【摘要】：分段雙向流道是一種新型滴灌灌水器,研究不同壓力區(qū)間下改進(jìn)的雙向流道水力性能及穩(wěn)流機(jī)理,對(duì)分段雙向流道結(jié)構(gòu)研制與流道機(jī)理分析具有重要意義。本文綜合運(yùn)用試驗(yàn)分析與Fluent數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,對(duì)不同結(jié)構(gòu)進(jìn)行水力性能的研究,主要研究結(jié)論如下:(1)基于Fluent軟件,分別研究網(wǎng)格劃分與湍流模型選取對(duì)數(shù)值模擬計(jì)算精度的影響,對(duì)比分析3組改進(jìn)的雙向流道試驗(yàn)值與模擬值,應(yīng)選取0.10mm網(wǎng)格尺寸與標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型:在此方法下,流道流量及流態(tài)指數(shù)模擬值與試驗(yàn)值相對(duì)誤差分別為0.1 08%-1.343%,0.134%～1.730%。(2)依據(jù)L25(56)正交表,形成了25組改進(jìn)的雙向流道結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算方案,利用數(shù)值模擬,25組流道在0.1MPa壓力時(shí)的最小流量為1.498L/h,流態(tài)指數(shù)為0.4008～0.4984,獲得了流量較小,且水力性能良好的流道。極差分析和回歸分析表明,影響流態(tài)指數(shù)最大的參數(shù)為擋水件與上邊壁間夾角α,且影響顯著,并呈正相關(guān)關(guān)系。(3)分析不同流道結(jié)構(gòu)在不同壓力區(qū)間流態(tài)指數(shù),結(jié)果表明,25組改進(jìn)的雙向流道在0.05～0.15MPa的低壓區(qū),流態(tài)指數(shù)為0.4036～0.5125,在0.15～0.25MPa的高壓區(qū),流態(tài)指數(shù)為0.3075-0.4888,流道在高壓區(qū)的水力性能較低壓區(qū)好,且高低壓區(qū)流態(tài)指數(shù)相差較大。流道穩(wěn)流機(jī)理表明,灌水器結(jié)構(gòu)不同,其壓力場(chǎng)分布不同,但壓力都呈分段遞減的趨勢(shì)。(4)9組分段雙向流道的計(jì)算結(jié)果表明,其流態(tài)指數(shù)在0.4081～0.4475之間,且O.IMPa壓力時(shí)的最小流量為1.663 L/h,小于2 L/h,在保持流道小流量的同時(shí),得到較好的水力性能。分段雙向流道穩(wěn)流機(jī)理表明,壓降越大水力性能越好,當(dāng)反向水流和正向水流的流量比值在0.609～0.940之間時(shí),其比值越大,流態(tài)指數(shù)越小。
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：S277.95
【圖文】：

同時(shí)得到流道的流態(tài)指數(shù)在 0.51~0.55 之間；李琳等針對(duì)矩形迷宮流道，進(jìn)行水力性能試驗(yàn)，研究該流道斷面形狀與其水力性能的關(guān)系，得到流道的流態(tài)指數(shù)在 0.57 左右；劉淑萍等[34]針對(duì)圓弧形迷宮流道滴頭進(jìn)行水力性能試驗(yàn)，分析了該流道在低壓條件下流量與壓力的關(guān)系以及結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其流態(tài)指數(shù)的影響，發(fā)現(xiàn)流道內(nèi)水流為過(guò)渡流，其流態(tài)指數(shù)均大于 0.5；張麗娟等[35]利用 CFD（計(jì)算流體力學(xué)）數(shù)值模擬軟件，針對(duì)齒形迷宮流道滴頭進(jìn)行水力性能試驗(yàn)，分析并建立了流態(tài)指數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，并得到流道的流態(tài)指數(shù)在 0.45~0.51 之間；王新坤、李亞飛等人[36]構(gòu)建了圓柱繞流流道滴灌灌水器，并利用 CFD 數(shù)值模擬軟件對(duì)其內(nèi)部流動(dòng)機(jī)理及水力性能進(jìn)行研究分析，得到流道的流態(tài)指數(shù)在 0.52 左右；李俊紅、王新坤等人[37,38]提出了一種三角繞流流道，研究了該流道內(nèi)部流動(dòng)機(jī)理及流量與壓力之間的關(guān)系，并對(duì)其流道結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行優(yōu)化，得到流道的流態(tài)指數(shù)在 0.5 左右；李云開(kāi)等[39,40]基于分形理論，構(gòu)建了一種分形流道滴頭，并對(duì)該流道進(jìn)行水力性能試驗(yàn)，得到流道的流態(tài)指數(shù)在 0.47~0.55 之間；Yuan Weijing 等[41]在迷宮流道研究管道轉(zhuǎn)折消能的基礎(chǔ)上，加入分流、漸擴(kuò)、漸縮等加大局部損失的方式，構(gòu)建了一種分流式流道，通過(guò)對(duì)該流道的水力性能試驗(yàn)，得到流道流態(tài)指數(shù)在 0.51 左右。常見(jiàn)的幾種滴灌灌水器流道如圖所示。

