UPVC给水管沿程阻力系数的研究

通过对国产UPVC给水管进行系统实验，对实验资料进行回归分析并与现有计算公式相比较，导出UPVC给水管沿程阻力系数的计算公式，为UPVC给水管的水头损失计算提供依据     

对突然扩大局部水头损失的初探

对于管路突然扩大的局部水头损失一般采用ｈｊ＝ξｖ２２ｇ计算，其中ξ＝（１－Ａ１Ａ２）２、在公式的理论推导中，此公式忽略了两断面间的沿程水头损失而导出来的。本文对两断面间的沿程水头损失进行了考虑，结合实验，对ｈｊ重新进行了推导计算，并进行了修正。     

喷孔为节点式微喷带的水力特性初步研究

根据节点式微喷带喷水特点,出水孔以组为单位集中分布,每组喷水孔称为一个节点。根据孔口出流公式导出微喷带喷水孔的压力-流量公式;同时把微喷带看成由不同流量的相同管径短管连接成的管道,在每段管道上用达西—威斯巴赫公式分流态计算其沿程压力损失,在理论分析的基础上加以室内试验数据验证,由此导出微喷带的沿程压力分布公式,并计算沿程出水孔的出流量。对微喷带的生产、使用提供理论支持。     

短管水力计算中水头损失系数的研究

文章主要研究在水利工程设计中短管水力计算时,沿程水头损失系数的确定。其方研究主要是通过实验模型,测定设计所用管材在不同工况下的流量及沿程水头损失,经分析计算得出流量与沿程水头损失系数函数表达式、雷诺数与沿程水头损失系数函数关系式,由此得出沿程损失系数随着流量的增加而减小,同时,在紊流的不同流区内,其沿程损失系数可由不同流区内的雷诺数与沿程损失函数关系求出。     

管路水力损失计算方法的探讨

本文应用Ｂａｓｉｃ语言设计计算沿程阻力损失的程序，结果计算准确且迅速，克服了复杂而烦琐的手工计算，既保证了工程上的技术要求，又可减少工程材料上的浪费．     

多孔膜袋水力特性研究

多孔膜袋技术是一种新提出的灌溉技术,可以减少棵间蒸发和深层渗漏,其压力分布情况是研究多孔膜袋水力问题的重要内容,直接影响多孔膜袋的出流均匀度。根据水力学基本原理建立多孔膜袋压力分布的数学模型,并对其相关系数进行分析。由能量守恒定律推求出多孔膜袋任一点处压强的计算公式,通过比较计算值与实测值可以认为计算值符合试验结果;用微元法推导了多孔膜袋沿程水头损失计算公式,通过比较实测值与计算值可以看出其变化趋势完全一致。     

柔性衬护阶梯式溢洪道过水试验与水力特性分析

对用土工膜做成的柔性阶梯式底板溢洪道模型进行了泄水试验研究,初步分析了这种特殊结构形式溢洪道泄槽中水深、流速、消能率的特点和规律。与常规平底泄槽相比,土工膜柔性阶梯式底面泄槽的消能效果明显,降低了泄槽下游的流速,但消能率随着流量的增大而减小,反映出在流量较大时,阶梯对水流流态的影响减小;与混凝土阶梯式溢流面相比,由于土工膜柔性阶梯式溢流面的底坡较缓,台阶的水平长度明显大于其台阶高度,其溢流坝面下游最大流速以及泄槽内沿程水深的变化规律与已有的混凝土阶梯式溢流面试验结果有所不同。据此,提出了泄槽中沿程水深的修正估算方法。     

潼关河段冲淤对渭河下游冲淤变化的影响

三门峡水库控制运用以来,潼关高程持续抬升,渭河下游仍在淤积发展,究竟是潼关高程抬升引起渭河下游淤积发展,还是渭河下游淤积发展造成潼关高程的缓慢上升,一直是三门峡问题的焦点。在实测资料的基础上,对渭河下游与潼关断面两者间水位变化和河段冲淤变化的相关性分析发现,渭河下游与潼关河段水力泥沙要素具有良好的相关性及一致性。潼关河段(或潼关断面)若发生冲淤,通常会引起华阴以下河段发生沿程冲淤,并随之引起华阴以上河段发生较大范围的溯源冲淤;此外,潼关高程与渭河下游泥沙累计淤积量及河床比降减缓密切相关。     

