基于Workbench水肥一体化设备吸肥机构的研究

发布时间：2017-07-15 09:02

  本文关键词：基于Workbench水肥一体化设备吸肥机构的研究

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【摘要】：我国是一个水资源大国,同时也是一个缺水少水的国家。据统计,我国水资源人均占有量不足世界人均占有量的1/4。作为一个农业大国,我国农业用水量占全国用水总量的一半以上。其中,灌溉用水就占到了农业总用水量的90%以上。因此,高效的利用水资源灌溉农田,就成为一个节本增效的有利措施。当前人们灌溉作物的方式主要有：渠灌、喷灌、滴灌等。传统的水渠灌溉对水资源的利用率较低,对水资源产生很大的浪费。针对现在农业种植方式多采用温室大棚,喷灌和滴灌技术就得到很好发展契机。国内较为先进的灌溉设备是水肥一体化智能灌溉系统,它可以对作物实行精准灌溉。在欧洲的芬兰等国,对微喷灌技术较为重视。目前,该技术的普及率已达到全国种植面积的90%以上。而我国的微喷灌技术还占不到全国耕种面积的10%。由此看来,该技术在我国有广阔的发展前景。我国在水肥一体化技术的研发上投入了较大的力度与政策支持,但设备在使用中容易出现吸肥工况不稳定的问题。针对该现状,本课题基于我国微喷灌技术的发展现状,对现有的灌溉设备进行对比阐述,针对水肥一体化设备的原理、工作流程做了详细的分析说明。并在实际工作条件下,针对水肥一体化设备在实际灌溉作业时出现的水肥利用效率不稳定等情况进行分析,得出吸肥效果的影响因素。本文使用的方法是首先使用Creo软件建立吸肥机构(文丘里管)的三维实体模型。再通过Ansys Workbench中的CFX对其进行流场数值分析。本文的重点是对文丘里管数目增加后,由于迭代产生的影响,对比其吸附腔入口的吸肥流量大小的变化,建立有效的参考模型。为该设备在实际灌溉作业时,针对不同的作业区仍可保证良好的灌溉效果。
【关键词】：文丘里管 灌溉 Ansys Workbench CFX
【学位授予单位】：西安工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S224.2
【目录】：

• 摘要2-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 课题的研究背景及应用价值8-9
• 1.1.1 研究背景8-9
• 1.1.2 应用价值9
• 1.2 国内外的发展现状9-13
• 1.2.1 国外水肥一体化设备发展现状9-10
• 1.2.2 国内水肥一体化设备发展现状10-13
• 1.3 主要研究内容13-14
• 1.3.1 研究目的13
• 1.3.2 研究内容13
• 1.3.3 研究方案13-14
• 1.4 本章小结14-15
• 2 水肥一体化设备原理及工作流程15-19
• 2.1 水肥一体化设备简介15-16
• 2.2 设备原理及工作流程16-18
• 2.2.1 水肥一体化设备原理16-17
• 2.2.2 吸肥机构的原理及工作流程17-18
• 2.3 本章小结18-19
• 3 基于Ansys Workbench文丘里管流场模拟分析19-37
• 3.1 Ansys workbench软件简介19-22
• 3.1.1 流体分析软件简介20-21
• 3.1.2 CFX的发展及应用领域21-22
• 3.2 基于CFX文丘里管吸肥能力分析流程22-25
• 3.2.1 物理模型22
• 3.2.2 数学模型22-25
• 3.3 求解参数设定25-33
• 3.3.1 网格25-26
• 3.3.2 粘温模型26-28
• 3.3.3 边界条件28-32
• 3.3.4 求解控制32-33
• 3.4 文丘里管流场模拟分析结果33-35
• 3.5 后处理35-36
• 3.6 本章小结36-37
• 4 文丘里管叠加试验仿真分析37-49
• 4.1 文丘里管叠加试验37-45
• 4.1.1 两管叠加实验分析37-39
• 4.1.2 三管叠加实验分析39-41
• 4.1.3 四管叠加实验分析41-43
• 4.1.4 五管叠加实验分析43-45
• 4.2 结果分析45-48
• 4.2.1 吸肥压强结果分析45-46
• 4.2.2 吸肥流量结果分析46-48
• 4.3 本章小结48-49
• 5 灌溉设备工况仿真分析49-54
• 5.1 模型选择49
• 5.2 流场运动分析49-53
• 5.2.1 速度流线图分析50-51
• 5.2.2 压强云图分析51-52
• 5.2.3 速度云图分析52-53
• 5.3 本章小结53-54
• 6 吸肥机构工作实验54-57
• 6.1 试验目的54
• 6.2 试验材料54
• 6.3 试验方法54-55
• 6.4 试验结果与分析55-56
• 6.5 本章小结56-57
• 7 结论与展望57-59
• 7.1 结论57-58
• 7.2 展望58-59
• 参考文献59-62
• 致谢62-64

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