冰塞

摘要： 冰下盖移质冰颗粒集体运动时易形成一种特殊的冰情现象——冰波,其运动特性与冰塞形成、堆积演变及输冰能力密切相关。为探究冰波运动特性及盖移质输冰能力,借鉴泥沙输移理论,从理论层面建立了冰波运动的基本控制方程与盖移质输冰率方程,进一步推求了无量纲盖移质输冰强度(输冰能力)与水流强度的本构关系。结果表明:冰波形成需要一定的水力条件,冰波波高与背流面波长的变化及表征水流强度的弗劳德数Fr相关,同时也受水深、冰下阻力等因素的综合影响;建立的输冰率公式体现了输冰能力与水流条件的关系,且考虑了冰盖影响,优化了输冰能力的计算结果;总体上,输冰能力与水流强度呈复杂的函数关系,但水流强度仍是体现输冰能力的主要指标与便捷指标。研究结果可为寒区河流输冰能力的计算提供理论参考,同时可辅助揭示河流冰塞的形成机理。

摘要： 冰塞在北方寒区河流多发,发生时易带来严重的凌汛风险。采用物理模型试验方法,探究不同水力条件下冰盖前缘流凌的演进规律及其产生的流冰荷载。结果显示:流速对流凌在冰盖前缘的运动堆积状态和冰塞形成的动力学过程影响明显,未开江冰盖前缘冰弗劳德数小于临界冰弗劳德数时,流凌出现并置型堆积;大于临界冰弗劳德数时,流凌多形成水力增厚型冰塞;冰弗劳德数继续增大,流凌从水力增厚型冰塞过渡为力学增厚型冰塞。水力增厚型和力学增厚型冰塞出现时,冰塞体对冰盖沿河长方向和沿垂直方向的作用力随来冰量增大而增大。

摘要： 桥梁建设改变了河流的边界条件、水流条件和河床泥沙的运动状态,冬季河流中有冰塞出现时则产生相互影响作用.近年来,基于冰塞稳定性力学分析,开展了桥墩影响下冰塞稳定性研究,所得桥墩影响下冰塞稳定性判别公式计算结果和实测资料能够较好得吻合;研究了桥墩对河道卡封以及临界流凌密度的影响,计算得到的临界流凌密度与实验值较为接近;介绍了明流、冰盖下桥墩周围局部冲刷等方面的相关研究工作,得出了冰盖条件下桥墩局部最大冲刷深度的回归经验公式,结果表明该公式具有很好的适用范围.对冰塞条件下桥墩附近局部冲刷问题探索性地开展了试验研究,研究表明,冰塞条件下的局部冲刷与冰盖条件下有着很大不同,不仅冲刷深度要大的多,而且桥墩周围局部冲刷过程与冰塞厚度变化相关.在冰塞条件下,桥墩处的最大冲刷深度和最大冲刷长度均随流速增大而增大,冲刷坑尾部淤积沙丘高度也受到流速的影响.就相关研究难点和今后需要进一步开展的研究工作进行了分析和展望.

摘要： 冰塞是南水北调中线工程冬季输水面临的主要冰害。冰塞的形成及发展与水力、热力、冰冻等多方面因素有关。因此,分析冰塞在不同因素下的变化特征,研究如何通过改变水位、流速等控制方式降低冰塞灾害发生的概率,对于保障中线工程冰期输水的供水安全至关重要。以中线工程中冰害风险较大的坟庄河节制闸-南拒马河节制闸渠段为研究对象,首先基于水动力学、热力学以及冰水力学等理论,构建冰情演变模型,并进行率定与验证;然后依据冰塞的形成条件以及影响因素,设置不同水深、流速与气温的组合情景并模拟冰情变化;之后基于水深、流速与水温变化对冰塞特征影响的定量分析,确定流速的控制指标以及气温的预警指标,提出渠段冬季输水的安全调度方式;最后采用冰塞最容易发生的水深、流速以及气温的组合情景对调度方式进行验证。验证结果表明,该调度方式能够显著降低冰塞发生概率,有效保障了冰期输水安全,能够为实际调度提供一定的参考。

摘要： 冰塞是南水北调中线工程冬季输水面临的主要冰害.冰塞的形成及发展与水力、热力、冰冻等多方面因素有关.因此,分析冰塞在不同因素下的变化特征,研究如何通过改变水位、流速等控制方式降低冰塞灾害发生的概率,对于保障中线工程冰期输水的供水安全至关重要.以中线工程中冰害风险较大的坟庄河节制闸-南拒马河节制闸渠段为研究对象,首先基于水动力学、热力学以及冰水力学等理论,构建冰情演变模型,并进行率定与验证;然后依据冰塞的形成条件以及影响因素,设置不同水深、流速与气温的组合情景并模拟冰情变化;之后基于水深、流速与水温变化对冰塞特征影响的定量分析,确定流速的控制指标以及气温的预警指标,提出渠段冬季输水的安全调度方式;最后采用冰塞最容易发生的水深、流速以及气温的组合情景对调度方式进行验证.验证结果表明,该调度方式能够显著降低冰塞发生概率,有效保障了冰期输水安全,能够为实际调度提供一定的参考.

