基于射流三通的滴灌灌水器抗堵塞性能研究
发布时间：2021-01-27 12:48
脉冲滴灌是一种灌水均匀度高、抗堵塞能力强的灌溉技术,是提高低压滴灌与地下滴灌抗堵塞能力及灌水均匀性的有效途径。现有脉冲滴灌系统通过单片机、变频柜和编程控制器实现的一种波动水压形成的脉冲滴灌系统,但造价高、可靠性及持久性难以保证,使用维护较为复杂,限制了脉冲滴灌技术的推广与应用。本文结合前人基于射流附壁原理设计的一种能产生脉冲水流的毛管射流三通,对射流三通产生的脉冲波进行研究,基于4种高频脉冲波和4种低频脉冲波,对颗粒物沉积最大浓度和颗粒轨迹的变化进行对比研究,并开展短周期与长周期条件下,射流三通与恒压条件对灌水器的抗堵塞对比试验。分析射流三通的抗堵塞机理与抗堵塞适用范围。主要研究内容和结论如下:（1）通过开展射流三通与恒压下滴头的水力性能试验,研究射流三通产生的脉冲水流波形,发现脉冲波形与正弦波形较吻合,说明可将正弦波作为射流三通的脉冲波进行模拟试验;通过CFD单相流模拟试验,发现模拟条件下,射流三通和恒压条件下灌水器的流态指数值均低于实测值;试验条件下,射流三通的灌水器流态指数低于恒压条件,且相同条件下射流三通的灌水器流量低于恒压条件,说明射流三通产生的脉冲水流能够降低灌水器的流态指...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 选题依据及意义
1.2 脉冲滴灌研究理论与现状
1.2.1 国内外研究现状
1.3 存在问题
1.4 研究内容
1.5 研究方法
第二章 脉冲条件下的灌水器水沙两相流数值模拟计算方法
2.1 数值模拟
2.1.1 几何模型
2.1.2 数学模型
2.1.3 湍流模型
2.1.4 离散相模型
2.1.5 网格分析
2.1.6 计算区域及边界条件
2.2 小结
第三章 基于脉冲水压的灌水器流道水沙运动数值模拟
3.1 射流三通波条件下的灌水器水力性能研究
3.1.1 脉冲水压的产生
3.1.2 灌水器物理模型的建立
3.1.3 灌水器流量与压力特性
3.2 基于高频脉冲波的灌水器流道水流运动数值模拟
3.2.1 高频脉冲条件下灌水器流道内水流瞬时速度
3.2.2 高频脉冲条件下灌水器流道内压力场的变化过程
3.2.3 高频脉冲波条件下灌水器流道内水流速度场变化过程
3.2.4 灌水器主流区水流速度
3.2.5 灌水器漩涡区水流速度
3.3 基于高频与低频脉冲波的灌水器水沙两相流模拟试验
3.3.1 高频与低频脉冲波对最大颗粒浓度的影响
3.3.2 颗粒直径与最大颗粒浓度的关系
3.4 高频波条件下灌水器流道内颗粒浓度瞬时变化过程
3.5 高频与低频脉冲波条件下灌水器流道内沙粒运动特性分析
3.5.1 不同波形对颗粒的运动分析
3.5.2 颗粒沉积区
3.5.3 高频射流三通波条件下不同直径颗粒的运动特性分析
3.5.4 高频射流三通波条件下不同密度颗粒的运动特性分析
3.6 小结
第四章 射流三通对滴灌灌水器抗堵塞影响试验
4.1 基于射流三通的灌水器堵塞评价指标与方法
4.1.1 灌水均匀系数
4.1.2 平均相对流量
4.2 试验材料与方法
4.2.1 试验目的
4.2.2 试验装置与试验材料介绍
4.2.3 试验设计与方法
4.3 泥沙级配组合堵塞试验
4.3.1 试验步骤
4.3.2 测试方法
4.3.3 评价指标
4.4 短周期条件下泥沙级配对滴头流量的影响
4.4.1 100kPa进口压力
4.4.2 75kPa进口压力
4.4.3 50kPa进口压力
4.5 射流三通的抗堵塞特性分析
4.5.1 灌水器的实测平均流量
4.5.2 进口压力与振幅的关系
4.5.3 不同压力条件下含沙量级配与灌水次数的关系
4.6 长周期条件下射流三通的抗堵塞性能
4.7 小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 创新点
5.3 展望
参考文献
致谢
硕士学位期间参加的科研项目和发表的论文
本文编号：3003072
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 选题依据及意义
1.2 脉冲滴灌研究理论与现状
1.2.1 国内外研究现状
1.3 存在问题
1.4 研究内容
1.5 研究方法
第二章 脉冲条件下的灌水器水沙两相流数值模拟计算方法
2.1 数值模拟
2.1.1 几何模型
2.1.2 数学模型
2.1.3 湍流模型
2.1.4 离散相模型
2.1.5 网格分析
2.1.6 计算区域及边界条件
2.2 小结
第三章 基于脉冲水压的灌水器流道水沙运动数值模拟
3.1 射流三通波条件下的灌水器水力性能研究
3.1.1 脉冲水压的产生
3.1.2 灌水器物理模型的建立
3.1.3 灌水器流量与压力特性
3.2 基于高频脉冲波的灌水器流道水流运动数值模拟
3.2.1 高频脉冲条件下灌水器流道内水流瞬时速度
3.2.2 高频脉冲条件下灌水器流道内压力场的变化过程
3.2.3 高频脉冲波条件下灌水器流道内水流速度场变化过程
3.2.4 灌水器主流区水流速度
3.2.5 灌水器漩涡区水流速度
3.3 基于高频与低频脉冲波的灌水器水沙两相流模拟试验
3.3.1 高频与低频脉冲波对最大颗粒浓度的影响
3.3.2 颗粒直径与最大颗粒浓度的关系
3.4 高频波条件下灌水器流道内颗粒浓度瞬时变化过程
3.5 高频与低频脉冲波条件下灌水器流道内沙粒运动特性分析
3.5.1 不同波形对颗粒的运动分析
3.5.2 颗粒沉积区
3.5.3 高频射流三通波条件下不同直径颗粒的运动特性分析
3.5.4 高频射流三通波条件下不同密度颗粒的运动特性分析
3.6 小结
第四章 射流三通对滴灌灌水器抗堵塞影响试验
4.1 基于射流三通的灌水器堵塞评价指标与方法
4.1.1 灌水均匀系数
4.1.2 平均相对流量
4.2 试验材料与方法
4.2.1 试验目的
4.2.2 试验装置与试验材料介绍
4.2.3 试验设计与方法
4.3 泥沙级配组合堵塞试验
4.3.1 试验步骤
4.3.2 测试方法
4.3.3 评价指标
4.4 短周期条件下泥沙级配对滴头流量的影响
4.4.1 100kPa进口压力
4.4.2 75kPa进口压力
4.4.3 50kPa进口压力
4.5 射流三通的抗堵塞特性分析
4.5.1 灌水器的实测平均流量
4.5.2 进口压力与振幅的关系
4.5.3 不同压力条件下含沙量级配与灌水次数的关系
4.6 长周期条件下射流三通的抗堵塞性能
4.7 小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 创新点
5.3 展望
参考文献
致谢
硕士学位期间参加的科研项目和发表的论文
本文编号：3003072
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