双流道水力透平的性能预测与结构优化

借鉴低比转速混流式水轮机的叶片设计原理与双吸泵的结构型式,设计出一种卧式双流道混流式水力透平机.为了对其结构进行优化,保证性能和最大化水能回收效率,又能最大限度地降低研究成本,对导水部件采用几种不同翼型导叶的方案进行了探讨.研究结果表明:利用传统的头部较厚的导叶不利于水流绕流,在导叶头部处能量损失严重,而添加头部修型的负曲率导叶的水力透平效率最优,且在小流量工况下其水力性能较其他方案好,表明该导叶应用工况范围广,选择该设计要求下水力透平的导叶,缩短了产品设计周期与节约了成本,为将来水力透平机的结构优化和性能预测提供了有益的理论和实际应用参考.     

应用磁致伸缩仪进行材料磨蚀试验研究

水力机械过流部件的磨蚀是我国多泥沙河流上运行的机组普遍存在的工程问题，致使过流部件严重损坏，机组频繁检修。本文采用磁致伸缩仪对材料进行了磨蚀试验，测定了不同含沙浓度、不同振幅工况下材料的质量损失量，探讨了黄河沙对材料磨蚀的影响及振幅对材料磨蚀的影响。     

基于黄河水泥沙分离的水力旋流器的溢流性能研究

从理论出发,通过影响溢流固相浓度的两大因素底流固相浓度和分流比所进行的对比实验,定性地总结出了溢流固相浓度的变化规律,以便提高黄河水泥沙分离过程中水力旋流器的溢流性能.实验分析表明,在黄河水泥沙分离过程中,寻求最优的底流口直径是提高水力旋流器性能最有效的途径.     

城门洞形及马蹄形过水隧洞的临界水流

针对水利工程上常用的城门洞形及马蹄形过水隧洞,利用临界流方程,给出了旨在用于临界流分析的断面参数Ｚ和水力指数Ｍ 的计算公式和表示水深与Ｚ以及Ｍ 之间的关系曲线。计算曲线表明,若隧洞的高宽相等,在水深比小于１．４ 时, Ｍ 值的变化范围很小,而当水深比达到１．９０时,两种隧洞具有近似的临界流特征。分析和计算还表明,圆顶隧洞在水深无限接近洞顶时不可能出现临界流状态,但洞内水位较高时,其临界流的波状水面可较早地引起封顶水流。所提供的公式和曲线可为隧洞的水力设计所参考。     

园林不规则池塘水力循环的运行方案分析与选择研究

园林池塘水面变化极不规则,采用有限体积法对实施人工水力循环的园林池塘水体流动数学模型进行求解.提出了各种运行方案,并针对不同运行工况下水体滞流、中心水域流速及水流均匀性问题进行深入分析与研究.结果表明,一个出水口为另一出水口流量1/12时,中心水域流速最大;一个出水口为另一出水口流量的1/3时,园林池塘水流最为均匀;一个出水口流量为另一出水口流量的1/6时,园林池塘水流较均匀,中心水域流速较大,为最佳运行工况.     

COD质量浓度和水流剪切力对胞外聚合物分泌的影响

试验使用悬浮载体生物膜反应器,研究了COD质量浓度和水流剪切力对生物膜上中胞外多糖和胞外蛋白的影响.结果表明,胞外多糖和胞外蛋白的分泌量随着进水COD质量浓度的波动而变化,基质质量浓度的增加使生物膜上EPS的分泌增多.水流速度的提高促进了水流剪切力的增加;当水流速度从0.032 m/s,增加到0.056 m/s,然后在增加到0.089 m/s时,水流剪切力的提高促进了胞外多糖的分泌,微生物在经历一个短暂的适应阶段后胞外多糖的分泌量开始升高.生物膜重新形成和达到稳定后胞外多糖的分泌量又逐渐回落到一个稳定的水平.回落所用时间的长短和水流剪切力的大小有关.水流剪切力越大,回复所用的时间越长.水流剪切力的增加对胞外蛋白的影响较小.高的水流剪切力能够引起更多的生物膜脱落.     

基于有限元方法的水力压裂全三维全耦合数值模型及其物理实验验证

以有限元方法为基础,采用2套方程描述水力压裂过程中岩石变形、裂缝扩展、裂缝内流体流动和滤失等关键力学问题。通过同步求解2套耦合有限元方程,建立水力压裂全三维全耦合数值模拟模型。通过数值模型和经典的水力压裂物理实验对比,在流体净压力、裂缝宽度、裂缝长度及裂缝扩展模态等方面数值实验结果和物理实验结果具有良好的一致性。模型得到经典物理实验验证,同时表明裂缝宽度即使在微米级别水力压裂理论中的立方体定律仍然适用。     

页岩油藏“密切割”体积改造产能影响因素分析

密切割"水平井体积改造是开发页岩油藏的有效手段，裂缝间距和井距是"密切割"水平井体积改造设计的关键环节。基于Comsol建立了离散裂缝网络数值模型，对"密切割"体积改造油藏进行仿真模拟，研究了裂缝间距、井距、裂缝复杂程度对增产效果的影响。结果表明，针对目标油藏，裂缝间距由30 m缩短至10 m，单井累计产量可提高到原来的1.63倍；布置加密井，将井距从400 m缩短至200 m，目标储层年产量可提高51.17%；生产初期，复杂缝单井比简单缝单井90 d累计产量高39.80%。鉴于人工裂缝呈现非均匀充填的特征，采用等效加密方法表征的裂缝无法反映这一特点，研究了远端无支撑裂缝对改造效果的影响，发现远端无支撑裂缝对单井年产量的影响可达4.38%。"密切割"水力压裂矿场试验显示，采用细分切割的方法缩小裂缝间距，能够有效地提高油井产能，单井年产油可提高79.70%。