摘要： 为得到冰盖流条件下的非黏性泥沙起动公式,揭示冰期河道断面强烈冲淤变化的机理,基于Einstein假定,推导得到了同时适用于明渠流及冰盖流的统一的非黏性泥沙颗粒起动流速公式,所得公式与已有冰下泥沙起动流速试验数据符合良好.当冰盖糙率为0时,冰盖流泥沙颗粒起动流速公式即化为明渠流泥沙颗粒起动流速公式.应用所得公式,比较了明渠流、冰盖流、冰塞条件下的起动流速及可起动最大泥沙粒径关系,冰塞条件下起动流速最小,可起动最大泥沙粒径最大.2014年冰期黄河头道拐断面发生强烈冲淤变化,是冰花集聚形成冰塞引起可起动最大泥沙粒径增大所致.所得公式及所揭示机理,将为进一步深入研究河道冰期泥沙输移规律提供重要思路和参考.

摘要： 冰塞引起的上下游水位变化与内部水流阻力有关,其堆积演变形成的固液多孔介质中存在渗流问题,且渗流阻力对上下游水头压力具有一定影响.本研究基于实验室冰水力学模型实验,通过设定不同的水力条件,获取不同冰塞剖面形状及沿冰塞剖面累积方向冰盖下流速分布,采用非达西渗流理论对冰塞内渗流阻力进行率定,获得了渗流阻力能量损失的变化特征.结果表明,渗流阻力能量损失占总能量损失的比例为11％～21％,冰厚较大位置可达到42％,沿冰塞累积方向,渗流能量损失占比与冰厚和水深之比呈典型的正相关.渗流流量为河道内重要的槽蓄水量,孔隙率在0.39～0.51之间,冰厚与水深之比在0.6～1.4之间时,渗流流量占总流量的9％～26％.渗流流量的变化受孔隙率、冰塞结构及水力特征等共同影响,冰颗粒均匀且随机堆积情况下,冰塞厚度越厚,冰体排列越紧密,孔隙率和渗流系数越小,流体通过多孔介质的比表面积越大,渗流能量损失也越多.本研究进一步明晰了冰塞阻力机理及渗流阻力在冰塞中的重要性,为受凌汛灾害困扰流域解决实际问题提供理论科学依据.

摘要： 为研究系运行方式与冰塞二者之间的关系,以流速、傅汝德数、水位偏差等参数作为指标,在常规运行方式选择方面,认为上游常水位运行造成的冰塞风险最小,下游常水位运行在封冻时闸门调控及时,等体积运行方式中庸;封冻渠池在封冻时,该渠池运行方式由下游常水位切换为等体积,造成渠系的水位偏差、水力响应过程中的最大流速与傅汝德数等指标均较始终保持下游常水位小,模拟工况下的上游水位偏差减小近50％,最大流速降低约6.5％,表明运行方式切换更有利于维持渠系在封冻时的稳定和减小冰塞风险.因此,推荐封冻渠池在封冻时由下游常水位切换至等体积运行.

摘要： 冬季,寒冷地区的河流会出现冰盖或冰塞现象.冰盖的存在使水流湿周增加,流速剖面与明流条件下完全不同,最大流速出现在河床表面和冰盖底部之间,具体位置取决于河床和冰盖的相对粗糙程度.因此,冰盖条件下桥墩局部冲刷过程不同于明流条件下的局部冲刷过程.明流条件下的桥墩局部冲刷是国内外学者研究的热点问题之一,但关于冰盖条件下桥墩局部冲刷的研究工作却非常有限.在简要回顾明流条件下桥墩局部冲刷研究成果的基础上,对冰盖条件下桥墩局部冲刷的研究成果进行了综述和讨论,并提出了今后的研究方向.

