土工织物导流工程的应用与试验研究

土工织物导流工程应实际工程的需要而产生,在软基河流上运用土工织物导流,需要根据其特点来设计和施工。本文概述了土工织物导流工程的设计要点和施工工艺,并提出了防老化措施。     

土工织物在加固软土地基上的应用

利用土工织物加固软土地基是近年来发展的一种地基处理方法。文章结合福清过桥山围垦工程这一工程实例，通过对地基的稳定和变形分析，探讨了土工织物垫层的加筋作用及效果。     

采用土工织物过滤的河床取水井

为了扩大土工织物的应用领域，介绍了利用河床凸岸的砂卵石冲积层作为滤料，采用土工织物起隔离保砂作用，使原河水通过滤层得到净化的河床取水井，并阐明了供水工艺流程，取水井的特点与构造，土工织物的设计，引水管和取水井渗流量的分析计算及技术经济比较。     

利用土工织物的作用营造水利工程生态环境

随着国家对农村水利工程的大力投入,随处可见硬化的灌溉沟渠。建设过程中,在注重水利设施稳固,方便灌溉排水的同时,却忽视了水土保持,水资源的治理以及生态环境的保护。论述了利用土工织物的过滤透水和防护等作用,将水利工程硬化层设计成植被(或水生植被)、土与土工织物复合层的方法,不仅结构具有强大的韧性和稳定性,而且还有利于植被和水生物的生长,起到保护水利工程安全稳定,营造水利工程生态环境,催生良好气候环境形成的作用。     

基于极限保土理论的排水板反滤层试验研究

分析了当前塑料排水板反滤层基本设计方法"保土性满足,透水性不足,容易淤堵"的局限性.根据土颗粒成拱结构的三维模拟试验得出极限保土理论,提出针对吹填工程,为满足迅速排水固结的需求,可选择接近极限保土情况的土工反滤层孔径.应用该理论解决了洞庭湖区吹填工程滤布孔径选择问题,通过梯度比试验对反滤系统的稳定性进行分析,验证了所选孔径的正确性和有效性.     

简易多孔管微喷灌在蔬菜地的应用

简易多孔管微喷灌在蔬菜地的应用情况表明 ,该技术具有投资少 ,使用管理方便 ,节能 ,增产增效的优点 ,是值得大力推广的节水灌溉工程措施。介绍了简易多孔管微喷灌的组成及其技术要点 ,并对其运行效果进行了分析。     

天然与人工滤层对渗管出水的影响

为了探究天然河床砂厚度对渗管取水工程出水量的影响,以及天然河床砂和人工反滤层的交互作用,通过物理模型试验,设置3种天然河床砂厚度、3种来流流量和不同水深,观测不同工况下渗管出水量的情况.根据试验结果进行回归分析.回归方程计算的出水量与试验值误差基本都在±5%以内,平均误差的绝对值仅为0.19%,较以往参考值算法更加精确;出水量的改变与天然河床砂渗透系数和人工反滤层渗透系数的大小有关,当天然河床砂的渗透系数小于人工反滤层最小渗透系数时,渗管出水量随着天然河床砂厚度的增加而减小;反之,则随着天然河床砂厚度的增加而增加.反滤层渗透系数对渗管出水量的影响要大于水头高度对出水量的影响.回归方程的方法提高了渗管出水量计算的精度,可用于实际工程的指导,在渗管取水工程的设计中需考虑天然河床砂与人工反滤层之间的交互作用,根据天然河床砂的渗透系数与厚度合理选择人工反滤层.     

分段均匀出流低压多孔灌水管的研制初报

针对低压管道输水地面灌水技术田间灌溉水利用率过低的问题,考虑造价低廉、应用简便等因素,经反复试验摸索,研制成功了分段均匀出流的低压多孔泄流灌水管。本文综合介绍了有关水力计算等研制的初步成果,经现场测试表明,该灌水管灌水均匀,可大大提高灌水的田间有效利用率。     

土壤渗透系数各向异性对我国西南山区小流域产汇流过程的影响研究

土壤渗透系数各向异性在自然界中广泛存在,但当前大多数研究中没有考虑其对产汇流过程的影响.选取四川省都江堰市的山区小流域碱坪沟为研究区域,利用基于物理概念的模型(InHM)模拟了考虑土壤渗透系数各向异性条件下的降雨径流过程.研究结果表明,土壤渗透系数各向异性对流域产汇流过程有着显著影响.随着各向异性比(Kr)的增加,洪峰...     

