小流量低比转速潜水排污泵的设计

探讨和提出了小流量低比转速潜水排污泵的设计方法,给出了QW10-20-1.5型泵的设计实例和试验结果。结果表明该方法完全可行,该泵性能优良,运行可靠     

贾峪口猪舍喷雾系统管径确定

以发酵床猪舍作为载体,设计喷雾系统管路。搜集了猪舍尺寸结构、水源及当地气候等参数,进行喷雾喷头与管道布置,为避免喷嘴受管路锈蚀而堵塞,喷雾系统管路选用聚乙烯塑料材质;利用灌水均匀度要求及管道水头损失公式计算并确定了干管、支管以及毛管的经济管径,可为类似猪舍喷雾系统管道设计及运行管理提供一定参考。     

高扬程潜水排污泵叶轮和蜗壳的匹配优化与试验

为提高高扬程潜水排污泵的性能,该文基于数值模拟、粒子成像测速(particle image velocimetry,PIV)测量和外特性试验并重的研究方法,以比转速为60的高扬程排污泵为研究对象,针对具有超厚叶片的叶轮与3种不同基圆直径的蜗壳进行了匹配优化。数值计算结果表明,具有超厚叶片的高扬程潜污泵蜗壳基圆直径对泵性能影响较大,当其与叶轮直径比D3/D2=1.13时,泵额定点的效率和扬程下降值均小于1%,但当D3/D2增大至1.19时,泵最高效率下降了3.3%;超厚叶片与蜗壳的匹配将直接决定泵内部流场特征,当D3/D2=1.01时,泵内部压力脉动和非定常径向力的峰峰值为D3/D2=1.13时的3倍左右,当D3/D2大于1.13时,其峰峰值变化较小。试验结果表明,兼顾考虑泵的外特性和内流场,方案B(D3/D2=1.13)具有陡降的流量-扬程曲线和饱和轴功率特性,最大轴功率不超过45kW,比国标规定的55kW小10kW,降低了生产成本。泵的高效区范围宽,在设计点泵效率达到71.80%,比国家标准高10.8个百分点;3个超厚叶片形成的3个通道,最大可通过颗粒直径为40mm的固体颗粒。PIV测量结果表明,在较大的流量范围内,叶轮内流场稳定,未出现不良流动现象,且此时泵内的压力脉动和径向力较小。该研究可为"高效率、无过载、无堵塞"的高扬程潜水排污泵的设计研究提供新的思路和实践指导。     

多喷嘴射流泵数值模拟及试验研究

设计了一种能够缩短喉管长度的多喷嘴射流泵。并采用k-ε湍流模型和壁面函数法对不同结构参数下的多喷嘴射流泵进行了数值模拟和试验研究。结果表明,喷嘴数和喉嘴距对射流泵工作性能影响较大;在吸入室及喉管入口处湍动能较大。得出了射流泵的最佳性能喷嘴数,确定了工作流体和被吸流体喉管混合均匀长度,验证了多喷嘴射流泵可缩短喉管长度,提高了射流泵工程应用价值。     

高扬程无过载潜水排污泵的优化设计与试验

为实现低比转速潜水排污泵高扬程、高效率、无过载性能的统一,该文对WQS150-48-37型低比转速潜水排污泵采用不同设计方法,经优化得出3种方案。应用Pro/E软件建模,结合Fluent软件对3种方案进行了多工况内部流场分析和性能预测,并与外特性试验结果对比。研究结果表明：采取增大叶片包角、减小出口角,控制流道扩散程度和增大蜗壳直径等方法可以得到满足高效率、高扬程、无过载要求的设计方案。其中,突破传统离心泵设计方法的新型通道式叶轮高效区范围更宽,扬程曲线陡降,无过载性能较好,可为高扬程无过载潜水排污泵的进一步优化设计提供参考依据。     

潜水磨碎泵磨碎装置的优化设计与试验

为了提高无堵塞磨碎泵的水力性能及改善磨碎效果,在分析影响无阻塞潜水磨碎泵水力性能和磨碎效果的主要几何因素的基础上建立无阻塞潜水磨碎泵的优化方案,结合无堵塞潜水磨碎泵的使用特点,通过数值模拟软件ANSYS-CFX对无阻塞潜水磨碎泵优化方案进行模拟计算及改进,并通过样机试验对CFD模拟结果进行试验验证,结果表明:磨碎泵动刀盘刀头数目是影响泵水力性能的最主要因素,在保证磨碎效果的前提下,应尽量选用较少的刀头数目;动静刀盘间隙对泵外特性的影响是仅次于动刀盘刀头数目,随着间隙的减小,磨碎泵的水力性能下降明显,但磨碎泵的无过载性能有所提升。经综合分析,GSP-22型磨碎泵动刀盘刀头数目为2和动静刀盘间隙为1.5 mm时最优,同时兼顾了磨碎泵的水力性能和磨碎效果,为磨碎泵的优化设计提供参考指导。     

