泥沙级配对迷宫流道滴头堵塞及毛管内泥沙沉积的影响

【目的】设计对不同泥沙级配的浑水进行滴灌试验,为泥沙机械组成对滴头堵塞的影响过程研究提供理论参考。【方法】采用短周期法,设计了粒径小于0.1mm的3种不同级配泥沙(编号分别为A、B、C,其0.03mm,≥0.03~≤0.05mm,0.05~≤0.1mm粒径泥沙所占比例分别为58.38%,27.17%,14.45%;48.50%,13.20%,38.30%;20.13%,23.55%,56.32%)及3种不同含沙量(0.5,1.0,1.5g/L)组合的滴头抗堵塞试验,分析了毛管中沉积泥沙的位置与粒径组成及滴头流量与含沙量的变化。【结果】当含沙量不大于1.0g/L时,泥沙级配C最易造成滴头堵塞,而级配B次之,级配A最不易造成滴头堵塞;当含沙量大于1.0g/L时,泥沙级配对堵塞的影响有所降低。当毛管上的滴头发生严重堵塞时,毛管内的淤积泥沙主要分布在毛管中段0.6~1.0m处,未发生堵塞或者发生非常轻微堵塞的毛管泥沙淤积主要分布在毛管尾端。粒径0.05~≤0.1mm的泥沙最易沉积在毛管内,而小于0.03mm的泥沙颗粒最易随水流排出滴头。【结论】泥沙级配是影响滴头堵塞的主要因素,当大于0.05mm的泥沙颗粒含量较高时,非常易造成滴头堵塞,泥沙级配对其在毛管中的淤积位置影响较小,但对泥沙淤积量有一定的影响。     

不同类型灌水器滴头对沼液抗堵塞性能的影响

为了研究不同类型灌水器滴头对不同水肥配比沼液的抗堵塞性能,获得适用于沼液滴灌施肥的滴头,选取2种片式滴头、2种圆柱滴头和1种片式补偿滴头共5种滴头,设计了2种沼液配比进行周期性间歇灌水试验,比较了不同滴头的抗堵塞能力。结果表明,沼液水肥配比越大,滴头越容易发生堵塞;滴头流量相同时,片式滴头抗堵塞性优于圆柱滴头和片式补偿滴头;滴头类型相同时,额定流量越大,抗堵塞性越好;堵塞进程较为均匀,堵塞发生从毛管尾端开始;堵塞类型以物理和生物结合的复合性堵塞为主。根据试验结果,建议沼液施肥时,最优灌溉模式为：水肥配比选择1∶3,灌水压力选择80 kPa,滴头选择3 L·h^-1的片式滴头;单级120目过滤器过滤效果有限,可以考虑增加多级过滤。     

硫酸钾对浑水滴灌滴头堵塞的影响

【目的】分析引黄灌溉过程中肥料硫酸钾对滴头堵塞的影响,为水肥一体化滴灌的实施提供参考。【方法】分别配制3种含沙量(1.0,1.5和2.0g/L)和3种硫酸钾质量浓度(10,20和30g/L)的浑水进行间歇灌水堵塞试验,计算滴头的平均相对流量和灌水均匀度,利用场发射扫描电镜分析流道堵塞物结构,收集并分析滴头输出泥沙和毛管淤积泥沙的机械组成。【结果】施加硫酸钾后浑水滴灌滴头堵塞出现加速现象,硫酸钾质量浓度越大,加速堵塞作用越明显。当硫酸钾质量浓度为30g/L时,含沙量1.0,1.5和2.0g/L处理的有效灌水次数分别较未施肥处理减少4,9和8次,滴头堵塞率较未施肥处理增加30%~35%;施加硫酸钾显著增大了水的电导率,未施加硫酸钾的浑水电导率为0.16ms/cm,硫酸钾质量浓度为30g/L时,含钾浑水的电导率为25.19ms/cm。硫酸钾质量浓度对滴头堵塞的位置有一定影响,对进水口堵塞影响较小,对滴头流道堵塞影响较大,当硫酸钾质量浓度为10,20和30g/L时,流道堵塞滴头数较未施肥处理分别增加了7,18和17个。硫酸钾改变了灌溉水的电导率,易产生硫酸盐沉淀而造成滴头堵塞。施加硫酸钾肥后,浑水中泥沙颗粒易吸附K+,增加了泥沙颗粒之间的团聚,导致堵塞物表面结构复杂程度提高,堵塞物致密性和稳定性增强;浑水中施加硫酸钾肥后,输出泥沙中粉砂和黏粒比例较毛管淤积泥沙大,砂粒比例则较毛管淤积泥沙小,淤积泥沙的分形维数与平均相对流量呈显著负相关。【结论】选用硫酸钾进行施钾一体化滴灌时,硫酸钾质量浓度宜小于10g/L,以减缓其对滴头堵塞的影响。     

