两相流水沙分离鳃流场的PIV测试及分析

利用粒子图像测速技术,测试了两种工况下垂向异重流式水沙分离鳃中水沙两相流的速度场,给出了分离鳃内泥沙运动的流速矢量分布图、流速云图及三维流场分布图.对测试结果的分析表明,分离鳃内部形成了泥沙沿鳃片上表面向下运动,清水沿鳃片下表面向上运动的垂向异重流现象,加速了泥沙的下沉.此分析结果与实际观察现象及理论分析一致,进一步探明了分离鳃的水沙分离机理.     

垂向异重流式水沙分离鳃鳃片型式对水沙分离的影响研究

分别利用加单排鳃片和加双排鳃片垂向异重流式水沙分离鳃模型在含沙浓度为8%,10%,12%,15%,18%,20%的水中进行泥沙沉降的对比试验.通过试验对比分析,证明两种不同鳃片布置方式的垂向异重流式水沙分离鳃中的泥沙沉降速度规律基本一致,由加速下沉和减速下沉两个阶段组成,且两阶段历时基本相同.两种鳃片布置方式的分离鳃中水沙分离效果基本相当.     

垂向异重流式水沙分离鳃鳃片间距对水沙分离的影响研究

通过改变垂向异重流式水沙分离鳃中鳃片间间距以及鳃片与分离鳃纵向侧壁的间距,利用不同含沙浓度的水在垂向异重流式水沙分离鳃中进行泥沙的沉降实验.对实验中泥沙在两种不同鳃片间距的分离鳃中的沉降现象进行比较分析,确定了鳃片间间距越小,水沙分离效果越好;鳃片与侧壁间距越小,水沙分离效果越好,但太小又可能会造成泥沙淤积,不易清除.     

垂向异重流式分离鳃在动水中的集成试验研究

通过集成垂向异重流式混合流体水沙分离鳃的动水沉降试验,分析了沉淀时间、进流速度与溢流浓度的关系,并对溢流液体进行了颗分试验。试验表明,通过控制进流速度,可以调节溢流浓度的大小。动水沉降试验在一定程度上可以达到泥沙在静水沉降时的效果,对加速水沙分离的效果明显。     

大口黑鲈和蓝鳃太阳鱼鳃结构的扫描电镜观察

应用扫描电镜对大口黑鲈Micropterus salmoides和蓝鳃太阳鱼Lepomis macrochirus鳃的表面微细结构进行了观察。结果表明：大口黑鲈和蓝鳃太阳鱼鳃的表面结构和微细结构与其它硬骨鱼类基本相似,鳃弓和鳃耙表面被具环形微嵴的上皮细胞所覆盖,表面观凹凸不平;大口黑鲈鳃耙的尖齿直径和长度分别为蓝鳃太阳鱼鳃耙的3.4-3.8倍和2.1-3.8倍;两种鱼的鳃丝末端略为膨大呈勺状,鳃丝表面都具有规则或不规则分布的环形微嵴、沟、坑、孔等结构;大口黑鲈鳃丝之间的距离相对较大,蓝鳃太阳鱼的鳃丝间距离仅为大口黑鲈的83%-88%;大口黑鲈鳃小片的高度、厚度和片间距都大于蓝鳃太阳鱼。文中还比较探讨了大口黑鲈和蓝鳃太阳鱼的形态结构与其生理功能之间的关系。     

贝氏高原鳅鳃结构的观察

为了解贝氏高原鳅鳃的结构与其功能的关系,同时为其人工养殖积累基础资料,应用光学显微镜和扫描电镜对贝氏高原鳅(Trilophysa bleekeri)鳃的组织结构进行观察。结果表明,鳃耙短钝;鳃丝末端膨大;鳃小片互生排列在鳃丝两侧;鳃丝呼吸面上皮细胞薄,高度血管化;非呼吸面由上皮细胞彼此相连。氯细胞数量较少,多分布在鳃小片基部。表明,贝氏高原鳅的鳃表面形态结构与其呼吸作用、摄食作用等功能相适应。     

