抛物线形喉口式量水槽的简化流量公式

用于 U形渠道量水的抛物线形喉口式量水槽原流量公式为隐函数形式 ,针对其使用不便的现状 ,通过理论分析推导出了显函数形式的量水槽流量公式 ,计算结果与原流量公式比较相对误差值 <0 .5%     

U形渠道圆头量水柱的数值模拟

为进一步研究U形渠道圆头量水柱过流特性及测流精度,利用Flow-3D软件对U形渠道圆头量水柱水力特性进行数值模拟,将渠道水流流态及水面线的实测值与模拟值进行对比,同时研究不同规格的圆头量水柱流量与驻点水深的关系及水头损失情况,并拟合出其流量公式。结果表明:模拟值与实测值的相对误差10%,两者具有较好的一致性,数值模拟结果可为圆头量水柱的结构优化提供依据。流量与驻点水深有很好的线性相关关系,相关系数0.98;水头损失随收缩比的减小而增大,相比量水槽水头损失较小,但顺流长度过大,水头损失反而增大;根据数据拟合出的流量公式,最大相对误差为9.74%,平均误差为2.66%,满足精度要求。     

U形渠道抛物线形量水堰推广应用研究

针对东雷抽黄灌区的现状与存在的问题,引进了"U形渠道平底抛物线形无喉道量水槽",介绍了该量水槽的优点,提出了推广的技术要点和改进点,以为该成果的推广应用提供参考。     

量水槽出口宽度对堰槽组合量水设施过流能力的影响

【目的】研究量水槽出口宽度对堰槽组合量水设施水力性能及对测流的影响，为扩大堰槽组合量水设施的适用性提供参考。【方法】对3种量水槽出口宽度（b=25，35和45 cm）在不同流量（5～71 L/s）下的35种工况进行水力性能试验，通过中垂面30个测点的水深及垂线平均流速变化，分析出口宽度对设施中垂面水面线和佛汝德数（Fr）沿程变化的影响，明确槽内流和堰槽流的流量阈值；根据流量（Q）与量水槽内测点水深的相关性，分析量水槽出口宽度对流量系数的影响，并建立不同量水槽出口宽度下的流量公式。【结果】3种量水槽出口宽度条件下，中垂面水深和Fr的沿程变化均表现出相似的规律，即中垂面水深在上游段表现稳定，进入量水槽后逐渐下降至出口后的薄水层区域；Fr值在上游段相对平稳，保持在0.1～0.2，进入量水槽后逐渐增大至最大值1.2～1.5，且增大速率沿程变大。上游段的水深和量水槽内的水深均随量水槽出口宽度的增加而减小，出口段、薄水层区域和下游壅水区域的水深受量水槽出口宽度影响不大。上游段至量水槽内部过渡扭面段的Fr值随量水槽出口宽度的增加而增大，量水槽内部梯形窄段的Fr值随着出口宽度的增加而减小。同一量水槽出口宽度下，槽内流的流量系数随流量的增加而增大，堰槽流的流量系数随流量的增加而减小。同一相对作用水头下，槽内流的流量系数随量水槽出口宽度的增加而减小，堰槽流的流量系数随出口宽度的增加而增大。基于建立的3种量水槽出口宽度下的流量公式，得到的流量计算值与实测值的相对误差均在2%以内，使堰槽组合量水设施的适用范围进一步扩大。【结论】量水槽出口宽度对上游和量水槽内的水深有明显影响，出口宽度的增加能够增大堰槽组合量水设施的流量阈值及过流能力，并使临界水深的断面位置向下游推移。     

弧底梯形渠道无喉道量水槽水力特性的数值模拟

【目的】研究弧底梯形渠道无喉道量水渠槽的水力特性,为灌区水资源的科学管理和可持续利用提供参考依据。【方法】利用Fluent6.3大型计算流体力学软件,基于VOF方法跟踪自由液面,采用RNGk-ε湍流数学模型和PISO算法,对不同收缩比条件下的弧底梯形渠道无喉道量水槽进行三维数值模拟,分析了弧底梯形渠道无喉道量水槽内部流场以及水位流量关系,将模拟结果和实测资料对比验证,同时进一步分析了弗劳德数、临界淹没度等量水槽各项水力性能。【结果】与传统无喉道量水槽相比,弧底梯形渠道无喉道量水槽具有显著优点:(1)量水槽结构简单,过流顺畅且呈良好的流线型;(2)临界淹没度(S)可达0.89,水头损失小,弗劳德数(Fr)0.5,满足测流精度要求;(3)量水槽水位流量关系相关性较好,拟合公式测流平均误差小于5%。【结论】弧底梯形渠道无喉道量水槽结构可为灌区弧底梯形渠道量水提供新的思路和参考依据。     

