浑水水力分离清水装置溢流性能的影响因素试验研究

对影响同一柱体直径浑水水力分离清水装置分离性能的因素进行了试验研究.试验表明:装置溢流含沙浓度与柱体高度、底孔直径、进流流量以及进流含沙浓度均有关系;溢流流量与柱体高度、底孔直径、进流流量有关,而与进流浓度无关;进流量的大小是保证获取清水的关键因素;不同进流含沙浓度应对应不同的进流流量及底孔直径.     

悬锥装置在静态浑水中提高水沙分离效率的机理研究

通过物理模型试验,将沉降过程中浑水含沙浓度作为量测指标,对静态浑水在悬锥装置内的水沙分离特性进行了研究,分析了该装置提高浑水水沙分离效率的机理;并对模型装置中悬锥导片数量以及悬锥导片锥角的改变对该装置水沙分离效率的影响进行了试验研究。研究结果表明,容器中设置悬锥导片在沉降前期可以提高水沙分离效率4倍左右;悬锥装置的快速水沙分离机理是泥沙有效沉降面积的大幅提高;导片数量是影响沉降效率的主要因素,而导片锥角的大小对沉降效率影响不大。     

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.     

固气旋风分离器分离效率影响的数值分析

采用计算流体动力学软件（Fluent）对旋风分离器进行数值模拟计算,采用雷诺应力模型（RSM）模拟旋风分离器内流体的流动,分析了流量、溢流管深度和入口形式对分离效果的影响。研究表明：①在一定流速范围内,当流速降低对大颗粒（d≧100μm）分离效果没有太大的影响,但分离速度降低,分离效率减少;对中等粒径（20μm〈d〈100pm）的颗粒影响较大,会显著降低其分离效果和分离效率;对小粒径（d 20μm）的颗粒影响较大,颗粒在分离时更快的向靠近轴线附近运动,更容易逃逸,分离效率降低。②在一定长度范围内,随着溢流管插入深度的增加,大粒径颗粒分离速度增加,小粒径颗粒分离效果增强,溢流管插入深度的增加有利于固气分离,并且溢流管插入深度对压力降的影响不大。③蜗壳式入口相对于矩形切向入口型式,增大了旋风分离器的入口半径,使得进流量的增加（生产能力的增大）,同时会导致内旋涡旋速度的增加,有效分离粒径减小,分离效率提高。     

浑水水力分离清水装置的优化试验研究

运用均匀正交设计法和投影寻踪回归分析法（PPR）对浑水水力分离清水装置进行优化试验研究。通过选用高度、底孔、浓度、进流量4个主要影响因素对浑水分离清水装置进行了均匀正交试验，并且利用投影寻踪回归分析方法对试验结果进行了数据分析及计算机仿真优化，明确了耗水率的主要影响因素是底孔和高度，溢流含沙量的主要影响因素是浓度，表面负荷率的主要影响因素是进流量。     

两相流分离鳃与浑水水力分离清水装置的集成试验研究

将两相流分离鳃与浑水水力分离清水装置(以下简称装置)进行集成试验研究.研究表明,把分离鳃沿径向悬挂在装置柱体中后,装置在溢流清水浊度相同的情况下,溢流流量增加了1.5～2.0倍.而且分离鳃的数量对其溢流也有一定的影响,随着分离鳃数量的增加,溢流相同浊度清水的流量也随之增加.     

蔗糖离心法分离土壤线虫的最佳条件筛选

采用单因素试验和二因素组合试验,对蔗糖离心法分离线虫的效果进行研究。分别对在蔗糖液中的离心时间、离心转速和蔗糖的浓度进行了单因素试验,并对效果较好的离心时间和离心转速进行了二因素组合设计试验。试验结果表明:离心时间和离心速度对线虫的分离有影响,但蔗糖浓度对分离结果影响不显著。经蔗糖离心30s后,所获得的线虫数量最多;离心2000r.min-1(离心力447×g)时,效果显著高于其他4个离心转速处理;在离心时间和离心转速的二因素组合试验中,以30s、2000r.min-1的分离效果为最优。     

