齒形流道結(jié)構(gòu)對(duì)滴頭水力性能影響的試驗(yàn)研究.pdf

1、滴頭是滴灌系統(tǒng)的核心部件，滴頭性能直接影響整個(gè)滴灌系統(tǒng)的運(yùn)行，因此對(duì)滴頭流道結(jié)構(gòu)參數(shù)與水力性能關(guān)系的研究對(duì)優(yōu)化滴頭性能和提高滴灌系統(tǒng)節(jié)水作用具有重要的意義。本文以目前比較應(yīng)用廣泛的齒形流道滴頭為研究對(duì)象，以流道寬度、流道深度、齒尖角、齒間距、流道單元數(shù)和齒高為主要控制參數(shù)，設(shè)計(jì)了30種不同的流道結(jié)構(gòu)，并根據(jù)單因素分析結(jié)果，進(jìn)一步以組合因素過水?dāng)嗝婷娣e、流道總長(zhǎng)度、流道結(jié)構(gòu)寬深比和彎曲度（流道內(nèi)水流實(shí)際流動(dòng)路徑的彎曲程度）為控制因素。應(yīng)用

2、計(jì)算流體力學(xué)軟件FLUENT15.0，滴頭水力性能測(cè)試平臺(tái)，探索了流道的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)滴頭水力性能的影響，得到以下結(jié)論:
　　(1)FLUENT15.0為各種工況提供了大量的計(jì)算模型以便選擇，為了更加精準(zhǔn)的模擬滴頭流道中的流動(dòng)特性，本文針對(duì)FLUENT15.0提供的二方程k-e湍流模型中的標(biāo)準(zhǔn)k-e湍流模型、RNG k-e湍流模型和Realizable k-e湍流模型，分別應(yīng)用三種模型計(jì)算并將模擬值與實(shí)測(cè)值進(jìn)行對(duì)比比較，最終綜合考慮時(shí)

3、間成本與計(jì)算成本，確定了標(biāo)準(zhǔn)的k-e湍流模型較為接近實(shí)測(cè)值和實(shí)用價(jià)值，并選擇此模型為本試驗(yàn)的計(jì)算模型。
　　(2)對(duì)滴頭單因素結(jié)構(gòu)參數(shù)與水力性能參數(shù)關(guān)系進(jìn)行分析，結(jié)果表明:
　　各個(gè)因素對(duì)滴頭水力性能有不同的顯著影響。流量與齒間距和單元數(shù)呈負(fù)相關(guān)，齒間距對(duì)流量并沒達(dá)到顯著影響，而單元數(shù)達(dá)到了顯著影響;流道寬度、流道深度、齒高和齒尖角呈正相關(guān)，齒尖角對(duì)流量未達(dá)到顯著影響，流道深度對(duì)流量達(dá)到了顯著影響，流道深度和齒高對(duì)流量影響達(dá)

4、到了較高的顯著影響。根據(jù)回歸分析結(jié)果，影響滴頭流量的大小順序依次為流道寬度、單元數(shù)、流道深度、齒高、齒間距和齒尖角。
　　滴頭不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)滴頭流量系數(shù)均達(dá)到了顯著影響，其中與流道深度、齒尖角和流道單元數(shù)達(dá)到了較高的顯著影響，而與流道寬度、齒間距和齒高達(dá)到了顯著影響。
　　滴頭結(jié)構(gòu)參數(shù)與滴頭流態(tài)指數(shù)的相關(guān)性并不顯著，其中只有齒尖角和流道單元數(shù)與流態(tài)指數(shù)達(dá)到了顯著影響，其余結(jié)構(gòu)參數(shù)如流道寬度、流道深度、齒間距、齒高與流態(tài)指數(shù)的

5、關(guān)系均未達(dá)到顯著影響。
　　(3)從速度矢量圖和壓力分布圖中，可以清楚的看到滴頭內(nèi)部微觀的流動(dòng)狀況，流道內(nèi)部水流主要分為兩個(gè)區(qū)域，即主流區(qū)域與旋渦區(qū)域。其中主流區(qū)域主要出現(xiàn)在齒尖位置，而旋渦區(qū)域主要出現(xiàn)在齒底處。從壓力分布圖中可以看出壓力在進(jìn)口處最大，隨著流道長(zhǎng)度的增加壓力不斷減小。
　　(4)對(duì)組合因素與滴頭水力性能參數(shù)的關(guān)系進(jìn)行分析，結(jié)果表明過水?dāng)嗝婷娣e對(duì)流量達(dá)到了顯著影響;流道總長(zhǎng)度與滴頭流量呈顯著負(fù)相關(guān)的關(guān)系;滴頭流