微咸水灌溉模式对向日葵产量和品质的影响

为研究干旱半干旱灌区向日葵利用微咸水进行灌溉的适宜矿化度及可行性,采用淡+咸+咸畦灌模式,在向日葵苗期采用淡水灌溉,现蕾期、灌浆期采用不同矿化度微咸水2.5 g/L(KX2)、3.0 g/L(KX3)、3.5 g/L(KX4)、4.0 g/L(KX5)进行灌溉,并以全生育期淡水灌溉(KX1)为对照,研究微咸水灌溉对向日葵品质和产量的影响.结果表明:葵花籽粒中的蛋白质和油酸随着灌溉水矿化度的增加而增加,亚油酸和脂肪随着灌溉水矿化度的增加而减小,棕榈酸和硬脂酸随着灌溉水矿化度的增加呈现先增加后减小的趋势,VE随着灌溉水矿化度的增加呈现先增加后减小再增加的趋势.部分品质指标之间具有比较强的相关性,其中,蛋白质与油酸、亚油酸之间有较强的相关性,脂肪与脂肪酸各组成指标(亚麻酸除外)、VE之间有较强的相关性,脂肪酸各组成指标中除了棕榈酸与其他脂肪酸指标相关性不显著外,其他脂肪酸指标之间具有较强的相关性.并且脂肪-油酸、亚油酸-蛋白质呈正"S"变化趋势,脂肪-亚油酸呈倒"S"变化趋势;脂肪-VE、油酸-蛋白质是正相关线性关系,亚油酸-油酸是负相关线性关系,且亚油酸和油酸的相关度很高.不同处理籽粒品质指标平均综合得分排名依次为:KX5>KX4>KX2>KX3>KX1,品质指标综合得分随着灌溉水矿化度的增加而增大,不同处理向日葵平均产量依次为:KX3>KX1>KX2>KX4>KX5,产量随着灌溉水矿化度的增加而减小.因此,当灌溉水矿化度为3.5 g/L时,既不会造成向日葵大幅度地减产,又能提高其品质,是比较合理可行地微咸水灌溉浓度.     

混流式水泵水轮机全特性曲线S形区流动特性

混流式水泵水轮机转轮的离心效应较混流式水轮机明显,形成了全特性曲线上的S形特性。该S形区水泵水轮机流道内流动状况很不稳定,为了详细了解该区域的流动特性,选取等开度下水轮机工况、水轮机飞逸工况、零流量附近水轮机制动工况、零流量附近反水泵工况以及反水泵工况等5个工况点进行全流道定常流和非定常流数值分析。定常流动分析表明:全特性曲线上的S形区转轮和导叶流道内存在大量的涡,消耗了大量的水能,致使机组输出功率很小。非定常流场计算表明:在S形过渡工况区,蜗壳与尾水管直锥段内的压力脉动频率与幅值均相近,且幅值小;而导叶至叶片的无叶区和叶片进口的压力脉动幅值高,主要为高频脉动。     

长期浸泡作用下硫酸根离子在混凝土中的传输规律试验研究

针对受硫酸盐溶液长期浸泡作用的混凝土,制备对应于混凝土所处环境类别和作用等级中度、严重和非常严重的硫酸钠溶液,硫酸根浓度分别为800、6 000、50 000 mg/L。将强度等级为C40的混凝土试块在硫酸钠溶液中浸泡至不同龄期,采用钻芯、分层切片、研磨提取水泥石粉末样本进行化学分析,研究了硫酸根离子在混凝土内的分散和传输规律。结果表明,硫酸根离子在混凝土中的传输与侵蚀溶液浓度和侵蚀龄期存在较复杂的相关性。在侵蚀龄期较短时,硫酸根离子在混凝土中的传输速度较快,侵蚀深度较大。随着侵蚀龄期的增长,硫酸根离子主要集中在混凝土浅层范围内,且随着侵蚀溶液浓度的增加浅层混凝土中的硫酸根离子含量明显增大。     

立式多级筒袋泵吸入装置的优化设计

通过试验和数值计算，研究了立式多级筒袋泵的空化性能及泵内空化流场．为改善立式多级筒袋泵的吸入性能，分析了几种叶轮几何参数对泵空化的影响。研究结果表明：采用叶片进口断面面积较大的双吸式首级叶轮，且在首级叶轮的两侧进口加设诱导轮，大幅提高了立式多级筒袋泵的空化性能，使泵的空化比转速达1479；基于均衡混合流假设的空化模型，可合理预测泵的平均空化性能，模拟的空化流场有助于了解水力设计诸因素对泵内空化发展的影响；在设计诱导轮及首级叶轮时，选取较大的叶片进口安放角有利于改善泵装置的吸入性能，同时有利于发挥诱导轮的功效．     

额济纳三角洲土地荒漠化预警分析

运用逆向因子修正法,在GIS的支持下,结合地下水的动态,研究额济纳三角洲土地的现状生产潜力和3种分水方案下2015年的生产潜力状况,分析了该地区在3种分水方案下土地荒漠化的发展趋势。结果表明,2015年,在狼心山来水2.5×10^8m^3/a的情况下,额济纳三角洲的土地生产潜力将大幅度下降,土地荒漠化问题将继续加重;在狼心山来水5×10^8m^3/a的情况下,额济纳三角洲基本上可以保持现状,不进一步发生荒漠化;在狼心山来水7.5×10^8m^3/a的情况下,额济纳三角洲的土地生产潜力将有较大幅度的提高,荒漠化现象将得到抑制。该结果可为整个黑河流域合理的发展规划和额济纳三角洲的良好发展提供理论依据。     

