应用斜坎改善弯道流态的可行性研究

【目的】基于模型试验对使用斜坎改善泄洪洞弯道流态的可行性进行研究,为同类工程提供参考。【方法】在泄洪洞弯道段沿程分别布置5道3种形式的斜坎(高0.35m矩形斜坎、高0.25m矩形斜坎及高0.25m梯形斜坎),对3种工程措施下弯道的水流流态、水面超高、流速和压强分布进行量测,通过流态优劣和流速、压强分布的合理性对比,对其改善流态的可行性进行研究。【结果】3种形式的斜坎均能有效消除弯道水面超高,改善流态,但矩形斜坎的改善效果优于梯形斜坎。布置0.35m矩形斜坎可使弯道最大水面超高减小至2.70m,但局部出现水面击打洞顶现象;布置0.25m矩形斜坎和0.25m梯形斜坎后,弯道水面超高分别减小至3.42和4.21m,且无击打洞顶现象,但压强量测均出现极大负压。【结论】对于已建工程,斜坎对消减弯道水面超高、改善水流流态非常适用,且矩形斜坎优于梯形斜坎;但在高速水流工况下,斜坎坎顶、坎后及坎后侧壁会出现负压,为避免出现负压,建议将斜坎应用于低速水流弯道。     

丁坝对弯道水流影响的分析

采用三维声学多普勒流速仪对弯道内有、无丁坝两种工况下的水流特性进行了系统的试验研究,总结了弯道水流水面横比降、横向环流、流速重分布等特性,重点分析了丁坝对弯道水流流态的影响,进一步证实了丁坝的护岸机理,为相关的工程实践提供理论依据。     

丁坝对弯道水流紊动的影响

根据RNG k-ε湍流模型及Reynods方程,利用VOF法追踪自由表面,有限体积法离散求解,建立了相应的概化模型,通过数值模拟的方法研究了不同角度下,丁坝对弯道水流特性的影响。重点分析了丁坝对弯道水流横向水面超高和流速场的影响。结果表明,在丁坝影响下,弯道水流横向水面横比降计算公式需要进行修正,应当考虑到丁坝对河道的束窄、丁坝尺寸和弯道角度等综合因素的影响。该研究为进一步深入探讨弯道水流特性奠定了基础,也为相关的工程实践提供了参考。     

陡坡弯道体型水力特性的试验研究

卡群一级电站泄水陡坡于１９９５年底建成运行后，由于弯道体型设计不合理，当泄水流量为２８ｍ３ｓ－１（设计流量为６０ｍ３ｓ－１，加大流量为７０ｍ３ｓ－１）时，弯道水流已甩出凹岸边墙，而弯道凸岸基本上处于无水状态。对此，我们进行了模型试验研究。经多种修改方案试验比较，其中在陡坡段设置消能栅、弯道段设置导流消能板（简称综合式）的方案，既能较好地控制急流弯道水流流态，消除下级陡坡中水流折冲现象，又不改变原来弯道体型，节省了工程量。本文除对不同方案的体型布置及流态作简述外，着重对综合方案的水力特性及效果作分析和阐述     

大型斜式轴流泵站进水流道的优化设计

本文建立了表达大型泵站进水流道三维可变形状的数学模型,并对各种不同形状斜式边水流道内的流场进行了有限元计算,以流道出口断面的流速不均匀度最小为优化设计的目标,在流道主要线性尺寸一定的前提下,获得最佳的斜式进水流道型线。     

弯道内非淹没丁坝附近水流流态的试验研究

以水槽试验为基础,对非淹没丁坝附近的水流现象进行了定性描述。采用三维声学多普勒流速仪对丁坝附近的水流特性进行了系统的试验研究,分析了弯道水流的三维时均流速和水面形态等,进一步表明绕丁坝近场流动的强三维非恒定性。     

