寒区引水渠道抽水融冰过程的数值模拟分析

抽水融冰可以有效解决寒区引水渠道冬季运行冰害问题,为了认识不同边界条件下抽水融冰过程中水温的变化规律,为实际工程的设计和管理等提供技术依据,本文以玛纳斯河流域红山嘴电站的引水渠道为研究对象,采用FLUENT软件建立了引水渠道和抽水融冰井的数学模型,并以此为模型工具对不同研究工况下引水渠沿程水温进行了数值模拟分析,并将计算结果与实测数据进行比较验证,结果显示:混合水温和井水流量、井水水温、渠道原始水温均呈正相关关系,渠道原始流量和混合水温呈负相关关系。根据上述模拟结果,在实际工程中采取增加井水流量可更容易、更有效地解决渠道冰害问题。     

高寒区引水渠道抽水融冰原型试验及分析

在我国新疆、西藏等西部高寒地区,抽水融冰是解决该地区引水式电站冬季运行冰害的理想措施。本文在对引水渠道冬季运行冰害形成过程及影响分析的基础上,结合新疆玛纳斯河流域红山嘴水电站应用抽水融冰情况,介绍了高寒区引水渠道冬季运行抽水融冰基本原理,并根据抽水融冰原型试验结果分析了抽水融冰的运行效果,给出了渠道水与井水混合后的温度变化过程以及渠道水温沿程变化规律等,进一步论证了抽水融冰理论的正确性和可行性。     

矩形渡槽设计坡度与冬季水温变化关系预测

为了预测矩形渡槽坡度与水温的变化关系,避免渡槽在冬季输水期出现冰害现象,以西北地区某渡槽工程为背景,利用稳态热传导理论,采用Ansys Workbench软件建立三维有限元模型,利用牛顿冷却公式、对流换热公式以及曼宁公式进行计算。结果表明：当流量不变时,水温随坡度的变化而变化,当坡度达到1/1 100时,水流出口温度到达最小值,在设计时应当避免;当水深不变,坡度减小2.4倍时,水温下降值增大约1.6倍,可以看出,坡度变化对水温的影响比较明显。当水深为1.5 m,环境温度为-17℃,设计坡度为1/1 300时,水流出口温度低于0℃;当环境温度为-25℃,设计坡度小于等于1/750时,水流出口温度低于0℃,因此在渡槽设计时,应结合修建地区的输水流量或水深来设计最优坡度。     

R134a螺旋套管冷凝器换热特性及其对热泵性能的影响研究

为了研究R134a在螺旋套管冷凝器换热性能及其对热泵运行性能的影响,论文采用实验手段,在以水为冷却介质进行循环加热和直流稳态2种条件下,测试了不同进水流量和入口水温状态时R134a在螺旋套管冷凝器内的换热性能和热泵的运行性能。结果表明:循环加热时,同一进水流量随入口水温的升高,冷凝器总换热量、系统制热量和制热性能系数COP减小,而总换热系数和系统输入功率增大;进水流量从1.19 m3/h增大到2.16 m3/h,入口水温从30℃升高到60℃时,系统输入功率的增大范围为750~900 W,制热量的减小范围为600~750 W,COP的减小范围为2.8~3.2,同时流量2.16 m3/h的总换热量的减小量是流量1.19 m3/h的2.5倍,总换热系数的增大量是流量1.19 m3/h的2倍。直流稳态时,进水流量从0.26 m3/h增大到0.71 m3/h,总换热量和总换热系数分别增加了15%和41%;压缩机的排气功力和系统输入功率分别下降了26%和12%,而吸气功力变化较小。     

水库溢流式取水口下泄水温数值模拟

水库溢流式取水口作为一种有效缓解下泄低温水的分层取水措施,得到了越来越广泛的应用,糯扎渡水电站拟采用溢流式取水口.为较好地模拟取水口前库区复杂的地形边界,采用σ坐标系,建立了糯扎渡水电站溢流式取水口下泄水温的三维数值模型,数值模拟结果得到了物理模型试验结果的验证.在水库水温分布已知的条件下,数值模拟了取水口不同引水流量和开启组合的下泄水温.取水口引水流量越大,下泄水温越高;下泄水温提高的幅度,不仅取决于引水流量,还取决于水库水温垂向分布.取水口开启组合对下泄水温影响较小.     

