Effect of thermal radiation on thermal flow field in inclined tunnel

The thermal radiation is the main factor affecting internal thermal flow field in a tunnel. This paper studies on two open ends of a channel inclined with angles of 10°, 20° and 30° by experiments and numerical simulations. The experimental data agree well with the predicted results by using Large Eddy Simulation (LES) to solve N-S equations driven by the buoyancy flow. And the influence of thermal radiation on thermal flow field of tunnel with inclination angles from 10° to 30° at same heat source is obtained by comparing the experiment results and numerical resolutions of coupled with radiation model and without radiation model. Thermal radiation makes temperature near the upper wall of tunnel drop, and the influence of thermal radiation on bottom end of tunnel declines with the inclination angle increasing. However, the inclination angle has a little effect on temperature near the ceiling of the top end of tunnel. Simultaneously, the higher temperature zone leaning to the top end due to the thermal radiation is obtained, and the temperature at the bottom of the upper part of the tunnel increases. The findings of the study are important references for theory research of thermal flow field in inclined tunnels.     

3He管中子土壤水分测量装置提高测量精度

宇宙射线中子法是一种先进的测定区域土壤水分含量的方法,但国内外对其制约因素的研究仍不成熟。该研究利用商业化宇宙射线中子仪(CRS1000)和自己组装的~3He管中子水分探测器(~3He管),在中国农业大学上庄试验站对土壤含水量进行持续监测,将测量的结果与烘干法测量的结果进行对比分析,验证2种仪器测量的准确性和稳定性,并比较2种仪器对土壤水分变化响应的灵敏性差异。研究结果显示,CRS1000和~3He管具有较高的稳定性,在太阳活动剧烈时,有必要考虑对中子入射强度进行校正;通过与烘干法获得的土壤水分数据比较,CRS1000和~3He管测量数据的均方根误差分别为0.036、0.015 cm~3/cm~3,说明2种仪器进行土壤水分测量的结果非常准确;利用2种仪器获得的土壤水分曲线的变化趋势具有较高的一致性,在降水事件发生时,2种仪器都迅速作出响应,但~3He管对土壤水分变化的反应更加灵敏,测量精度更高。同时,组装的~3He管中子水分探测器成本约为商业化宇宙射线中子仪的1/2,降低了成本,具有更加广阔的应用前景。     

颗粒化肥水平气送式螺旋组合可调定量供肥装置设计与试验

为适应不同施肥量要求和实现水平气送式集中排肥器定量变量排肥,该文设计了一种颗粒化肥螺旋组合式集中供肥装置。阐述了颗粒化肥螺旋组合式集中供肥装置的工作原理,基于颗粒化肥的机械物理特性和施肥量要求,提出了倾斜螺旋状型孔结构,确定了其主要结构参数,构建了颗粒化肥组合体在肥料充填区和投肥区的力学模型。应用台架试验研究了螺旋式排肥轮数量和转速对供肥速率及供肥稳定性变异系数的影响。结果表明:倾斜螺旋状型孔结构有利于充肥和排肥;螺旋式排肥轮数量和转速分别为1~4个和10~40 r/min条件下,供肥速率随螺旋式排肥轮数量与转速增加而增加,供肥速率范围为912.67~13 164.26 g/min。螺旋组合式集中供肥装置能适应不同机械物理特性参数的颗粒化肥,3种颗粒化肥的供肥速率之间的差值低于5%。构建了螺旋式排肥轮数量和转速与供肥速率的回归预测模型,在目标施肥量150~750 kg/hm2和拖拉机前进速度2.52~5.88 km/h条件下,供肥速率试验值与模型预测值的偏差在3%以内,供肥稳定性变异系数低于1.0%。田间试验结果表明,颗粒化肥实际施用量与模型预测值相对误差为3.54%。该研究提出的倾斜螺旋状型孔和组合排肥轮结构可满足农业生产的变量、定量集中供肥要求,可为颗粒化肥水平气送式集中排肥器结构设计提供参考。     

