高剪切匀浆泵两相流动的数值模拟

为了研究高剪切匀浆泵对物料的剪切混合效果,掌握剪切泵内流场的宏观规律和速度特性,应用三维造型软件Pro/E建立高剪切匀浆泵的水力模型,采用计算流体动力学的数值计算方法,基于Mixture混合模型,扩展的标准k-ε湍流方程及SIMPLEC算法对高剪切匀浆泵进行固液两相流的数值模拟.为了减小网格数量对计算结果的影响,对高剪切匀浆泵进行了网格的无关性检验.对不同流量和转速工况下的高剪切匀浆泵进行了数值模拟及横向比较,分析了流量和转速对剪切泵内流场的影响规律.分析结果表明：物料在经过剪切外腔后混合均匀程度显著提高,说明该剪切泵能对物料起到较好的混合均匀作用;随着流量的增大,固液两相混合均匀化速率变慢;随着转速的增大,两相混合均匀程度及速率变快,但改变转速只对转轮部分有影响,对进口区域的固相体积分数影响不大.     

射流泵液固两相流特性三维大涡模拟

为研究射流泵的三维液固两相流动特性,应用计算流体动力学（CFD）方法模拟其内部流动特征.采用LES方法和混合模型对射流泵在输送固体颗粒时的三维流场进行了数值模拟,分析了不同的固体颗粒直径、固相初始体积分数及流量比等参数对射流泵液固两相射流的湍射流场及射流泵基本特性的影响.结果表明：在较小的流量比条件下,固液两相流射流泵的压力比和效率与清水时的差别不大;但是在较大的流量比条件下,随着固相初始体积分数的增大,基本性能曲线与效率均下降,且流量比和固相初始体积分数越大时,其下降幅度越大;在固相初始体积分数和固相颗粒直径一定时,流量比越大,充分混合后的含砂体积分数将随之增大.固体颗粒直径越大,则越容易产生局部体积分布集中的现象,易在射流泵内形成堵塞.研究结果为工程实际应用提供了一定的技术支持.     

螺旋离心泵轴向力的数值计算与分析

针对螺旋离心泵轴向力求解时,数学模型建立和方程难以封闭等问题,为了实现螺旋离心泵轴向力的定量求解,研究其轴向力受介质的影响和随介质的变化规律,以150×100LN-32型螺旋离心泵为研究对象,选用清水和两相流含沙水作为介质,应用计算流体力学软件Fluent,建立相对坐标系下的时均连续方程及Navier-Stocks方程,并采用标准k-ε方程湍流模型和SIM-PLE算法进行数值模拟,得到螺旋离心泵内流场的压力分布后计算出轴向力,从而避开了单纯数学上定量求解螺旋离心泵轴向力的许多难题.在此前提下,通过研究在固液两相流介质中,颗粒体积分数、颗粒直径及不同的流量对轴向力的影响和变化规律,结果表明：螺旋离心泵的轴向力随两相流介质体积分数的增大而增大;随流量和颗粒粒径的增大反而减小.该结论对于提高螺旋离心泵的稳定性和延长其使用寿命具有重要意义.     

基于三维建模和数值模拟的CNG发动机进气系统分析

发动机进气系统的结构直接影响到发动机各缸的燃烧情况以及热负荷等各项性能,利用CFD技术建立三维流动模型,根据CFD计算经验将进气管内的气体流动视为三维可压缩定常流动。根据进气系统的CAD图利用GAMBIT软件建立三维模型并进行网格划分,最后用FLUENT软件进行三维流动的模拟计算,得到流场内各处流体速度的分布和变化情况,计算出各歧管出口处的流体质量流量,并分析了进气的不均匀性。     

双叶片离心泵内动静干涉的三维PIV测量

为研究叶轮与蜗壳的动静干涉作用,采用三维PIV对一双叶片离心泵最优工况下叶轮流道内3个截面内的流动进行了测量,每个截面内测量9个叶片位置.结果表明：随着叶片与隔舌距离的不同,叶轮流道内的相对速度场和轴向速度场发生了明显的变化;当叶片在隔舌与蜗壳1断面间时,流道内的流量最小,相对速度场分布最为均匀;在前盖板附近吸力面的流道出口出现了低速区,形成了射流-尾迹结构,并在流道进口发现较强的轴向速度;当叶片随着旋转方向远离隔舌时,流道内的流量逐渐增大,在叶片压力面进口出现了流动分离并产生了旋涡,而流道出口的相对速度变得平稳,同时流道进口的轴向速度减弱;当叶片随着旋转方向靠近隔舌时,叶轮流道内的流量逐渐减小,流道进口的旋涡减弱并消失,流道出口的压力面附近相对速度降低,吸力面附近的相对速度增大,同时流道进口的轴向速度继续减弱.     

