侧掺气空腔长度计算

对泄水建筑物过流面进行掺气是一种有效的减蚀措施.采用常规的底部掺气设施后,泄水建筑物下游侧墙仍易发生空蚀破坏,其主要原因是边墙存在掺气盲区.在底掺气的基础上设置侧掺气坎,形成较小的侧空腔能明显提高下游近壁掺气浓度,有效消除原掺气盲区.影响掺气设施掺气效率的一个重要设计参数就是空腔长度,对侧空腔长度尚缺乏计算方法,它的形成机理与底空腔不同.本文笔者通过考虑影响侧空腔长度的结构参数和水力学参数,导出了一种近似计算侧空腔长度的计算方法.     

变坡处掺气坎空腔回水研究

采用断面模型试验研究了变坡处掺气设施的空腔回水问题、指出可能存在掺气挑坎临界高度,挑坎高度小于临界值,淹没水深与挑坎高度成正比关系,挑坎高大于临界值,淹没水深与挑坎高度成反比关系：可采用高跌坎间接提高底空腔进气口高度的方法消除或减轻空腔回水的不利影响;通过试验发现,坎前水深一定时,淹没水深与各水力参数基本成近线性规律变化．最后和整体模型试验结果进行对比,指出对空腔回水的研究不受比尺大小的影响．     

掺气挑坎下游气泡输移的研究

本文采用理论分析、数值计算和试验相结合的方法,对斜坡挑坎空腔下游气泡输移问题进行了研究,斜坡挑坎是掺气减蚀中体型简单应用普遍的一种措施,实际的掺气浓度分布与本文计算结果比较吻合.     

折流器体型对突扩突跌掺气空腔特性的影响

在突扩突跌掺气设施中 ,为保证掺气效果 ,增加底空腔和侧空腔的长度 ,加设折流器是有效的工程措施。试验证明 ,折流器坡度和高度对空腔长度均有影响 ,较高的折流器明显增加空腔长度 ,且使底空腔与侧空腔贯通 ,有利于底空腔充分掺气。回溯水流使底空腔变短 ,有效空腔长度是影响掺气效果的重要因素。在空腔长度的计算中应综合考虑 ,顶板坡角 ,跌坎挑角和折流器体型的影响 ,得出的计算公式有实际应用和理论意义。     

掺气减蚀设施空腔回水问题的试验研究

通过掺气坎掺气试验,对小底坡明流泄洪洞的掺气坎下空腔回水问题进行了试验研究。结果表明:掺气坎后空腔回水的形成与空腔末端射流冲击角有密切关系。在试验条件下,约当θ>9°时,空腔回水开始出现。该冲击角实际上是各种水力、体型要素的综合反映。     

侧向折流器对侧空腔和底空腔掺气参数的影响

为深入研究突扩突跌掺气设施的掺气特性,在三峡工程深孔水工模型上对时均压强分布、掺气量、掺气浓度等进行了观测与分析。试验结果表明在侧墙形成4个区域,即:侧空腔区、压强骤变区、低压区和稳定区,侧空腔长度和侧墙时均压强均与折流器高度有关。在侧墙低压区有负压存在,其发生位置一般距孔口出口(等高程)约15m左右。在侧墙有少量掺气,掺气浓度在1.3%左右,掺气的主要原因是侧墙冲击点处产生的立轴漩滚对空气的卷吸作用。侧向折流器对掺气量有明显影响。侧、底空腔贯通时,侧空腔是一个重要的通气通道,是保证底空腔充分掺气的重要条件。此研究成果和结论可供突扩突跌掺气坎的设计和科研参考。     

掺气分流墩射流消力塘压强特性的研究

通过模型试验研究了掺气分流墩射流消力塘的压强特性,得出了时均压强和脉动压强沿消力塘的变化关系及最大压强系数随淹没度增大急剧衰减的规律。试验表明,当临界水跃时（淹没度σ＝１）,消力塘的脉动压强最大。试验还对脉动压强的功率谱、消力塘下游最小水深进行了研究。该研究可供工程设计时参考。     

射流流化床不同环隙气速下射流深度的研究

以4种单一组分、3种混合组分为实验物料,研究了射流流化床不同环隙气速下射流深度的变化规律.利用6支Pitot管组成的电磁阀循环切换装置,考察了射流动量的轴向分散.结果表明,射流深度随射流气速的增大而增大;当射流气速相同时,喷口直径增大射流深度增加.射流周围环隙气速由0变为2.5倍最小流化气速时,射流深度降低;射流周围环隙气速由2.5增为3倍最小流化气速时,射流深度不变.提出了预测混合物床层不同环隙气速下射流深度的关系式.     