同時(shí)得到流道的流態(tài)指數(shù)在 0.51~0.55 之間；李琳等針對(duì)矩形迷宮流道，進(jìn)行水力性能試驗(yàn)，研究該流道斷面形狀與其水力性能的關(guān)系，得到流道的流態(tài)指數(shù)在 0.57 左右；劉淑萍等[34]針對(duì)圓弧形迷宮流道滴頭進(jìn)行水力性能試驗(yàn)，分析了該流道在低壓條件下流量與壓力的關(guān)系以及結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其流態(tài)指數(shù)的影響，發(fā)現(xiàn)流道內(nèi)水流為過(guò)渡流，其流態(tài)指數(shù)均大于 0.5；張麗娟等[35]利用 CFD（計(jì)算流體力學(xué)）數(shù)值模擬軟件，針對(duì)齒形迷宮流道滴頭進(jìn)行水力性能試驗(yàn)，分析并建立了流態(tài)指數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，并得到流道的流態(tài)指數(shù)在 0.45~0.51 之間；王新坤、李亞飛等人[36]構(gòu)建了圓柱繞流流道滴灌灌水器，并利用 CFD 數(shù)值模擬軟件對(duì)其內(nèi)部流動(dòng)機(jī)理及水力性能進(jìn)行研究分析，得到流道的流態(tài)指數(shù)在 0.52 左右；李俊紅、王新坤等人[37,38]提出了一種三角繞流流道，研究了該流道內(nèi)部流動(dòng)機(jī)理及流量與壓力之間的關(guān)系，并對(duì)其流道結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行優(yōu)化，得到流道的流態(tài)指數(shù)在 0.5 左右；李云開(kāi)等[39,40]基于分形理論，構(gòu)建了一種分形流道滴頭，并對(duì)該流道進(jìn)行水力性能試驗(yàn)，得到流道的流態(tài)指數(shù)在 0.47~0.55 之間；Yuan Weijing 等[41]在迷宮流道研究管道轉(zhuǎn)折消能的基礎(chǔ)上，加入分流、漸擴(kuò)、漸縮等加大局部損失的方式，構(gòu)建了一種分流式流道，通過(guò)對(duì)該流道的水力性能試驗(yàn)，得到流道流態(tài)指數(shù)在 0.51 左右。常見(jiàn)的幾種滴灌灌水器流道如圖所示。

西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文能，以及流態(tài)指數(shù)與不同結(jié)構(gòu)參數(shù)間的相關(guān)關(guān)系，獲得影響流道水力性能的主要參數(shù)；時(shí)，分析不同壓力區(qū)間流道的水力性能，根據(jù)流道壓力場(chǎng)、壓降和速度場(chǎng)的分布，研究向水流與正向水流流量比值同水力性能的關(guān)系，分析改進(jìn)的雙向流道穩(wěn)流機(jī)理。（3）根據(jù)改進(jìn)的雙向流道高壓區(qū)與低壓區(qū)水力性能的不同，對(duì)其進(jìn)行分段設(shè)計(jì)研通過(guò) 3 組分段雙向流道的水力試驗(yàn)，驗(yàn)證數(shù)值模擬方法對(duì)該流道的可靠性，進(jìn)一步運(yùn)Fluent 數(shù)值模擬方法，分析 9 組分段雙向流道的水力性能，根據(jù)壓力場(chǎng)、壓降和速度場(chǎng)分布，研究流道的穩(wěn)流機(jī)理，為滴灌灌水器流道的研發(fā)提供理論指導(dǎo)。1.3.2 技術(shù)路線(xiàn)根據(jù)本文研究?jī)?nèi)容與相關(guān)方法，技術(shù)路線(xiàn)的制定如圖 1-6 所示。

