液柱分离状态下水锤二次升压现象计算与研究

结合欧拉-欧拉双流体模型与非恒定摩阻模型,建立了一种高精度、高时效的水锤计算方法.通过数值模拟与试验结果的对比,表明该方法能够较为准确地预测水锤波的波动与衰减规律.利用该方法分析液柱分离水锤中的二次升压现象,并结合管道中压力波的叠代过程,阐述了液柱分离水锤中产生的二次升压现象是两种升压波的叠加所致.探讨了系统参数与二次升压值的关联,结果表明：当边界压力约为Joukowsky升压的0.8倍,二次升压值会取得极值,并随边界水头的增大呈现先增大后减小的趋势;二次升压值随着初始流速、水锤波速和管道长度的增大而增大.     

输水管路水力计算对水锤防护措施的影响

通过对水锤现象的分析、分类以及计算方法的研究,寻找杜绝水锤发生的措施,利用先进的水锤计算软件pipenet来精确的计算摩阻系数n值范围,以此杜绝水锤现象的发生。采用模拟计算寻找到了摩阻系数n值的最佳取值范围。水力计算过程中考虑水锤计算方法对于杜绝水锤现象的发生是十分必要的。     

输水管路水力计算对水锤防护措施的影响

文章通过对水锤现象的分析、分类以及计算方法的研究,寻找杜绝水锤发生的措施,利用先进的水锤计算软件PIPENET精确地计算摩阻系数n值范围,以此杜绝水锤现象的发生,并通过模拟计算寻找到了摩阻系数n值的最佳取值范围。     

基于双流体模型的气液两相水锤计算方法

基于气液两相流双流体模型,采用矢通量分裂(SW-FVS)与无波动无自由参数(NND)相结合的空间和时间上均为二阶精度的差分算法,推导并构造出一种考虑相间质量变换、管壁与流质相互作用的一维计算模型.通过辛普森关阀试验及离心泵断电模拟试验的对比,证明了该模型在计算带有明显的相间作用的瞬变现象的适用性及对于压力瞬变模拟的准确性,同时由于该计算方法易于程序化,在水力机械过渡过程的计算中具有一定应用价值.     

沈阳市苏家屯区污水处理厂中水管网工程水利计算及分析

以沈阳市苏家屯区污水处理厂中水管网工程为对象,进行长距离供水管线水力计算和水锤分析,在水锤产生点加设防水锤型空气阀,消除水锤现象,再次计算后,证明防水锤型空气阀确实可以消除水锤.     

泵系统管线局部凸起水锤防护措施的研究

针对舒安泵站供水系统的特点，应用水锤基本理论和特征线方法，对系统无任何防护措施和加设水锤防护措施的事故停泵水力过渡过程进行了计算机数值模拟，对空气阀和单向调压塔两种防管道负压措施进行了比较分析．计算结果表明，在局部凸起点附近加装单向调压塔更能较好地避免液柱分离的发生．     

有压输水管道系统气液两相瞬变流研究综述

综述一个多世纪以来，有压输水管道系统中有关气体释放、空穴流及液柱分离，计算分析方法，水锤防护及实验研究等方面的主要研究进展，并提出还需对气液两相瞬变流基本理论，空气进排气阀的特性，截留气闭的动态特性和动力特性，实际工程优化设计理论等诸多方面进一步研究。     

水电站调节保证计算

本文对水锤方程中水头按全能量计算,即H=Z+P/r+v~2/2g。在计算过程中:调压室水体按刚性并计及其惯性影响;管道水锤按弹性,蜗壳水锤按刚性;作用在转轮上水头作为水能损失(水能转变为机械能);所有装置、设备的动特性均近似按静特性考虑。由于目前水轮机大都缺乏机组小开度及飞逸后的制动、水泵特性资料,本文作了一些简单易行的假定,计算结果与实测较接近。运用本文,在缺乏机组制动、水泵工况资料时,可进行带有串连管、分叉管、上下游调压室(或带有调压阀)、考虑蜗壳尾水管影响的水电站调节保证计算。文中分别列举了带有调压室及分叉管水电站、考虑蜗壳尾水管影响的水电站和带有调压阀水电站的计算实例。     

ZnO(101-0)面结构的从头计算

基于密度泛函理论(DFT)的第一原理超级原胞模型,计算了ZnO(101-0)非极性表面的结构.计算结果表明,顶层zn原子明显向体内弛豫0.0328nm,第2层zn原子的弛豫远离体材料0.0237 nm,使得它类似于表面原子.顶层O原子的弛豫仅为0.0146nm.导致表面Zn-0二聚体有强烈扭转.扭转角达9.2..计算结果与其他理论计算结论和实验结论吻合的很好.此外,还计算分析了ZnO的态密度.     

蒸发管内气液两相流动的数值计算

双流体模型是最近提出的一种计算两相流的方法,在分别求解两相各自的控制方程时考虑了相间的动量、能量和质量输运。本文使用这一模型并借助大型计算机程序(凤凰程序)对蒸发管内气液两相流进行了计算,得到的结果物理上合理。     

混凝土柱承载力按砌体柱计算的不合理性分析

我国公路混凝土拱承载力计算通常将拱圈等效为梁柱后,按砌体柱公式计算承载力.通过混凝土柱和砌体柱轴压构件和偏压构件的破坏模式与计算方法进行对比分析,结果表明:混凝土柱的破坏模式、截面强度、偏心率折减系数、纵向弯曲系数与砌体柱均有所不同;混凝土柱截面强度采用砌体柱的强度计算将小于实际值;而混凝土柱纵向弯曲系数、偏心率折减系数均小于砌体柱.因此,混凝土偏压柱按砌体柱的计算方法计算将大于实际承载力,偏于不安全也不合理.混凝土柱的承载力应采用合理方法计算.     