基于混合模型的管道输沙特性数值模拟研究

【目的】探索管道水沙两相流的流场结构和输沙特性,为进一步研究管道输沙过程中阻力损失随含沙量、流速等的变化规律奠定基础。【方法】采用多相流混合模型和标准k-ε湍流模型,利用管道清水层流和湍流流场模拟,验证所选模型的可行性,并将模拟得到的管道流场以及阻力情况与实测值和计算值进行对比,确定模型参数,进一步结合小浪底水库现场管道抽沙试验,对管道流量(Q)为620和950m3/h工况下含沙量(Cv)分别为3.74%,10.53%,22.64%,37.74%和45.28%的5种含沙水流进行数值模拟计算,并分析其流场结构和流速、含沙量的垂向分布等水力特性。【结果】根据模拟值与实测值以及计算值的综合对比情况,选定粗糙度0.6mm、粗糙常数0.6、入口湍流强度25%为参数组合来模拟分析管道含沙水流的流动特性,得到了5种含沙量工况下管道输沙过程中的水沙两相流分布和管道横断面的流速分布,以及5种含沙量下横断面流速的垂向分布和含沙量的垂向分布规律,具体表现为:在管道流量Q=620和Q=950m3/h时,管道中心断面水沙呈上小下大的悬移质分布形态,随着水流含沙量的增加,管道底部沙量逐渐增大,当含沙量增加至45.28%时,管道中的水沙几乎为稠密的沙浆,在垂向分布上管道含沙量出现顶部小而底部大的现象。另外,管道的断面流速呈现出顶部流速大而底部流速小的现象,且随着含沙量的增大,高流速区扩大且逐渐向管道顶部上移,与大流量工况相比,小流量时高流速区集中且上移明显。垂向流速分布不再呈对称分布而出现管道顶部大、底部小的分布形态,且随着含沙量增大,不对称性更加明显。【结论】多相流混合模型可用于管道输沙流场的模拟计算,模拟结果表明,挟沙水流极大地改变了管道清水流场时呈轴对称分布的流速形态,表现为管道顶部低含沙区流速大,底部高含沙区流速小,且含沙量越高,不对称性越显著;随着流速增大,水流挟沙能力大大提高,流速分布的不对称性显著降低。     

寄生虫性烂鳃和细菌性烂鳃的鱼病防治方法

烂鳃病是严重危害水产品种的一种主要病害命,主要对淡水鱼中的草鱼、青鱼和鳙鱼危害较为严重。烂鳃病从致病菌的来源可以将其分为寄生性烂鳃病和细菌性烂鳃病。饲养户在防治烂鳃病过程中,没有认真区分烂鳃病的致病原因,盲目防治,导致防治效果低下,严重的还会给养殖户造成严重的经济损失。基于此,该文主要结合实际情况,就寄生虫性烂鳃病和细菌性烂鳃病的防治方法进行了分析,希望通过本次研究对同行有所助益。     

鳜鳃的扫描电镜观察

应用扫描电镜对鳜Siniperca chuatsi鳃的表面形态结构进行了观察。结果表明:鳜鳃的表面结构和微细结构与其他硬骨鱼类基本相似,鳃弓和鳃丝表面分布有规则或不规则的微嵴结构,鳃小片表面凹凸不平,不存在微嵴结构;鳃弓着生在鳃耙的周围,有许多类似于小的鳃耙构成的区域;扫描电镜下能分辨出鳜鳃上的扁平上皮细胞、黏液细胞和泌氯细胞。鳃弓及鳃丝表面的扁平上皮细胞具有不规则分布的微嵴结构,且前者扁平上皮细胞间的界限清楚,而后者的界限模糊;鳃弓和鳃丝上的黏液细胞数量明显多于鳃小片;鳃小片基部有泌氯细胞分布,但数量很少。这些结构特点与其生理功能和生活习性密切相关。     