长输管道水击泄压阀的改进与应用

介绍了氮气式水击泄压阀的工作原理。针对氮气式水击泄压阀在使用过程中存在的问题,研制了双控自力式轴流泄压阀,应用效果良好。双控自动式轴流泄压阀不仅克服了氮气式水击泄压阀的诸多缺点,而且安全系数成倍提高,为长输管道的安全平稳运行提供了保障。     

长输管道泄压阀的应用及改进

介绍了长输管道水击角式自力泄压阀的类型及工作原理。针对水击角式自力泄压阀在实际应用中因设计缺陷导致的配件多和安装作业难度大等问题,对其进行了优化改进。经输油生产运行实践表明,改进后的水击角式自力泄压阀具有较强安全可靠性,能有效防止水击现象,保证长输管道安全平稳运行。     

氮气式水击泄压阀设定压力精度的影响因素

为了揭示影响氮气式水击泄压阀设定压力精度的关键因素,从氮气式水击泄压阀的结构组成和工作原理入手,建立了影响氮气式水击泄压阀设定压力临界点处的力学关系方程,分析认为影响氮气式水击泄压阀设定压力精度的主要影响因素是减压阀的精度、环境温度对氮气压力的影响、活塞体所受摩擦力、阀座密封结构的设计及弹簧刚度的稳定性等,进而提出了控制设定压力精度的的方法。根据该理论改进的氮气式水击泄压阀,获得了设定压力精度达到±1%的试验结果。     

水击泄压阀的应用及失效分析

介绍了工程中常用泄压阀的种类及特点,详细论述了水击泄压阀的分类特点、结构型式及适用工况。结合工程应用实际情况,分析了应用于长输管道的水击泄压阀常见失效类型、情况及其形成原因,并针对常见失效原因提出了合理有效的设计结构改进措施及维护建议。为长输管道用水击泄压阀的选型、应用及其维护提供了实用、可靠的指导性意见,可以有效地延长水击泄压阀的使用寿命,改善其应用效果,确保输油管道的长期安全稳定运行。     

压力补偿滴头抗堵塞性的数值模拟研究

【目的】用数值模拟方法研究压力补偿滴头的抗堵塞性,为灌溉滴头的结构改进提供参考。【方法】以孔口式压力补偿滴头为对象,综合运用流固耦合与液固两相流的数值模拟方法,分析压力补偿滴头在不同入流颗粒粒径（0.01,0.02,0.04和0.06 mm）及体积分数（0.2%,0.4%,0.6%,0.8%,1.0%和1.2%）下,压力补偿滴头的内流场及颗粒体积分数分布规律。【结果】在供试颗粒粒径及体积分数范围内,压力补偿滴头流道内局部颗粒体积分数升高,容易发生沙粒沉淀;同一位置处水的速度较固体颗粒大;随着入流颗粒粒径及体积分数的增大,滴头出流量略有减少,但仍达清水流量的94.7%以上;入流颗粒体积分数相同时,颗粒粒径越大,流道内最大颗粒体积分数越大。【结论】改进压力补偿滴头环形流道的入口结构能提高其抗堵塞性;提高灌溉系统抗堵塞性需同时提高滴头抗堵塞性并改进过滤设施。     