梯形渠道梯形喉口量水槽水力特性初探

【目的】设计一种体型简单、过流能力强的梯形渠道梯形喉口量水槽,为提高小流量时的测流精度和减小大流量时的水头损失提供支持。【方法】对梯形渠道4种喉口收缩比ε(0.427,0.506,0.557,0.681)的梯形喉口量水槽,分别在12种流量(15.39L/s,19.44L/s,23.62L/s,29.39L/s,35.91L/s,39.15L/s,45.00L/s,49.59L/s,54.28L/s,61.15L/s,65.70L/s,71.96L/s)工况下的测流精度、水头损失、临界淹没度、适宜喉口收缩比等水力性能进行试验研究,通过观测15个控制断面的水深分析水面线的变化规律及流量与收缩比、上游水深的关系,并对自由出流条件下的流量公式进行拟合。【结果】梯形喉口量水槽的上游水深与流量间存在良好的指数关系,相关系数高达0.998 6;设计梯形喉口的量水槽有效改善了梯形渠道测流的测流误差和水头损失,喉口收缩比为0.427~0.557时,实测流量与计算流量的最大相对误差为4.643%;喉口收缩比为0.506~0.681时,水头损失最大为上游总水头的12%左右,较长喉道水头损失有所减小;梯形喉口量水槽具有较高的临界淹没度,临界淹没度变化范围为0.85~0.93;综合考虑水头损失及测流精度,较适宜的喉口收缩比为0.506~0.557,喉口倾角为70°~78°。【结论】梯形喉口量水槽为灌区梯形渠道量水槽的设计提供新思路。     

无喉堰流量计算公式的理论推导

无喉堰量水槽因其量水精度高、结构简单、过水能力大、上游壅水低等诸多优点而成为最适合于农业灌区应用的量水建筑物。目前,利用无喉堰测量流量已经在部分农业灌区得到应用。但在调查中发现,利用无喉堰量水尚没有应用规范的计算公式,而且各种情况下出流对流量计量的影响尚未明确。为此,笔者对无喉堰自由出流和淹没出流2种状态的流量计算公式进行了理论推导给出了修正的经验公式。     

机翼型闸墩量水闸门水力性能试验研究

针对特设量水设施缺少调控功能和传统闸门测流精度低的问题,设计一种以机翼形量水槽作闸墩的新型量水闸门,根据测流原理分析确定试验观测参数,采用水力性能试验的方法,对不同流量Q、不同闸门开度e条件下量水闸门的过流流态变化及流量公式进行研究。结果表明:1)机翼型闸墩量水闸门各流态闸前水流平稳,上游水深和水翅最高点随流量增大而升高,随开度增加而降低;上游水面线的变化随流量增大而变小,随开度增加而变大。2)闸墩的流线体型使得堰孔流的判别阈值(闸门相对开度)发生改变,判别阈值随流量的增大而降低,而后趋于平稳,最低为0.75,高于平底坎平板闸门的判别阈值0.65。3)拟合得到新型量水闸门堰流及闸孔出流的流量公式,与实测流量对比,相对误差小于5%。本研究提出的机翼型闸墩量水闸门既实现测控一体的功能,又保证流量的精准测量,可为灌区量水设施应用及研发提供参考。     

关于n维单形的一类截面积

利用Grassmann代数知识,在n维欧氏空间En中建立了n维单形的一类n-1维截面积公式;作为公式的特例,得到了n维单形的中面面积公式和内角平分面面积公式.最后,给出了这类截面积的一种极值.     

正形率系列特性及其应用的研究

通过对3个树种正形率系列的分析,得出除相对高小于0.03的正形率值突然变大以外,其他97％的值变化规律,从树梢到树干基部呈幂函数型,树干正形率值的变化规律是:距相对高m=0.25(根颈为0)处越近则变动越小。由幂函数和用积分的方法,推导出求任一材种小头直径所对应高度的公式和估计出材率的公式,比较简便和精确地解决了立木材种高度和出材率的计算问题。     

U形渠道圆头量水柱水力性能影响因素研究

【目的】基于临界流原理,研究不同因素对U形渠道圆头量水柱水力性能的影响,为其在我国北方灌区的推广应用提供参考。【方法】对U形渠道上6种喉口收缩比(ε=0.75,0.70,0.63,0.56,0.50,0.44)的圆头量水柱在5种流量(Q=0.015,0.025,0.035,0.045,0.055m3/s)、4种渠道比降(i=1/1 000,1/2 000,1/3 000,1/5 000)下的测流公式、适宜喉口收缩比、水头损失、临界淹没度、测流精度等水力性能进行试验研究。【结果】圆头量水柱的驻点水深与流量间存在良好的指数相关关系,相关系数达0.997。根据试验数据回归分析得到了4种渠道比降的流量计算公式,公式符合量纲和谐原理,满足了测流精度的要求,实测流量与计算流量之间最大误差为6.79%;圆头量水柱的适宜喉口收缩比为0.50~0.70时,上游壅水高度和水头损失均较小,且临界淹没度较高,可达0.90。【结论】圆头量水柱具有结构简单、抗淤堵等优点,适合在我国北方多泥沙水源的渠道中应用。     