覆膜和露地旱作春玉米生长与蒸散动态比较

利用土壤水分传感器、微型蒸渗仪与涡度相关系统,连续监测覆膜和露地春玉米田土壤水分、蒸发和农田蒸散,分析春玉米田蒸散与土壤蒸发变化规律,探讨了覆膜玉米高产节水增效的机理。结果表明:与露地相比,覆膜的表层土壤温度和体积含水率分别提高4.9%和19.5%。覆膜、露地处理玉米出苗率分别为99.0%和80.0%,其差异为显著水平,覆膜提早春玉米各生育阶段平均为7d,全生育期缩短11d。生育前期、中期,覆膜的叶面积指数、株高和地上、地下干物质均显著高于露地的,播种一个月后差异最大,分别高110.2%、13.5%、42.9%和12.7%。玉米拔节期前(6月前)和8月后至玉米成熟,覆膜的农田蒸散量分别比露地的低6.8%和0.4%,但6-8月覆膜的比露地的高5.1%。全生育期覆膜的农田蒸散量为376.2mm,降低了6.0%,且土壤蒸发降低了57.7%。最终单株平均果穗质量、生物量差异不显著。但是,由于覆膜显著提高了出苗率从而增加了单位面积生物产量和经济产量,增幅分别为23.7%和15.3%。同时,覆膜作物水分利用效率提高了22.6%,达到31.3kg/(hm2·mm)。可见,覆膜能显著降低土壤蒸发和农田总蒸散量;保水增温促出苗,提前玉米各生育期;生育中期日蒸散量和干物质积累速率较高;最终显著提高单位面积生物产量和经济产量以及作物水分利用效率。     

灯泡式贯流泵空化流的数值研究和性能预测

采用RNG k-ε湍流模型、完全空化模型对低扬程灯泡式贯流模型泵设计工况下的空化流动进行全流道数值计算,并预测其汽蚀性能曲线.选择包括空化开始出现、临界汽蚀余量点、空化严重时6个工况比较分析贯流泵内部空化流动的发展情况.计算获得了不同汽蚀余量时灯泡式贯流模型泵叶轮叶片吸力面静压、气体体积分数分布以及不同轴截面上的气体体积分数分布.计算结果表明:在给定的计算流量条件下,空化发生初期,空化发生在叶轮叶片吸力面的进口边,随着有效汽蚀余量的降低,预测了叶轮流道内的空化区域的演变,这些现象将会影响贯流泵的能量特性;在给定流量的其他空化条件下,当汽蚀余量为0.81 m时,Z=-20 mm横截面上的气体体积分数超过10%的区域占据了Z=-20 mm横截面进口流道的1/3,此时大量气泡严重堵塞叶轮流道.该灯泡式贯流泵空化流动的所有计算成果都可以被用来优化贯流泵的水力与结构设计.     

锅炉循环泵的泵壳改型与应力安全分析

为降低生产成本,通过采用铸造生产代替锻造生产并且减小半球形压水室内径的措施对一种现有的锅炉循环泵的泵壳进行改型.采用Ansys Mechanical软件,参照ASME标准第Ⅷ-2卷,疲劳计算应用一般迈内尔(Miner)准则和雨流计算法,计算4种泵壳的静态强度使用系数和低循环疲劳使用系数.结果表明:4种泵壳的静态强度使用系数和低循环疲劳使用系数均小于1;内径减小至0.875倍时,最大静态强度使用系数减小了7%,最大低循环疲劳系数减小了84%;壁厚增大至1.375倍时,最大静态强度使用系数减小了16.3%,最大低循环疲劳系数增大了221.4%.说明选用铸造材料代替锻造材料是应力安全的;小内径可提高静态强度性能,并显著提高低循环疲劳性能;大壁厚可显著提高静态强度性能和降低低循环疲劳性能.     

叶片式混输泵非定常流动的数值模拟

为了加深对叶片式混输泵内相态分离和气体局部聚集现象形成机制的认识,在细泡状流动假设下,基于双流体模型对叶片式混输泵在进口含气率为15%条件下的气液两相输运过程进行非定常CFD模拟.计算中,湍流模型采用SST模型,相间作用力考虑了阻力和附加质量力,初始流场根据纯水工况的稳态计算解给定.对该含气率下的5个流量工况进行了计算,并以其中的最优工况为例分析了输运过程中两相流场的分布及其随时间的演变,探讨了非定常过程中扬程的计算方法及变化特点.结果表明:由于两相所受离心力不同,输运过程中气相主要分布于轮毂面附近;受流道形状变化和叶轮旋转的影响,叶轮进口区容易促发气团的形成,是气团形成的起始位置.输运过程中含气率场和压强场将出现波动,进而导致扬程值的大幅振荡,影响混输泵运行的稳定.通过对比扬程特性的计算和试验结果,说明了所用数值模型和方法的基本可靠性.     

基于特征线方程N—S方程非增量型分离算法

为克服传统有限元方法求解流场时由于对流项占优而引起的求解振荡和基函数选择困难的问题,推导了基于特征线方程的粘性不可压N-S方程的增量型和非增量型分离算法的公式及求解步骤,并讨论了两者的Babuska-Brezzi条件.沿着特征线方向,N-S方程的对流项消失,方程矩阵是自伴随矩阵,可以自动满足有限单元法中能量泛函最小的要求,并可以给出合理的粘性耗散项.动量方程的求解采用非增量型分离算法,压力和速度可以采用任意阶次的插值函数,离散后的方程自动满足Babuska-Brezzi条件.为验证算法的可靠性,采用T3P3空间等阶次U-p单元计算了方柱绕流.结果表明：基于特征线方程的非增量型分离算法可以很好地应用于粘性不可压流场的计算,与目前流行的其它方法相比,该算法有明显的优势.