滴灌灌水器內(nèi)流場消能與氣液流動規(guī)律研究.pdf

1、滴灌灌水器是節(jié)水灌溉應用中的關(guān)鍵部件，其性能的好壞直接影響灌溉系統(tǒng)是否正常工作及含水質(zhì)量。灌水器在較高的工作壓力下保證較低的出水流量(即灌水器消能)從而實現(xiàn)其節(jié)水增產(chǎn)功能是依靠其流道內(nèi)部細微、曲折迂回的結(jié)構(gòu)，而這些結(jié)構(gòu)特征決定了灌水器在工作過程中其內(nèi)部流場復雜多變。隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，針對灌水器內(nèi)流場的流動規(guī)律國內(nèi)外眾多學者采用計算流體動力學(CFD，Computational Fluid Dynamics)的方法進行了數(shù)值模擬研

2、究，這些研究主要以灌水器的物理堵塞問題研究和灌水器流動特性研究為主。然而實驗過程中發(fā)現(xiàn)，灌溉系統(tǒng)在工作過程中其管道內(nèi)部流體除固體顆粒外還夾帶有一定量的氣體，灌水器流道內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征不僅與其物理抗堵塞性能、內(nèi)流場流動特征有關(guān)，還與灌水器消能以及抗化學堵塞性能有關(guān)。為此，本研究采用計算流體動力學的方法對現(xiàn)有幾種應用比較廣泛的典型灌水器產(chǎn)品的流道內(nèi)流場進行了消能效率、氣液兩相流動規(guī)律進行了數(shù)值模擬研究。
　　 本研究通過獲取不同壓力下不

3、同結(jié)構(gòu)形式灌水器內(nèi)流道單元截面上的平均壓力值和兩相流模擬下灌水器內(nèi)不同位置截面上氣相平均體積分數(shù)，并在總結(jié)現(xiàn)有微灌試驗測試平臺的基礎(chǔ)上，自行設(shè)計構(gòu)建一種微灌實驗室多功能強化堵塞試驗裝置，通過利用該裝置上進行灌水器流道單元消能試驗測試以及氣液強化堵塞試驗測試，驗證數(shù)值模擬結(jié)果。綜上所述，本文得出如下結(jié)論：⑴灌水器流道各單元消能效率在灌水器內(nèi)分布的特征規(guī)律；⑵灌水器流道結(jié)構(gòu)形式對灌水器流道單元消能效率的影響規(guī)律；⑶氣相與液相在灌水器流道單元