浮游植物群落对不同沉水植物生境的响应

结合沉水植物的生长状况及其对水质的改善效果,从浮游植物的密度、生物量、群落结构以及生物多样性的角度探讨了浮游植物群落对不同沉水植物生境的响应过程。结果显示:4种沉水植物对水体中TN、NO_3~--N有明显的去除效果,去除效率依次为常绿苦草普通苦草马来眼子菜黑藻;伴随着沉水植物生长引起的生境差异和水质条件的变化,浮游植物优势种类由单一隐藻门转变为隐藻门、硅藻门、绿藻门及蓝藻门的种类同时占优势;从浮游植物的生物量、生物多样性指数和均匀度指数来看,不同供试沉水植物之间有较大差异,均以其中水质改善效果相对较差的黑藻处理为最大,全年平均值分别为1.485 mg/L、2.2和0.62,表明黑藻生境对浮游植物生长的抑制作用较小,有利于浮游植物形成稳定复杂的群落结构;浮游植物生物量与营养盐水平显著正相关,Shannon-Wiener多样性指数及Pielou均匀度指数与氮磷比显著负相关。     

基于能量守恒的四面六边形护岸框架群减速效率推导

4面6边透水框架群的框架尺寸、架空率和长度都直接或间接地影响着其消能减速的效果。在河道中布设框架群对水流会产生阻塞和减速作用,流经框架的水流雷诺数很大,为湍流,属于水力学中的无势有旋流。水力学中涉及湍流的分析计算难以列微分方程,更不可能有解析解。然而,水流的流速减慢必然导致河面抬高,根据水面抬高得到的水头势能与流经框架而带来的阻力损失建立能量守恒方程,便可绕过复杂的水力学计算。通过现有的水力学经验公式,对钢筋混凝土正四面体护岸框架群的水流减速护岸机理进行了理论推导和研究,得出了框架群的减速率卵与架空率ε、长a、宽b、铺设长度L的关系式。     

基于非结构网格的三维水流数值模拟研究

【目的】以黄河沙坡头连续弯道段的水流运动为研究对象,研究非结构网格在天然河道数值模拟中的应用。【方法】建立三维紊流数学模型,采用有限体积法离散模型方程,利用SIMPLEC算法求解离散后的方程组。用非结构网格剖分研究区域,用等距分层法进行垂向分层,研究弯道水流表层、中层及底层平面流场和连续弯道典型断面处的纵向流速及环流分布,并对比分析横断面纵向流速的计算值与实测值。【结果】横断面纵向流速的计算值与实测值吻合较好。弯道水流底层到表层流速逐渐增大,在流速变化较大的地方出现了主流与深泓线分离的现象。弯道横向环流明显,表层流速指向凹岸,底层流速指向凸岸。【结论】非结构网格能较好地模拟天然河道中复杂的水流结构。     

弯道上游顺直河段水流流态的研究

采用三维声学多普勒流速仪对弯道上游顺直河段水流特性进行了系统的试验研究,全面分析了水流的三维时均流速及流场和纵向紊动强度.结果表明:该河段存在折冲水流,弯道与直道衔接处凸岸侧存在分离区,水流紊动强度的区域分布与流速区域分布相对应.该研究可为相关的理论研究和工程实践提供借鉴和理论依据.     

4SW-2.0型卧式割晒机的设计与试验

针对常规割晒机底盘低，立式割台侧向铺放的结构型式导致边行收获困难、割晒铺放质量不佳、机具通过性能较差等问题，设计了一款卧式割晒机，采用中间铺放的形式，传动系统利用液压马达驱动。整机结构主要由偏心式拨禾轮、悬挂升降装置、分禾装置、横向往复式切割器、横向螺旋输送滚筒、机架、传动系统和液压系统等组成。利用MATLAB编程绘制出不同机组前进速度和不同曲柄转速下的切割图，以铺放均匀度系数和割晒损失系数为试验指标，选取机组前进速度和主传动轴转速为试验因素，进行正交试验。结果表明，当机组前进速度为1.07 m/s、主传动轴转速为449 r/min时，割晒机达到最佳工作状态；在多次试验验证后，得到铺放均匀度系数平均值为1.08，割晒损失系数平均值为1.55。田间试验结果表明，该割晒机在正常工作状态下能一次性完成燕麦的切割、铺放作业，割茬整齐,输送流畅,铺放有序，可以满足后续晾晒和捡拾脱粒作业需求。     

