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基于PIV技术粗颗粒在管流断面浓度分布试验研究

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应用基础与工程科学学报 2017年第6期25卷 1086-1093页

作者：夏建新吴优邹燚曹斌中央民族大学环境系北京100081

在河道清淤、全尾砂充填以及深海采矿等很多工程应用中,需要利用管道输送粗颗粒物料,以往对粗颗粒在管流中的运动特性研究较少,工程设计缺少参考依据.本文基于PIV技术对管流中粗颗粒浓度分布进行试验研究.试验中,采用了0.5、1.5、2.5mm... 详细信息

在河道清淤、全尾砂充填以及深海采矿等很多工程应用中,需要利用管道输送粗颗粒物料,以往对粗颗粒在管流中的运动特性研究较少,工程设计缺少参考依据.本文基于PIV技术对管流中粗颗粒浓度分布进行试验研究.试验中,采用了0.5、1.5、2.5mm三种粒径的石英砂作为输送物料,利用PIV记录了1.5、2.5、3.5m/s三种不同管流速度下颗粒在断面上垂向浓度分布特征.结果表明:在一定流速条件下,颗粒粒径越大,浓度分布越不均匀,浓度最大点的高度越低,最大浓度值越大;一定粒径条件下,流体平均流速越大,浓度分布越均匀,浓度最大点位置越高,最大浓度越小.基于量纲分析法和试验结果拟合,得到了颗粒垂向最大浓度点出现的相对高度与水流平均流速、颗粒粒径、管径的关系.最大浓度点位置计算值与实测值最大误差为10%.

关键词： PIV技术粗颗粒升力断面浓度分布

基于能值分析的区域生态经济发展研究——以承德为例

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应用基础与工程科学学报 2015年第S1期23卷 20-29页

作者：成福伟张月丛邹燚杨越河北民族师范学院河北承德067000 中央民族大学生命与环境科学学院北京100081

生态经济系统的能量流动、转化过程经过自然和人类经济社会,能值可用于表达自然、环境与经济的关系.根据能值理论,从能值资源的投入和产出、区域环境压力及可持续发展状况3个方面考虑建立能值指标体系,分析2004—2011年承德生态经济发... 详细信息

生态经济系统的能量流动、转化过程经过自然和人类经济社会,能值可用于表达自然、环境与经济的关系.根据能值理论,从能值资源的投入和产出、区域环境压力及可持续发展状况3个方面考虑建立能值指标体系,分析2004—2011年承德生态经济发展状况.结果表明,承德经济增长速度较快,但平均消耗81.02%的不可更新资源及其产品,且81.41%—88.26%为本地资源.进口能值比率虽然呈现增加趋势,但占总能值用量的比例在16.33%以下.生态经济系统能值利用强度增大,环境压力加大,系统可持续发展能力在不断下降.应该结合京津水源地保护与生态屏障建设要求,加强京津冀区域间合作发展,增加进口能值流量,降低对本地资源的开发利用强度,促进生态文明建设.

关键词：能值分析生态经济承德

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粗颗粒固液混合物在管流中水击特性研究

粗颗粒固液混合物在管流中水击特性研究

作者：邹燚中央民族大学

学位级别：硕士

管道水力输送系统由于泵启闭、机械故障等引起提升管道中流速瞬间变化,导致管道内压力剧烈变化,产生的水击对管道破坏极大。对于含粗颗粒物料的固液两相流体,粗颗粒与流体跟随性较差,水击过程中动量传递特性与细颗粒差异较大。基于粒子... 详细信息

管道水力输送系统由于泵启闭、机械故障等引起提升管道中流速瞬间变化,导致管道内压力剧烈变化,产生的水击对管道破坏极大。对于含粗颗粒物料的固液两相流体,粗颗粒与流体跟随性较差,水击过程中动量传递特性与细颗粒差异较大。基于粒子跟踪测速技术(Particle Tracking Velocimetry,简称PTV)、粒子图像测速技术(Particle Image Velocimetry,简称PIV)以及压力测试系统,研究分析粗颗粒在管道断面的特性试验以及水击过程中颗粒跟随性变化和水击压力变化。得出如下结论：(1)通过PIV技术所采集的数据进行分析,在含低浓度下较细颗粒在管道断面中心部位流速最大,靠近管壁面的流速最小。通过经验公式计算出的清水流速分布曲线与通过试验拟合得出流速分布曲线趋势变化吻合。当平均流速为1.0m/s时,计算值略大于测试值;当平均流速为1.5m/s和2.0m/s时,计算值与测试值几乎重合。这说明0.1mm固体颗粒具有良好的跟随性。(2)通过PTV技术对粒子追踪可知,以管道中心为基点,颗粒在管道断面速度分布呈指数形式,符合圆管紊流分布的经验公式。位于管底部的颗粒流速略小与靠近管项部的颗粒流速。当水体平均流速一定,粒径越大时,颗粒跟随性越差;当颗粒粒径一定,水体流速越大时,颗粒跟随性较好。当水体流速较大时,由于管边壁摩擦的缘故,流体在管壁附近的所受阻力将增加,致使边壁粗颗粒速度大于水流速度。为解释颗粒在管道断面分布不对称,本文取断面上三个位置处的颗粒速度值,并对数据进行拟合。拟合公式的计算值接近实测值,最大误差不超过6.4%。管道断面颗粒跟随性复杂,故只取位于管道中部颗粒的跟随进行分析,拟合公式,其计算值与实测值吻合度较高。(3)结合PTV技术和压力测试系统,分析水力输送管道水击过程中的颗粒跟随性及水击压力。结果表明,在阀门关闭过程中颗粒速度逐渐较小,颗粒在管道断面速度分布呈指数分布。在水击过程中,由于重力作用,颗粒逐渐沉积于管道底部壁面。颗粒粒径与水体流速对颗粒跟随性影响较大。颗粒粒径越大,水体流速较小时,颗粒跟随越差。由于颗粒体积浓度较低,在一定流速下,颗粒粒径对水击压力影响不明显。但是流速的增加加强了流体的紊动效应,水击压力波峰宽度和波峰的持续时问相应增加。

