细颗粒泥沙絮团粒径计算新方法

通过分析絮团在沉降过程中所受不同性质的力与絮团形状参数之间的关系,提出了一套新的絮团粒径定义方法.以两种不同性质的泥沙为对象,使用新定义与传统的等效圆定义分别计算了泥沙絮团二维图像的粒径,并对比了两种结果的优劣.研究结果表明:与传统定义相比,新定义的计算结果更加符合实测沉速的分布规律,计算精度也有较大幅度提升;当计算形状不规则絮团的沉速时,提升幅度要明显大于平均提升幅度;与传统定义相同,当使用新定义计算絮团沉速时,小颗粒絮团的计算结果要优于大颗粒絮团.     

一种简单的水中泥沙颗粒分析方法

介绍一种仪器设备简单,操作简易的水中泥沙颗粒分析方法。根据不同粒径泥沙颗粒在粒径计管中的沉速不同,可以测定各种粒径泥沙颗粒的重量,从而计算出各种粒径泥沙颗粒的重量百分数。     

三峡库区细颗粒泥沙絮凝的试验研究

在三峡库区的忠县和奉节河段实施现场测量,并对床沙取样开展絮凝和非絮沉降的室内试验.库区悬移质和床沙的中值粒径均为0.01mm,且淤积物为浮泥和类似絮凝结构,表明絮凝可能发生.含沙量垂线分布在小流速时比Rouse公式不均匀,说明实际的泥沙沉速较大,且实测的泥沙沉速约是Stokes沉速的10倍,证明库区存在絮凝.非絮凝沉降试验时泥沙沉速约为0.033mm/s,而絮凝沉降试验中观测到絮凝结构,沉速约为0.3mm/s,是非絮凝沉速的9倍左右.由Stokes公式推算三峡库区最大絮团粒径约为80μm.     

确定水中低浓度离散性颗粒粒径的方法

通过测出水中离散性颗粒的沉速,推求出颗粒粒径,为水处理工艺提供理论依据.     

粒径计颗粒级配分析的泥沙群团沉降规律

提出了泥沙群团分层沉降理论,确定了粒径计沉降速度与分层沉降速度和自然沉降速度的关系,得到了粗泥沙粒径相关以及细泥沙百分相关的关系,从理论上解决了粒径计相关计算的问题,使得粒径计颗粒理论得以完善。     

电离作用下黏性细颗粒泥沙絮凝沉降数值模拟

基于分形理论构建泥沙颗粒的絮凝沉降模型,从三维角度动态模拟絮团在布朗运动、颗粒静电力和重力作用下的发育、沉降过程.研究结果表明:絮团形态与泥沙颗粒的表面电荷量有关,电荷量越大,絮团形态越开放;不同带电量泥沙颗粒的絮凝速度与沉降速度具有差异性,表面电荷量越大絮凝沉降速度越缓慢;泥沙颗粒的带电量对絮团平均粒径分布有显著影响,不同带电量下絮团达到最大直径所需时间不同.研究成果进一步揭示了天然河流中黏性细颗粒泥沙絮凝现象的内在机理.     

非均匀砂沟蚀起动粒径研究

在充分紊流区,推移质泥沙中滑动形式占很大比重,即便是滚动颗粒,通常也并不是起动后一直发生滚动,而是间或发生滑动,因此,有必要研究滑动形式下的泥沙起动机理。本文从泥沙起动概率出发,以床沙及侵蚀物颗粒组成为基础,确定泥沙起动粒径,根据水下泥沙的受力分析,建立非均匀砂滑动平衡方程,利用土槽试验资料确定公式系数,并采用野外实测资料进行验证,结果表明,对于粗颗粒泥沙起动,公式的计算值与实测值符合良好。     

泥沙在浑水中的群体沉降规律

本文探讨了泥沙在浑水中的群体沉降规律。考虑到含沙浓度、泥沙颗粒大小等因素的影响,得到泥沙非絮凝群体沉降时,在层流、紊流以及过渡区三种沉降状态下的群体沉速、绕流阻力规律。应用各方面的试验资料验证,获得一致的结果。     

钉螺静水和动水沉降试验研究

推导了钉螺静水沉速、动水沉速和动水沉降距离公式,这些公式是以螺龄为基本参数进行计算的,并通过试验测定了各项系数,分析了钉螺静水沉降和动水沉降的基本规律     

粒径计混匀分析法

本文简要地描述了现行粒径计颗分方法中泥沙颗粒沉降的三个不同阶段,指明影响现行粒径计法颗分成果的主要因素是异重沉降和扩散沉降作用.提出用粒径计进行颗分的新操作方法—混匀分析法,即先将沙样混匀在粒径计管中,然后再静置沉降.计算中根据沉降时间与累积沙重关系曲线,用图解法求得大于某粒径的沙重,进而推出沙样级配曲线.本文还阐明了粒径计混匀分析法的原理,它消除了现行粒径计颗分方法中存在的异重沉降和扩散沉降的影响,操作和计算简便,是对现行粒径计颗分方法改革的可行途径.     