不同铺放状态下稻秆卷捆压缩特性试验

为深入研究钢辊式圆型打捆机对完整稻秆的卷捆压缩机理,对完整稻秆进行了闭式压缩试验。针对捡拾打捆时完整稻秆在田间呈现的横向和杂乱2种铺放状态,利用自制压缩装置将稻秆压缩至220kg·m-3,通过试验分析不同的取样部位、含水率、加载速度及同一初始密度下不同加料量对最大压缩力的影响。结果表明:压缩至同一密度时,稻秆杂乱铺放状态比横向铺放状态所需的压缩力明显大。稻秆横向、杂乱2种铺放状态下的最大压缩力模型决定系数分别为0.95和0.90。各因素对最大压缩力的影响规律相似:稻秆含水率越大,最大压缩力越小;取样部位越靠近稻秆根部,最大压缩力越小;同一初始密度下随加料量的增加,最大压缩力先上升后下降;随加载速度的增加,最大压缩力呈先缓慢上升后下降变化趋势,其中含水率对稻秆压缩特性的影响最显著,说明横向铺放状态下高含水率的稻秆更易于钢辊式圆捆机的卷捆压缩。     

弯道导流墙对氧化沟水力特性影响的数值模拟

【目的】对两沟道氧化沟内水下推动器、曝气转盘同时运行时,增设弯道导流墙后沟内的流场及流速分布进行研究,以期提高沟内水流混合能力并降低能耗。【方法】在试验模型右侧增设弯道导流墙,并采用数值计算的方法求解气-液两相流时均方程,紊流模型采用RNG模型,自由水面捕捉采用VOF(Volume of fluid)法,速度与压力耦合方程组求解时使用SIMPLE(Semi-Implicit Method for Pressure-Linked Equations)算法,对氧化沟内的流场及流速分布进行模拟研究。【结果】数值模拟表明,在水下推动器、曝气转盘同时运行时增设弯道导流墙后,氧化沟内的流场及流速分布更加均匀,整个氧化沟内流速大于0.3m/s的流体体积百分比由不增设弯道导流墙时的40.8%提高至47.6%,显著提高了氧化沟内的流速。【结论】水下推动器、曝气转盘同时运行时,增设弯道导流墙能够明显改善氧化沟内流场及流速的分布,可以提高沟内整体流速,防止或减少沟内污泥沉积。     

不同药械和药液量对稻飞虱的防治效果评价

在单季晚稻后期进行4种药械,机动喷雾机、新型背包式喷雾器、老式背包式喷雾器和弥雾机,不同药液量防治稻飞虱的对比试验。结果表明,同1种药械药液量越充足防治效果越好。机动喷雾机、新型背包式喷雾器、老式背包式喷雾器药液量充足．对稻飞虱的防效分别达到97．02％、95．61％、93．45％．防治效果比较理想,弥雾机防治效果明显差于其它3种药械。     