减少排灌装置水头损失的措施

排灌装置的水头损失,主要有沿程(直管)损失和局部(弯头、接头、变径管、阀门、扳门等)损失。因此,安装排灌装置时,应在保证其性能的前提下,尽量减少管路的长度及附件。     

结蜡对内置电缆连续油管流场的影响

为了研究结蜡分布和结蜡厚度对原油流速、压力的影响规律,解决原油在输送过程中管壁结蜡带来的能量损耗及安全隐患。采用简化结蜡模型,利用Fluent软件对结蜡和无结蜡直井中内置电缆连续油管的流场进行三维数值模拟。结果表明:原油进入结蜡管道后,沿井筒轴线缓变流动,在结蜡起始位置和终止位置附近,原油流束局部会相应地收缩或扩张;由于存在石蜡层,过流断面不再是环形,流速云图也脱离了轴对称分布,流速峰值出现在过流断面未结蜡的部分且明显增大,无论是否结蜡,流速径向分布曲线均为抛物线型;结蜡井筒与无结蜡井筒过流断面处压力相等,且过流断面压力由入口向出口降低;结蜡井筒除了沿程能量损失外,还存在局部能量损失,因此井筒能量损失更大。     

垂直下降管内油气水三相流的摩擦压降研究

对垂直下降钢管内油气水三相流动的摩擦压降受折算液速、折算气速和油水混合物中含水率的影响进行了试验研究。由于气速的改变，三相流动出现了不同的流型，使得流动的摩擦压降变化也表现出不同的变化趋势，特别是在未充分发展的环状流区域，由于液膜被气芯撕裂并携带液相，因此导致摩擦压降随着气速的增加反而降低。当含水率在18％－50％以内时，随着含水率的增加，液相粘度的减小，摩擦压降减小，当大于50％时，随着含水率的增加，混合物的密度增加，摩擦压降增加。     

泥沙质量浓度和工作压力对不同结构微喷带抗堵塞性能的影响

针对含沙水灌溉时微喷带堵塞的问题，采用间歇微喷灌的试验方法，选取泥沙质量浓度、工作压力和微喷带结构为试验因素，以平均相对流量、孔组流量均匀度和孔组流量降幅为微喷带堵塞程度评价指标，分析微喷带的堵塞状况和易堵塞的位置，研究工作压力和含沙水的泥沙质量浓度对微喷带堵塞的影响过程及机制。结果表明：1)4种微喷带(带宽分别为45、45、48和60 mm,单循环孔组孔数分别为3、5、5和5孔)中，带宽为45 mm的2种微喷带的堵塞程度较轻，单循环孔组孔数为5孔的微喷带，用最大的泥沙质量浓度1.5 g/L灌水时，平均相对流量最低仅为清水流量的87.14%～96.19%;2)工作压力为30和40 kPa时，微喷带易出现全面堵塞；而当工作压力为50和60 kPa时，微喷带多为局部堵塞；3)10次灌水结束后，微喷带堵塞最严重的部位多发生在尾部，其次是首部。综上，4种微喷带中带宽45 mm,单循环孔组孔数为5孔的微喷带抗堵塞性能最优，微喷带的工作压力和含沙水的泥沙质量浓度交互作用共同影响微喷带的堵塞程度，使用不同泥沙质量浓度的水源灌溉时应合理选用工作压力。     

成品油顺序输送交替过程中摩阻损失的计算

在管道输送成品油过程中,沿线压力的变化主要是由管道特性的变化和不同密度油品在管道中交替产生的,某时刻管道的流量将由各站间供能(启泵方案)、耗能(沿程阻力)以及高程决定。随着混油段的移动,管内流量必然会发生变化。结合实例,对不同油品在管道中交替时摩阻损失随时间的变化进行了计算和分析。     

热油管道站间摩阻的数值计算

通过分析有流型流态改变时热输原油管道的热力特性和流动特性,将各加热站间的管路划分区间,对各个区间分别采用了不同的摩阻特性公式,应用数值积分方法进行站间摩阻损失计算,并且采用二分法来确定流态转变的临界温度,编制了计算程序,进行了实例计算.     

