雙內(nèi)齒矩形迷宮流道灌水器水力性能數(shù)值模擬分析.pdf

1、水資源是人類生存和社會(huì)發(fā)展不可替代的自然資源，我國水資源儲(chǔ)量雖然豐富，但是人均水資源占有量極低，屬于嚴(yán)重缺水的國家之一。我國灌溉技術(shù)較為落后，但每年用于農(nóng)業(yè)灌溉的用水量卻十分巨大，缺水情況日益嚴(yán)重，推廣節(jié)水灌溉技術(shù)勢(shì)在必行。
　　滴灌灌水器近些年來憑借著其水利用率高、適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)的特點(diǎn)發(fā)展極為迅速。目前常用迷宮流道灌水器的消能是通過不斷轉(zhuǎn)折的流道來增加損失實(shí)現(xiàn)的，而水頭損失與流速水頭相關(guān)，為了增加水頭損失，獲得較大的流速水頭，需

2、縮小灌水器流道斷面面積，這樣一來灌水器的抗堵塞性能就會(huì)變差。本文在目前常用的矩形迷宮流道灌水器中加入內(nèi)齒，以增加水頭損失，這樣可以適當(dāng)加大灌水器流道斷面面積，流道的抗堵塞性能也會(huì)有所提高，最終形成雙內(nèi)齒矩形迷宮流道灌水器，這方面的文獻(xiàn)尚未見到。
　　利用流體力學(xué)軟件CFD模擬了在8種不同壓力水頭下雙內(nèi)齒矩形迷宮流道灌水器和目前常用矩形迷宮流道灌水器內(nèi)部水流運(yùn)動(dòng)情況，提取得到其速度矢量圖，并計(jì)算分析得出灌水器水頭損失系數(shù)、流量系數(shù)、

3、流態(tài)指數(shù)、壓力流量關(guān)系和壓力雷諾數(shù)關(guān)系。從上述方面比較了雙內(nèi)齒矩形迷宮流道灌水器和目前常用矩形迷宮流道灌水器的水力性能，分析了內(nèi)齒高度和內(nèi)齒間距對(duì)雙內(nèi)齒矩形迷宮流道灌水器水力性能的影響，并比較了兩類內(nèi)齒位置不同的雙內(nèi)齒矩形迷宮流道灌水器的水力性能，為進(jìn)一步研發(fā)灌水器提供參考依據(jù)。經(jīng)數(shù)值模擬與分析，得出了以下結(jié)論：
　　1）雙內(nèi)齒矩形迷宮流道灌水器的流態(tài)指數(shù)普遍小于目前常用的矩形迷宮流道灌水器的流態(tài)指數(shù)。說明在目前常用的矩形迷宮流道

4、灌水器內(nèi)增加內(nèi)齒后形成的雙內(nèi)齒矩形迷宮流道灌水器的出流量穩(wěn)定，水力性能變好。
　　2）在目前常用矩形迷宮流道灌水器流道中，橫向位置無渦區(qū)增加內(nèi)齒后形成的雙內(nèi)齒矩形迷宮流道灌水器的流態(tài)指數(shù)比在橫向位置漩渦區(qū)增加內(nèi)齒后形成的雙內(nèi)齒矩形迷宮流道灌水器的流態(tài)指數(shù)小，說明在目前常用的矩形迷宮流道橫向位置無渦區(qū)增加內(nèi)齒形成的灌水器出流量更穩(wěn)定，水力性能更好。
　　3）雙內(nèi)齒矩形迷宮流道灌水器水頭損失系數(shù)的變化與內(nèi)齒高度的變化呈正相關(guān)，與

5、內(nèi)齒間距的變化呈負(fù)相關(guān)；內(nèi)齒間距較小時(shí)，該類型灌水器的水頭損失系數(shù)對(duì)內(nèi)齒高度的變化敏感，內(nèi)齒間距較大時(shí)，對(duì)內(nèi)齒高度的變化相對(duì)不敏感；內(nèi)齒高度較大時(shí)，內(nèi)齒間距對(duì)該類型灌水器的水頭損失系數(shù)影響較大，當(dāng)內(nèi)齒高度較小時(shí)，這種影響相對(duì)減小。
　　4）雙內(nèi)齒矩形迷宮流道灌水器的流量變化與壓力水頭的變化呈正相關(guān)；該類型灌水器的流量變化與內(nèi)齒高度的變化呈負(fù)相關(guān)，與內(nèi)齒間距的變化
　　呈正相關(guān)；流量系數(shù)與內(nèi)齒高度呈負(fù)相關(guān)，與內(nèi)齒間距呈正相關(guān)；