灌水器迷宮流道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與水力性能實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、摘要題目：題目：灌水器迷宮流道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與水力性能實(shí)驗(yàn)研究灌水器迷宮流道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與水力性能實(shí)驗(yàn)研究學(xué)科：學(xué)科：機(jī)械制造及其自動(dòng)化答辯日期：答辯日期：作者：作者：王曉虹簽名：名：導(dǎo)師：導(dǎo)師：魏正英職稱：職稱：副教授簽名：名：摘要摘要滴灌是目前農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉中效率最高的灌溉方式。滴灌系統(tǒng)的關(guān)鍵部件是灌水器，其性能的好壞直接影響著滴灌系統(tǒng)的灌水質(zhì)量和工作可靠性。使用參數(shù)化設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行新產(chǎn)品開發(fā)便于實(shí)現(xiàn)品種系列化，并且可以大大縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降

2、低成本。對(duì)于迷宮型灌水器設(shè)計(jì)無定量依據(jù)的問題，對(duì)矩形流道結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行特征參數(shù)提取，得到了流道寬、單元長、單元高和單元數(shù)四個(gè)關(guān)鍵特征參數(shù)。應(yīng)用激光快速成型技術(shù)可無模具制作灌水器一體化實(shí)驗(yàn)件，應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)。通過正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，分別采用水力性能實(shí)驗(yàn)和計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)模擬計(jì)算兩種方法得到了矩形迷宮流道灌水器的水力性能數(shù)據(jù)。研究了矩形迷宮流道灌水器結(jié)構(gòu)關(guān)鍵特征參數(shù)對(duì)其水力性能的影響。實(shí)驗(yàn)分析認(rèn)為：流道寬對(duì)流態(tài)指數(shù)影響最大，其次是單元高、單元長

3、以及單元數(shù)；對(duì)流量影響最大的參數(shù)是單元數(shù)，其次是流道寬、單元長以及單元高；建立了矩形迷宮流道結(jié)構(gòu)關(guān)鍵特征參數(shù)與灌水器流量系數(shù)和流態(tài)指數(shù)及流量的回歸模型。針對(duì)灌水器使用易堵塞的問題，利用基于CFD的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)分析軟件Fluent對(duì)單翼迷宮滴灌帶流道內(nèi)的流場分別進(jìn)行了單相和水砂兩相流的數(shù)值模擬。通過對(duì)結(jié)構(gòu)的分析可知：滴灌帶迷宮流道發(fā)生堵塞的主要結(jié)構(gòu)上的原因是由于滴灌帶迷宮流道和進(jìn)水口結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理；從流動(dòng)特性分析中可知迷宮流道中存在著“