浸没式膜生物反应器内膜面传质特性实验

应用粒子图像测速(PIV)技术测试膜面附近的气液两相流动力学特性,在6种不同曝气强度条件下,测试得到膜面附近的液相流场数据,并计算得到膜面传质系数、浓差极化边界层厚度以及膜面切向应力等膜面传质特性参数。结果表明,曝气强度和液相速度对膜面传质特性的影响较大,在一定范围内增加曝气强度可以使得膜面传质特性加强。本文的研究结果为膜生物反应器系统的优化设计提供了研究经验和实验数据。     

针阀关闭时刻柴油机喷孔内瞬态流场的数值模拟

基于开源软件OpenFOAM定义两种连续的网格运动使针阀完全关闭,分三步数值模拟针阀关闭时刻喷孔内的瞬态流场。发现在某些喷油条件下压力室内有气泡形成,这与Jollet实验结果基本吻合。通过对针阀关闭后喷孔内流场的分析,阐述该气泡的形成过程。进一步分析喷孔直径、喷油压力对气泡形成的影响,结果表明当孔径增大到0.4mm时,喷孔内有气泡形成;在30~100MPa喷油压力范围内,随着喷油压力的提高,喷孔3中的气泡体积先增大后趋于稳定。     

降雨和地形因子对黑土坡面土壤侵蚀过程的影响

通过室内模拟降雨试验,研究降雨强度和地形因子(坡度和坡长)对黑土区坡面土壤侵蚀过程的影响。试验处理包括2个降雨强度(50、100mm/h),2个坡度(5°、10°),2个坡长(5、10m)。结果表明:不同试验处理条件下,当降雨强度由50mm/h增加到100mm/h,坡面径流量增加1.4~12.4倍;当坡长由5m增加到10m,坡面径流量增加0.1~3.1倍;坡度对坡面径流量的影响较复杂,受降雨强度和坡长的综合影响。降雨强度、坡度和坡长皆对坡面侵蚀量有重要影响。当降雨强度由50mm/h增加到100mm/h时,坡面侵蚀量增加4.2倍;当坡度由5°增加到10°时,侵蚀量增加0.4倍;当坡长由5m增加到10m时,侵蚀量增加0.5倍,表明降雨强度增加对黑土区坡面侵蚀量影响最大。而当降雨强度、坡度和坡长均增大时,坡面侵蚀量增加18.0倍,说明这3个因素交互作用对坡面侵蚀的影响远大于各因素的单独影响或2个因素交互作用的影响。坡面径流量与降雨强度的关系最密切,其次是降雨强度-坡长交互作用和降雨强度-坡度-坡长交互作用;坡面侵蚀量与降雨强度-坡度-坡长交互作用的相关关系最显著,其次是降雨强度和降雨强度-坡长交互作用。分别建立了坡面径流量和侵蚀量与降雨强度、坡度和坡长的经验关系式。     

基于旋转圆盘的雾化装置设计及试验研究

基于开尔文-亥姆霍兹和瑞利-泰勒不稳定性,设计了一种新型旋转圆盘雾化装置,并通过ANSYS workbench软件对装置进行了有限元强度校核; 基于高速阴影成像技术以及MATLAB图像处理技术对装置进行了雾化试验研究.结果表明:装置的最大变形处位于圆盘上,而装置的应力主要集中在装置的连接处,最大应力为13.6 MPa,远小于材料的屈服强度; 给定泵流量为640 L/h,圆盘转速在200~800 r/min的试验条件下,圆盘的液柱效应和液膜厚度明显减小,同时各转速下的液滴平均粒径从1 240 μm减小为688 μm,这表明装置雾化的效果随着转速的提升而显著的提升.研究结果为雾化装置的进一步优化设计提供了参考依据.     

U形渠道水流紊动特性试验研究

在U形混凝土明渠内,采用声学多普勒点式流速仪(Vectrino)测量了不同流量下的瞬时流速,对明渠水流紊动的准周期、频率等水流紊动特性进行了定量的描述,对紊动强度、雷诺应力进行了较深入的分析计算。试验分析结果表明:①水流脉动具有大小不同的准周期。②水流瞬时流速概率分布近似符合正态分布。③各垂线纵向、垂向紊动强度自渠底向水面先减小后增大,横向紊动强度变化幅度较小。④纵向与横向雷诺切应力在y/h0.5范围内近似为直线,y/h0.5区域内近似为三角形分布。     