金枪鱼鳃的形态结构与氧供给特征研究进展

金枪鱼Thunnus是典型快速游泳的大型中上层硬骨鱼类,其游动时需要大量的氧供应,为金枪鱼的快速游泳提供能量。鳃作为金枪鱼气体交换的场所,是保证金枪鱼氧供应的重要器官,本文围绕金枪鱼适应快速游泳过程中鳃的结构与功能,梳理了鳃的形态、表面积、血流模式、水-血屏障厚度等结构及氧供给特征相关研究,综述了金枪鱼鳃应对快速水流冲击的结构适应(鳃的融合、钙化和鳃片层排列)及鳃的逆流交换特点,并针对金枪鱼鳃的形态结构与氧供给研究中存在的问题,从金枪鱼鳃的早期组织发育、细胞功能、适应性进化机制及鳃生理过程与环境因子间的关系等方面提出未来研究发展建议,以期为金枪鱼鳃分子机制研究提供科学参考。     

叶片式海流能发电装置的叶片流场仿真

为了解叶片形状对叶片式海流能发电装置流场分布的影响,以上海海洋大学研制的叶片式海流能发电装置为原型,采用FLUENT软件对7种不同形状的叶片进行了流场数值模拟,获得了不同形状叶片的速度云图及压力云图。通过比较分析不同形状叶片的外流场速度分布和压力分布情况可知,不同叶片形状对叶片式海流能发电装置外流场变化发展以及稳定运行具有一定作用。该流场分析结果充分证实了叶片形状的合理设计对实现海流能发电装置的受力情况和改善流场分布具有重要作用,并为后期装置的优化提供了可靠的理论参考依据。     

下吹气流速度对杂交水稻授粉分布的影响

利用吊扇模拟直升机产生下吹气流,设计下吹气流授粉试验装置,以花粉总量、花粉密度、花粉水平分布和垂直分布为评价指标,分析下吹气流速度对杂交水稻授粉花粉分布的影响。结果表明,花粉总量、花粉水平分布和垂直分布随着下吹气流速度的增大而增大。当下吹气流速度小于1.12 m/s时,花粉传播距离为0.42 m;当下吹气流速度为3.23 m/s时,花粉总量和分布范围较下吹气流速度为1.85 m/s时明显增加,花粉总量的增量为413粒,花粉有效分布面积率增长20.35%。     

基于CFD-EDM耦合的气吸式红枣捡拾机气力输送装置仿真分析

为明确气吸式红枣捡拾机气力输送装置的运动特性,开展了气力输送装置气固两相流的模拟研究。基于气固两相流理论,分别建立了计算流体模型与离散元模型,通过计算流体力学与离散单元法(computational fluid dynamics-discrete element method)耦合求解,对红枣从气力输送装置入口到出口的运动状态、颗粒分布和气流场分布进行仿真分析,通过仿真优化试验探究清选箱箱体的设计并试验验证。结果表明：①多数枣撞击拦枣栅和挡枣板后被排出,少数残留于箱体中,少部分被拦枣栅卡住或通过拦枣栅;②箱体的分离室与沉降室易产生涡流现象,增大能量损失,通过拦枣栅的平均流速为17.85 m·s^-1,气流轨迹混乱;③优化后箱体内部气流轨迹沿箱体路径运动并减少涡流现象发生,通过拦枣栅的平均流速减小为6 m·s^-1,可降低红枣因自身动能过大而造成损伤;④优化后箱体的拐角内径为200 mm、箱体入口高度为65 mm时结构最佳;⑤样机试验结果与仿真试验结果较接近。上述结果说明,采用CFD-EDM两相流耦合技术对气吸式红枣捡拾机气力输送装置仿真是可行的,且通过优化箱体结构缩短红枣在气力输送装置中的输送时间、提高样机工作效率,该研究结果可为气力式红枣收获机气力输送装置仿真与优化设计提供参考。     