液气射流泵内部流场的数值计算

通过闪频仪观测,泵内部流动可分为分层流、液滴流和泡状流.为了简化模拟和计算,将计算区域分为部分喉管和扩散管两块.对液气射流泵喉管内部射流流动,建立抛物型流动方程组,采用控制容积法将方程组离散,并用TDMA法求解;对扩散管内部泡状流,采用双流体模型建立液气两相流方程组,混合有限分析法离散,压力耦合半隐式方法(SIMPLE)求解.数值模拟获得液气射流泵内部流速分布.计算预测的射流碎裂位置与试验观测结果一致;壁面压力分布计算值与试验值吻合较好,趋势相近.计算结果能够较好地反映液气射流泵外部水力性能,为液气射流泵的优化设计与运行提供参考.     

气液两相分层流界面液膜高度的测量与预测

以空气、水为工质,利用双平行电导探针对水平管道内气液两相分层流的液膜高度进行了准确测量．实验使用了两种不同结构的实验段,其一为有机玻璃矩形管;其二为内径为５０ｍｍ的有机玻璃圆管．在实验研究的基础上,利用一维双流体模型给出了两相分层流界面高度的理论计算方法,并与实验结果进行了比较．     

乙醇+甲苯+水+碳酸钾四元物系液液平衡数据的研究

乙醇-甲苯物系为共沸物,普通精馏的方法不能将其有效地分离.本研究采用水+碳酸钾(K2CO3)混合溶剂液液萃取分离乙醇-甲苯混合物.用气相色谱测定乙醇+甲苯+水+碳酸钾四元体系在大气压下、298.15 K时的液液平衡数据,计算了水+碳酸钾混合萃取剂对乙醇的选择性系数和分配系数.实验结果表明,选择性系数及分配系数都远大于1,选择性系数随着萃余相中乙醇含量的增加而减小,随着萃取剂中盐含量的增加而增大.平衡数据采用Rajendran改进的Eisen-Joffe模型方程进行关联计算,计算方程的最小相关系数为0.994,最大标准差为0.05.     

水锤效应模拟仿真及防护

本文结合工程具体实例给出了一种对水锤现象的模拟仿真计算,并就常用的几种防水锤方法进行了计算对比。利用仿真技术,从防水锤效果及建设成本上对防水锤措施进行优化。     

钻柱强度计算新方法

提出了一种钻柱强度计算新方法，可用于钻柱的强度设计和强度校核。新方法与传统方法相比有以下５个特点：（１）对钻柱每一个断面都进行强度计算；（２）对管的内壁和外壁分别进行强度计算；（３）利用计算机进行断面上有关内力的计算；（４）用“液压系数法”处理液压环境对粘柱轴向力的影响；（５）考虑液压环境引起的附加剪应力的影响。作者认为“浮力系数”一词不甚恰当，应改用“液压系数”。详细地给出了各种液压环境下钻柱液     

绕方柱湍流的分离涡数值模拟

本文使用Fluent软件采用分离涡模拟方法求解三维Navier-Stokes方程对绕方柱湍流进行了数值模拟。计算雷诺数为22000。文中介绍了分离涡模拟的基本思想方法和所使用的模型,并给出计算结果。通过对所得的速度场、压力场、升力系数、阻力系数、Strouhal数的分析及与实验数据的比较,说明分离涡方法能较好的模拟钝体绕流现象。     

涡轮流量传感器测量气液两相流的数值仿真与实验验证

以Fluent软件为工具,采用双流体模型,对涡轮流量传感器测量体积含气率低于10％的气液两相泡状流进行了数值仿真．提出了以仪表系数迁移量为评价涡轮流量传感器测量气液两相流性能的方法．通过对传感器内部流场的分析可知：随着入口体积含气率的增加,叶片吸力面侧、叶片尾缘附近的气相体积分数明显增加,导致传感器仪表系数迁移量明显增大．以现有传感器与改进传感器的仪表系数迁移量仿真值的对比为判定依据,对现有传感器进行了改进设计．在天津大学自动化学院气液两相流装置上进行了实验,验证了该改进设计的有效性.     

滴流床加氢裂化反应器内流体流动的数值模拟

采用计算流体力学(CFD)方法,利用Fluent软件中多孔介质模型对某实验室规模滴流床反应器进行数值模拟;对比考察3种多孔区域三相动量相互作用模型对计算结果的影响;通过模拟计算得到具了反应器内速度场、压力场及持液量的详细信息,并对压降和持液量进行分析对比.结果表明,模拟计算结果与文献中实验报道结果相符,在3种动量相互作用模型中双流体界面力模型能描述床层的微观流动特征(壁流).     

惯性力驱动微尺度下液柱运动模型

为快速预测微尺度下液柱受惯性力作用时其分界面的运动位移,基于非定常伯努利方程建立了其理论模型.首先,推导了惯性力作用下微液柱的运动方程.然后,利用封闭的环形微通道仿真模型,对微液柱受阶跃型加速度作用时的动态响应进行了数值仿真,利用仿真数据拟合得到了对应的待定系数k值,并进一步确定了k值表达式.最后,制作了微通道实验样机,利用高速摄影机和离心实验平台进行离心加载实验.结果表明,所建立的惯性力驱动微液柱运动模型,可用于预测微尺度下液柱的分界面运动位移,其计算精度满足工程设计要求.