不同叶轮结构型式对污水泵性能的影响

污水泵属于无堵塞泵中的一类，主要用于输送含有纤维、纸屑、颗粒等固体悬浮物的液体，在环保、市政、水利、污水处理等行业应用十分广泛。污水泵要实现无堵塞性能，关键在于叶轮的结构型式。该文简要分析了目前常用的污水泵叶轮的主要结构型式、优缺点，重点探讨了闭式叶片式叶轮与流道式叶轮的特点，并对它们的水力设计及叶轮的主要几何参数进行了比较，试验结果表明流道式叶轮具有较陡降的H-Q曲线，较平坦的P-Q曲线，η-Q曲线的峰值较高，高效区较宽。另外流道式叶轮还具有抗缠绕、无堵塞性能好，通过能力强，料浆的输送浓度高，运行可靠等优点，所以采用流道式叶轮代替通常污水泵设计中所用的闭式叶片式叶轮是一种发展趋势，具有较好的推广应用价值。     

播种期液态肥精量深施系统喷肥装置研制

针对播种期液态肥精量深施的技术需求,该文提出一种液态肥对耙点施系统,并针对喷出的液态肥需满足较佳集束性和施肥量等要求,设计一种液态喷肥装置。在Fluent软件中建立锥直型、圆锥型和圆柱型三种不同形状喷嘴的流体仿真模型,对喷嘴的非淹没射流过程进行仿真,分析了不同喷嘴喷出的液态肥速度和总压的变化,得出不同喷嘴的集束性能,确定了圆锥型为最佳喷嘴形状。选用圆锥型喷嘴,以施肥量为评价指标,以液泵压力和喷嘴直径为试验因素,设计了二因素五水平全因子试验,建立施肥量与液泵压力、喷嘴直径之间的回归方程。仿真结果表明,液泵压力和喷嘴直径对喷肥装置的施肥量影响显著(P0.01),其中,喷嘴直径对施肥量的影响程度更大;台架试验结果表明,实际试验施肥量与仿真结果变化趋势一致,施肥量试验值与修正后的回归方程预测值整体平均误差为1.62%,基本满足施肥量要求。该研究为种期液态肥精量深施的进一步研究奠定了基础。     

后掠式双叶片污水泵优化设计与试验

为了解决污水处理用排污泵叶轮易堵塞和磨损问题,该文设计了一种新型后掠式双叶片污水泵叶轮结构。采用正交试验的方法,按照L9(34)正交表,选取了叶片出口安放角β2、叶轮进口直径Dj、叶片出口宽度b2以及叶轮出口直径D2等因素,设计出了9组方案,通过正交试验分析了4个几何参数对泵性能的影响,得出叶轮出口直径D2是影响效率和扬程的最主要因素,并提出了优化设计方案。基于k-ε湍流模型及离散相零方程模型,对污水泵进行了固液两相流数值模拟,并将数值模拟结果与样机试验结果进行了分析对比。结果表明,双叶片、大包角、叶片前缘后掠的设计方法,可使颗粒杂质向外输送至叶片外周边,保证了固体颗粒或纤维的顺利通过,大幅降低了叶片的磨损,从而提高了泵的使用寿命,同时还具有较高的效率。通过样机试验得到优化设计方案在额定流量点的效率为80%,扬程为11 m,效率高于国家标准2.5%,该水力设计方法对污水泵水力设计具有一定的参考价值。     

考虑泥沙颗粒影响的长距离供水工程单向塔水锤防护

长距离供水工程的安全稳定运行离不开水锤防护,然而传统的水锤计算模型和分析方法忽略了泥沙颗粒影响。该研究基于浆体水锤波速公式和管路当量摩阻公式构建特征线方程进行数值计算,并通过水库-管道-阀门系统（RPV）关阀水锤试验的压力数据进行模型验证;结合单向塔边界数学模型,探究了泥沙颗粒参数对某工程输水管路单向塔水锤防护效果的影响。结果表明：无防护掉电时,含沙工况下泵后的降压波幅值更大,较清水多出1.22m;含沙水管路沿线的最小内水压力均低于清水,差值最大为1.18 m。采用清水单向塔防护方案,除部分颗粒参数条件外（含沙量<10 kg/m3,颗粒直径=0.01mm）,含沙管路沿线均会出现负压;其内水压力最小值随着颗粒直径和含沙量的增大而减小,最低可达-2.41 m。在给定的颗粒参数范围内,提出满足工程防护需求的含沙水单向塔防护方案,其塔高较清水方案需要提高4 m。相关研究成果可为高含沙流域长距离供水工程的水锤防护设计提供一定的参考。     

前伸式双叶片污水泵内部流场PIV试验

以一台比转速为70的前伸式扭曲双叶片污水泵为研究对象,采用PIV(particle image velocimetry)技术对双叶片污水泵进行内部流场测量,分析了该泵在不同流量工况下(Q/Qdes=0.4、0.6、0.8、1、1.2、1.4)叶轮内部流场的相对速度分布,研究了轴向旋涡和低速区随流量变化的形态特性,发现在流道中部靠近叶片工作面上存在低速区及与叶轮旋转方向相反的轴向旋涡,且随着流量的增大,低速区与轴向旋涡逐渐减小;引入少叶片数离心泵内部流动理论,揭示了低速区和轴向旋涡存在和发展的内在机理。分析了在流量Q/Qdes=0.6时叶轮和蜗壳不同相对位置的相对速度场分布,研究了叶轮和蜗壳之间动静干涉作用对轴向旋涡的影响,发现当轴向旋涡经过蜗壳隔舌时,其与叶轮之间的干涉作用使得轴向旋涡向下游偏移。研究结果对前伸式扭曲双叶片污水泵的内部流动规律研究具有重要参考价值。     