摘要： 覆冰条件下,弯道水流固有的三维特性更为复杂,对河流弯道冰下水流特征及冰塞的研究有助于推进防凌减灾工作.依据2020年1月稳封期的原型观测数据,对黄河什四份子弯道冰下水流及冰塞特征进行了详细分析.结果 表明,弯顶节点工程引起的回流是阻冰的重要条件,上游下潜的冰花因水动力不足及河势等因素影响发生堆积,冰塞在弯内形成并沿凹岸主槽逐渐向上游发展,同时,弯顶卡冰封河与下游较大的水流流速,促进了清沟的形成;入弯至弯顶区间,冰下水流流速垂线分布基本服从双对数分布规律;受凹岸冰塞及回流影响,纵向上,水流流速呈减小趋势,在弯顶附近开始恢复;径向上,河道主流被冰塞压迫并逐渐趋于凸岸,致使弯道主流易位,凸岸水流流速大于凹岸,清沟向凸岸偏移;弯道水流湍动能与雷诺应力主要在近底处存在较大的变幅,表明近底水流运动活跃,且二者大小与流速大小在径向与纵向分布上具有较好的一致性,受冰盖影响,水流湍动能沿水深近似呈“S”形分布,雷诺应力分布无明显规律.

摘要： 通过对冰塞体的受力分析找出影响冰塞河段稳定流速的因素,利用万家寨水库冰塞实测资料建立了稳定流速计算的经验关系式.稳定流速计算公式与有压管流能量方程联解求出各断面测压管水位和冰盖底部高程,根据浮力原理求出冰塞河段的冰面高程.经实测资料验证,结果精度较好,达到设计要求.

摘要： 文章介绍了冰塞作为隔离设施在CANDU核电站中的应用价值,描述了冰塞原理、形成的条件、制做方法、制做设备和冰塞形成过程,分析冰塞形成过程中的各种应力,以及冰塞的选点方法和注意事项等,探讨了冰塞的风险危害及其防范措施,以及冰塞在秦山三期CANDU重水堆核电站中的应用情况介绍.

摘要： 冰盖下输水渠道的断面设计是一个专门课题,本文分析了冰盖下输水渠道的断面特性和冰盖沿河长的形成规律及流量的滞后效应,叙述了输水渠道的冰塞,提出了冰覆盖输水渠道控制临界佛劳德数的断面设计方法.

摘要： 本实用新型公开了一种管冰机分流塞及管冰机，该分流塞包括分流塞本体，分流塞本体上设有进液结构和出液结构，进液结构为设置在分流塞本体的外壁且沿分流塞本体的轴向方向延伸的凹槽，出液结构为设置在分流塞本体的前端且与分流塞本体同轴心的凸环，进液结构与出液结构之间设有分别连通进液结构和出液结构的环形缓冲凹槽。通过在分流塞本体上的进液结构和出液结构之间设置有用于积存水流的环状缓冲凹槽，可保证水流均匀稳定地通过出液结构与蒸发器无缝管内壁之间的间隙，使水形成厚度一致的水膜且均匀地附着在蒸发器无缝管的内壁上，因此制出的冰的厚度均匀一致，提高了管冰机制冰的合格率，可以有效地节省能源和降低生产成本。

摘要： 本发明涉及一种冰塞冰坝和冰下水体介电常数应急标定装置和方法，包括：上游水箱和下游回水池，上游水箱和下游回水池之间连接非金属的水槽，水槽中依次排列加冰器、至少两个放置雷达的测量平台、透水式档冰板；测量平台包括：与水面平行且能够上下移动的雷达平台，雷达平台正下方设有水平的能够升降的纱网。本发明通过对冰塞冰坝河段的水动力学条件、河床边界条件和上游来冰等条件在实验室中建立模拟流冰实验的快速物理仿真，在两小时内提供相应的冰塞冰坝和冰下水体介电常数等基础数据，供无人机进行现场测量后的冰塞冰坝的厚度计算，用于快速的做出处理冰塞冰坝的决断，以尽量减少冰塞冰坝所造成的灾害损失。

摘要： 本发明涉及一种实验室冰塞冰坝雷达测量试验装置和方法，包括：非金属的水槽，水槽顶部跨放有桁架，桁架通过升降机构与水面平行的雷达平板连接，雷达平板上放置测量雷达，雷达平板下方设有浸泡在水中的透水测量桶，透水测量桶的桶底为能够升降的透水板，透水测量桶中放置模型冰块；桁架上设有能够将桁架上下左右晃动的握柄。本发明通过在透水测量桶中建立模拟的冰塞冰坝，对冰塞冰坝的形成和特性进行试验，能够针对冰塞冰坝和冰下水深雷达测量中雷达回波图像和介电常数等难点开展系统研究，以提高相应设备的测量精度，并推动相关学科的进一步发展。整套装置构造简单，成本低廉，试验方式简单有效。

摘要： 本发明属于核电厂管道冷冻技术领域，具体涉及一种核电厂液氮冰塞装置及其冰塞控制方法，包括：夹具、若干夹具进口、若干夹具出口、夹具外壁、端封板、温度传感器井、夹具内壁和温度传感器；所述夹具的夹具外壁设置有夹具进口和夹具出口；所述夹具内壁上开有温度传感器井，温度传感器井内设置有温度传感器；所述内壁与夹具外壁两端通过端封板焊接连接，所述夹具内部为中空结构。

