论文部分内容阅读
双向流道是一种新型滴灌灌水器流道，在保证其具有良好的水力性能条件下，改进流道结构，提高抗堵性能，是要解决的关键技术问题。本文采用试验、数值模拟和理论分析结合的方法，开展滴灌灌水器双向流道抗堵性能研究，主要研究成果如下： (1)针对所研究的流道特点，分别采用了三种k-ε模型和两种k-ω模型，计算不同流道进口压力的流场，并与PIV流场实测信息和流量实测值对比，结果表明标准k-ε模型较为适合双向流道；提取了5个反映流道几何特征的结构参数，根据正交设计表，安排了25组流道数值模拟方案；根据标准k-ε模型计算结果，各数值模拟方案的流态指数为0.4428-0.5025，水力性能优于迷宫流道。对25组流道模拟结果的正交分析表明：收缩段宽、分水件与挡水件最小距离两个流道结构参数对流态指数影响显著。 (2)分别运用颗粒随机轨道模型和欧拉模型研宄双向流道抗堵性能，根据欧拉模型计算结果，沙粒特征参数中，沙粒直径对流道内最大颗粒沉积率影响显著。根据颗粒随机轨道模型计算结果，25组数值模拟方案中流道的颗粒通过率为0.588-0.901，对模拟结果的正交分析表明：分水件与挡水件底距离、挡水件底高度和分水件与挡水件最小距离三个流道结构参数对颗粒通过率影响显著。 (3)对水力性能最好的方案16的流道结构进行改进，利用Fluent模拟的可视化功能，找出双向流道内易堵塞区域．通过改变挡水件底部拐角的形状，提高开阔区流速，改进后的流道流态指数由0.4428变为0.4512，而其颗粒通过率由0.639提高到0.967，最大颗粒沉积率由0.364降低到0.092。改进后的流道在保证其有良好的水力性能条件下，提高了抗堵性能。