迷宮滴頭內(nèi)部流動的動力學(xué)特性研究.pdf

1、滴頭是滴灌系統(tǒng)的重要部件之一，其水力性能及抗堵塞性對系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行有很大影響。由于滴頭流道尺寸小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，目前的流動測量技術(shù)很難進(jìn)行內(nèi)部流場的準(zhǔn)確觀測，對滴頭內(nèi)部流場與其工作性能之問的關(guān)系，還缺乏深入的認(rèn)識和把握。CFD技術(shù)在滴頭內(nèi)流場分析方面的研究剛剛起步，還存在很多問題，有必要對滴頭內(nèi)部流動的動力學(xué)性能數(shù)值分析方法進(jìn)行深入分析和研究。本文根據(jù)迷宮滴頭流動特點(diǎn)，采用試驗(yàn)測量、理論分析與CFD方法對迷宮滴頭的工作性能進(jìn)行了研究。主要

2、研究內(nèi)容及取得的結(jié)論如下： 通過試驗(yàn)觀測及理論分析，建立了滴頭非定常數(shù)值計(jì)算模型，并用此模型對迷宮滴頭水力特性進(jìn)行了模擬，所得壓力．流量關(guān)系預(yù)測值與實(shí)測值非常吻合，計(jì)算精度高于定常模型。流道中壓力呈階梯狀下降，在齒尖或結(jié)構(gòu)劇烈變化處壓力迅速下降。非定常計(jì)算方法不僅可以分析水流在滴頭內(nèi)部的三維復(fù)雜流動，還可模擬水流從滴頭流出后的水滴形成及滴落過程，為更好地研究滴頭的水力特性及灌水效果提供了新的途徑。 針對滴頭的堵塞問題，根

3、據(jù)固液兩相流理論，在迷宮滴頭中的懸浮顆粒濃度分布數(shù)值分析過程中引入雙流體模型。計(jì)算結(jié)果顯示，入流顆粒濃度及粒徑對流道內(nèi)速度及顆粒濃度分布均有影響，入流顆粒濃度低時顆粒與水流速度分布比較一致，隨著濃度的增加，水流與顆粒速度差異增加，流場紊亂。懸浮顆粒在滴頭進(jìn)水口、緩水區(qū)及流道拐彎、迎水區(qū)等局部濃度增大，其它區(qū)域接近入流濃度。這種計(jì)算模式可以較準(zhǔn)確地計(jì)算顆粒濃度及大小對流道速度分布的影響，對準(zhǔn)確預(yù)測迷宮滴頭的抗堵塞性提供了新的手段。