到最大值,密封性能最优;当相对槽深H=3时,密封性能最优.为螺旋密封的设计和选型提供理论依据.