單齒型矩形流道灌水器水力性能及流場特性數值分析.pdf

1、全球很多地方正在面臨水資源短缺的問題，我們國家的水資源更是嚴重匱乏。發(fā)展節(jié)水農業(yè)，節(jié)約灌溉用水、提高灌溉水的利用率是推動我國農業(yè)持續(xù)發(fā)展的一項重要課題。滴灌技術作為一種先進的微灌方法，具有節(jié)能、節(jié)水、高產等優(yōu)點，是解決用水緊缺最為有效的農業(yè)灌溉方式之一。灌水器可以消耗毛管中水流壓力，使其緩慢、穩(wěn)定、均勻地流出，是滴灌系統(tǒng)中的關鍵部件。流道構造對灌水器水力性能影響較大，水力性能的優(yōu)劣又直接決定了灌水質量。迷宮流道灌水器正是由于其復雜的流道

2、邊界及其造價相對較低被廣泛使用。目前諸多學者針對迷宮流道某一結構參數的變化對灌水器水力性能的影響進行研究，但對在迷宮流道內加齒后形成的灌水器水力性能鮮有研究。
　　為了改善矩形迷宮流道灌水器內水流流速的分布，提高其消能效率和抗堵塞性能，本文提出了一種具有內齒的單齒型矩形迷宮流道灌水器，以期為制作高水力性能灌水器提供一定的依據。利用FLUENT軟件對單齒型矩形迷宮流道與目前常用的矩形迷宮流道進行數值模擬計算，得到了壓力~流量變化關系

3、、水流流速分布、不同位置處漩渦區(qū)內的特性指標。通過分析以上模擬數據可得到以下結論：
　　1）在目前常用的矩形迷宮流道灌水器內無渦處加齒后改變了流道內主流區(qū)與旋渦區(qū)的分布，灌水器流量系數及流態(tài)指數均有減小。
　　2）在目前常用的矩形流道內漩渦處加齒得到的單齒型矩形流道，當加齒處的流道過流斷面面積與入口處過流斷面面積之比達到25％左右時，其流態(tài)指數才比加齒前矩形流道的流態(tài)指數小，此時流道內的齒高對灌水器的水力性能才有提高作用。<

4、br>　　3）就水力性能而言，在目前常用的矩形流道內的流道下邊壁處（無渦處）加齒得到的單齒型矩形流道灌水器優(yōu)于在矩形流道上邊壁處（漩渦處）加齒得到的單齒型矩形流道灌水器。
　　4）在同一種尺寸的矩形流道內加齒，隨著齒高的增加，流量系數和流態(tài)指數均減小，灌水器內流量波動減弱，流量對壓力的敏感程度減弱，有利于灌水質量提高。
　　5）若流道內加齒處的過流斷面比保持相同，流道尺寸越大將導致流道內加齒高度增大，流量系數變大，灌水器的流

5、量波動就越大。
　　6）對單齒型矩形流道與加齒前矩形流道的流態(tài)指數定量比對發(fā)現，流態(tài)指數減小程度最大的為在矩形流道無渦處加齒得到的E15型灌水器，其中流態(tài)指數降低13.3%，這表明對于尺寸較大的矩形迷宮流道灌水器，在無渦處加齒后流態(tài)指數降低的程度增大。
　　7）相同入口壓力下，單齒型矩形流道的水頭損失系數大于矩形流道；并且迷宮流道灌水器水頭損失系數隨壓力水頭的變化趨于平穩(wěn)。
　　8）保持流道內最小過流斷面面積一致，對單