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 國(guó)攀;張毅杰;宋時(shí)雨;楊昊霖;楊振杰;薛翔;余楊;;地下滴灌灌水器負(fù)壓吸泥影響因素試驗(yàn)研究[J];灌溉排水學(xué)報(bào);2017年01期

2 馬炎超;李治勤;金龍;王超;;單齒型矩形迷宮灌水器水力性能的數(shù)值分析[J];節(jié)水灌溉;2017年01期

3 蔡耀輝;吳普特;張林;朱德蘭;陳俊英;楊帆;;設(shè)計(jì)流量和土壤質(zhì)地對(duì)微孔陶瓷灌水器入滲特性的影響[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2017年07期

4 任改萍;吳普特;朱德蘭;牛文鵬;陳俊英;張林;;泥沙粒徑對(duì)大流道迷宮灌水器堵塞影響研究[J];灌溉排水學(xué)報(bào);2016年03期

5 馮吉;孫昊蘇;李云開(kāi);;滴灌灌水器內(nèi)顆粒物運(yùn)動(dòng)特性的數(shù)字粒子圖像測(cè)速[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2013年13期

6 劉璐;牛文全;;滴灌灌水器流道堵塞及防治研究進(jìn)展[J];農(nóng)機(jī)化研究;2012年04期

7 魏健;;對(duì)我國(guó)新型滴灌灌水器研發(fā)的思考[J];甘肅農(nóng)業(yè);2010年04期

8 王新坤;李亞飛;;單翼迷宮灌水器進(jìn)口流場(chǎng)數(shù)值模擬與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J];排灌機(jī)械;2009年01期

9 李久生;楊鳳艷;劉玉春;栗巖峰;;土壤層狀質(zhì)地對(duì)小流量地下滴灌灌水器特性的影響[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2009年04期

10 魏正英;唐一平;趙萬(wàn)華;盧秉恒;;迷宮型灌水器水沙兩相流場(chǎng)分析及結(jié)構(gòu)改進(jìn)[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2009年08期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 李云開(kāi);楊培嶺;許廷武;劉海生;劉耀澤;孫昊蘇;;滴灌灌水器堵塞的微生物學(xué)機(jī)理及控制模式研究進(jìn)展[A];現(xiàn)代節(jié)水高效農(nóng)業(yè)與生態(tài)灌區(qū)建設(shè)（上）[C];2010年

2 仵峰;李王成;范永申;李金山;馮俊杰;;地下滴灌條件下灌水器出口土壤水能態(tài)研究[A];科技、工程與經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展——河南省第四屆青年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下冊(cè)）[C];2004年

3 王兆成;;引黃滴灌系統(tǒng)灌水器的堵塞機(jī)理及抗堵塞研究[A];2018中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)年會(huì)論文集（第二卷）[C];2018年

4 楊培嶺;李云開(kāi);任樹(shù)梅;;全紊流滴灌灌水器設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的思路與方法——以分形流道設(shè)計(jì)為例[A];中國(guó)水利學(xué)會(huì)2006學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（農(nóng)村水利與社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)）[C];2006年

5 李久生;張建君;饒敏杰;;滴灌系統(tǒng)運(yùn)行方式對(duì)砂壤土水氮分布影響的試驗(yàn)研究[A];中國(guó)水利學(xué)會(huì)首屆青年科技論壇論文集[C];2003年

6 張博;;淺析滴灌在設(shè)施灌溉系統(tǒng)中的應(yīng)用要點(diǎn)[A];2014年3月建筑科技與管理學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2014年

7 周和平;徐小波;安德祥;;蓄流分離式灌溉模式研究與實(shí)踐[A];2007年度“新疆優(yōu)秀水利科技論文獎(jiǎng)”獲獎(jiǎng)?wù)撐募痆C];2008年

8 劉瑤;金宏;張述超;;《給水排水用潷水器通用技術(shù)條件》內(nèi)容介紹[A];全國(guó)排水委員會(huì)2012年年會(huì)論文集[C];2012年

9 戴映輝;鄒云;左曉君;尚昕;閻鳳桐;王軍朝;;灌溉水處理要從黃河水源頭開(kāi)始[A];水與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展——第九屆中國(guó)水論壇論文集[C];2011年