真鲷幼鱼消化酶活性与温度的关系

报告了真鲷幼鱼３种消化酶在不同的反应温度和不同的饲养温度下活性变化的研究结果．在１８～３８℃反应温度范围内,蛋白酶和淀粉酶的活性随温度的升高而增大．其中蛋白酶活性在１３０℃以上增加较快,淀粉酶在２３～３０℃时增加较快．脂肪酶在１８～３０℃时活性随温度上升而增大,其中２３～２６℃时上升较快,超过３０℃,酶活性略有下降．在２３～３０℃饲养水温下,３种酶活性随水温升高而增大．但增幅不同．与反应温度比较脂肪酶活性增幅前者略大于后,蛋白酶活性增幅则前者远大于后者,淀粉酶活性增幅前者略小于后者．作者认为,饲养温度除了直接影响酶的活性外,还通过调节机体的代谢,改变体内的离子浓度、ｐＨ等,从而间接影响了酶活性．     

低温荷载下沥青路面线性损伤特性分析

为了研究沥青路面结构在温度荷载作用下的疲劳损伤特性,运用通用有限元软件ABAQUS及其二次开发平台,建立考虑路面材料疲劳损伤模型的沥青路面结构数值计算模型,分析沥青路面在温度荷载反复作用下路面结构损伤的空间分布及演化规律、路面结构水平正应力的空间分布与演化规律。研究结果表明:路面结构损伤主要分布在沥青面层,且面层表面损伤度随着温变次数的增大而逐渐增大,但增大的幅度逐渐减小,当温变次数从0.1万次增大到0.2万次时,损伤度增大0.09,但当温变次数从0.9万次增大到1.0万次时损伤度只增大0.012;面层表面损伤度随着温变幅度的增大而增大,且增大的幅度增大,当变幅从-2℃变为-4℃时,损伤度增大0.033,当变幅从-8℃变为-10℃时,损伤度增大0.154;从面层内的空间分布来看,有损路面与无损路面相比,水平正应力有所减小,且越是靠近面层表面减小的幅度越大,距面层层底6 cm处,应力为0.265 6 MPa,12 cm处为0.290 9 MPa,18 cm处为0.279 7 MPa;随着温变次数增大,面层表面的水平正应力逐渐减小,减小幅度逐渐减小;随着变温幅度增大,面层表面的水平正应力先增大、后减小,有1个峰值点。     

基于时间序列的朱沱和寸滩水位变化特征分析

长江上游水位变化对防洪和航运等具有重要意义.本文基于朱沱和寸滩水文站近60年水文资料分析水位流量关系变化以及寸滩站受三峡回水影响的临界条件,并研究不受三峡回水影响下朱沱和寸滩的水位变化趋势以及三峡成库前后的水位变化幅度.结果表明：寸滩站受回水影响的临界流量随坝前水位增大而增大,当坝前水位大于163.5m时,寸滩站均受回水影响;近60年来朱沱站和寸滩站在不受三峡回水影响下,水位整体呈降低趋势;与三峡成库前相比,朱沱站和寸滩站水位累计降低幅度分别在2015年、2010年有趋势性增大,且随流量的增大而减小;朱沱站在2018年4 000m³/s时,水位累计最大降低幅度达0.7m, 20 000m³/s时,降低幅度为0.4m;寸滩站在2018年6 000m³/s时,水位累计最大降低幅度为0.75m, 20 000m³/s时,降低幅度0.25m.研究结果可为长江上游航道建设及维护等提供参考.     

严寒地区冬季大棚保温对污水厂运行效率的影响

针对严寒地区气温低、污水厂运行效率差的问题,利用试验测试和仿真模拟等技术手段分析了大棚内空气吸收太阳辐射热后的温度分布及流动特性,对严寒地区冬季低温条件下污水厂如何利用大棚保温技术进行了研究.结果表明:曝气池外扣棚的主要作用是保温,而非吸收太阳辐射热,冬季曝气池扣棚能够减小曝气池内水温波动,对污水处理厂的稳定运行起到了一定作用;冬季曝气池外扣棚时,出口平均水温为12.9℃,出口水温比进口水温升高2.1℃左右,这主要是由于曝气池内发生化学反应释放出的热量导致曝气池内水温升高,而非太阳辐射热量的影响.在严寒地区冬季低温工况下,当棚内充入热空气后,棚内空气温度升高22℃~29℃,曝气池出口水温升高2.0℃~2.5℃.利用回收余热提升棚内温度是一种有效措施.     

加载速率对实时高温花岗岩三轴力学特性影响的实验研究

以未风化花岗岩为实验对象,在高温高压三轴力学实验系统上开展三轴压缩实验,分析了三种加载速率下岩样温度、围压对峰值强度、弹性模量的影响,探讨了岩样热损伤演化规律的加载速率效应,建立了花岗岩冷损伤方程。结果显示:在100℃时,加载速率增大,低围压区岩石由延性转向脆性,渐进破坏向突发失稳转变;在500℃时,加载速率增大,低围压区弹性模量硬化明显,失稳模式为准突发失稳;随着加载速率的增大,在低温30～200℃时峰值强度的增加显著,在较高温度200～500℃时峰值强度的增加幅度降低,随着围压的升高,加载速率使峰值强度增强作用降低;各级岩石温度条件下,加载速率与弹性模量相关性不显著;低围压时弹性模量增幅较大,高围压时弹性模量增幅较小;随着加载速率的提高,弹性模量损伤与岩石温度的关系由线性转变为非线性的临界围压降低。