图象分析方法在烟流扩散风洞试验中的应用

主要讨论环境风洞试验中运用照相摄影、数字图象技术等图象分析方法进行烟流的扩散研究。通过该方法与化学示踪法(风洞试验)相比较,检验了各种图象方法的准确性、精度及适用条件、范围。     

用二阶闭合理论确定的大气扩散系数的分析

本文分析了作者以前得到的一种扩散系数的某些结果,认为这种扩散系数解释了垂直湍流和风切变的联合作用使水平扩散增大的实验观测结果;建立了与雷诺应力间的函数关系,在简化情况下,与泰勒理论得到的结论类似。在边界层低层,湍流扩散系数与粘性系数是不相等的,有时会有较大差别。     

流场状态对渡槽槽体结构风载体形系数的影响

对矩形和U形渡槽槽体在均匀流场和湍流场中各取不同的高宽比进行了风洞试验,分别测量了槽内有水和无水两种情况下槽体各个部位的风压系数,进而算得了渡槽结构的风载体型系数.试验结果表明,湍流对渡槽槽体结构风载体形系数有显著影响,研究成果可为渡槽结构的抗风设计提供参考依据.     

低纬度沿海边界层特征研究

本文以大量资料为依据,重点分析了低纬度沿海地区的主要气流类型,海陆风特征和冬、夏季风条件下边界层盛行风向及平均风速随高度分布特点。从大气扩散角度出发,将边界层风向、风速垂直分布分别分成4种类型和5种类型,并给出各种类型的出现频率。最后,结合湍流特征,分析了不同流场对大气扩散的影响。      

井巷断面内单点风速与平均风速转换机制

准确测量一点风速并将其转换为断面平均风速是矿井通风领域的一项技术难题。对其中涉及的单点风速测不准问题和单点风速与平均风速的转换机制进行了研究。结果表明,湍流充分发展的圆管断面上任一点(黏性底层除外)风速与平均风速为非线性关系,但在井下常见风速0.25~15 m/s,两者可近似为正比关系。为验证这一结论的普适性,在实验室采用激光多普勒测速仪对矩形非充分发展湍流断面上单点风速与平均风速的关系进行了测试。结果表明:当平均风速在0.78~6.2 m/s变化时,单点风速与平均风速仍表现为正比关系,比值k可作为该点风速与平均风速间的无因次转换系数;k的空间分布反映了断面速度场结构,当断面速度场结构变化时转换系数失效。在单点风速测不准问题上提出,测试传感器在提高数据采集频率的基础上应对速度信号进行时间平均处理,且时间平均尺度要大于湍流各态遍历假设。     

甲烷燃烧爆炸过程火焰结构演变规律研究

以甲烷为代表性化合物,依靠自主研发的高温高压燃爆测试平台,通过自由基光学系统与纹影测量系统,研究了甲烷燃烧过程中自由基种类与浓度的变化情况,并用纹影系统观察和分析层流或预湍流过程中火焰的传播过程,得到了不同时间段甲烷燃烧火焰结构的演变规律。研究发现在甲烷爆炸初期会有生成CH、OH自由基,且OH自由基含量在整个甲烷爆炸的过程中高于CH自由基。CH、OH自由基含量变化趋势与甲烷升压过程呈正相关关系。此外,甲烷浓度越高,湍流强度越强,其火焰越蓝,湍流强度越大,火焰传播速度越快,胞格结构越明显。故甲烷浓度和湍流强度对超压有着协同作用。该研究对明确甲烷燃烧过程火焰传播规律与燃爆机理,开发新型抑爆剂抑制燃爆发生或火焰传播提供了参考。     

浮盘和气窗位置对内浮顶罐正己烷蒸发损耗的影响

在环境保护日趋严格和受到重视的大环境下,内浮顶罐的蒸发损耗机理和减排降耗规律尚有进一步研究的空间。使用自制的1 000 m3内浮顶罐缩比模型,研究了不同气窗和浮盘位置对罐内气体空间气流分布、罐内风速、储液蒸气浓度以及损耗速率的影响。结果表明:罐壁通气孔储罐和罐顶边缘通气孔储罐的气孔流向均呈现两进两出的特点;壁面通气孔储罐内风速大于顶盖边缘通气孔储罐,而浓度小于后者;浮盘位置越高,蒸发损耗速率越大,顶孔罐相比于壁孔罐的减排效果就越明显,其原因是贯穿整个壁孔罐内气体空间的大旋涡对边圈密封处的影响造成的。通过分析,建议将罐壁通气孔改造成罐顶边缘通气孔,建议在API内浮顶罐损耗公式的修订中考虑气窗和浮盘位置的影响。     

立志环保是伟大的理想

正@陈主编:我叫李睿涵,是湖南师范大学附属小学四年级三班的学生。每年春节我都会回到东北过年,看到堆积如山的煤堆,高耸的烟囱里冒出滚滚浓烟,我就想我长大一定要当一个开发绿色经济、促进环保的企业家。我开发的第一件产品是烟囱过滤器。这种过滤器能够在有灰尘的气体通过时,过滤掉极其微小的颗粒物质,只让洁净的气体排出。把     

超细微粒灭火剂冷施放运动特性试验研究

通过激光测量微粒灭火剂释放后在受限空间内各点质量浓度随时间的变化.结果表明,超细微粒灭火剂在受限空间内的运动包括喷射运动和沉降扩散两个过程.前者灭火剂在驱动气流作用下在受限空间顶部、底部及墙壁处积聚,质量浓度较高.后者灭火剂微粒受重力作用发生沉降,同时在湍流气流作用下进行无规则扩散运动,在受限空间顶部质量浓度最低;在受限空间垂直方向的一半高度处,质量浓度较高且波动剧烈;在受限空间底部,当喷射结束后有一个短暂的质量浓度低谷,随着灭火剂微粒发生沉降,质量浓度逐渐升高.喷射压力及喷射质量对灭火剂的运动及质量浓度分布有一定程度的影响,压力过高或过低都会影响超细微粒灭火剂的全淹没灭火效果;喷射质量主要影响湍流驱动在初始阶段的支配地位,进而影响质量浓度大小及分布.喷射压力为1.0 MPa,喷射质量为1 000 g时全淹没灭火效果最好.     

局部扰动对主坑道爆炸波发展的数值模拟与实验研究

在地下建筑物,如隧道、地下储油库、人防工程、地下物资仓库等里面,由主通道旁结分支通道是最常见的一种布置形式,是一种典型的复杂受限空间结构.一旦有可燃气体发生爆炸燃烧,爆炸压力波和火焰的传播将受众多因素的影响,其中局部扰动的影响是主要因素之一.本文通过实验和数值模拟的方法研究了油气混合物在该复杂受限空间中由弱点火引起爆炸燃烧的发展过程,湍流强度经旁接分支坑道后在主通道中的变化,以及爆炸压力波和火焰经局部扰动后的变化过程;并将数值模拟结果与实验结果进行了对比和综合分析,得到了与地下受限空间安全相关的重要结论.湍流强度是复杂受限空间中可燃气体爆炸燃烧发展过程的主要影响因素之一,局部扰动将增强爆炸流场的湍流强度,加速燃烧化学反应,能量的释放量和速率大大提高.这些能量的快速加入促进了高峰值压力波的形成,火焰也被加速,爆炸从此由弱转强,出现跃升.研究结果对地下受限空间爆炸过程的进一步研究以及爆炸灾害的预防都有参考价值.