折流板分离器分离性能主因素分析及优化设计

采用正交实验设计法,用数值模拟计算代替实验,研究了折流板分离器的尺寸因素及非尺寸因素对分离效率的影响。采用SST k-ω模型描述分离过程的湍流流动,通过离散相模型模拟气液两相的作用,同时考虑离散相液滴的聚结与破碎过程,以上方法通过与相关文献对比进行了验证。研究结果表明,折流板的角度和间距对分离效率的影响非常显著,在一定范围内,角度和间距越小,分离效率越高;折流板的流速越高,分离效率越高,尤其是折流板角度和间距较大时,增加流速的效果非常明显,但过大的流速容易导致液滴破碎,从而增加分离难度,所以能够采取其他手段提高分离效率时,尽可能不采取提高流速的方法。此外,粒径对折流板分离器分离效率的影响最为显著,当粒径大于20μm时,分离效率接近100%,所以折流板的优化仅在粒径较小时有意义。     

沿海(江)水闸二级消力池消能特性研究

为研究沿海(江)水闸的消能特性,采用三维数值模拟分析与物理模型试验相结合的方法,研究了二级与单级消力池水力特性差异,及二级消力池消能的影响因素。结果表明,沿海(江)水闸采用二级消力池较单级对消能率有一定提升作用,二级的优势更体现在对水流流态的改善效果上,可有效提升消力池末端及海漫段的流速均匀度,减小底层流速,降低冲刷风险。沿海(江)水闸采用二级消力池布置,可使内外河水位平顺衔接,改善水流流态,减轻闸下冲刷,对工程应用更有利。     

不同植物类型及高度对辽河流域生态湿地水力学的影响

结合室内试验探讨不同植物类型及高度变化对辽河生态湿地水流特征的影响。结果表明:当水生植物高度为10～15cm时,植物阻水现象明显,沿程衰减系数为0.1～0.5,适宜高度应控制在6～8cm。中、小草植物类型对湿地表流速影响显著,而大草类型对其底部流速影响明显,且流速垂向递增变化较大。     

基于组合频率方法的感潮河段分期设计潮汐要素研究

分期设计潮汐对于感潮河段河道治理至关重要,结合组合频率方法,以辽宁东部大洋河为研究实例,利用大洋河实测潮位数据,进行组合频率分析确定分期设计最高潮位,并结合设计年最高潮和最大潮差耦合的方式对区域典型设计潮位过程进行同倍比放大,推求分期设计潮位过程。此外结合实测潮汐数据建立区域潮汐与潮汐要素相关关系,推求了感潮河段分期最大的潮流量以及潮流流速。研究方法对于感潮河段工程质量设计具有重要的参考和应用价值。     

丁坝结构对水流流态及床面变形的影响研究

通过实验和数值模拟相结合的方法研究丁坝周围紊流流动和床面变形特征。实验发现,有不透水丁坝时上游丁坝周围的局部冲刷比透水丁坝更深。研究建立了基于非结构网格的三维数值模型,并将数值模拟结果与实验测量结果进行了比较,结果显示出二者具有的良好一致性。研究结果对保护丁坝结构在流域治理中具有重要意义。     

海城河非均匀流水面线的推算研究

河渠水面线的水力推算是水利规划与设计的基础,但推算过程中存在较大的不确定性。因此,以海城河非均匀流水面线为例对不同推算方法与模型进行比较。结果表明,基于不同方法与模型的推算结果差异较大,所研究的推算方法按精确度由高到低排序为:k-ε模型、Elder模型、Constant Viscosity模型和一维模型。     

孔板管道流体压力脉动缓冲问题数值研究

运用CFD软件,通过k-ε湍流模型对有压管道带孔板过流流场进行数值计算。在管道模型进口处给定指定压力函数,通过计算给出相应的管道出口压力变化曲线,分析孔板对有压管道的压力脉冲的影响。     

基于CFD的涡轮式搅拌器内流场数值模拟

搅拌器内流场的计算流体力学(CFD)数值模拟中,网格离散质量对流场仿真结果的可靠性具有重大影响.基于ANSYS ICEM CFD仿真环境,以六直叶开启涡轮式搅拌器为研究对象,提出一种六面体网格离散方法,并采用标准k-ε湍流模型和滑移网格模型(SM)对流场进行数值模拟.研究发现:1)在六面体网格离散下,搅拌器内流场网格质...     

基于改进积分型Richards方程的地下水开采方案环境影响评估研究

结合改进积分型Richards方程对辽宁西部某区域的地下水进行三维数值模拟,结合地下水流数值模拟结果动态分析不同开采方案下的地下潜水位的变幅,并评估潜水位动态变化对区域地下水盐碱化的环境影响。分析结果表明:改进的积分型Richards方程可实现非均质土壤下地下水的动态数值模拟,相比于传统算法,其计算质量和时间都更为精确;开采方案1下其潜水地下水水位变幅在1.2~1.5m之间,方案2下其潜水为变幅在2.5~4.8m,方案2其对区域盐碱化的环境影响程度更高,较易发生盐碱化风险。     

无坝引水枢纽工程闸前泥沙淤积特性实验研究

渠首工程设计不合理会导致进水闸前出现泥沙淤积现象,严重影响水利工程的安全性和经济性。为了提出合理的改造方案,文章设计了河工物理模型试验。以无坝引水枢纽为研究对象,研究了河道水流水力特性及泥沙淤积。研究表明:水流输沙率与流速成正比,当流速增加时,输沙率也随之增加,输沙能力增强;山区型河道泥沙较多,应特别注意防止闸前泥沙淤积。     

