开孔文丘里管掺气水流的水力和增氧特性研究

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1、ＯＣＥＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＣＨＩＮＡ硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ论文题目：开孔文丘里管後气水流的水力和増氯特性硏究ＨｙｄｒａｕｌｉｃａｎｄＲｅｏｘｖｅｎａｔｉｏｎｏｆＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃＲｅｓｅａｒｃｈｇｏｎＡｅｒａｔｉｏｎＦｌｏｗｉｎＶｅｎｔｕｒｉＴｕｂｅｗＵｈＰｅｒｆｏｒａｔｅｓ芙文睡目；马宁宁作者：尹则高副教授：指导教师全日制专业学位：学位类别专化名称：水利工Ｈ研究方向：境水巧巧＂…２０１５年６月４日谨レ又此论文献给指导关心帮助我的老师，亲人及朋

2、友…马宁宁开孔文ＪＥ里管慘气水流的水力和增氧特性研究ＬＩ＇学位论文完成Ｕ期：如长指诗教师签字：＞八答辩妾巧会成员签字：抑气正粉Ａ訓－Ａ独创声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究王作及取得的研究成果。据我所知，论文中不包含其，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获得（託＝如没有其化需要特别声明的，本矜可巧）或其化巧育机构的学位或证书使用过的材料一。与我同工作的同志对本研巧所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名签字曰期年＾月３ｊ＾学位论

3、文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关巧留，、使用学位论文的规定并同意Ｗ下事项：，１．学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘允许论文被查阅和借阅。２．学校可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采＂用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权清华大学中国＂学术期刊（光盘版）电子杂志社用于出版和编入ＣＮＫＩ《中国知识资源总库》，授权中国科学技术信息研巧所将本学位论文收录到《中国学位＾＾文全文数据库》。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名导师签字；签字曰期。ＷＳ年／月曰签字曰期：

4、＞么年＾月曰千千开孔文丘里管惨气水流的水力和增氧特性研究摘要水体中溶解氧浓度是反应水质的重要标准。过低会造成水生物生长速度减缓，巧殖能力下降乃至死亡，因此保持适当的水体溶解氧浓度具有重要的意义。…大气増氧是水体中溶巧氧的来源之。本文Ｗ开孔文瓦里管慘气水流为研巧对象，建立并验证了相应的数学模型，研巧了水力参数和几何参数对气体体积分数和溶解氧恢复系数的影响规律。首先，本文建立了开孔文丘里管惨气水流的Ｈ维数学模型，利用ＦＬＵＥＮＴ软件中的ＵＤＦ对溶解氧输移扩散进行相应的编程。利用建立的物理模型实验和他人相关文献数据，分别对溶解氧恢复系数和气体体积分数进斤了验证

5、。结果发一现两者的计算值与实测值比较吻合，可■进行下步计算和预测工作。巧后，利用验证后的数学模型分别计算了不同进口溶解氧浓度、进口水流流速、开孔直径、断面收缩比和开化文丘里管下游长度条件下，开化文丘里管慘气水流洛解氧恢复系数和出口处的气体体积分数。通过分析开孔文丘里管内流线、速度场、棄动动能、素动耗散率和气体体积分数，发现水气混合后，由于重力的作用，营轴上部的气体体积分数较大，不利于水体增巧。喉部开孔下游壁面和喉部与扩散段附近的二次流区是开孔文丘里管一惨气水流的能量损失重要区域之，但是强烈的旋滚水流有利于气袍破碎和增加气泡滞留在水体的时间。水力与几何参数

6、对气体体积分数和溶解氧恢复系数有重要的影响。随着断面收缩比的减小，气体体积分数先増大后减小；随着进口水流流速的増大，气体体积分数减小，，但增加速率逐渐降；随着开化直径的増大气体体积分数有所增加低。进口水流流速越大，下游主管长度越短，溶解氧恢复系数越小；随着断面收一缩比的减小，溶解氧恢复系数先增大后减小；在定范围内，随着开孔直径的增加，巧解氧恢复系数增加，；温度与水体饱和溶解氧浓度呈现负相关关系随着温度的升高，水体饱和洛解氧浓度降低，但溶解氧恢复系数增加。利用量纲分析法’巧最小二乘法，拟合了２０Ｃ时，开孔文丘里管丹化直径，主管直径，喉部直径，下游主管长度，进口巧

7、面水流平均流速，进口溶解氧浓度，运动粘度系数与溶解氧快复系巧的关系式，并进行了相关验证，可Ｗ作为开孔文丘里管棱气水流的溶解氧恢复系数的计算依据。一Ｔ本文的研究结果可为开孔义ｆ；巧宵惨气水流洛解氧的输移扩散提供定的技术支持和参考依据。：开孔文立里管关键词；数学模型；气体体积分数：溶解氧恢复系数Ｈｄｒａｕｌｉｃａｎｄｒｅｏｘｅｎａｔｉｏｎｏｆｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