海洋L形立管系统不稳定流简化计算模型

根据严重段塞流4个阶段的特点,针对L形立管系统不稳定流建立了一维准平衡态简化计算模型,其忽略摩阻和加速度的影响,立管中气相穿透过程应用漂移流模型。气相穿透、气液喷发阶段采用特征线方法求解,并引入气相密度偏移修正过程,能够对典型严重段塞流和液塞长度小于立管高度的过渡严重段塞流进行模拟。将模型计算结果与实验室结果以及其他文献的实验数据进行对比,结果表明模型能够对L形立管系统中的两相不稳定流动进行较准确的模拟。（图2,表3,参16）。     

基于打瓜力学特性的破碎装置研究与分析

[目的]设计新型打瓜破碎装置,对其关键零件主轴进行强度校核.[方法]通过对打瓜进行压缩试验,研究打瓜的机械特性,得出打瓜的弹性模量,运用有限元分析法建立打瓜的力学特性有限元模型,并使用有限元分析软件对破碎装置的关键零件进行模拟强度校核.[结果]通过试验,得出打瓜的强度极限为1 310N,平均弹性模量为5.05×106 Pa,密度为910 kg/m3,有限元分析结果与试验数据基本吻合,建立的打瓜力学有限元模型可用于分析打瓜的破碎机理.[结论]新型打瓜破碎装置主轴经校核满足强度要求.     

两相流分离鳃泥沙下沉通道宽度对水沙分离影响的试验研究

通过设定两相流分离鳃不同泥沙下沉通道宽度,对含沙水流进行泥沙沉降试验.结果表明,分离鳃的最小泥沙下沉通道宽度为1 mm,否则泥沙将会发生淤堵.在通道宽度在2～5 mm时,随着通道宽度的增加,泥沙沉速加快;当通道宽度＞5 mm时,随着通道宽度的增加,泥沙沉速变化不大.     

正、反转旋耕刀性能分析及切土扭矩比较试验

通过建立适当的坐标系，把，正，反转旋耕刀的运动统一起来，用同一个方程表示，二只是在不同的切土范围内工作，用这种方法对正，反转旋耕刀的不同特性进行了分析比较，可知在同样结构参数和运动参数条件下，反转旋耕刀能以较低的转速获得较高的切削速度，对I S225，ⅡS225和T140三种正，反转旋耕刀进行了单刀切土扭矩对比试验，结果表明，在旋耕速度比值较大，切土角变化的影响较小时，反转旋耕刀的切土扭矩小于正转旋耕刀，但切土角对旋耕刀切土扭矩的影响很大，不适合的切土角会使旋耕刀切土扭矩大大增加。     

气量增加段塞流场中压力波传播特性分析

利用改进后的段塞流跟踪模型对水平管道气量瞬变空气-水段塞流场中的压力波传播特性进行了模拟研究,分析了压力波沿管道的变化规律以及入口初始液相流量和气相流量的变化量对压力波速的影响,并将模型模拟结果与大型多相流试验环道上的试验结果进行了比较.结果表明,该模型能够有效地模拟气量瞬变段塞流场中压力波的传播特性;压力波速沿管道具有衰减特性;气量增加过程中的增压波速沿管道的衰减速率是逐渐降低的.     

气力式一器双行精量排种器气室流场的仿真与试验

针对2BFQ系列精量联合直播机上的单个排种器单行排种、排种器利用率低、占用空间大的不足,设计了一种一器双行气力式油菜精量排种器。为确定一器双行气力式油菜精量排种器气室负压区进出气孔的结构参数,对排种器气室流场分布进行理论分析和数值仿真研究。利用三维建模软件Pro/E及有限元仿真分析软件CFX,分析了型孔结构特征、型孔数目及出气口直径对排种质量的影响,并采用台架试验进行了验证。结果表明:型孔端面负压和入口流速分布为其最重要的因素,当采用圆柱型直孔且直径为1.2 mm、孔数为40、出气口直径为25mm,在排种盘转速15 r/min、负压1 400 Pa、正压400 Pa条件下,油菜籽排种单粒合格率达89.99%,漏播率低于5%,两行合格指数和漏播指数一致性变异系数均小于3%,能满足油菜精量播种技术要求。