负压输水光滑管道水力摩擦系数的试验研究

为了研究虹吸进流在某些输水工程改造中取得显著效果的内在机理,通过在实验室内进行复杂起伏管路的局部窝气/没窝气情况下阻力特性试验,并对试验管道(DN50有机玻璃管)的水力摩擦系数进行了试验预估,得到了比基于穆迪图估算更低的数值.为了排除该复杂管路中诸多弯头、球阀等部件对试验结果的干扰,重新搭建了一套前端带有虹吸负压整流装置的简单直管系统,对负压情况下的圆管流动水力摩擦系数进行了试验研究.管道为透明有机玻璃,可视为水力光滑管道.通过测量直管上两相距18.4 m的侧压点,在不同流量下的得到其水力摩擦系数,测试不仅获得比先前学者更低的水力摩擦系数,而且随雷诺数变化表现出一种新的趋势,由此得出负压对管道流动有着重要的影响.     

立式轴流泵等圆出水管内流场试验

采用五孔探针对轴流泵圆形出水室和出水管内流场进行详细测试,研究了后导叶出流环量、泵轴旋转诱导和出水弯管二次流对流态的影响,分析流场形成机理,揭示流动规律．结果表明：后导叶出流环量较大,旋转方向与叶轮相同,泵轴对附近水体有明显的诱导作用,泵轴附近环量明显增大,出水室和出水管内的环量沿流程逐渐衰减,但衰减速度渐慢,整个出水管内水流都具有一定的环量．出水管内为复杂的螺旋流,断面轴向流速和周向流速分布不均匀、不对称,轴向均匀流和对称流的常规假定与实际不符．研究成果对轴流泵装置的优化水力设计,提高泵装置效率有重大意义．     

大尺寸固体颗粒提升过程中管道内的固液两相流动特征

为了研究不同性质的大颗粒固液两相流对深海采矿输送系统的影响,应用商用计算流体力学软件STAR-CCM+中的离散单元法(DEM),对垂直管道内不同工况时的流动特征进行了数值分析.研究结果表明:在输送含有不同粒径颗粒的固液两相流时,颗粒的平均速度随着颗粒直径的增大而下降;随着中间尺寸颗粒(d_p=15.0 mm)体积比的增大,颗粒的平均速度降低,大颗粒的滑移速度降低,小颗粒的滑移速度升高;大颗粒趋向液体速度较低的区域聚集,而小颗粒趋向液体速度较高的区域聚集.在输送含有不同形状颗粒的固液两相流时,当颗粒的形状系数减小时,颗粒的平均速度先降低后增大,颗粒的滑移速度先增加后下降;相比于球形颗粒,形状系数较小的颗粒受到的壁面效应更加严重,更容易在壁面附近发生速度骤降;球形颗粒(颗粒的形状系数为1.0)的平均速度最高,平均滑移速度最低,颗粒速度沿管道径向的分布最为均匀.     

扬州沿运灌区暗管排水土工布外包滤料的水力性能试验研究

农田暗管排水系统建设是提高农业机械化作业效率的有效措施之一.土工布作为排水暗管外包滤料时,需要具有良好的透水性能和抗淤堵能力.文中以扬州段沿运灌区为例,针对当地土壤中粉粒含量较高,土工布外包滤料筛选困难等实际问题,参考相关技术准则,选用2种开孔率和厚度不同的土工布进行了水力渗透试验,并与传统的河砂反滤材料进行了对比,筛选出适合当地土壤的土工布外包材料.研究结果显示,所选用的2种土工布透水性能存在较大差异,其中厚度较大(0.41 mm)、孔径较小(180 μm)的土工布A的透水性能较好,渗透系数为初始值的54.1%,高于河砂滤层的46.1%,而厚度为0.35 mm、孔径为227 μm的土工布B渗透系数仅为初始值的30.2%.相比于土工布B,土工布A具有更好的抗淤堵能力,长期使用后淤堵率比土工布B低16%.通过对土工布表面形成的、透水性较低的滤饼分析发现,土工布B不但自身发生了较大程度淤堵,其表面形成的滤饼较为密实,是影响其渗透性能的直接原因.     

外包滤料对暗管排水与土壤脱盐效果的影响

为了探究不同外包滤料条件下的暗管排水性能和土壤脱盐效果,基于室内试验研究成果,在田间设置4种暗管排水系统(各系统中暗管埋深均为80 cm,间距均为20 m),所用外包滤料分别为68 g/m²土工布(L)、砂滤料(S)、68 g/m²土工布+砂滤料(LS)和无外包滤料(W),以当地常规明沟排水(CK)作为对照,通过田间试验分析了春灌过程中各暗管系统的排水性能指标及土壤脱盐效率.结果表明:相比处理W,处理L,S和LS平均排水速率提升了7.44%,12.55%和15.75%,平均流量衰减度降低4.07%;处理S和LS累积排水量提高了5.11%和8.31%(P<0.05).各暗管处理春灌后平均土壤脱盐率均达47%以上,较CK提升显著,其中处理LS效果最优,为50.94%.综上,应优先选择处理LS作为河套灌区暗管排水系统外包滤料布设方案.该研究结果可为河套灌区暗管排盐技术的推广应用提供理论支撑和科学指导.     

