图形化供热管网水力计算软件的开发

本文通过对现有供热管网水力仿真计算模型的分析,开发了一个图形化的枝状管网和环状管网通用的水力仿真计算软件,把图论这一现代数学工具引入供热管网水力计算中,利用基本回路法,基尔霍夫定律和伯努里方程,建立起枝状管网和环状管网通用的数学模型,利用图论的定义、表达式和若干重要结论,完成了图形化供热管网水力计算图形的识别工作,导出管网流量分配的矩阵方程式,并对环状管网构造了计算流量的迭代格式,最终确定了求解数学模型的算法,大大减少了计算的工作量提高了计算精度。     

污水排海管扩散器中海水循环阻塞的研究

通过物理模型试验，研究了海水入侵具有上升管的扩散器形成循环阻塞的机理和影响循环阻塞冲洗的因素，建立了循环阻塞的临界冲洗流量及相应的临界密度佛荣德数的理论计算模式，并在试验中得到了很好的验证。     

矿井主扇扩散器通风流场数值模拟研究及其应用

矿井主扇扩散器是用来降低出口速压以提高风机静压而回收风机出口动能的装置.根据流体动力学理论,就60°倾斜扩散器和流线型扩散器流场问题,建立了扩散器内风流流动的紊流k ε数学模型,分析了计算边界条件,并应用计算流体动力学(CFD)的方法模拟了60°倾斜扩散器和流线型扩散器的风流流场,其模拟结果得到了实际验证,流线型扩散器比60°倾斜扩散器节能,对研究扩散器的最优设计参数及通风节能有较大的指导作用.图5,参5.     

喷口射流对环境泥沙的冲淤规律

我国的排海工程扩散器多设置在多泥沙的河口、海湾等浅水水域中，为了使排放污水能够得到更大程度的稀释和扩散，应尽量降低上升管高度，以充分利用宝贵的水域空间，但上升管高度的降低增另了泥沙淤埋扩散器的可能性，结合上海污水治理二期工程白龙港排放工程的研究，利用模型相似及泥沙运动理论，对泥沙淤埋和浑水环境两种情况进行喷口射流对环境泥沙的冲淤规律试验，分析了扩散器各可行性方案在上升管高度尽可以降低后的冲淤能力，     

船舶主机缸套冷却三通调节阀的水力计算方法

为了实现船舶主柴油机的变流量冷却，需要对主机缸套冷却水系统进行水力计算．为此研究了具有三通阀的水力管路的流量计算方法，并在具体的船舶主机缸套冷却水管路上对此进行了实验验证．实验结果表明：文中所采用的三通调节阀的水力计算方法具有较好的可行性、正确性．并且在三通调节阀调节的过程中，主管路流量是变化的，只要采用合适的泵和节流装置，可以实现主柴油机的变流量冷却．     

旋喷泵的理论扬程和叶轮的优化设计

论述了旋喷泵的理论扬程是叶轮的理论扬程，其集流管的作用是使得叶轮出口液体的动能转变为压力能。根据旋喷泵扬程。流量曲线特点，提出了旋喷泵叶轮的优化设计数学模型、叶轮优化设计方法及水力参数的设计原则。依此方法，进行了实例计算。     

环状管网水力计算的图论方法

把图论这一现代数学工具引入环状管网水力计算中，建立起环状管网的图模型．导出未知数和管网环数相等的矩阵方程式，并构造计算流量的迭代格式，方便地解决了环状管网管段的流量分配问题．     

管网水力计算收敛性的研究及优化

深入研究了摩擦阻力系数对燃气管网水力计算收敛性的影响,对大管径或小流量情况下迭代过程不收敛或收敛速度慢的问题进行了分析,并提出了解决方案,通过采用柯列勃洛克公式计算摩擦阻力系数λ、小流量管道判据和精度控制准则等方法,有效地解决了大管径或小流量情况下迭代过程不收敛或收敛速度慢的问题,从而大大减小了燃气管网水力计算的工作量,提高了计算精度和迭代速度,并利用自行开发的燃气管网水力计算程序进行了仿真研究。     

油田注水地面枝状管网水力计算

利用节点矩阵的方法,依据流体管路的质量和能量平衡方程式,建立注水系统地面枝状管网水力计算的数学模型,并用多元函数泰勒展开对模型进行线性化处理后求解,最后运用模型进行实例计算.结果表明:该方法具有计算精度高、速度快.编机程序简单等特点,为解决大型枝状管网水力计算问题提供了一种实用可靠的手段,流量和压力计算值与实际值的平均偏差分别为4.1%和2.4%,足以满足工程需要.     

