基于数值模拟的分离鳃水沙分离效率及机理分析

利用层流模型和欧拉模型,运用Phase Coupled SIMPLE(PC-SIMPLE)算法,对分离鳃与普通管中的水沙两相流流场进行了静水沉降的三维数值模拟,并根据数值计算结果,对分离鳃与普通管内的速度场和含沙量分布特性进行了对比与分析,探讨了分离鳃的水沙分离效率及机理。结果表明:分离鳃中的速度矢量分布规律与普通管不同;分离鳃的结构形式、其内部的流场特性及含沙量分布特性都有利于水沙的分离,故分离鳃中的泥沙速度、清水速度及泥沙去除率都大于普通管的。探明了分离鳃快速分离水沙的机理,这对分离鳃结构的进一步优化提供了理论基础。     

不同鳃片间距下的分离鳃内部流场三维数值模拟

为研究鳃片间距对分离鳃的速度场及泥沙分布特性的影响,采用Fluent软件中的层流模型和欧拉模型,运用Phase Coupled SIMPLE(PC-SIMPLE)算法,对不同鳃片间距下分离鳃的水沙两相流流场进行了静水沉降的三维数值模拟。根据数值计算结果,对速度场和含沙量分布特性进行了对比与分析。结果表明:不同鳃片间距下,分离鳃内部的速度场分布规律有所不同,鳃片间距越大,速度流场受到来自泥沙通道中的泥沙流与清水通道中的清水流影响就越大;鳃片间距越小,分离鳃的沉淀效果越好。以泥沙平均速度和清水平均速度作为考核指标,同时考虑分离鳃内部的流场特性、水沙分离效果与制作分离鳃的成本,则最佳鳃片间距为5 cm。     

封闭式分离鳃沉淀池试验研究

通过对封闭式分离鳃沉淀池在静水和动水的试验研究,可知静水沉淀时出水浊度随时间变化情况包含2个阶段：浊度迅速减小阶段与浊度缓慢减小阶段;浑水的含沙浓度对该沉淀池出水浊度随时间变化关系影响不大。在动水沉淀时,水力负荷对浊度变化有很大的影响,水力负荷愈小,该沉淀池的出水浊度值愈小,而当水力负荷达到一定值时,则与普通沉淀池处理高浊度浑水的效果一样,故可以通过控制水力负荷,得到不同的出水浊度,实际应用当中选择一个合适的水力负荷是确保出水质量的一个重要条件。该沉淀池具有节能环保、出水水质稳定、占地面积小、操作及维护简便等特点。     

新型水沙分离系统的设计与试验研究

设计提出了一种新型水沙分离系统,并对该分离系统的结构和工作原理做了详细介绍,并对新型水沙分离系统和传统旋流水沙分离系统进行了对比试验。结果表明,同等条件下新型水沙分离系统具有更好的分离效果和更高的分离性能,实际使用时能满足大过水流量的同时又保持较高的除沙能力的要求。     

梭锥管混浊流体分离装置水沙分离影响因素优化试验研究

将梭锥管混浊流体分离装置(简称梭锥管)用于混水泥沙分离.采用均匀正交试验考察了锥圈间距、进流量、倾角以及底孔孔径对梭锥管的耗水率和表面负荷率的影响.通过PPR和极差分析得出:影响耗水率的各因素主次排列为底孔孔径、进流量、锥管偏角和锥圈间距;而影响表面负荷率的各因数主次排列为底孔孔径、进流量、锥圈间距和锥管倾角.考虑试验因素对耗水率和表面负荷率影响程度的影响及它们在分离中所起作用的大小,优化了装置参数,水平优化表明:当锥圈间距2 cm,进流量14.5 cm3/s,倾角60°和底孔孔径2mm时,耗水率最小,表面负荷率最大.     

黄河水泥沙分离用水力旋流器分离效率的研究

在模拟黄河水泥沙分离试验装置上，改变底流口直径、进口压力、进口物料浓度以及进口物料颗粒粒度分布等参数，进行了正交对比试验．通过对不同试验条件下的溢流口悬浮液进行粒级效率分析，定性地总结出旋流器的某些结构和操作参数对分离效率的影响规律．研究结果表明，水力旋流器的分离效率与进料口颗粒分布有关；在进料口悬浮液固相颗粒粒级分布相同的情况下，进料口压力和底流口直径的变化同样对分离效率产生影响．     

水力旋流器结构尺寸对分离效率的影响分析

简单介绍了水力旋流器的基本结构和工作原理,在特定的物料特性和操作参数下,定性的研究水力旋流器的结构形状的几何尺寸和分离效率之间的关系.     