基于供需平衡策略的排污泵节能改造

排污泵站是污水处理系统的一个重要环节,通过水泵性能和装置特性的实际测试和能耗分析发现,该泵站双泵运行流量约为6600 m3/h,扬程17.2 m,大于污水处理工艺的需要。基于供需平衡分析对泵站中排污泵叶轮进行节能改造,并对改造后的叶轮进行测试分析,改造后双泵运行工况变为流量5400 m3/h,扬程14.5 m,满足了污水处理工艺的需要,实现了供需平衡,总的轴功率降低约15%,并在1 a内可以收回改造成本,实现了泵站的节能。     

两级回流生物膜工艺处理农村生活污水效果

针对农村生活污水低碳高氮磷特点,研究两级回流连续曝气生物膜工艺处理农村生活污水的效果和机理。在平均处理量90t/d、水力停留时间为3.0d,稳定运行12个月结果表明,该工艺对化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、全氮、全磷和悬浮物的平均去除率分别为75.7%、84.8%、69.2%、68.0%、58.9%和87.9%;出水化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、全氮、全磷和悬浮物的平均质量浓度分别在51.0、15.8、10.8、16.5、2.3和15.7mg/L以下,满足天津市农村污水处理厂排水标准,改造后工艺运行更加稳定,出水NH3-N和TN有明显改善,符合农村污水处理要求。     

基于PSR模型的滇池流域农村生活污水空间分布特征和控制研究

农村生活污水已成为滇池水污染的主要原因之一,准确掌握农村生活污水污染空间分布特征是污染治理的基本条件。基于农村面源污染普查数据,分析滇池流域农村生活污水污染物排放量,通过基于压力-状态-响应（PSR）模型的系统分析,提出滇池流域农村生活污水的系统控制方案。结果表明,生活污水污染物排放量大小为西山区〉官渡区〉晋宁县〉呈贡县〉盘龙区〉五华区〉嵩明县,湖滨平原区〉山地丘陵区;采用ArcGIS9.2软件,分析污染物空间分布特征和城市污水处理厂、集镇污水处理站纳污处理范围的空间关系,提出分散式农村生活污水处理设施空间布局与建设方案。     

生活污泥对滩涂土壤性质和苏丹草生长及重金属累积的影响

滩涂盐土农业利用的主要障碍是盐分含量过高和缺乏有机质。施用生活污泥可快速提高滩涂土壤有机质含量,加快土壤熟化,但由于担心污泥含有一定量的重金属,其施用受到一定的限制。采用盆栽苏丹草的试验方法,研究滩涂盐土施用不同量的生活污泥后对土壤性质、植物生长和对重金属累积的影响。结果表明,生活污泥施用于滩涂盐土后降低了土壤pH值,提高了EC值和总盐含量;苏丹草的出苗率、株高和鲜重增加;施用污泥提高了苏丹草植株中全氮、全磷及叶绿素的含量,且随施用量的增加而增大,但对植株中全钾的含量无显著影响;苏丹草中Zn、Cd含量随着污泥施用量增加呈增长的趋势,但Pb、Ni、Cu含量变化不大。在试验条件下,所施用污泥中重金属向苏丹草体内转移的比例介于0.13%-13.44%之间。就该种土壤而言,要更为注意含Pb量较高的污泥施用,而Cu则是最为安全的。总体考虑,一次性施用干污泥应控制在8t·667m^-2以下。     

Barley growth in response to potassium fertilization of soil with long term application of sewage sludge

Application of sludges to agricultural land depressed plant growth despite its beneficial effects on crop production. Hence it remained to be determined whether sludge application induced any adverse effect on crop nutrition or growth. Thus the growth response of barley on an Andosol to which two kinds of sewage sludge compost had been applied for 17 y was tested in pot experiments with and without application of chemical K fertilizer. The addition of K in the sewage sludge composts resulted in the improvement of plant growth, high dry matter production and increase of total K content both in plant and soil compared to the materials without K application. It was assumed that long term application of sewage sludge requires chemical fertilizer amendment for crop production.     

施用生活污泥改良滩涂土壤理化性状的探讨

采用符合土地改良用标准的生活污泥为材料,通过田间小区随机区组试验,研究了生活污泥的不同施用量（0、75、150、300、600 t/hm2）对滩涂土壤部分理化性质的影响。结果表明,施用生活污泥可显著改善滩涂土壤的理化性状。随着污泥施用量的提高,滩涂土壤的容重、密度、pH值逐渐下降,有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷、CEC均呈上升趋势,全钾、速效钾无显著变化。滩涂土壤的细菌、放线菌数量随污泥施用量的提高呈上升趋势。