10 龔時(shí)宏;王建東;張彥群;龔貽;;清潔能源節(jié)水灌溉為農(nóng)民脫貧致富助力[A];中國(guó)水利學(xué)會(huì)2016學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下冊(cè)）[C];2016年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 呂露;灌水器的發(fā)展現(xiàn)狀（上）[N];中國(guó)花卉報(bào);2008年

2 本報(bào)記者 滕繼濮;蓄流分離：果樹(shù)灌溉新技術(shù)[N];科技日?qǐng)?bào);2009年

3 記者　 柯昌萬(wàn) 姜乃強(qiáng);西安交大瞄準(zhǔn)前沿搭建科研大平臺(tái)[N];中國(guó)教育報(bào);2006年

4 許忠賢;新成果又獲省級(jí)一等獎(jiǎng)[N];酒泉日?qǐng)?bào);2010年

5 本報(bào)記者 熊鶴雯;農(nóng)業(yè)痕灌試水推廣應(yīng)用[N];農(nóng)資導(dǎo)報(bào);2016年

6 記者 曾照美 通訊員 寇福星;小農(nóng)水項(xiàng)目幫沙灣農(nóng)民省錢(qián)[N];塔城日?qǐng)?bào)(漢);2015年

7 柯昌萬(wàn) 姜乃強(qiáng);西安交大瞄準(zhǔn)前沿搭建科研平臺(tái)[N];中國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2006年

8 王鵬 于成哉;構(gòu)建創(chuàng)新體系 增強(qiáng)創(chuàng)新能力[N];酒泉日?qǐng)?bào);2007年

9 ;加強(qiáng)自主創(chuàng)新 打造知名品牌[N];酒泉日?qǐng)?bào);2006年

10 記者 趙廣飛;農(nóng)用塑料節(jié)水器材市場(chǎng)可觀(guān)[N];中國(guó)鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)報(bào);2002年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 劉楊;小流量—高頻次滴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)及土壤水分運(yùn)移規(guī)律研究[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2018年

2 劉燕芳;硬水滴灌灌水器堵塞特性和機(jī)理研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2018年

3 郝鋒珍;化學(xué)處理對(duì)再生水滴灌灌水器堵塞及土壤環(huán)境與作物生長(zhǎng)的影響[D];中國(guó)水利水電科學(xué)研究院;2018年

4 周博;滴灌系統(tǒng)灌水器生物堵塞特性、評(píng)估及機(jī)理研究[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

5 蘆剛;工作水壓對(duì)滴灌灌水器水力性能影響規(guī)律的研究[D];華中科技大學(xué);2010年

6 劉潔;滴灌灌水器水力性能與快速制造方法研究[D];華中科技大學(xué);2010年

7 王新坤;微灌管網(wǎng)水力解析及優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2004年

8 喻黎明;滴灌灌水器水力特性及抗堵塞研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2009年

9 王佳佳;負(fù)壓灌溉下不同質(zhì)地土壤水鹽運(yùn)移規(guī)律研究[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

10 仵峰;地下滴灌土壤水分運(yùn)動(dòng)特性與系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 黃德良;陜北丘陵溝壑區(qū)涌泉根灌蘋(píng)果樹(shù)調(diào)虧灌溉制度與灌水器布置方式研究[D];西安理工大學(xué);2019年

2 李嘉露;分段雙向流滴灌灌水器水力性能研究[D];西安理工大學(xué);2019年

3 趙鑫;基于CFD-DEM迷宮流道灌水器水沙模擬與能耗分析[D];昆明理工大學(xué);2018年

4 唐葉;滴灌系統(tǒng)灌水器流場(chǎng)特性及抗堵性能研究[D];大連理工大學(xué);2018年

5 康苗業(yè);雙內(nèi)齒參數(shù)對(duì)迷宮灌水器水力性能的影響[D];太原理工大學(xué);2018年

6 梁志棟;豎管灌水器技術(shù)參數(shù)對(duì)蘋(píng)果樹(shù)生長(zhǎng)特性的影響[D];西安理工大學(xué);2018年

7 陳瑞;涌泉根灌灌水器外殼材料配方試驗(yàn)研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2018年

8 蒲文輝;粘土基與砂基微孔陶瓷灌水器性能研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2017年

9 譚弘;泥沙特性對(duì)滴灌灌水器堵塞影響研究[D];長(zhǎng)沙理工大學(xué);2016年

10 聶磊;滴灌灌水器抗物理堵塞能力的數(shù)值模擬及試驗(yàn)研究[D];華中科技大學(xué);2007年

本文編號(hào)：2789260