水沙变化条件下黄河宁蒙河段冲淤演变特征

本文采用实测资料分析的方法,研究了水沙变化条件下黄河宁蒙河段冲淤演变特征,研究结果表明:1986年龙羊峡水库运用后,调节径流泥沙,改变了出库流量过程,使得进入黄河宁蒙河段年均水沙明显减少,年内分配发生变化,洪峰流量大幅度减小.水沙变化导致黄河宁蒙河段同流量水位抬升,河床持续抬高,主河槽淤积萎缩,过流能力降低,说明了水库运用会对下游干流河道冲淤演变带来负面影响.     

锥篮式离心机分离效率的研究

本文分析了锥篮式离心机的分离效率。定性分析了该机分离过程的机制。建立了滤渣单颗粒在过滤介质锥面上的运动微分方程,并求出其解。用频闪摄影法拍得颗粒在锥面上真实运动轨迹的水平投影。计算与试验结果均证实颗粒在锥面上存在较强的切向滑动。分析了切向滑动对该机工作带来的不利影响。以粮渣悬浮液为对象,试验研究了料液浓度、分离因数及过滤介质对该机分离效率的影响规律。得到了对于稀悬浮液存在一最佳分离因数的新结论。     

宁夏中部干旱区滴灌条件下枸杞耗水规律研究

通过开展枸杞覆膜与不覆膜滴灌田间试验,研究了覆膜和灌溉定额对枸杞产量的影响以及枸杞耗水规律。结果表明,(1)除F6(灌溉定额2 160 m3/hm2)、F7(灌溉定额2 430 m3/hm2)处理外,覆膜处理产量均高于不覆膜处理。随灌溉定额增大,覆膜和不覆膜枸杞产量均先增大后减小。当灌溉定额为1 620 m3/hm2时,覆膜和不覆膜枸杞产量均最高,覆膜枸杞产量最高为10 400.7 kg/hm2,不覆膜枸杞产量最高为9 923.40 kg/hm2。(2)不覆膜比覆膜处理全生育期耗水量平均值高19.02 mm。覆膜与不覆膜枸杞各生育期耗水量及耗水模系数随生育期延长均先增大后减小,均呈"果熟期落叶期开花初期春梢生长期"的变化趋势。(3)覆膜枸杞各处理水分利用效率平均为2.99 kg/m3,不覆膜枸杞各处理水分利用效率平均为2.76 kg/m3,覆膜高于不覆膜。除F6(灌溉定额2 160 m3/hm2)、F7(灌溉定额2 430 m3/hm2)处理外,膜下滴灌枸杞各处理的水分利用效率(WUE)均高于不覆膜。枸杞膜下滴灌技术有利于保持土壤水分,减少棵间蒸发,有效节约水资源,适宜在宁夏中部干旱区广泛推广。     

缺水条件下水资源管理的进化博弈分析

针对目前我国采用分配用水定额的水资源管理模式,从系统理论和动态角度出发,运用进化博弈思想分析了我国水资源管理中管理者和水用户的博弈特征,分析结果表明:在采用分配用水定额的管理模式下,用水户总有超额取水的倾向;当监管成本很高或监管难度很大时,将会出现"公共地的悲剧";当监管成本很低时,将会出现"猫和老鼠"局面。由此可见,推动以水权制度为基础的水市场建设,将是我国实现水资源优化配置和可持续发展的必然选择。     

CO_2质量分数升高对水稻生长及水分利用效率的影响

以苏南地区单季水稻为研究对象,基于1961—2010年气象数据,结合经田间试验资料验证后的水稻模型ORYZA2000,研究分析了50年来不同CO2质量分数下水稻产量、水分利用效率和灌溉水利用效率的变化趋势。结果表明,过去50年,水稻产量、水分利用效率呈现出显著下降趋势;灌溉水利用效率呈略微上升趋势,但不显著。在CO2质量分数增加0.5、1.0、1.5倍3种情况下,水稻产量、水分利用效率和灌溉水利用效率均有显著增加,且随着CO2质量分数的增加而逐渐增加。     