农灌管网的水力计算

农灌的管网系统随着需要灌溉农田的形状面积,位置高差的不同,结构组成形式各不相同,根据农灌管网实际使用情况,管路中的弯头、接头、阀门全开较少,管径较粗、流量较大,每一支管均可简化为水力长管进行水力计算,按农灌管网系统结构总可以分解为：串联管路,即数个不同管径的支管,依次连接组成的管路,与并联管路,即由两个以上支管,并接组成的管路所组成。在系统的输流量QV,实际管长L和管径D确定情况下,校核所需水头H,即对原有管网系统进行校核。在已有水头H,实际管长和管径D的情况下,计算输流量QV,根据工程需要进行必要…     

竖管式扩散器排放近区试验研究

结合我国排放口设计的发展方向,通过物理模型对竖管式扩散器排放近区的稀释特性和竖管间距、喷孔布置等因素对表层初始稀释度的影响进行了研究,研究结果表明,对于潜管排放,密排不是唯一的最佳排放形式,合理的竖管及喷孔布置是获得较好稀释效果和节省工程造价的有效途径．     

循环流化床脱硫器文丘里式入口对流动特性的影响

以循环流化床脱硫反应器为研究对象，所建的实验装置采用了工业上最新应用技术——文丘里管气体分布器，对文丘里扩散段和提升管内的速度场进行了测量，用速度分布不均匀度的概念详细讨论分析了气体轴向速度沿径向位置的分布和轴向发展规律，并与数值模拟解进行了对比．研究结果表明，装置的侧向进口结构和回料管的存在严重影响提升管底部气体速度分布的均匀性，提升管底部产生了不良的气体流动行为，在回料管一侧，甚至出现了旋涡，提升管段的稳定流动区域远离提升管的进口端．     

分区多流域提升管EMMS曳力模型的构建

考虑CFB提升管快速床中因颗粒团聚物的存在而发生的气固相间曳力下滑的现象,建立基于能量最小多尺度方法(EMMS)的曳力模型,并将其与CFD两相流模型相耦合模拟传统等径提升管和新型分区多流域提升管两种不同结构的提升管。结果表明:将EMMS曳力模型耦合CFD双流体模型,可以合理地预测提升管内轴向与径向上的流场分布,实现对提升管内气固两相流动的准确表达;当CFB提升管的结构与操作工况发生变化时须重新寻求更为合适的曳力模型。     

催化裂化提升管反应器流动反应模型的建立

基于流体力学和稠密气体分子运动的基本理论 ,建立了气粒两相流的颗粒动力学模型 ,并结合催化裂化反应的集总动力学模型建立起催化裂化提升管反应器内原料油气和催化剂颗粒两相流传质、传热、反应的三维模型 ,用于考察提升管内催化裂化反应历程。给出了模型方程的数值解法、边界条件和差分方法 ,编制了模拟计算程序。模拟计算了催化裂化提升管反应器喷嘴附近催化剂颗粒的流动特征。模型的计算结果与炼油厂实际标定的提升管出口组分浓度相一致 ,表明了模型的合理性。对喷嘴附近催化剂颗粒流动特征的考察表明 ,催化剂的速度存在极度的非均匀性分布 ,喷嘴附近催化剂颗粒严重滑落     

污水排海管扩散器模型试验研究

结合厦门污水排海工程进行了扩散器模型试验研究。模拟了污水和海水密度差，在全面研究了扩散器主要参数（竖管间距、喷孔个数、喷射角和喷孔平面布置等）与表层初始稀释度的关系的基础上，建议优先采用较多喷孔，增大竖管间距的布置，以节省工程投资；采用逆模型技术模拟了环境水体横向流动的作用；研究了多孔扩散器喷孔雷诺数对表层初始稀释度的影响，提出了满足相似要求所需的临界喷孔雷诺数；研制了相应的试验设备系统。     

