流道斷面結(jié)構(gòu)特征對迷宮灌水器水力性能的影響.pdf

1、我國是世界上人均水資源量最貧乏的國家之一，而且灌溉技術(shù)相對落后。隨著經(jīng)濟社會的迅速發(fā)展，水資源的短缺不僅限制了我國土地資源的開發(fā)利用，而且水資源的短缺也成為了經(jīng)濟社會發(fā)展的重要制約因素。為改變現(xiàn)狀，國家十一五規(guī)劃將農(nóng)村水利作為國家投資的重點，大面積推廣節(jié)水灌溉技術(shù)。因此，滴灌作為最先進和行之有效的節(jié)水灌溉技術(shù)，一直受到了國內(nèi)外的普遍關(guān)注。由于我國滴灌技術(shù)起步晚、發(fā)展快，所以在迷宮流道結(jié)構(gòu)設(shè)計開發(fā)的過程中，仍然缺乏結(jié)構(gòu)參數(shù)理論依據(jù)和支撐，

2、大部分滴灌產(chǎn)品存在研發(fā)周期長、成本高、制造工藝相對落后、抗堵塞性能不盡理想等諸多問題。
　　 解決上述問題，提高灌水器的水力性能是研究的關(guān)鍵，本文利用FLUENT6.1軟件，將流道的斷面形狀(即濕周)與斷面面積作為迷宮流道斷面特征的控制參數(shù)，對迷宮流道內(nèi)的水流運動進行數(shù)值模擬，研究分析灌水器流道斷面特征對灌水器水力性能的影響，通過分析灌水器壓力分布、壓力流量關(guān)系、流量系數(shù)及流態(tài)指數(shù)的關(guān)系、壓力雷諾數(shù)關(guān)系、流道內(nèi)速度矢量流場分析、

3、局部速度矢量流場分析以及流速分布，得出以下結(jié)論：
　　 1)灌水器流量系數(shù)、流態(tài)指數(shù)與流道斷面濕周呈正相關(guān)；隨著濕周的增大，灌水器對壓力的變化變敏感；流道雷諾數(shù)變小，不易形成紊流；流道主流速區(qū)與內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)角高速區(qū)增大，并伴有漩渦產(chǎn)生，外側(cè)轉(zhuǎn)角低速區(qū)范圍變大，容易形成沉淀，誘發(fā)堵塞；因此隨著過流斷面濕周的增加，迷宮流道灌水器的水力性能降低，抗堵塞和消能能力降低。
　　 2)流道斷面面積與流量系數(shù)呈正相關(guān)，與流態(tài)指數(shù)呈負相關(guān)；隨

4、著流道斷面面積的增大，灌水器對壓力變化的敏感度降低；雷諾數(shù)增大，容易形成紊流；主流速區(qū)與高速區(qū)變大，低速區(qū)減小；因此隨著過流斷面面積的增加，迷宮流道灌水器的水力性能提高，抗堵塞和消能能力也提高。
　　 3)過流斷面為正方形的灌水器是過流斷面為矩形的灌水器的一種特殊形式。在面積相同的情況下，比較正方形斷面灌水器與矩形斷面灌水器發(fā)現(xiàn)，正方形斷面灌水器能夠進一步降低灌水器對壓力變化的敏感度；流量系數(shù)與流態(tài)指數(shù)更??；主流速區(qū)與高速區(qū)更大