壓力輸水管道出口多孔射流消能特性研究與工程應(yīng)用的開題報告

壓力輸水管道出口多孔射流消能特性研究與工程應(yīng)用的開題報告一、選題背景及意義壓力輸水管道出口多孔射流消能技術(shù)是一種新型的節(jié)能降耗技術(shù)，其主要原理是通過在水流出口處安裝多孔射流裝置，將流速轉(zhuǎn)換為高能旋渦，然后通過旋渦內(nèi)部多次可逆擴散和摩擦轉(zhuǎn)化為低速高壓的動能和靜能以達到耗能目的，達到減小能量消耗和減少破壞性水擊作用的目的，是現(xiàn)代水力工程領(lǐng)域一個新的研究熱點。二、研究目的和內(nèi)容本研究的目的是研究壓力輸水管道出口多孔射流消能特性，并將其應(yīng)用于水利工程實踐。具體研究內(nèi)容包括：1.分析多孔射流裝置的工作原理，并探討其消能機理。2.通過實驗研究，獲取多孔射流消能的流場參數(shù)。3.構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，對多孔射流消能進行理論分析。4.應(yīng)用多孔射流消能技術(shù)于水利工程實踐，并對技術(shù)效果進行評價。5.結(jié)合真實工程應(yīng)用，對技術(shù)進行優(yōu)化和改良。三、研究方案和方法本研究的方法主要是理論分析和實驗研究相結(jié)合的方法。1.理論分析通過理論分析的方法，研究多孔射流裝置的工作原理和消能機理，以及多孔射流裝置各參數(shù)之間的關(guān)系，建立多孔射流消能的數(shù)學(xué)模型，并對模型進行驗證和優(yōu)化。2.實驗研究通過在實驗室內(nèi)建立多孔射流消能試驗臺，對不同參數(shù)下多孔射流消能的效果進行實驗研究，得出流量、動能、靜能、壓力等參數(shù)的變化規(guī)律，并對實驗結(jié)果進行分析和總結(jié)。四、預(yù)期研究成果1.研究并掌握多孔射流消能技術(shù)的工作原理和消能機理。2.通過實驗研究，獲得多孔射流消能的關(guān)鍵參數(shù)變化規(guī)律，分析其影響因素。3.結(jié)合工程實踐，驗證多孔射流消能技術(shù)的優(yōu)劣，并對其進行改良和優(yōu)化。4.撰寫相關(guān)論文并發(fā)表在水利工程領(lǐng)域的核心期刊上。五、研究難點及解決思路1.實驗研究難點：多孔射流消能試驗臺的設(shè)計和制造。解決思路：與廠家合作，根據(jù)實驗需求設(shè)計試驗臺，選取合適的材料制造。2.理論分析難點：多孔射流消能的流場特征分析。解決思路：借助計算流體力學(xué)軟件進行流場特征分析，結(jié)合實驗結(jié)果進行驗證。3.工程實踐難點：多孔射流裝置與管道連接方式設(shè)計。解決思路：參考現(xiàn)有的做法和程序，根據(jù)工程實際情況進行合理的設(shè)計。六、研究進度計劃研究階段工作內(nèi)容時間要求第一階段文獻資料收集和綜述2個月第二階段實驗室試驗臺設(shè)計制造4個月第三階段實驗測試及數(shù)據(jù)分析6個月第四階段數(shù)值仿真分析4個月第五階段工程實踐及技術(shù)推廣6個月第六階段論文撰寫及答辯3個月七、參考文獻1.王嶸.壓力輸水管道射流-噴射式消能裝置[J].建筑機械化,2010,31(12):92-95.2.謝志勇,劉耀貴,劉福凱.導(dǎo)水隧道出口超高水頭多孔射流消能特性研究[J].水科學(xué)進展,2014,25(4):530-537.3.顏沛芳,毛亞威,嚴根等.基于多孔射流式節(jié)能技術(shù)的肥城高壓水源輸水管樞紐節(jié)能改造[J].中國給水排水,2014,30(18):140-143.4.D.G.Carley.Simulationsofturbulentflowinameshedtubewithporouswalls[J].JournalofFlowVisualizationandImageProces