调流墙对微灌用沉沙池水流流态的影响分析研究

微灌沉沙池是为了直接利用地表水资源作为微灌系统灌溉水源而提出的一种新型泥沙处理技术。泥沙在沉沙池中沉降效果的好坏,与池内水流流场分布直接有关。为使沉沙池内水流流场分布更利于泥沙的沉降,对传统沉沙池进行了改进,在沉沙池工作段首部加设调流墙来对入池水流进行调节,对其调节机理进行了分析研究,并通过室内模型试验验证其调节效果。对试验结果进行分析,表明经过调流墙调节后的水流流场分布更利于泥沙在沉沙池内的沉降,可为工程设计提供参考。     

Effects of Water Depth and Water Flow Duration on Growth and Survival of Juvenile Spotted Babylon (Babylonia areolata) Cultured in a Flow-Through System

Eight growth trials of juvenile B. areolata at different water depths (20 and 50 cm) and water flow durations (6, 12, 18, and 24 h) were conducted in a flow-through culture system over 5 months. One-way ANOVA performed on each growth data set showed that there were significant differences among water depth (WD) and water flow duration (WFD) treatments (P < 0.05). The highest weight gain (6.29 g /snail) was found in snails reared in the treatment of WD₅₀ /WFD₂₄, followed by those from WD₅₀ /WFD₁₈ (6.15 g/snail), WD₅₀/WFD₁₂ (5.90 g/snail), WD₅₀ /WFD₆ (5.83 g/snail), WD₂₀ /WFD₂₄ (5.86 g/snail), and WD₂₀ /WFD₁₈ (5.87 g /snail), while the lowest one was found in WD₂₀ /WFD₆ (5.52 g/snail) and WD₂₀ /WFD₁₂ (5.57 g/snail). The relative weight gain (RWG) and individual weight gain (IWG) of the snails showed similar trends as the weight gain. Final survival exceeded 95% for all treatments. Based on all criteria, the best growth performances of juvenile spotted babylon were found in the WD₅₀ /WFD₁₈ and WD₅₀ /WFD₂₄ treatments, followed by the treatments of WD₅₀/WFD₁₂, WD₅₀ /WFD₆, WD₂₀ /WFD₂₄, and WD₂₀ /WFD₁₈; the lowest growth was found in WD₂₀ /WFD₆ and WD₂₀ /WFD₁₂.     

基于生态流的城市绿地生态防护效能优化研究

文中从生态流的角度考察城市绿地的生态防护对象和生态防护过程,分析城市绿地针对风、水、土、气、声这5种非生物过程的防护特征与影响因素,着重梳理绿地三维生态特征对生态防护效能的影响,并提出相应的规划导控优化策略。       

草本缓冲带优化配置对氮磷的去除效果

利用自行设计的小型试验装置模拟缓冲带,选择东北地区草木犀、白三叶、马唐、夏枯草4种常见植物,通过人工配水模拟农田径流水,采用草种不同栽种方式及草皮与其他生物处理方式相结合的方法,开展缓冲带对污染物的净化效果试验研究。结果表明,在渗流中,草种不同栽种方式和草皮与其他生物处理方式结合的缓冲带,3种混栽方式的NH4+—N、全P的去除效果最高分别为59.80%、56.81%。在径流中,草种不同栽种方式中3种混栽方式的NH4+—N、全P的去除效果最高分别为23.30%、22.30%;草皮与其他生物处理方式结合缓冲带,3种混栽+小沟对全P去除效果最高达27.4%,3种混栽+人工浮床对NH4+—N去除效果最高,达30.1%。在本试验条件下,3种混栽方式对渗流的净化效果较好,而草皮与其他生物处理方式结合的缓冲带对径流有较好的净化效果。     

复合垂直流人工湿地脲酶和磷酸酶活性与黑臭河水净化效果

[目的]研究复合垂直流人工湿地脲酶和磷酸酶活性与黑臭河水的净化效果。[方法]以蜂巢石和软性填料为基质,通过构建生物栅复合垂直流人工湿地系统强化处理黑臭河水,并测定人工湿地不同功能区中2种填料的脲酶和磷酸酶活性,研究2种填料在不同功能区的挂膜性能。[结果]软性填料生物膜上的脲酶和磷酸酶活性显著高于蜂巢石填料生物膜上的活性,说明选择软性填料更利于生物膜的生长;脲酶活性与总氮的去除率显著相关,而磷酸酶活性与总磷的去除率相关性不显著。[结论]该研究结果为利用脲酶和磷酸酶活性作为评价黑臭河水净化效果和挑选合适的填料提供了依据。