关键词：固液两相流粗颗粒跟随性水击压力

中国雾霾灾害的经济损失评估及公众治理意愿研究

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中国雾霾灾害的经济损失评估及公众治理意愿研究

作者：邹燚南京信息工程大学

学位级别：硕士

近年来,中国持续爆发大规模的以PM10(可吸入颗粒物)和PM2.5(可入肺颗粒物)为主要构成的雾霾天气,严重危害了公众健康和正常生活,造成了巨大的经济损失。中国雾霾污染的现状如何?雾霾的空间集聚特征和影响因素又有那些?如何评估雾霾给公... 详细信息

近年来,中国持续爆发大规模的以PM10(可吸入颗粒物)和PM2.5(可入肺颗粒物)为主要构成的雾霾天气,严重危害了公众健康和正常生活,造成了巨大的经济损失。中国雾霾污染的现状如何?雾霾的空间集聚特征和影响因素又有那些?如何评估雾霾给公众生活及身体健康带来经济损失,并根据评估结果对有关部门和区域采取有针对性的防御措施?成为环保部门、地区政府、产业和公众关注的热点和难点问题。本文采用2001-2010年全国各省份的人均PM2.5值,以及代表PM2.5来源的变量;人口数、GDP值、煤炭消耗量和工业废气排放量等,首先做了全局和局部的空间相关分析,然后建立空间面板数据模型,结果表明：(1)中国的雾霾污染严重,污染呈现块状分布,集中在中国的中、东、北部地区,覆盖了中国的17个省份。(2)中国PM2.5存在着显著的空间相关性。(3)总量性指标如GDP、人口数和废气排放总量对PM2.5值有显著影响。在对雾霾污染的严重性及空间分布研究的基础上,本文结合直接损失计量法和支付意愿法设计问卷,对全国大陆3000个家庭进行实地调研,采用二元Logistic法分析影响支付意愿的因素,结果发现：(1)2013年雾霾给全国家庭造成的平均损失为884.62元/户,全国家庭的总损失约为3460.15亿元。(2)全国家庭愿意在未来5年,平均每年支付480.88元治理雾霾。(3)支付意愿的高低与诸多因素相关。总体来看,城镇居民、25岁以上和在本地居住时间超过10年的受访者家庭的支付意愿值更高;家中是否有老人和孩子是促使公众支付治理雾霾费用的重要原因。最后,本文还根据研究结果提出了相应的政策建议：采取“举国体制”进行政府管制、考虑征收大气污染税、出台《空气清洁法》和促进民众参与等措施综合治理雾霾。

关键词：雾霾经济损失支付意愿直接损失计量法条件价值法

基于PIV技术的粗颗粒在管流中跟随性试验研究

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水动力学研究与进展（A辑） 2017年第6期32卷 739-746页

作者：吴优邹燚曹斌夏建新中央民族大学环境系北京100081

受工程条件的限制,越来越多的颗粒物料水力输送工程需采用粗颗粒输送,如深海采矿、河道清淤以及全尾砂充填等。本文利用PIV技术对管流中粗颗粒运动特性进行试验研究,探讨0.1、0.5、1.5、2.5mm四种粒径的石英砂在管流断面流速分布及其对... 详细信息

受工程条件的限制,越来越多的颗粒物料水力输送工程需采用粗颗粒输送,如深海采矿、河道清淤以及全尾砂充填等。本文利用PIV技术对管流中粗颗粒运动特性进行试验研究,探讨0.1、0.5、1.5、2.5mm四种粒径的石英砂在管流断面流速分布及其对水流的跟随性规律。结果表明:颗粒粒径越大,流体速度越小,颗粒的跟随性越差;反之,颗粒跟随性越好。颗粒跟随性在管道上半部分呈对数分布,在下半部分呈指数分布,分析得到在相对高度为0.2、0.5、0.8处的颗粒跟随性与水流速度,颗粒粒径,管径的关系,并通过拟合得到颗粒跟随性在整个管道断面分布的数学表达式,最大误差小于7%。

关键词：粗颗粒 PIV技术流速分布跟随性