管道水击增压速率控制技术研究

控制管道水击增压速率对长输管道可防止早选超压，减少泵站压力保护系统的投用；对工艺管道可减轻振动，防止低压仪表与设备损坏。综述了国内外控制管道水击增压速率所采用的措施和装置，主要有泄压阀系统，气压缓冲罐系统，电子－液力泄放系统，橡胶套泄放阀系统，飞轮系统等。着重介绍新型双功泄压阀的原理和结构。在水击增压控制理论指导下，通过对增压速率调节系统数学物理模型的研究，发现在固定阻力下调节的非线性本质，它要求     

圆柱式滴头内镶及外包对滴灌毛管水力特性影响的模拟研究

目的 研究圆柱式滴头镶嵌方式对滴灌毛管水力特性的影响。方法 对2种内镶式滴灌毛管和1种外包式滴灌毛管进行灌水试验,同时采用计算流体动力学(Computational fluid dynamics, CFD)方法对3种滴灌毛管进行数值模拟并验证。在此基础上,对不同滴头流量下内镶式及外包式滴灌毛管水头损失及铺设长度进行模拟计算。结果 滴头内镶式及外包式滴灌毛管总水头损失模拟值略低于实测值,滴头外包式滴灌毛管模拟值与实测值相对偏差较小;滴头镶嵌方式对滴灌毛管水力特性影响显著,滴头外包式滴灌毛管相较滴头内镶式滴灌毛管总水头损失较小,总水头损失减小比例超过49.2%,且随滴头流量增加总水头损失减小比例逐渐增大;滴头外包式滴灌毛管最大铺设长度较滴头内镶式滴灌毛管更长,长度增加了21.6%~56.9%;滴头内镶式滴灌毛管总水头损失相对更大的主要原因是断面流速再分布引起压力梯度急变消耗了大量水流能量。结论 滴头外包式滴灌毛管水力性能优于滴头内镶式滴灌毛管,对于长距离经济作物滴灌系统设计,可优先考虑滴头外包式滴灌毛管。     

日照-仪征原油管道水击分析与保护

长输原油管道在输油生产过程中,会因输油站的误操作而造成管道水击现象,使管道发生局部超压、液柱分离和泵机组汽蚀。介绍了输油管道产生水击的原因;分析了日照-仪征原油管道压力自动调节系统、压力超限保护系统和水击控制系统的构成;对仪征误关进站阀的事故工况进行了模拟,分析说明了该管道的水击保护过程。结果表明：日照-仪征原油管道水击保护系统的应用具有可行性,可有效防止严重水击工况对管道和设备造成危害。（图3,表4,参7）     

安—延输油管道水击保护措施

对安—延管道密闭输油后产生的水击问题进行了分析讨论,模拟计算了该管道四种瞬变过程的水击压力,并绘制了压力变化曲线图。通过对各工况的计算结果分析,指出安—延管道密闭输油,必须在沿河湾站设出站调节阀,进站设低压泄压和低压回流保护系统,杨山进站设泄压阀,各站设低压报警设备,通过就地控制和人为调节可以实现管道的安全运行。     

成品油管道水击超前保护优化方案

成品油管道发生泵站意外停电事故后通常执行水击超前保护程序,该保护方案对管道的安全性有决定性影响。为了确保管道从事故前稳态安全平稳过渡到事故后较优的运行状态,需要制定最佳的水击超前保护方案。对成品油管道泵站意外停电水击工况进行分析,以水击事故发生后下一稳态时输量最大且各调节阀节流压力之和最小为目标,建立优化模型,相应的约束条件为全线不超压、不汽化。模型求解采取两种不同策略:事故站下游以各站出站压力最低为目标分别寻优,采用水力坡降线平移法求解;事故站上游以整体总节流最小寻优,为了提高求解速度,采用深度优先搜索法求解。以某成品油管道泵站意外停电事故工况为例,对该优化模型进行实例应用,并根据优化结果制定水击事故过渡过程的控制逻辑,并使用仿真软件SPS验证了控制逻辑的合理性,表明该优化模型合理可靠。     