尾水管加装整流筒后对其内部流态的影响

通过在尾水管的通道内设有前后两端开口的整流筒,利用CFD技术对典型工况进行了对比模拟研究,探究了加装整流筒前后对尾水管内部流态的影响.研究结果表明,在典型工况下,尾水管出口断面的压力分布相对比较均匀,整流筒直径为1.05D₁时,压力升高最明显.计算了在不同条件下尾水管整流筒进口断面位置中心到壁面静压分布、整体轴中心截面压力分布以及监测了尾水管整流筒在进口处断面壁面上记录点的压力脉动随时间的变化情况.研究显示:整流筒直径为1.05D₁时对改善尾水管内部压力场分布和抑制空化带来的影响起到了积极作用,安装整流筒的尾水管中轴面压力梯度减小,在尾水管的进口截面旋涡分散且数量减少,同时减小了中轴心与尾水管壁面的压差,尾水管的流场稳定性增加.     

T形三通管计算模型对尾水进口压力和调压室涌浪的影响

针对含尾水调压室的抽水蓄能电站,以特征线法和瞬变流理论为理论基础,在考虑尾水调压室长连接管水体惯性作用及管壁弹性的基础上,在T形三通管节点处分别建立了基于恒定局部水头损失系数、Gardel公式、试验资料的3种计算模型.结合工程实例,应用T形三通管节点处的3种计算模型对水电站的过渡过程进行了数值模拟;采用Gardel公式和试验资料,计算了过渡过程中不同时刻点的局部水头损失系数,研究了不同计算模型对尾水进口压力水头和涌浪水位的影响.结果表明:基于恒定局部水头损失系数的计算模型其阻抗作用最小,对应的尾水进口最小压力和最高涌浪最大;基于试验资料的计算模型其阻抗作用最大,对应的尾水进口最小压力和最高涌浪最小;基于Gardel公式的计算模型次之.     

引黄滴灌斜管式重力沉沙池流场特性数值模拟

针对引黄灌区一种新型重力式沉沙池开展研究,这种沉沙池通过在沉沙池中布置斜管缩短泥沙沉降距离,进而提高沉沙池沉沙效率.基于数值模拟技术,利用Star-ccm+软件中的Realizable k-ε模型模拟了河套灌区斜管式重力沉沙池的水流运动过程.数值模拟计算结果与实测数据吻合良好,表明数值模拟计算的结果可以较好地反映斜管式重力沉沙池流场特性.模拟结果表明沉沙池斜管区域流态比较稳定,有利于泥沙稳定沉降;沉沙池首部与斜管区前部底端与后部顶端存在的旋涡区不利于泥沙的稳定沉降;池尾溢流堰的吸水作用影响了斜管区域的流态稳定,降低了泥沙沉降效率.研究表明,该型沉沙池下一步需要对调流板孔洞布置形式、斜管布置高度、溢流堰位置进行优化.     

内源激素对同源四倍体黑皮冬瓜自交花粉萌发生长的影响

【目的】探讨同源四倍体黑皮冬瓜Benincasa hispida(Thunb.)Cogn.花粉萌发生长与内源激素的关系,为同源四倍体黑皮冬瓜自交低稔性机理研究开拓新思路。【方法】以同源四倍体及其原二倍体黑皮冬瓜为试材,对自交花粉在雌蕊上的萌发与生长情况及花粉与雌蕊中内源激素含量进行比较研究。【结果】同源四倍体黑皮冬瓜自交花粉在柱头上的萌发率低,花粉管在花柱中生长缓慢,且花粉管在生长过程中易出现粗细不均匀、结节、先端膨大、双花粉管及扭曲、折叠等现象。同源四倍体黑皮冬瓜花粉和雌蕊中促进花粉萌发生长的内源激素玉米素核苷(ZR)和异戊烯基腺苷(IPA)含量极显著低于二倍体(P0.01),吲哚乙酸(IAA)含量略低于二倍体(P0.05),雌蕊中的赤霉素(GA_3)含量显著低于二倍体(P0.05),花粉中的GA3含量略低于二倍体(P0.05),而抑制生长类激素脱落酸(ABA)含量显著高于二倍体(P0.05),w(IAA+GA_3+ZR+IPA)∶w(ABA)极显著低于二倍体(P0.01)。【结论】同源四倍体黑皮冬瓜花粉和雌蕊中内源激素调控了花粉萌发生长,导致花粉管出现异常现象,是引起同源四倍体黑皮冬瓜自交低稔性的原因之一。     