摘要： 本发明涉及一种冰塞冰坝和冰下水体介电常数应急标定装置和方法，包括：上游水箱和下游回水池，上游水箱和下游回水池之间连接非金属的水槽，水槽中依次排列加冰器、至少两个放置雷达的测量平台、透水式档冰板；测量平台包括：与水面平行且能够上下移动的雷达平台，雷达平台正下方设有水平的能够升降的纱网。本发明通过对冰塞冰坝河段的水动力学条件、河床边界条件和上游来冰等条件在实验室中建立模拟流冰实验的快速物理仿真，在两小时内提供相应的冰塞冰坝和冰下水体介电常数等基础数据，供无人机进行现场测量后的冰塞冰坝的厚度计算，用于快速的做出处理冰塞冰坝的决断，以尽量减少冰塞冰坝所造成的灾害损失。

摘要： 本发明涉及一种实验室冰塞冰坝雷达测量试验装置和方法，包括：非金属的水槽，水槽顶部跨放有桁架，桁架通过升降机构与水面平行的雷达平板连接，雷达平板上放置测量雷达，雷达平板下方设有浸泡在水中的透水测量桶，透水测量桶的桶底为能够升降的透水板，透水测量桶中放置模型冰块；桁架上设有能够将桁架上下左右晃动的握柄。本发明通过在透水测量桶中建立模拟的冰塞冰坝，对冰塞冰坝的形成和特性进行试验，能够针对冰塞冰坝和冰下水深雷达测量中雷达回波图像和介电常数等难点开展系统研究，以提高相应设备的测量精度，并推动相关学科的进一步发展。整套装置构造简单，成本低廉，试验方式简单有效。

摘要： 本发明提供一种用于汽轮发电机组的改进型冰塞处理工艺，涉及冰塞工艺技术领域，具体包括以下步骤：1)使用冰塞夹具包裹用于流通液体介质的低碳钢管；2)向冰塞夹具内注入盐水；3)将低温制冷系统通过输送管与贯穿冰塞夹具的输液管相连，低温制冷剂经输液管从冰塞夹具内部流出、并与盐水发生热交换，使盐水温度保持在‑15°C～‑20°C，对低碳钢管进行冷冻，逐渐形成冰塞。基于本改进的冰塞处理工艺，以盐水作为过渡介质，不仅成功在低碳钢管道内形成冰塞，实现介质的在线隔离，而且使低碳钢管道得到有效的保护，避免了极端低温状态下产生极大的低温脆性，为成功处理缺陷提供了保障。

摘要： 本发明涉及船舶技术领域，尤其涉及一种防止船底冰塞的方法和破冰船，防止船底冰塞的方法包括如下步骤：S1、对船舶进行冰模试验；S2、记录在所述船舶上发生冰塞的位置和冰在船体上的堆积情况；S3、在所述船舶出现塞冰的位置固定设置导冰鳍，所述导冰鳍能够引导冰块向下运动远离所述船体，并在所述船舶的螺旋桨去流的作用下推离所述船体。本发明通过对船舶进行冰模试验确定船舶上发生冰塞的位置和冰在船体上的堆积情况，然后在船舶出现塞冰的位置固定设置导冰鳍，导冰鳍能够引导冰块向下运动远离船体，并在船舶的螺旋桨去流的作用下推离船体。通过上述方式，能够避免出现冰塞现象，从而降低船舶破冰的阻力，保证船舶的航速和操纵性。

摘要： 本发明提出了一种用于汽轮发电机组的冰塞处理检修方法，涉及发电设备检修领域。包括A组冷却器和B组冷却器，还包括如下步骤：A，处理前的准备，B，现场技术措施，通过冰塞夹具、饱和盐水溶液和液氮的配合使用，能够实现了工艺系统在线的隔离功能。

摘要： 本实用新型提供了一种核电厂改进型液氮冰塞夹具，包括一个上盖、一个下盖。上盖和下盖均为中空半圆柱体结构。上盖和下盖一起配合套在需要进行液氮冰塞处理的管道外侧。上盖和下盖的半圆柱体的水平面均设有连接板；连接板的四个角各开设一个螺栓孔，螺栓通过螺栓孔将上盖和下盖固定连接。上盖和下盖在圆柱体的内圈均设有中空腔室，填充有液氮。上盖的圆柱体外表面沿圆柱体对称轴设有并列设置的两个孔，分别为液氮输送孔和排气孔。液氮通过液氮输送孔进入上盖的中空腔室，进而流入下盖的中空腔室。本实用新型轻巧便捷、成本低、实用性高，适用范围广，提高了工作效率，障检修工作可靠。