减压式水电站水击压力的计算

本文提出了在喷灌管路中减压式水电站水击压力计算的方法,对于了解这类电站水击压力的变化规律、合理的选用阀门及切换设备有一定的意义。     

输油管道系统水击分析与计算

水击是输油管道系统中经常出现的一种不稳定流现象。当管内压力由于水力瞬变而发生急剧变化时，如果其高点未出现因压力低于油品的饱和蒸气压而产生的负压汽化现象，则流动为单相流动，但如果出现负压汽化现象，则处于该点的管段内液体的流动就演变成了气液体两相流动，增大了水击分析的难度。对管内单相流动和含气泡液体两相流动进行了水击分析，认为分析结果可以真实地反映油品在管内流动的规律，并且可以全面用于模拟和分析管道系统的各种工况，确保管道在安全的前提下优化运行。     

滇池人工湿地系统进水前处理的研究

[目的]为减轻人工湿地堵塞状况。[方法]采用硅藻土与助凝剂(PAM)复配对滇池湿地系统2类不同入水进行预处理,最后给出相关经济性分析。[结果]结果表明:在目前海河水和福保村生活污水的水质条件下,当硅藻土的投加量应达到120 mg/L,PAM投量为0.3 mg/L时,出水TP达到一级B的1 mg/L要求(GB18918-2002),而当硅藻土投加量为40 mg/L时,出水SS达到一级B 20 mg/L的要求。入水经过前处理,使得最大限度减轻了是湿地系统后续潜滤池堵塞隐患,保证高负荷湿地系统连续运转。[结论]改性硅藻土前处理技术可利用较少的投资和运行费用达到降低后续湿地堵塞压力,且处理所得污泥可回收利用,毒性远低于铁盐铝盐产生的化学污泥,是符合我国国情的前处理技术。     

液柱分离对管道的危害及其预防

管道发生水击时的水击压力波对管道的危害非常严重。在分析水击形成原因的基础上，讨论了液柱分离形成的过程及其对管道的影响，结合实例，利用公式推导计算出管道在发生水击过程中的水击压力，提出了避免出现油品液柱分离的具体措施。     

基于压力试验方法的长输管道水击泄放量计算

介绍了氮气式水击泄压阀的工作原理以及基于泄压阀流量系数泄放能力的计算方法,分析了采用目前常用方法计算的泄放量远大于实际泄放量的原因,探讨了根据工艺管网压力试验方法的原理.采用流体密闭长输管道发生水击时进行水击保护泄放量的近似计算方法的结果优于目前常用方法的计算结果,可为正确选择泄压阀的规格与合理设计泄放罐提供依据,并在一定程度上保证对生产中发生的水击事故进行超前保护和有效控制设计目的的实现,避免设备、设施损坏.（表2,参5）     

滴灌条件下水溶性肥料对灌水器堵塞影响

为探究滴头流量等因素对水肥一体化滴灌系统灌水器堵塞的影响规律,指导滴灌系统的防堵塞管理工作,以相对流量作为堵塞程度的评价指标,通过单因素试验分析了肥液浓度、滴头流量、滴头工作压力、过滤器类型、滴头类型5个因素对灌水器堵塞情况的影响,采用正交试验筛选出抗堵塞的最佳灌溉模式。结果表明,肥液浓度越大,滴头和过滤器越易发生堵塞;滴头流量越大,相对流量也越大,大流量滴头相对不易发生堵塞;相对流量随着滴头工作压力的增大呈现先增后减趋势,工作压力过大也会引起滴头堵塞,农业灌溉过程中应选取适宜的滴头工作压力;叠片式过滤器比网式过滤器过滤效果更好;压力补偿式滴头抗堵塞性能优于八孔流量可调式滴头。最佳灌溉模式为:水溶性肥料稀释比例为1∶200,滴头工作压力为0.1 MPa,滴头为流量4 L/h的压力补偿式滴头。     

水击分析在机场供油系统中的应用

分析了管道中水击产生的原因及危害,通过对管网水击的一维数值进行分析,采用管段非统一时步法对重庆机场供油系统的管道水击压力分布进行分析计算,找出了影响水击压力分布和水击压力强度的主要因素.提出了水击的抑制措施,确保了供油正常压力和水击的叠加值不会超过规定值从而影响系统工艺设备的安全使用.