灌区明渠水位流量积算仪的研制与应用

灌区明渠量水技术是节水农业的关键技术之一。依据明渠水力学原理中水位流量关系,研发了灌区明渠水位流量积算仪。经在明渠均匀流渠段或标准量水槽上应用,较传统明渠测流具有效率高、实时性强、精度高等特点。     

长白松立木相对干形初析

木文通过对长白松(Pinus sylvestris var. sylvestriformis)立木相对干形的初步分析,认为长白松的相对干形具有一定的稳定性。起源不同并未引起干形变异,同一林分内不同立木的相对干形基本上是一致的。通过计算得出长白松立木各相对高度处直径经验公式模型。     

测定立木材积的改进形点法

为了测定立木的材积,该文应用孔兹干曲线方程建立了表达整株树干形状的连续干曲线方程组和树干材积的精准区分求积式.据此,推导出立木的改进形点法求积式.为了克服对形点的观测困难,该文又提出了形点高的推定式,便于发挥外业调查的工作效率.以精准区分求积式所求材积为真值,中央断面区分求积法、改进前的立木形点法和改进形点法分别与其进行比较,理论与实验证明,改进形点法测定立木材积的过程简便易行,具有更高的准确度、通用性和实用性.      

基于无喉道量水槽的灌区流量实时遥测系统研究与应用

无喉道量水槽以其测量准确、结构简单易于建造、造价低等特点,在灌区测水量水中得到广泛应用.本文对无喉道量水槽结构形式、量水水力学原理、流量计算方法以及实时遥测所需要的水位传感器、通信设备、工控机和组态软件等进行了阐述,并结合工程实际对量水精度和系统稳定性进行了研究.     

半立方抛物线形明渠共轭水深的迭代算法

【目的】寻求半立方抛物线形明渠共轭水深的迭代计算方法。【方法】根据半立方抛物线形明渠断面的几何形态及棱柱体水平明渠水跃方程,推求得到半立方抛物线形明渠共轭水深的迭代计算公式,并从理论上证明其收敛性;通过对工程中不同流量Q与不同断面形状参数p多种组合情况下的共轭水深进行计算和趋势线拟合,建立计算共轭水深迭代初值的直接计算式。【结果】推导出半立方抛物线形渠道断面的水跃方程,并进而得到跃前水深、跃后水深的迭代计算公式,运用迭代初值直接计算式求出迭代初值,将该值代入共轭水深迭代计算公式,经过几步迭代便可收敛得到精度很高的共轭水深值。【结论】推求的半立方抛物线形明渠共轭水深迭代计算公式物理概念明确、计算简捷、精度高、适用范围广,可以满足工程实践要求。     

T形管内油水两相流动规律及其应用

油水两相混合物流经T形管路时,会产生流量分配不均、相含率和相分布重新分配的现象,此特性可用于多相混合物的分离作业。采用欧拉多相流模型和混合-湍流模型,研究了T形管垂直分岔次数、入口混合流速、入口含油率和流量配比等参数对T形管路中油水分离效率的影响。计算结果表明:增加分岔次数有利于油水分离;流量配比存在较优区间;较低的入口混合流速和入口含油率有利于提高分离效率。这些结论对T形管路结构优化和提高油水分离效率有重要的指导意义。     

两种棉花打顶机单体仿形机构的对比分析

【目的】研究直立式和斜拉式2种仿形机构,为3FDD-1800棉花打顶机单体仿形机构的选择提供参考。【方法】运用COSMOSMotion进行运动仿真,求解出2种仿形机构在相同状态下的运动轨迹、受力、位移,对其运动仿真结果进行对比分析。【结果】直立式仿形机构使打顶延迟,受力较大,且不够灵活,工作部件的提升量远大于实际坡度;斜拉式仿形机构受力较小,运动更为灵活,仿形量比接近1∶1,较好地满足了仿形要求,且没有明显的仿形滞后现象。【结论】斜拉式仿形机构比较理想,选择斜拉式仿形机构作为3FDD-1800棉花打顶机的最终仿形机构。     

普通城门洞形断面临界水深的近似计算法

【目的】建立普通城门洞形断面临界水深的简捷计算方法。【方法】针对目前普通城门洞形过水断面临界水深计算过程繁琐、误差较大,且依赖图表、不便应用的现状,应用数学变换及逐步优化拟合原理,提出普通城门洞断面临界水深的计算公式,并采用实例对公式进行验证。【结果】得到了城门洞形断面临界水深的近似计算式,实例计算及误差分析结果表明,在工程实用范围内(临界水深与拱顶半径之比为1.13～1.85),所建立的公式最大相对误差仅为0.33%。【结论】所建立的公式物理概念清晰明确、形式简捷,为工程设计及水工设计手册的编制提供了有益参考。     

甜橙结果树改形修剪技术研究

甜橙结果树大多采用自然圆头形树冠，笔者根据原树冠结构的不同特点，逐年改造为自然开心形或疏散分层形，内膛枝结果量大增，全树平均分别比自然圆头形树冠增产２８．４％和３９．７％。无大小所结果现象。