土石坝坝体溢洪道底板动水压力的计算与修正

通过对已有溢流混凝土面板堆石坝模型试验成果的分析,发现当泄槽设置多道掺气挑坎时,由于掺气挑坎对水流的扰动影响,使得泄槽底板上的动水压强分布极不规则,作用于泄槽底板上动水压力的模型试验实测值与计算值相差较大,并随底板在泄槽中所处的位置而变化;根据模型试验实测值与计算值的对比,提出了计算底板动水压力时的修正建议。     

生物活性水对水稻根和芽生长的影响

通过不同浓度的生物活性水研究了其对兴垦10号水稻根和芽生长的影响,试验表明：生物活性水可以显著提高水稻种子的发芽率和发芽势、根系活力,增加根和芽的长度,其中用浓度稀释为100倍的生物活性水效果最好。     

梭锥管混浊流体分离装置水沙分离试验研究

运用均匀正交设计法和投影寻踪回归分析法(PPR)对梭锥管混浊流体分离装置(简称梭锥管)进行了结构优化试验研究。根据前期研究结果,确定了锥圈间距、进流量、倾角、底孔孔径作为正交试验的4个主要影响因素,选择UL9(34)对梭锥管混浊流体分离装置进行了均匀正交试验,应用投影寻踪回归分析方法对试验结果进行了数据分析和计算机仿真优化。结果表明,与前期研究结果相比,梭锥管的水沙分离效果与其纵轴线与水平面的倾角大小有关,当倾角为60°时,水沙分离效果较好,浓缩率达到了1.73。进流量和锥圈间距相同的梭椎管,底孔越大,耗水率越大,表面负荷率随着底孔的增加逐渐减小,而锥圈间距对耗水率和表面负荷率影响很小。进流量不变时,浓缩率随着底孔孔径和锥圈间距的减小而增大。     

镂空型人工鱼礁流场效应的数值模拟研究

应用CFD软件对中空结构梯形台鱼礁和方型鱼礁在非定常流作用下的三维流场进行了数值模拟,揭示了两类鱼礁形成的上升流、背涡流的规模和强度,分析了单体鱼礁和组合鱼礁的流场差异。数值模拟结果表明:梯形台鱼礁上升流区最大速度约为来流速度的0.58~0.67倍、上升流区平均速度约为来流速度的0.15~0.19倍、而上升流区的最大高度为礁体高度的2.12~2.49倍,背涡流区平均速度约为来流速度的0.35~0.36倍、背涡流区的最大宽度约为礁体宽度的1.40~1.61倍、组合鱼礁背涡流区的最大长度约为礁体高度的4.06~4.17倍;方型鱼礁上升流区最大速度约为来流速度的0.56~0.61倍、上升流区平均速度约为来流速度的0.15~0.17倍、而上升流区的最大高度为礁体高度的2.22~2.63倍,背涡流区平均速度约为来流速度的0.30~0.35倍、背涡流区的最大宽度约为礁体宽度的1.75~2.00倍、组合鱼礁背涡流区的最大长度约为礁体高度的3.90~4.06倍。从流场调控效果来看,在相同模拟工况下,选择方型鱼礁比梯形台鱼礁能够更好地发挥鱼礁的环境资源修复功能。     

沉降对多孔方型人工鱼礁流场效应影响的数值模拟

礁体沉降作为人工鱼礁投放后普遍产生的现象,对人工鱼礁周围流场会产生影响。为研究多孔方型人工鱼礁不同沉降情况下流场效应的变化,采用计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)技术,利用Fluent软件模拟在固定来流流速为0.8 m/s时,5种不同沉降程度下单体鱼礁周围的流场情况。结果显示:与无沉降时(初始状态)相比,在沉降程度为20%时,上升流最大高度降低约1.0 m,最大上升流流速增大约0.015 m/s,侧向流速增大区域(大于来流速度)扩大至1.5倍左右,同时礁体背流面透水区域增大,背涡流区域沿水流方向移动约2 m,礁体周围流场情况一定程度上变得更加复杂;在沉降程度为40%时,上升流流速最大值与初始状态相比减少约为0.010 m/s,侧向流增大区域基本一致,此时礁体背流面透水区变化较大,有形成一个逆时针涡旋的趋势;当沉降程度达到60%时,礁体周围流场效应开始明显下降,上升流最大高度相较于初始状态降低约3.2 m,上升流最大流速降低约0.600 m/s,侧向流速增大区域与壁面间距缩短约0.4 m,背涡流区域有消失的迹象;在沉降程度达到80%时,礁体流场效应基本丧失。研究表明,对于多孔方型人工鱼礁,在沉降程度40%以内,人工鱼礁仍然能够发挥着较好的流场效应;礁体在沉降程度达到60%时,礁体周围流场复杂程度相较于初始状态有明显损失,之后随着沉降深度增加,礁体流场效应逐渐消失。     