主扇扩散塔结构与出口能量损失实验研究

矿井主扇扩散塔是矿井主通风机的能量回收装置.扩散塔内部耗能大小及出口能量损失多少受限于扩散塔结构形式.利用势流流场叠加原理,基于工程化的边界条件,设计了节能型扩散塔.借助扩散塔数值计算,确定了节能型扩散塔的最优断面扩大系数.通过多种工况的扩散塔模型实验,得出了扩散塔出口能量损失的分布与扩散塔入口速度间的关系,扩散塔实验模型出口断面的能量损失拟合曲线与数值计算的结果基本相似,揭示了主扇扩散塔结构形式与出口能量损失之间的关系.图11,表1,参15.     

多参数耦合作用下海洋立管动力响应实验

为探究多参数耦合作用下的海洋立管动力响应,设计并开展了海洋立管动力响应模型实验。模型实验的主要研究参数分为立管设计参数与流场参数。立管参数：弹性模量,边界条件、顶张力,流场参数：流速和波浪参数（波高及周期）。综合考虑五种参数进行实验室的海洋立管模型实验,模型材料选取了铝（Al）和有机玻璃（PMMA）,分别定性的对应金属立管及纤维复合材料增强海洋立管;边界条件采用两端铰接（S-S）和铰接-固接（S-F）;顶张力选取 10N和30N;外流速采用 0.3m/s和0.7m/s;波浪考虑波浪的大小分别选择周期为1.0s波高为5cm的小波浪和周期为2.0s波高为15cm的大波浪。实验研究了立管模型在 32种不同工况参数搭配下的动力响应情况,通过对实验数据分析,得出了多参数耦合作用下各参数对海洋立管的影响效果。结果表明：立管振幅与弹性模量、约束数量以及顶张力的大小成反比,与流速及波浪大小正相关,特别是在垂直来流方向,直接影响立管是否发生明显的涡激振动。     

考虑预应力分布的立管涡激振动特性分析

针对立管结构中存在着复杂预应力分布的现象,提出了考虑复杂预应力的立管涡激振动问题.基于梁结构理论,从应力-应变方程出发,建立了含复杂预应力的立管结构运动控制微分方程.对剪切流作用下典型顶张立管的涡激振动问题进行了数值计算,对比了复杂预应力对立管结构的自然频率、振型及典型节点振动特性的影响.计算结果表明,复杂预应力的存在对立管结构的动力特性有着重要的影响,特别是结构自然频率.文中所提出的方法可为复杂载荷作用下的立管结构动力特性问题的研究提供新思路.     

气升式环流反应器内气液两相流动计算流体力学的模拟

采用欧拉-欧拉两流体模型模拟了气升式环流反应器内部气液两相流动过程,考察了液相速度和气含率随表观气速的变化,液相速度和气含率模拟值的关系与两种经验关系式的计算值进行了比较,两者取得了很好的一致,证明了模型的正确性。在此基础上,使用计算流体力学模拟的方法考查了反应器内的导流筒直径和导流筒高度对反应器内两相流动的影响,导流筒直径增大,液相循环量增大,上升段气含率增大;导流筒位置升高,液相循环速度和循环量均增大,上升段气含率减小。所获得的结果对气升式反应器的设计优化具有指导意义。     

基于解析法的微锥孔流动特性计算

为了优化微锥孔的设计,推导了一种计算渐缩/渐扩流动的解析算法;并与数值计算方法进行了对比,发现解析方法可以满足层流的渐缩/渐扩流动精度。在计算渐缩/渐扩流场的基础上,给出了流动阻力的计算方法,分析了流动阻力和雷诺数及角度的关系。研究发现流动阻力最小的并不是锥角为0的区域,而是出现在角度较小的渐扩流中;且随着雷诺数的减小,最小流阻出现的角度越大。研究结果可以为基于渐缩/渐扩流动的微型泵、喷射及雾化系统的设计提供参考。