二元混合流掺气特性初步研究

本文利用最近研制成功的微电脑掺气浓度实时量测和数据处理系统,对混合流各序列流态的掺气浓度进行了量测,分析了混合流掺气浓度的分布规律、从而证明了混合流确系射流与水跃流的混合流动。同时还初步探明局部水力现象中自掺气的结果,与消能效果之间并不存在必然的联系。     

基于正交试验泄洪放空洞掺气坎特性数值模拟研究

在泄洪放空洞的设计中,通常会设置掺气坎达到掺气减蚀的效果.合理的掺气坎结构设计能够在掺气坎底部形成良好的掺气空腔.设计L16 (5⁴)正交数值模拟试验,通过试验结果可知,随着坎高、挑角、流量和下游坡度的增加以及上游坡度的减小,挑距、净空腔均增加,空腔形态明显优化.对于挑距,影响程度：下游坡度>坎高>水平挑角>来水流量>上游坡度;对于净空腔长度,影响程度：坎高>下游坡度>水平挑角>上游坡度>来水流量;对于回水高度,影响程度：坎高>来水流量>下游坡度>水平挑角>上游坡度.     

正交射流燃烧器气固两相流动的数值计算

运用气相ｋ－ε模型和颗粒相化数方程模型对正交射流煤粉燃烧器气固两相流场进行了数值模拟，获得了该燃烧器内的气、固两相速度分布，颗粒质量流分布，并与实验值进行了对比，两者定性符合，同时，探讨了颗粒直径对颗粒混合的影响，得到了一些很有价值的结论。     

明渠自掺气水流气泡特性的试验研究

采用针式掺气浓度仪对明渠自掺气水流的气泡特性进行了试验研究,结果表明：在掺气发展区,气泡总数沿程增加;同一断面上,气泡个数从底部至水面方向先增加后减小,个数最多的点大约位于自掺气水流的两区交界面处;底部气泡尺寸的分布比较集中,愈接近水面分布愈分散;气泡平均等容直径从槽底向水面方向迅速增大;在试验的流速条件下,渠底附近2mm以下的气泡个数沿程不断增多。     

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.     

掺气分流墩水舌射距的计算方法

依据自由抛射理论,探讨了掺气分流墩水舌射距的计算方法。该计算方法亦可应用于其它挑流式消能工射距的计算。计算结果证明,该计算方法精度高,误差小。     

强迫掺气两相流的谱特征分析

利用掺气坎在水中强迫掺气形成水气两相流,其压力脉动属于平稳,各态历经随机过程。水气两相流对泄槽底部冲击所产生的压力幅值谱基本符合高斯分布,最大脉压幅值在冲击点附近,其后很快衰减,约在（１０～１５）倍坎高范围内降至无坎时的幅值。在频谱中具有较明显的优势频率,模型中其值约为１．２４Ｈｚ。脉动能量主要集中在低频段,其优势频带约在０～１８Ｈｚ,除优势频率外,水气两相流的频域相干性较差,相干系数均在０．５以下,这与单一流体的相干结构大为不同。     

射流侵彻复合靶的工程计算方法

采用遂次逼近法建立了射流侵彻有限厚度靶的工程计算公式，进而提出了射流侵彻复合靶的工程计算方法。计算结果与实测值符合较好。可用补破甲弹和复合靶的设计计算。     

河成石灰华成因──掺气效应研究

本文通过对有大量碳酸钙沉积河段的水质分析、野外观测，发现河水流动过程中将空气带入水中形成大量气泡，引起水体物化方面的迅速变化，包括碳酸钙大量沉积，笔者称之为掺气效应。通过野外实验，对掺气效应及掺气效应中水体物化变化和碳酸钙沉积速度进行了论证和研究，在此基础上提出：掺气效应是河流中碳酸钙大量集中沉积的一个主要因素。     

明渠水流速度对自掺气发展影响的试验研究

采用针式掺气浓度仪对有压出口后明渠水流表面自掺气的发展过程进行了详细测量,研究了不同出口流速条件下掺气发展区的掺气浓度分布及其沿程发展变化情况,分析了流速对自掺气发展的影响。试验结果表明：随着出口流速的增大,相同断面处水流平均掺气浓度不断增加,掺气区向渠道底板扩展更加充分;在断面平均掺气浓度相同的条件下,水流速度越大,水体紊动程度越高,气泡向渠道底板方向扩散越明显。结合紊动扩散理论分析,认为流速对明渠自掺气扩散的影响包括提高水流掺气浓度和增大水体紊动扩散系数两个方面。     

正交射流燃烧器气固两相流动的数值计算

运用气相ｋ－ε模型和颗粒相代数方程模型对正交射流煤粉燃烧器气固两相流场进行了数值模拟，获得了该燃烧器内的气、固两相速度分布，颗粒质量流分布，并与实验值进行了对比，两者定性符合，同时，探讨了颗粒直径对颗粒混合的影响，得到了一些很有价值的结论。