4种冬青属植物花粉离体培养基筛选和贮藏条件的研究

以4种冬青属植物花粉为试验材料,采用正交试验设计,分析了蔗糖、H₃BO₃和CaCl₂组成的液体培养基对冬青花粉萌发率和花粉管生长的影响,筛选出适合4种冬青花粉离体培养的培养基,同时探讨了4℃和-20℃贮藏条件对冬青花粉生活力的影响。结果表明:1）短梗冬青、全缘冬青和大叶冬青适宜的蔗糖浓度为10%,大别山冬青为5%,短梗冬青、全缘冬青适宜的H₃BO₃浓度为0.002%,大别山冬青和大叶冬青为0.006%,CaCl₂促进大叶冬青的花粉萌发和花粉管的生长,但抑制其他3种冬青。2）在4℃和-20℃贮藏条件下,4种冬青花粉随时间的增加萌发率均表现为先升后降,其中短梗冬青和大别山冬青在-20℃贮藏条件下花粉萌发率高于4℃;全缘冬青和大叶冬青花粉贮藏前期萌发率在4℃条件下高于-20℃,贮藏后期在-20℃条件下随着时间增加花粉萌发率下降趋势较4℃缓慢。3）花粉管长度在2种贮藏条件下随时间增加均表现为先增后减,短梗冬青花粉在4℃条件下花粉管长度增减幅度明显,但在-20℃条件下花粉管长度在贮藏56 d无差异变化;全缘冬青、大叶冬青和大别山冬青花粉管在2种贮藏条件下先增后减趋势一致,但-20℃条件下随着时间增加花粉管长度减短趋势较4℃缓慢。4）4种冬青花粉萌发率与花粉管长度均存在一定的正相关性。综合得出,冬青花粉活力个体差异显著;4℃适合冬青花粉短时间贮藏,-20℃更适于冬青花粉的长时间贮藏;根据花期和花粉生活力丧失速度的差异,短梗冬青和全缘冬青适合作为冬青属种间杂交的父本,大叶冬青和大别山冬青适合做母本。     

用于砂土层连续采样的柔性软袋式钻取采样技术研究

砂土是地球表面常见的一种覆盖物,由于风力和水力的搬运作用导致传统浅层采样器所采集的样芯信息量不足,并且由于砂土颗粒之间的内聚力小流动性大,传统环刀压入方法无法采集到长度大于20cm并且具备连续层序信息的样品。为此提出一种柔性软袋式取芯技术,采用内置柔性袋取芯机构的外螺旋钻具对砂土进行钻取采样,以提高采样的样芯长度并保持层序信息。分析了取芯钻具与砂土相互接触的机理以及对采样样芯的扰动情况,通过仿真模拟的比对揭示了传统环刀压入法对样芯扰动的原因。搭建了试验台并针对传统环刀压入法与柔性软袋式取芯方法的采样率进行了对比试验,结果显示后者取芯率随转速增加下降10.4%,前者随压力增加提高16.4%,使用柔性软袋方法取芯率均值从13.08%提高到84.08%,并能保持连续的样芯层序信息。     

对虾传染性皮下及造血组织坏死病毒实时荧光LAMP检测方法的建立及应用

笔者研究构建了一种基于ESE-Quant tube scanner设备的新型实时荧光环介导等温扩增(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)IHHNV检测方法,评价其敏感性、特异性、反应速度和实际检测结果。结果表明,IHHNV实时LAMP检测方法在63℃条件下,30 min内检测到106稀释的基因组DNA,可检测到24个质粒拷贝;与27种包括多种水生动物以及对虾常见病原DNA均无交叉反应。通过对152份实际样品的检测,实时荧光LAMP检测方法的检出阳性率为59.87%,与real-time PCR方法相当,高于其他检测方法。本研究建立的IHHNV实时LAMP检测方法对现场诊断具有较大的应用潜力。