水肥一体化膜下滴灌水肥及速效氮分布特征研究

【目的】提高水肥一体化条件下水肥利用率。【方法】通过不同流量膜下滴灌水肥入渗试验,研究了滴灌结束时及再分布后的土壤含水率、电导率运移规律,并测定氮素在土壤中的动态分布特性。【结果】(1)滴灌结束时,各滴头流量下土壤含水率随着离滴头距离的增大而减小,流量为2 L/h的土壤含水率、电导率在垂直方向运移距离大于流量为3、4 L/h的;再分布后,不同滴头流量下土壤含水率的分布差异不大,流量2 L/h与流量为3、4 L/h的土壤电导率集中分布在不同区域,流量为3、4 L/h的土壤电导率在土体内主要分布区域相近。(2)不同滴头流量下土壤铵态氮质量分数随时间的延长逐渐减小,土壤硝态氮质量分数则表现为相反的变化趋势;土壤铵态氮质量分数在径向和垂向上随着离滴头距离的增大而减小。24 h土壤硝态氮质量分数在径向和垂向上随着离滴头距离增大而增大,72 h后呈减小的趋势。【结论】滴灌后不同流量下土壤电导率集中分布区域不同,土壤氮素随时间呈动态变化,可根据作物生长特点选择合适的滴头流量,制定合理的施肥时间。     

雨型对东北典型黑土区顺坡垄作坡面土壤侵蚀的影响

基于人工模拟降雨试验,研究了雨型对东北黑土区顺坡垄作坡面土壤侵蚀的影响。根据典型黑土区侵蚀性降雨标准及雨型特征,试验设计了总降雨量相同(降雨量为87.5 mm)的5种不同雨型,即增强型(降雨过程中降雨强度分布为50-75-100-125 mm/h)、减弱型(降雨过程中降雨强度分布为125-100-75-50 mm/h)、峰值型(降雨过程中降雨强度分布为50-75-100-125-100-75-50 mm/h)、谷值型(降雨过程中降雨强度分布为100-75-50-75-100 mm/h)和均匀型(降雨过程中降雨强度保持75 mm/h不变),以及1个坡度(即顺坡垄作改横坡垄作的临界坡度5°)。结果表明,受前期预降雨的影响,各雨型处理的顺坡垄作坡面径流量差异较小,但坡面侵蚀量存在明显差异,其中峰值型雨型引起的坡面侵蚀量最大,分别是谷值型、减弱型、均匀型和增强型雨型处理下的1.20、1.63、1.78、1.80倍。引起侵蚀量较大的雨型(峰值型、谷值型和减弱型)在典型黑土区天然降雨中出现频次超过70%,这可能是该区夏季顺坡垄作坡面侵蚀作用强烈的重要原因之一。同一降雨强度在不同雨型中出现的时序不同,其产生的径流量和侵蚀量对总径流量和总侵蚀量的贡献率也不相同。除125 mm/h外,同一降雨强度出现在起始阶段产生的侵蚀量对坡面总侵蚀量的贡献率显著大于其出现在其他阶段对坡面总侵蚀量的贡献率。     

湍流发生器中气泡水平向心运动试验

通过理论分析和试验测量,研究气泡在湍流发生器中的气液两相流运动特征.通过简化气泡在旋转流场中的运动,分析气泡在湍流发生器中的受力情况,推导气泡在运动过程中的速度以及运动轨迹方程,分析了气泡运动的动力学特性.搭建了一套可视化两相流测试平台,采用高速摄影技术拍摄气泡在湍流发生器中的运动图像序列.编制图像处理程序,追踪目标气泡,获取气泡特征参数,得到了直径分别为0.8,1.5,1.9 mm气泡在湍流发生器中不同转速(80,130,200r/min)下的瞬态运动轨迹.研究结果表明:水平运动过程中,气泡的径向位置与其转过的角度成自然指数函数关系,且随着气泡的直径和旋转角速度的增加而迅速减小;湍流发生器旋转速度的增大有利于气泡的加速向心运动;直径较大的气泡率先到达旋转轴面.试验结果与理论分析结果基本吻合,获得了影响湍流发生器中气泡向心运动的关键因素,为进一步的研究提供参考.     

软体沼气工程聚乙烯土工膜技术性能与成本分析

该研究以软体沼气工程聚乙烯土工膜为研究对象,对其技术性能和产品成本进行比对分析,以期为软体沼气工程膜材料提供理论参考与建议。研究材料为工程上常用的1.0~2.0 mm厚度的普通高密度聚乙烯土工膜(GH-1)、环保用光面高密度聚乙烯土工膜(GH-2S)、环保用单/双糙面高密度聚乙烯土工膜(GH-2T)和低密度聚乙烯土工膜(GL-1)。研究结果表明,2.0 mm厚度的不同型号土工膜材料成本是1.0 mm厚度土工膜的1.6~2.0倍;膜拉伸屈服强度以GH-2T为最高,而膜拉伸断裂强度和平均抗穿刺强度则以GH-2S为最高;膜的厚度与膜的抗老化、抗紫外线及使用年限无显著相关性。综合分析认为,高密度聚乙烯土工膜GH-2S材料成本适中,在抗拉伸性能、抗穿刺强度、抗紫外线和抗老化能力及使用年限方面具有不同程度的优势,可为软体沼气工程首选膜材料。     