垂直井筒携砂规律研究

借助砂粒在水和煤油中的静态沉降实验 ,优选出实际油井出砂自由沉降末速的预测公式 ,并计算得到了砂粒的不规则形状校正系数 ,通过流动携砂实验获得了砂粒在流动液体中的沉降规律。由于受管道内流体速度场的影响 ,砂粒的实际沉降速度并非自由沉降末速与流体平均流速的矢量和 ,而是与平均流速和砂粒自由沉降末速之间有一个线性的统计关系式。该研究最终确定出砂粒在井筒中表现为沉降、悬浮及上升运动的临界条件 ,此临界条件可作为有效实施井筒防砂工艺的理论依据。     

垂直管道颗粒沉降速度的影响因素

 针对深部资源开采的“高井深”问题,研究了垂直管道水力提升过程中颗粒沉降速度的影响因素。基于球形颗粒的水中沉降机理,分别建立层流区、过渡区及紊流区的颗粒沉降速度表达式,对影响沉降速度的颗粒粒径、颗粒密度及水温进行敏感性分析,并考虑颗粒形状及浓度对沉降速度的影响。结果表明,在层流区和过渡区,各因素对沉降速度影响的敏感度随颗粒密度ρ_s与水密度ρ之间比值不同而变化,当层流区ρ_s >2ρ及过渡区ρ_s >3ρ时颗粒粒径 >颗粒密度 >水温,当层流区ρ_s<2ρ及过渡区ρ_s<3ρ时颗粒密度>颗粒粒径>水温;在紊流区,各因素对沉降速度影响的敏感度为颗粒密度 >颗粒粒径 >水温;球形颗粒沉降速度理论值大于不规则颗粒沉降速度实际值,可采用颗粒形状系数加以修正,且在干涉沉降过程中采用Richardson-Zaki 公式,使计算结果符合工程实际。     

垂直管流中食品颗粒速度分布的实验研究

用数码录像方法对颗粒的轴向速度和径向位置进行了测量，获得了单个颗粒在垂直管流中的速度分布。考虑到非球形颗粒和数甲基纤维素(CMC)溶液的非牛顿性，对有关文献中颗粒阻力系数计算的关系式做了修正。理论计算结果与实验滑移速度比较表明，在靠近管道轴线的径向位置模型的计算与实验结果很接近。同时，讨论了颗粒尺寸和流体流量对颗粒速度分布的影响。     

散状变形颗粒层的流动阻力及泥沙群体沉降规律

本文在试验的基础上,分析了散状变形颗粒层内的流动阻力,得到了包含颗粒间相互碰撞及干涉水流结构而产生附加阻力的颗粒层流动阻力与单颗粒绕流阻力的关系式.在此基础上,进一步讨论了泥沙群体的沉降规律.     

长江口流速和悬沙垂线规律研究

根据长江口的实测水流流速、悬沙含量及其级配资料，分析了它们变化的规律性，并用通用公式进行了验证．从研究结果可以看出：实测资料与现有理论和经验公式的拟合程度较好；在相对水深η=0.4处的流速、悬沙含量及其级配与垂线平均值基本一致，因而可用η=0.4处的流速u0.4与含沙量S0.4来计算单宽输沙率．     

图像法水泥颗粒细度及圆形度在线测量研究

水泥颗粒粒度分布、比表面积及圆形度都是水泥加工工艺过程中的重要参数。为了实现对上述技术指标的实时监测,基于图像法研制了一套在线测量系统,并在水泥厂进行了在线测量,获得了水泥颗粒粒度分布等参数的测量结果。将系统测得的粒度分布和比表面积分别与激光粒度仪和勃氏比表面积测定仪的测量值进行对比,结果基本相符。此外,针对图像法测量下限的问题,利用Rosin-Rammler分布函数对原始测量结果进行了拟合修正,拓展了图像法的测量下限,使测量结果更符合实际情况,从而为工业生产提供实时的数据参考。     

一种二维瞬时粒子图像速度粒度同时测量的新技术

基于灰度统计判别原理,提出了一种可以对二维平面内粒子图像的速度和粒径实现实时同时测量的新技术.基于灰度统计判别的查询算法在运用自相关运算获得速度大小的同时,根据两次曝光粒子图像的能量差异判别记录顺序,解决了数字粒子图像测速(DPIV)中粒子图像运动方向的二义性问题.利用图像处理技术实现了对粒子图像粒径的同时测量.以模拟的DPIV粒子图像为研究对象,开发了相应的查询算法,编制了二维粒子图像速度粒度实时同测的相应软件,并利用模拟粒子图像对查询算法进行了单区域和全区域的分析检验.结果表明,灰度统计判别解决了方向二义性问题,查询算法能够很好地处理各种模拟粒子图像,查询软件能够实现二维粒子图像速度、粒度的同时测量,运算时间满足实时测量的需要.     

风沙流中基于宏观颗粒模型的沙粒浓度分布

风沙侵蚀是造成土地沙化和干旱区地貌的主要原因,其中沙粒的浓度分布是研究输沙量、颗粒碰撞、风沙流结构等特征的主要影响因素,也是了解颗粒碰撞过程和风沙两相流耦合过程的重要研究内容。为了考虑沙粒与气流的力平衡、阻力和扭矩的变化、碰撞及摩擦等影响,运用了一种新的宏观颗粒模型(macroscopic particle model, MPM)研究沙粒在气流中的运动。与前人研究结果进行比较后发现,宏观颗粒模型在不需要任何附加模型的前提下,能实现风沙两相耦合的准直接数值模拟,根据沙粒运动速度云图所示的风沙流运动状态的不同,沙粒浓度的垂向分布会出现结论不一致的现象。颗粒流系统的内在非线性是造成风沙流运动状态不均匀、不一致的主要因素。数值模拟结果表明,利用MPM模型中的离散颗粒追踪、颗粒速度和位置等信息能够研究多相流条件下的风沙运动机理。