国家自然科学基金(51109230)
- 作品数：6 被引量：44H指数：5
- 相关作者：杨开林郭新蕾郭永鑫付辉李甲振更多>>
- 相关机构：中国水利水电科学研究院北京市水科学技术研究院河海大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：水利工程理学动力工程及工程热物理更多>>
- 水锤泵空气罐气体热力学过程的系统辨识被引量：2
- 2015年
- 通过对一种自主原创的新型水锤泵的模型实验,研究了空气罐的热力学过程及液位特性对水锤泵性能的影响,提出了分析空气罐气体热力学过程的系统辨识方法,并通过对实测数据的系统辨识,得到了影响气体热力学过程的关键参数—多变指数k的变化规律。研究结果表明:空气罐气体热力学过程的多变指数介于等温过程(k=1.0)与绝热过程(k=1.4)之间,一般小于1.2,并且随着扬程的增加而减小。输水阀关闭过程中,空气罐内的水向泵体回流,使得扬水量减小,因此,改善输水阀的启闭特性,减小回流量,可提升水锤泵的性能。
- 李甲振杨开林郭永鑫郭新蕾施春蓉张国鹏
- 关键词：水锤泵系统辨识
- 大型管道输水系统充水过程滞留气泡对输水能力的影响被引量：9
- 2013年
- 通常认为长距离大型管道输水系统充水过程中,滞留气泡对系统的高效输水和安全运行有重要影响。为了评估滞留气泡对输水能力的影响,首先对影响管道输水能力的因素进行敏感性分析,并基于气体热力学原理,建立原型、模型之间气泡的几何比尺关系,为评估滞留气泡对输水能力的影响提供理论依据。针对南水北调中线北京段西四环暗涵的现有通气孔设计,结合模型试验结果,分析了原型中滞留气泡对输水能力的影响,认为在现有通气孔布置的情况下,原型中滞留气泡对管道流量或输水能力的影响小于模型中测量所得的1.07%,在实际工程运行中可忽略。
- 郭永鑫杨开林郭新蕾付辉
- 关键词：输水能力相似律
- 管道充水过程气液两相流动力学特性分析被引量：6
- 2013年
- 管道充水过程涉及复杂的气液两相瞬变过程,合理分析、评价其两相动力学特性对工程的优化设计、安全运行,以及数值模拟研究具有重要意义。基于量纲分析和相似理论,建立了充水过程的气相模型相似律,认为通气孔排气过程的动力相似律可近似套用重力相似律,据此推导出了管内滞留气囊原、模型的几何比尺关系。将建立的气相模型相似律应用于南水北调北京段西四环暗涵通气孔水工模型试验,分析了充水全过程中两相流各动力学测量参数,得出暗涵合理的充水流量。最后采用定量和定性分析相结合的方法,对管道中滞留气囊对输水能力的影响进行了评价。
- 郭永鑫吴昊潼杨开林郭新蕾王涛
- 关键词：通气孔气液两相流相似律动力学参数
- 可控高扬程水锤泵模型试验被引量：5
- 2015年
- 为解决现有实验室厂房高度不足,无法对水锤泵高扬程的性能进行模型试验的技术难题,提出了一种高扬程水锤泵模型试验的设计方法。根据水力学原理,通过在试验平台的扬水管线路上,并联增设可调节局部阻力元件的技术,实现了水锤泵扬程的控制和调节。利用该技术开发了可控高扬程水锤泵实验平台,并对研制的新型水锤泵进行模型试验,验证了该技术用于研究水锤泵高扬程性能的可调节性和稳定性。试验结果表明,新型水锤泵的效率最高可达70%;以日扬水量大于1 m3作为临界点,可将水扬送至42倍作用水头的高度,大于同尺寸水锤泵的32倍。
- 李甲振杨开林郭新蕾郭永鑫
- 关键词：水锤泵高扬程
- 长距离明渠系统反向输水冰情模拟被引量：19
- 2015年
- 针对长距离明渠-闸门-泵站系统冬季反向输水可能出现的冰问题,以南水北调来水调入密云水库调蓄工程为研究对象,升级开发了调水工程冬季输水冰情数值模拟平台。根据实测气象资料和设计资料,对冰情数学模型中的相关参数进行了率定和检验。在此基础上,研究了冰期明渠反向安全输水的水力约束条件,通过模拟调蓄工程典型气温年工况下畅流期、冰盖形成期、稳封期、消融期等冰情演变过程,分析了反向输水的输水能力和冰情特性,并与正向冰期输水能力进行了对比。计算表明,通过控制抽水流量使各渠段泵吸水口拦冰（拦污）设施、倒虹吸或闸门位置处断面佛汝德数满足快速成冰的约束条件,可以保证反向输水;典型年气温下沿程冰厚略小于正向输水工况,且形成冰盖时最大水位波动为0.35 m;从冰封起始的12月中旬提前1-2周启动冬季输水运行工况较为适宜。研究成果可供决策管理部门在冰期制定北京多水源联合调度方案时参考。
- 郭新蕾杨开林杨淑慧付辉
- 关键词：明渠冰情
- 管道当量粗糙度的率定及不确定度被引量：8
- 2012年
- 管道的当量粗糙度k是关键的水力计算参数,同时也是评估不同厂家同类管道制造加工质量的重要指标,因此对于一种新型管道,从水力学的观点,首要之事就是在水力试验室准确地率定k值。本文对3种管道进行了系统实验,结果发现用Colebrook公式确定的k值随着雷诺数Re的变化而显著变化。这是与实际相矛盾的,因为对于给定的管道在很短的时间内k应为常数。产生矛盾的主要原因就是测量参数存在不确定性。本文提出了定量计算管道阻力系数、k和流量的不确定度的方法,考虑了管径、管长、流量和水头损失以及量水堰宽度、高度与堰上水头等测量的不确定度。然后,以系统测量的实验数据为依据,研究了如何应用不确定度理论合理地确定k值及其不确定度大小。
- 杨开林郭永鑫付辉郭新蕾
- 关键词：粗糙度率定不确定度