微咸水滴灌对土壤盐分及棉花产量影响的试验研究

为了确定微咸水膜下滴灌棉花适宜的灌水量和利用方式,通过测坑试验探讨了微咸水膜下滴灌灌水量以及利用方式对棉花根层土壤盐分及产量的影响,结果表明：微咸水膜下滴灌灌水量为525.00~675.00 mm时棉花根层周围盐分积累较少,灌水量为475.00~564.29 mm时棉花产量较高;比起采用3.00 g/L的微咸水直接灌溉,1.08 g/L的微咸水直接灌溉时根系层土壤积盐范围较小且棉花产量较高,其次为1.08 g/L与3.00 g/L的微咸水轮灌。最后综合考虑确定出微咸水膜下滴灌棉花适宜的灌水量范围为525.00~564.29 mm,在淡水资源比较缺乏或没有淡水资源而微咸水资源较丰富的地区,可以考虑采用低矿化度的微咸水直接灌溉或将低矿化度与高矿化度的微咸水进行轮灌。     

一种新型微灌技术——微灌地膜

本文介绍了微灌地膜的基本性能、结构型式、并通过水力性能的测试，分析了微孔出流流量q与工作水头H的关系，探讨了微灌地膜毛管的水力计算公式，对毛管水流流态进行了分析，可供微灌地膜设计和进一步研究参考。     

薄膜阀

薄膜阀是专为渠道塑膜加混凝土薄板防渗衬砌设计的,具有逆止特性的排水(气)阀。通过水工模型试验及黄材水库沙河干渠刁子潭渠段的实际运用,证明该阀具有动作灵敏、排水(气)流量大、逆止性能好、构造简单、施工方便、造价低廉、检修方便等优点,可有效地排除渠道外水(气)压力,保持衬砌的稳定和安全。     

沼气储气膜与普通PVC膜材对甲烷气体透过性试验研究

大中型沼气工程中,沼气储存环节能有效平衡产气、用气,在整个生产过程中占有重要地位.近年来,随着膜材生产技术水平的提高,膜结构储气装置在沼气工程中也得到了日益广泛的运用.本次试验对沼气专用储气膜 和普通PVC两类膜材的甲烷气体透气性进行了测试.结果表明:相对于普通PVC膜材,沼气专用储气膜具有更加优越的甲烷气密性,更适用于沼气储存环节,也在一定程度上为沼气膜透气性能的研究提供了理论和试验依据.     

废水处理中的膜生物反应器

膜生物反应器是一种传统活性污泥法的改进技术，本文介绍了膜生物反应器及其现有结构形式，并对影响反应器的因素作了归纳，最后对反应器的应用进行了简单介绍。     

残膜回收机械推广探讨

分析废旧残膜污染对新疆地区的危害现状，探讨残膜机械回收技术的主要内容、工艺流程及相关配套机具，根据新疆地区的生产实际，从农艺及回收机具2方面，提出理清残膜的合理有效方案，为缓解哈密地区的农膜污染提供有益借鉴。     

薄膜温室结构非线性分析

以薄膜温室为研究对象,利用结构力学方法简化温室结构得到分析模型,利用有限元软件ANSYS对其进行仿真.将薄膜和骨架看作一体,薄膜有明显的几何非线性,使温室具有非线性特征.分析结果得到温室在不同载荷下的应力分布和最大位移,为温室整体结构的设计提供了理论依据.     

渠道膜料防渗的有关技术问题

渠道膜料防渗在我国广泛应用,并已取得丰富的经验和显著的社会效益。文章根据调查了解和收集到的有关资料,对渠道膜料防渗的有关技术问题提出了探讨性意见,供在设计和施工膜料防渗渠道时参考。     

计算流体动力学在膜技术中的应用

膜技术广泛的应用于水处理过程中，而膜污染和浓差极化限制了它的推广应用。计算流体动力学的应用在减轻膜污染与浓差极化方面起到了非常显著的作用，本文论述了计算流体动力学技术在膜处理中强化传质、降低能耗方面的应用、膜组件几何形状的优化、描述膜处理过程中所应用的数学模型的发展以及有待进一步解决的主要问题。     

膜下滴灌技术的应用

膜下滴灌技术实现了覆膜种植与滴灌的有机结合,为农业抗旱保产提供技术选择,并在辽宁西部干旱地区得到一定范围的应用。介绍膜下滴灌的技术内容及其系统构成,分析该技术的优点,并结合在阜蒙县的应用验证该技术效果,提出推广建议。     

棉花覆膜播种机主要部件的设计

针对我国棉花机械化种植发展现状,设计了一种棉花覆膜播种机.同时,分析了棉花覆膜播种机的结构和工作原理,重点对其主要部件进行了设计计算,确定了主要结构.棉花覆膜播种机主要由开沟器、施肥装置、播种装置和覆土装置组成,可以实现棉花播种过程中的开沟、施肥、播种、覆膜、覆土等作业的一次性完成.其工作可靠、生产率高,可为进一步研究棉花覆膜播种机提供依据.