寒地水稻覆膜灌溉耗水规律及水分生产效率试验研究

在黑龙江水稻灌溉试验中心进行水稻覆膜灌溉试验,研究了不同灌溉模式下,覆膜对水稻耗水量及水分生产效率的影响。结果表明,覆膜淹灌处理水稻耗水量比常规淹灌减少7．35％,覆膜控灌耗水量比常规控灌减少3．77％,覆膜间歇灌溉耗水量比常规间歇灌溉减少10．00％;覆膜淹灌处理水分生产效率较之常规淹灌提高32．45％,覆膜控灌处理...     

咸水灌溉对棉花耗水特性和水分利用效率的影响

采用田间对比试验,连续3 a研究了1、3、5、7 g/L 4个矿化度咸水(记作S1、S2、S3、S4)灌溉对棉田土壤水盐、土壤蒸发、棉花阶段耗水量、籽棉产量和水分利用效率的影响。结果表明,棉花生育期内根系层土壤含水率和电导率有随灌溉水矿化度的增加而增大的趋势,土壤电导率增加尤为明显;年际间,各处理土壤含水率和电导率差异非常大,经过连续3 a灌溉,根系层土壤电导率均未逐年增加。S3和S4处理的平均土壤蒸发强度大于S1处理,S2与S1处理间的差异很小;7 g/L以下咸水灌溉对棉花耗水过程产生了一定影响,但对总耗水量影响并不明显。3 a的平均籽棉产量和水分利用效率由大到小顺序均为:S2、S1、S3、S4,S2比S1处理增产2.43%,水分利用效率增加1.15%,S3和S4比S1处理减产1.67%和8.88%,水分利用效率降低0.25%和7.31%,其中,S2和S3与S1处理间差异不显著,S4处理产量和水分利用效率降低显著。     

不同种植模式下水资源利用效率的探讨

研究了6种种植模式下耗水量、产量、等价产量以及水分利用效率和水分经济利用效率等的变化。结果表明,冬小麦-夏玉米1年2作的传统种植模式下等价产量、耗水量均最高;等价产量的水分利用效率以春玉米1年1作种植模式最高,棉花1年1作种植模式最低;棉花-冬小麦-夏玉米2年3作种植模式下经济效益和水分经济利用效率最高,棉花1年1作种植模式次之,远高于以粮食作物为主的种植模式。从农业水资源可持续发展和粮食安全角度考虑,该区域应采用棉花-冬小麦-夏玉米2年3作种植模式。     

秸秆覆盖对冬小麦耗水特征及水分生产率的影响

2季冬小麦试验结果表明 ,秸秆覆盖具有减少土壤棵间无效蒸发的作用 ,冬小麦返青前 1 m土层贮水量在砂壤土条件下秸秆覆盖处理比无覆盖处理增加 2 %～ 2 5 .8% ,粘壤土条件下增加 2 %～ 1 4.5 %。返青前秸秆覆盖处理比无覆盖处理的日耗水量普遍小 ,返青后情况则相反。秸秆覆盖能够促进作物生长 ,与无覆盖相比 ,提高水分生产效率 4.6%～ 2 5 .2 %。     

粘重土壤下马铃薯挖掘机分离输送装置改进设计与试验

针对升运链式马铃薯挖掘机输送分离装置普遍存在的在粘重土壤条件下升运链长度匹配性不佳等问题,设计了一种适宜粘重土壤的升运链输送分离装置。通过对该输送分离装置及薯土混合物的理论分析,确定了影响最佳薯土分离效果的主要因素,得到影响分离性能的升运链长度范围和抖动器等结构参数;以二级升运链长度、机具前进速度和升运链线速度为试验因素,以明薯率、伤薯率为试验指标进行田间试验,试验结果表明:二级升运链长度为3.1 m、机具前进速度为1.2 m/s、升运链线速度为1.5 m/s时,其明薯率为98.1%,伤薯率为1.1%,高于马铃薯挖掘机的收获作业要求。满足粘重土壤条件下马铃薯挖掘机的作业要求。