方形人工鱼礁单体流场效应的PIV试验研究

采用粒子图像测速（PIV）二维流场测速技术和水槽模拟试验研究了人工鱼礁的流场效应,对单体开口比分别为0、0.04、0.16、0.25的人工鱼礁在来流流速分别为67、112、180 mm/s时产生的流场效应进行分析.结果表明：单体人工鱼礁流场效应中,开口比和来流流速均对流场效应产生影响,开口比越小,来流流速越大,流场中的上升流流速和背涡流面积就越大.研究表明,影响流场效应的主要因素是开口比,来流流速的影响程度次之.     

偏移速度对旋风分离器内饲草颗粒轨迹影响的模拟

在农业应用中,饲草的干燥分离经常会用到旋风分离器,由于饲草颗粒的运动方向及速度都会对它的轨迹产生影响,进而影响分离及干燥的效率。为此,根据旋风分离器的工作原理,通过介绍离散相颗粒模型,气固两相流中固体颗粒的受力分析,最后基于fluent模拟,分析偏移速度对饲草颗粒运动轨迹的影响。结果表明偏移速度的改变对稀相固体颗粒运行轨迹的影响不大。模拟的结果起到避免陷入研究误区的作用,对农业中饲草的干燥及分离具有一定的指导和借鉴意义。     

摆动分离筛上马铃薯运动速度分析与试验

研究马铃薯挖掘机摆动分离筛上马铃薯的运动过程和马铃薯运动速度对分离筛性能的影响。对马铃薯相对分离筛的运动过程进行理论分析,并推导出马铃薯绝对运动速度公式;采用高速摄像技术对薯土分离过程中马铃薯相对分离筛的运动情况进行试验研究,并通过田间试验测试出分离筛在沙土和黏土中作业时马铃薯的绝对运动速度,将试验值除以理论值得到速度修正系数。结果表明:马铃薯相对分离筛要经历正向滑动和反向滑动的连续运动过程,高速摄像试验结果与理论分析结果吻合;沙土中马铃薯绝对运动速度试验值大于理论值,速度修正系数为1.02,黏土中马铃薯绝对运动速度试验值小于理论值,速度修正系数为0.89。     

Sedimentation field flow fractionation: applications

Sedimentation field flow fractionation is a powerful, new, high-resolution separation method for a wide variety of colloids, micelles, particulates, and soluble macromolecules of biological interest. Advances in instrumentation allow sedimentation field flow fractionation operation with rotor speeds up to 32,000 revolutions per minute ( approximately 85,000 gravities), which permits separation of materials as small as 5 x 10(5) molecular weight, depending on sample density. Compared to conventional centrifugation techniques, the gentle, mass-separating sedimentation field flow fractionation method is capable of higher resolution in shorter times.     

油菜旋风式烘干机干燥筒内气力流场特性仿真分析

为了避免油菜旋风式烘干机作业时已达到烘干效果的油菜籽不能及时分离,导致油菜籽过度干燥,借助Ansys Fluent软件对油菜旋风式烘干机主要工作部件干燥筒的气力流场进行仿真分析,探究干燥筒的气流入口型式、入口气流速度及入口截面积大小等因素对干燥筒内油菜籽的分离性能的气力流场旋转强度、速度分量和压降等指标的影响规律。进一步预估并仿真分析油菜籽有效分离的干燥筒出口气流场特性,利用毕托管对干燥筒出口气流场风速进行测量,验证了该仿真模拟方法的正确性。结果表明:干燥筒气流入口型式采用蜗壳式所形成的气流场承载和分离物料能力优于切向式;当入口截面积一定时,速度越大,干燥筒内气流场分布更有利于物料分离;干燥筒入口截面积与压降呈正相关,并对出口段的气流速度有影响。对出口流场进行模拟和实测验证试验,其流场变化趋势基本一致,同一点位的流速模拟值与实测值的平均误差为6.58%,验证了所建立的干燥筒气力流场仿真模型的正确性。