單齒型矩形流道灌水器水力性能及流場(chǎng)特性數(shù)值分析.pdf

1、全球很多地方正在面臨水資源短缺的問題，我們國(guó)家的水資源更是嚴(yán)重匱乏。發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，節(jié)約灌溉用水、提高灌溉水的利用率是推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)重要課題。滴灌技術(shù)作為一種先進(jìn)的微灌方法，具有節(jié)能、節(jié)水、高產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，是解決用水緊缺最為有效的農(nóng)業(yè)灌溉方式之一。灌水器可以消耗毛管中水流壓力，使其緩慢、穩(wěn)定、均勻地流出，是滴灌系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件。流道構(gòu)造對(duì)灌水器水力性能影響較大，水力性能的優(yōu)劣又直接決定了灌水質(zhì)量。迷宮流道灌水器正是由于其復(fù)雜的流道

2、邊界及其造價(jià)相對(duì)較低被廣泛使用。目前諸多學(xué)者針對(duì)迷宮流道某一結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化對(duì)灌水器水力性能的影響進(jìn)行研究，但對(duì)在迷宮流道內(nèi)加齒后形成的灌水器水力性能鮮有研究。
　　為了改善矩形迷宮流道灌水器內(nèi)水流流速的分布，提高其消能效率和抗堵塞性能，本文提出了一種具有內(nèi)齒的單齒型矩形迷宮流道灌水器，以期為制作高水力性能灌水器提供一定的依據(jù)。利用FLUENT軟件對(duì)單齒型矩形迷宮流道與目前常用的矩形迷宮流道進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，得到了壓力~流量變化關(guān)系

3、、水流流速分布、不同位置處漩渦區(qū)內(nèi)的特性指標(biāo)。通過分析以上模擬數(shù)據(jù)可得到以下結(jié)論：
　　1）在目前常用的矩形迷宮流道灌水器內(nèi)無渦處加齒后改變了流道內(nèi)主流區(qū)與旋渦區(qū)的分布，灌水器流量系數(shù)及流態(tài)指數(shù)均有減小。
　　2）在目前常用的矩形流道內(nèi)漩渦處加齒得到的單齒型矩形流道，當(dāng)加齒處的流道過流斷面面積與入口處過流斷面面積之比達(dá)到25％左右時(shí)，其流態(tài)指數(shù)才比加齒前矩形流道的流態(tài)指數(shù)小，此時(shí)流道內(nèi)的齒高對(duì)灌水器的水力性能才有提高作用。<

4、br>　　3）就水力性能而言，在目前常用的矩形流道內(nèi)的流道下邊壁處（無渦處）加齒得到的單齒型矩形流道灌水器優(yōu)于在矩形流道上邊壁處（漩渦處）加齒得到的單齒型矩形流道灌水器。
　　4）在同一種尺寸的矩形流道內(nèi)加齒，隨著齒高的增加，流量系數(shù)和流態(tài)指數(shù)均減小，灌水器內(nèi)流量波動(dòng)減弱，流量對(duì)壓力的敏感程度減弱，有利于灌水質(zhì)量提高。
　　5）若流道內(nèi)加齒處的過流斷面比保持相同，流道尺寸越大將導(dǎo)致流道內(nèi)加齒高度增大，流量系數(shù)變大，灌水器的流

5、量波動(dòng)就越大。
　　6）對(duì)單齒型矩形流道與加齒前矩形流道的流態(tài)指數(shù)定量比對(duì)發(fā)現(xiàn)，流態(tài)指數(shù)減小程度最大的為在矩形流道無渦處加齒得到的E15型灌水器，其中流態(tài)指數(shù)降低13.3%，這表明對(duì)于尺寸較大的矩形迷宮流道灌水器，在無渦處加齒后流態(tài)指數(shù)降低的程度增大。
　　7）相同入口壓力下，單齒型矩形流道的水頭損失系數(shù)大于矩形流道；并且迷宮流道灌水器水頭損失系數(shù)隨壓力水頭的變化趨于平穩(wěn)。
　　8）保持流道內(nèi)最小過流斷面面積一致，對(duì)單