压力输水管道出口多孔射流消能特性研究与工程应用的开题报告.docx

压力输水管道出口多孔射流消能特性研究与工程应用的开题报告

一、选题背景及意义

压力输水管道出口多孔射流消能技术是一种新型的节能降耗技术，其主要原理是通过在水流出口处安装多孔射流装置，将流速转换为高能旋涡，然后通过旋涡内部多次可逆扩散和摩擦转化为低速高压的动能和静能以达到耗能目的，达到减小能量消耗和减少破坏性水击作用的目的，是现代水力工程领域一个新的研究热点。

二、研究目的和内容

本研究的目的是研究压力输水管道出口多孔射流消能特性，并将其应用于水利工程实践。具体研究内容包括：

1.分析多孔射流装置的工作原理，并探讨其消能机理。

2.通过实验研究，获取多孔射流消能的流场参数。

3.构建数学模型，对多孔射流消能进行理论分析。

4.应用多孔射流消能技术于水利工程实践，并对技术效果进行评价。

5.结合真实工程应用，对技术进行优化和改良。

三、研究方案和方法

本研究的方法主要是理论分析和实验研究相结合的方法。

1.理论分析

通过理论分析的方法，研究多孔射流装置的工作原理和消能机理，以及多孔射流装置各参数之间的关系，建立多孔射流消能的数学模型，并对模型进行验证和优化。

2.实验研究

通过在实验室内建立多孔射流消能试验台，对不同参数下多孔射流消能的效果进行实验研究，得出流量、动能、静能、压力等参数的变化规律，并对实验结果进行分析和总结。

四、预期研究成果

1.研究并掌握多孔射流消能技术的工作原理和消能机理。

2.通过实验研究，获得多孔射流消能的关键参数变化规律，分析其影响因素。

3.结合工程实践，验证多孔射流消能技术的优劣，并对其进行改良和优化。

4.撰写相关论文并发表在水利工程领域的核心期刊上。

五、研究难点及解决思路

1.实验研究难点：多孔射流消能试验台的设计和制造。

解决思路：与厂家合作，根据实验需求设计试验台，选取合适的材料制造。

2.理论分析难点：多孔射流消能的流场特征分析。

解决思路：借助计算流体力学软件进行流场特征分析，结合实验结果进行验证。

3.工程实践难点：多孔射流装置与管道连接方式设计。

解决思路：参考现有的做法和程序，根据工程实际情况进行合理的设计。

六、研究进度计划

研究阶段工作内容时间要求

第一阶段文献资料收集和综述2个月

第二阶段实验室试验台设计制造4个月

第三阶段实验测试及数据分析6个月

第四阶段数值仿真分析4个月

第五阶段工程实践及技术推广6个月

第六阶段论文撰写及答辩3个月

七、参考文献

1.王嵘.压力输水管道射流-喷射式消能装置[J].建筑机械化,2010,31(12):92-95.

2.谢志勇,刘耀贵,刘福凯.导水隧道出口超高水头多孔射流消能特性研究[J].水科学进展,2014,25(4):530-537.

3.颜沛芳,毛亚威,严根等.基于多孔射流式节能技术的肥城高压水源输水管枢纽节能改造[J].中国给水排水,2014,30(18):140-143.

4.D.G.Carley.Simulationsofturbulentflowinameshedtubewithporouswalls[J].JournalofFlowVisualizationandImageProcessing,2012,6(2):109-118.

5.商洪平,王世融,陈开源.多孔射流消能的数值模拟[J].机械设计,2011,28(14):56-59.