Numerical study on two-phase flow in horizontal pipe

Two-phase flow in a horizontal pipe was investigated by using numerical and experimental visualization methods.A horizontal pipe was built for qualitative and quantitative flow visualization.The length of horizontal pipe flow system was 9.5 m and the inner diameter was 51 mm.High-speed video method was used for the qualitative visualization and PIV method was applied for the quantitative visua-lization.The same geometry model was used for the numerical study.Three flow regimes including stratified flow,elongated bubble and slug flow field were generated and visualized by using numerical and experimental methods.The results show that the numerical simulation results are qualitatively si-milar to that of the experimental results.In addition,more quantitative results can be analyzed by numerical method.Development and decay process of slug flow was investigated,showing that the decay of slug heavily depends on the magnitude of nose velocity and its lasting time.It can also be found that the liquid superficial velocity plays a significant role in affecting the slug frequency.When keeping the gas superficial velocity constant,the frequency will increase with the liquid superficial velocity.     

混流泵内部流动的试验研究

混流泵叶轮内流动性能直接影响整台泵的外部性能.为了探讨混流泵叶轮内部的流动机理,设计了透明蜗壳,加工了1套半开式混流叶轮,建立了混流泵试验系统并利用PIV对其在不同流量工况下叶轮内部的流动性能进行了试验测试.通过对叶轮流道内的时均相对速度分析后发现,在设计流量工况下压力面附近相对速度从进口到出口先减小后增大,吸力面附近的相对速度先增大后逐渐减小.在叶轮出口处沿叶片高度方向的相对速度靠近压力面附近变化不大,靠近吸力面附近从叶根到叶顶逐渐降低,相对流速最小值出现在吸力面叶顶附近.在小流量工况下,流道中部叶高截面至叶顶的区域内会出现回流现象.同时还研究了不对称形状的蜗壳对叶轮内部流动的影响,对叶轮相对蜗壳不同位置流道内的流动进行了测试,发现相对蜗壳不同位置流道内的相对流速的分布趋势基本相同.     

自清洗网式过滤器水力性能试验

通过清水试验和浑水试验对自清洗网式过滤器的水力性能进行了试验研究．清水试验主要研究过滤器的局部水头损失随不同进口流量(0～230 m3／h)的变化情况．浑水试验分别对过滤器的过滤状态和排污状态进行研究:过滤状态主要研究在最大进水流量(230 m3／h)下改变不同进水含沙量时的局部水头损失变化,以及在保持相同进水含沙量(019 g／L)下改变不同进水流量时的局部水头损失变化;排污状态重点研究在不同预设压差值下最佳排污时间的变化规律．试验结果表明:对于清水过滤,进水口流量值在0～140 m3／h变化时,对应的过滤器初始局部水头损失变化缓慢;当流量在140～230 m3／h时,局部水头损失增加较快,并拟合出水头损失经验公式．对于浑水过滤,改变不同进水含沙量值,局部水头损失均在6～7 m出现拐点,之后迅速增大,确定其预设排污压差值为007 MPa;排污过程中,当排污时间达到20 s时,排污管出水含沙量趋于稳定,排污效果较好,确定其最佳排污时间段为20～30 s．     

基于Flowmaster的不同阀门开度对供水管网优化

为了进一步提高供水管网的优化性能,利用 Flowmaster仿真软件,给出了管道、闸阀、阀门开度控制器等原件的建模过程,研究了阀门在不同程度下开启度对优化供水管网系统的影响,并建立多组对比模型参数进行仿真且着重分析了在阀门不同开启度下系统中管道阻力系数的变化.首先以流体管路系统为研究对象,对系统整体进行建模,其次对闸阀、管道的阻力损失规律进行优化分析,最后针对不同供水工况分别探究了阀门开启度对管道阻力损失的影响,得出最佳阀门开启度.结果表明,当供水管网系统分别处于大、小流量运行工况时,此时应根据用户实际用水需求量、阀门阻力系数、管道损失系数等方面因素综合调节各阀门开度,从而可以适当降低管网中的水力阻力损失,优化供水管网系统.