水平管内油水两相流动摩擦压降的试验研究

对水平钢管和有机玻璃管内油水两相流动摩擦压降的变化进行了研究，当含水率为18％－100％，折算液速为0．6－2．4m/s时，水平管内油水两相流的摩擦压降受含水率的影响很大，在同一流动条件下，当含水率较小时，有机玻璃管内流体的摩擦压降大于钢管内流体的摩擦压降，随着含水率的增大，钢管内流体的摩擦压降又大于有机玻璃管内流体的摩擦压降。这说明，在一定条件下，影响油水两相流动摩擦压降的原因，除了粗糙度以外，管壁的润滑特性也是其中之一。     

Three-dimensional numerical simulation of flow in trapezoidal cutthroat flumes based on FLOW-3D

To solve the common problem of flumes flow-measurement accuracy without sacrificing water head, a new type of trapezoidal cutthroat flume to measure the discharge in terminal trapezoidal channels is presented. Using the computational fluid dynamic method, three-dimensional flow fields in trapezoidal cutthroat flumes were simulated using the RNG k-ε three-dimensional turbulence model along with the TruVOF technique. Simulations were performed for 12 working conditions, with discharges up to 0.075 m³·s⁻¹ to determine hydraulic performance. Experimental data for the trapezoidal cutthroat flume in terminal trapezoidal channel were also obtained to validate the simulation results. Velocity distribution of the flume obtained from simulation analyses were compared with observed results based on time-averaged flow field and comparison yielded a solid agreement between results from the two methods, with relative error below 10%. The results indicated that the Froude number and the longitudinal average velocity increased along the convergence section and decreased in the divergent section. In the upper throat, the Froude number was less than 0.5, which meets the water measurement requirement, and the critical flow appeared near the throat section. The maximum water head loss of the trapezoidal cutthroat flume was less than 9% of the total head, compared to the rectangular cutthroat flume, and head loss of trapezoidal cutthroat flume was significantly less. Regression models developed for upstream depth versus discharge under different working conditions were satisfactory, with a relative error of less than 2.06%, which meets the common requirements of flow measurement in irrigation areas. It was concluded that trapezoidal cutthroat flumes can improve flow-measurement accuracy without sacrificing water head.     

高含水期水平管内油水混输压降模型及其应用

运用流体力学中的连续性方程、动量方程及波动方程等，对于每一种高含水期油水两相流流型给出了相应的压降模型。高含水期油水两相在水平管内输送时，其流型主要划分为分层流、分散流和O／W＆W混合流型三种。根据已经建立的高含水期水平管内油水两相流理论压降模型，编制了计算机应用程序。模型预测结果与试验数据的相对误差较小，因此该模型可用来预测高含水期水平管内油水混输时的压降。     

管壁特性与摩阻关系

对憎液表面的水力摩阻特性进行了试验研究,实验中憎液表面材料采用聚四氟乙烯,试验工质采用水和7号机械油。试验结果表明,内衬聚四氟乙烯管较普通钢管具有一定的减阻效果,对工质水而言,其减阻效果大约为12％,对7号机械油而言,其减阻效果为6％左右,减阻效果取决于壁面材料对介质的憎液程度,即聚四氟乙烯对水的憎液性能比对7号机械油的好。通过对憎液表面流动机理的理论分析表明,表面经憎液处理后,由于降低了表面能级,使得固壁对液体分子的吸引力小于液体分子间的吸引力,壁面部分流体产生滑移现象,从而达到了一定的减阻效果。     

海上漂浮输油软管拉伸与弯曲力学特性

海上漂浮输油软管为复杂的组合截面柔性结构,制造工艺复杂,造价高昂。基于有限元方法,采用ABAQUS软件,分析计算了5层粘合型海上输油漂浮软管在管内无压及带压工况下的轴向拉伸载荷与拉伸率、曲率与弯矩之间的非线性关系及产生机理。通过模型计算,得到了管道各层的应力分布特点,结果表明,因其非对称的结构特点,粘合型管道仍然存在非线性的等效截面刚度特性。分析了螺旋钢筋布置角度、螺旋钢筋直径、帘线-橡胶复合材料层帘线布置角度等结构设计参数对轴向载荷作用下管道拉伸率的影响,相关研究成果可为管道设计提供参考。