河道治理对河流水动力的影响

河道治理可提高河道行洪能力,但会导致水动力。为研究河道治理对河流水动力的影响,文章以深圳河为研究对象,采用综合三维数值水动力模型研究河道治理对深圳河河流水动力的影响。结果表明：河道治理使河流中的潮汐传播从阻尼潮汐振荡转变为振幅阻尼较小的驻波,潮汐流减弱导致河流垂直方向混合较差,河流在旱季出现盐度分层与重力环流。水动力模型成功地模拟深圳湾内滩涂的干湿过程,模拟结果与实测水动力结果吻合较好。     

变糙率二维水流泥沙数学模型在河道行洪能力分析中的应用

采用变糙率二维水流泥沙数学模型对辽宁东部某河道整治工程中的行洪能力进行分析研究。研究结果表明:变糙率二维水流泥沙数学模型可实现糙率参数的变动选取,相比于传统糙率方法,变糙率下的二维水流泥沙数学模型在河道流态模拟精度得到较大程度的改善;河道整治后,同一流量下,河道的水面线较河道改造工程前有所下降,总体上下降约1.8m左右;在同一流量下,河道流速有所增加,但增幅较小;在工程完成后,由于采用浆砌片石进行河底护岸,其河道部分区域冲刷明显,主要位于河底护岸与清淤后的河底交接部位。     

河道治理工程中河道冲刷研究

河道冲刷具有较为重要的研究意义,叶尔羌河含沙量较高,冲刷现象严重,通过资料收集获取此次治理段的冲刷计算参数。计算结果表明:河道冲刷与河水含沙量、水流流速关系密切,在水位上升、下降的过程中,河道冲刷距离、累积冲刷量不断增大,河道冲刷造成岸坡坡角发生改变,对岸坡稳定性具有较大影响,在河道治理工程中应当加以重视。     

电厂温排水热扩散三维数值模拟研究

为分析河道电厂温排水运输扩散情况,基于非结构三角形网格的有限体积法求解三维水动力与温度运输模型。经实测资料验证,模型方法可行,参数取值合理。计算结果表明,温排水与河道水流发生掺混后,温水主要分布在排水口下游沿岸局部区域,并形成扁长状热扩散带。河道流量越小,温排水影响范围越大。随着水深增加,温升数值逐渐减小,温升带包络范围以表层温升分布为主。     

走马塘江边泵站二维水流数值模拟研究

为探讨走马塘江边泵站建设后泵站内侧工程区水动力情况,基于MIKE21FM软件建立走马塘江边泵站工程二维水动力数学模型,开展水流条件数值模拟研究。结果表明：所建模型能较好地反映工程附近水域的水流特征。随着水位的升高,节制闸上内河侧河道及内侧引河流速逐渐降低,水流流向总体平行于两侧堤岸,进入内侧引河后基本与泵站垂直,仅内侧引河右岸岸坡和翼墙连接段流场不均匀,存在局部环流。     

断面加宽对无坝引水工程闸前淤积的影响

水利工程对农田灌溉、城市用水、水力发电等有着重要的影响。然而很多水利工程由于设计不合理造成水闸前泥沙的严重淤积,使得水利工程不能正常运转甚至报废,造成了严重的经济损失。以辽宁省抚顺市的大伙房水库为研究对象,研究了断面加宽后断面上典型点流速的变化、断面上多点流速的变化、水位流速的变化、输沙能力的影响,进而分析断面加宽后这些改变对无坝引水闸前淤积的影响。结果表明,断面加宽使得水流流速减少,水流的输沙率降低,输沙能力变弱,造成泥沙在水闸前的淤积量增加。对无坝引水工程中断面宽度的设计具有一定的借鉴意义。     

数值模拟河道疏浚后的泥沙再平衡过程研究

使用二维数值模型来确定因疏浚而受到干扰的河流适应过程。在水流动量方程数值模拟中,在河道疏浚的采集点(疏浚点)水坑异常水流处会发生水头侵蚀。随着时间的增加,水坑被上游提供的沙石重新填充,并以几乎均匀的速度移动,同时保持恒定的休止角。在水坑的下部流动中,床层继续下降。数值模拟结果与室内实验结果吻合。     

板式热交换器的流场分析及解体维护

通过FLUENT软件对板式热交换器进行流场分析,得出其内部人字形换热板的压力与温度沿进口到出口方向均是逐渐减小的,轴向规则变化的流道截面使得流质流速大小与方向交错变化,凸起处因流动空间较大致使流速降低,凹陷处因流通截面积变小致使流速明显增加并不断变化。在此基础上对板式热交换器的结构特性、工作原理、缺陷维护与维修流程进行阐述,掌握其流场分布规律与维修方法,为今后的维修奠定一定的理论与技能基础。     

基于水沙耦合模型河道采砂影响数值模拟研究

文章结合二维水沙耦合模型,对辽河铁岭段采砂影响进行数值模拟,考虑河道安全对开采砂量进行优化。结果表明:采砂后,河道沙坑局部易产生横向水流,对侧向河床冲刷深度作用明显,影响河道安全。沙坑面积影响度最大,其次是冲刷深度,进口流量影响程度最小。为保障河道安全,辽河铁岭段年开采最优量应控制在400万t以下。     

SK型静态混合器的液液分散数值模拟

为了对静态混合器中的液液分散过程进行深入研究,选用Euler多相流模型和k-ε湍流模型,采用计算流体力学(CFD)的方法,分别计算了单旋和四旋结构的SK型静态混合器的流场。数值模拟结果表明,液液分散过程中四旋结构产生的压降大约是单旋结构的3倍。X0.04m时,四旋结构湍流强度大,混合效果优于单旋结构;X0.04m时,单旋结构的旋转强化了对漩涡的作用,混合效果更好。研究发现,在X0.04m时采用四旋单元,而后采用单旋单元可以取得优秀的混合效果。