分流比及取水角度对弯道引水口水流流场的影响

以引水工程中引水口"护岸防沙"问题为研究背景,探究干渠与引水支渠分流比变化以及取水角度变化对弯道引水口水流流场的影响,为弯道引水工程中的堤岸防护、减少泥沙淤积提供参考依据。基于雷诺方程和有限体积法建立弯道水流运动三维数学模型,并利用物理模型试验进行验证,结果表明该数学模型能够较好的模拟弯道引水口附近水流形态和流速分布。利用该模型模拟多种分流比工况、若干取水角度下的弯道水流运动,分析引水口附近平面流速分布、口门断面流速分布以及引水口上游分水宽度的变化。结果表明:引水口附近平面均值流速分布为V_(中间层)V_(近表层)V_(近底层),口门断面流速峰值位于断面上唇中下部,试验流量为30L·s~(-1)的情况下,该区域最大流速可达0.25m·s~(-1),故实际工程中应对引水口上唇中下部重点进行防护。当分流比η0.42时,分水宽度呈现d_表d_中d_底,η0.42时,分水宽度呈现d_表d_中d_底。取水角度为60°~90°情况下,取水口附近流速较小,平面均值流速不足0.10m·s~(-1),取水角为钝角时取水口附近流速峰值达0.22m·s~(-1)。分流比过小或取水角度过大,支槽右壁均易形成回流区,为减小回流区面积,避免淤沙过多,应尽量选取较小的取水角度,并根据支渠的需水量,合理确定分流比。     

弯曲溢洪道挑流消能冲刷坑的研究

弯曲溢洪道受弯道折冲水流产生冲击波影响,在挑流消能条件下冲刷坑偏离轴线,威胁工程安全.采用弯道整治措施(隔流墙)改善不对称人流条件,通过模型试验研究了弯曲溢洪道挑流消能冲刷坑在设置隔流墙前后的形态变化及破坏机理.试验结果表明:隔流墙的设置减小了冲刷坑深度≥20cm范围,并使冲刷坑大致呈对称分布,改善了不设置隔流墙时冲刷坑较深,且偏向较大的情况.     

纳米植物糖原改造壳聚糖膜工艺研究

以壳聚糖为基料,加入纳米植物糖原、甲基纤维素等来改善膜的性能。通过测定膜的透水率、透光率、溶解率、抗菌性,分析膜组分中的各物质对成膜效能的影响。结果表明,在植物糖原纳米保鲜剂中,植物糖原对透水率溶解率、透光率的影响最大。此外,通过正交试验对膜进行优化,得出在60 m L 2%的乙酸水中植物糖原为0.3 g,壳聚糖为0.5 g,氢氧化钙为0.7 g,甲基纤维素为0.9 g时,成膜效能最好,此时,透水率为33.1%,溶解率为3.361%,透光率为12.19%。     

排灌泵站进水弯道流态改善分析研究

泵站布置形式按进水方式可分为正向进水和侧向进水。由于地形条件等限制,一些泵站不得不采用侧向进水形式。泵站侧向进水水流流动从本质上讲是水流的转向流动,即弯道水流。实际工程中,侧向进水泵站普遍存在进水流场紊乱、回流引起前池泥沙淤积、边坡冲刷等问题。人们利用流态显示技术和测速仪,通过方案分析,总结出一些流态改善措施。随着数值计算技术的发展,采用数值模拟来预测水流流动已成为一种趋势。但在泵站进水弯道流场及其整流研究方面,由于计算模型的缺陷,无法反映复杂的分离流动,至今尚未见对其进行三维数值模拟的研究报道。为此,本…     

不同抚育经营措施对毛竹林改造效果分析

对低产毛竹林采取不同抚育经营措施,研究其改造低产毛竹林的效果。试验结果表明:深翻施肥能极显著增加低产毛竹林立竹株数、胸径生长量、竹林均匀度、整齐度等,林分结构也得以快速改善,达到笋竹两用林丰产结构指标;越是集约经营,改善毛竹林分结构越快越好。     

矩形水槽中半圆柱形边墩周围水流紊动强度的研究

以矩形水槽试验为基础,利用先进的声学多普勒测速仪(ADV)对该试验条件下半圆柱形边墩周围水流紊动特性进行系统的研究分析,并全面测量了边墩周围水流的三维紊动强度.根据试验数据,探讨了水流的紊动机理,同时对半圆柱形边墩周围水流纵向、横向及垂向的紊动强度分布特点进行了比较.结果表明:垂向紊动强度沿水深变化较小,基本接近一常值;纵、横向紊动强度相对强于垂向紊动强度,说明边墩周围水流的紊动是各项异性的.