渐缩—突扩流道水力特性研究
发布时间：2021-02-27 15:20
滴头是滴灌系统的关键部件,流道设计是其核心技术。为了揭示滴头流道内的水流运动规律,提出一种渐缩-突扩的流道结构;以三角形、圆形和流线型作为收缩段形状因素,结合流道收缩后最小断面尺寸和放大比例等作为试验因素,进行了3因素3水平正交试验设计;建立了流道的CFD模型,利用fluent软件进行数值计算,对不同正交试验处理下的流道内部流场进行了研究。以滴头流量为评价指标,探讨了以上各因素对流量的影响,分析了流道不同断面位置处的能量及其变化规律。结果表明,对于渐缩-突扩流道结构:1)在10 m水头条件下,试验各因素均对滴头流量产生影响,其中流道尺寸比例系数对流量的影响最大,流道内的形状和边壁距离影响不显著。流道的过流能力可用以上参数的多元线性回归方程定量表示;2)渐缩-突扩流道结构的流态指数在0.4940.509之间,属孔口出流;试验的3种因素对流态指数x的影响由大到小依次为:尺寸比例系数、形状、边壁距离,但均达不到显著水平;3)流道内水流的雷诺数Re的范围为6146915,局部水头损失系数在2.110.6之间。对于多个渐缩-突扩流...
【文章来源】：华北水利水电大学河南省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 研究的背景、目的及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究目的及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 滴头结构形式的发展
1.2.2 滴头内部的流态分析
1.2.3 滴头水力特性研究的现状
1.3 研究存在问题
1.4 研究的对象、内容及技术路线
1.4.1 研究对象
1.4.2 研究内容
1.4.3 技术路线
1.5 研究思路
2 试验设计与方法
2.1 试验与方法
2.1.1 试验设计
2.1.2 试验方法
2.1.3 试验组次安排
2.2 滴头水力特性数值模拟
2.2.1 控制方程
2.2.2 湍流模型
2.2.3 计算域及网格划分
2.2.4 数值方法及边界条件
2.3 数据分析
2.3.1 滴头放大模型与滴头原型q-h关系相似性分析
2.3.2 滴头流态指数和流量系数的计算
3 渐缩-突扩流道结构下的水流流态及水头损失
3.1 灌水器流道的构建
3.1.1 流道结构
3.1.2 流道结构参数
3.1.3 网格划分及边界条件
3.2 结果与分析
3.2.1 流道结构参数对滴头流量的影响
3.2.2 流道结构参数对流态指数的影响
3.2.3 滴头流量与流道结构参数的线性回归分析
3.2.4 流道内水流流态以及消能效果
3.3 本章小结
4 多个渐缩-突扩结构下的水流流态及水头损失
4.1 多个渐缩-突扩结构的流道结构构建
4.2 结果与分析
4.2.1 流道结构参数对滴头流量的影响
4.2.2 流道结构参数对流态指数的影响
4.2.3 滴头流量与流道结构参数的线性回归分析
4.2.4 流态指数与流道结构参数的线性回归分析
4.3 模型验证
4.3.1 放大模型与滴头原型压力-流量关系相似性分析
4.3.2 放大模型与滴头原型各出口压力关系相似性分析
4.4 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
攻读硕士学位期间参加的科研实践及发表的论文
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Fluent软件的滴灌双向流流道灌水器水力性能数值模拟[J]. 田济扬,白丹,于福亮,王新端,郭霖. 农业工程学报. 2014(20)
[2]分流式灌水器结构优化设计与试验[J]. 苑伟静,魏正英,楚华丽,马胜利. 农业工程学报. 2014(17)
[3]滴灌双向流流道灌水器水力特性分析[J]. 田济扬,白丹,任长江,王新端. 农业工程学报. 2013(20)
[4]滴灌三角形迷宫滴头水力性能稳健性分析[J]. 刘春景,唐敦兵,何华,陈兴强. 农业机械学报. 2013(01)
[5]矩形迷宫式滴灌灌水器的模拟研究[J]. 张琴,叶含春,管瑶. 农机化研究. 2012(01)
[6]三角形迷宫流道滴灌灌水器结构参数及水力特性研究[J]. 郭霖,白丹,程鹏,周文. 中国水能及电气化. 2011(10)
[7]中国未来水资源情势与管理需求[J]. 王浩. 世界环境. 2011(02)
[8]滴灌梯形迷宫滴头流道水力性能的响应曲面法优化[J]. 刘春景,唐敦兵,郑加强,周宏平. 农业工程学报. 2011(02)
[9]低压滴灌条件下提高系统灌水均匀度的途径探讨[J]. 范兴科,吴普特,牛文全,张林,王芳. 灌溉排水学报. 2008(01)
[10]分形流道设计及几何参数对滴头水力性能的影响[J]. 李云开,杨培岭,任树梅,雷显龙,吴显斌,管孝艳. 机械工程学报. 2007(07)
博士论文
[1]滴头分形流道设计及其流动特性的试验研究与数值模拟[D]. 李云开.中国农业大学 2005
本文编号：3054422
【文章来源】：华北水利水电大学河南省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 研究的背景、目的及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究目的及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 滴头结构形式的发展
1.2.2 滴头内部的流态分析
1.2.3 滴头水力特性研究的现状
1.3 研究存在问题
1.4 研究的对象、内容及技术路线
1.4.1 研究对象
1.4.2 研究内容
1.4.3 技术路线
1.5 研究思路
2 试验设计与方法
2.1 试验与方法
2.1.1 试验设计
2.1.2 试验方法
2.1.3 试验组次安排
2.2 滴头水力特性数值模拟
2.2.1 控制方程
2.2.2 湍流模型
2.2.3 计算域及网格划分
2.2.4 数值方法及边界条件
2.3 数据分析
2.3.1 滴头放大模型与滴头原型q-h关系相似性分析
2.3.2 滴头流态指数和流量系数的计算
3 渐缩-突扩流道结构下的水流流态及水头损失
3.1 灌水器流道的构建
3.1.1 流道结构
3.1.2 流道结构参数
3.1.3 网格划分及边界条件
3.2 结果与分析
3.2.1 流道结构参数对滴头流量的影响
3.2.2 流道结构参数对流态指数的影响
3.2.3 滴头流量与流道结构参数的线性回归分析
3.2.4 流道内水流流态以及消能效果
3.3 本章小结
4 多个渐缩-突扩结构下的水流流态及水头损失
4.1 多个渐缩-突扩结构的流道结构构建
4.2 结果与分析
4.2.1 流道结构参数对滴头流量的影响
4.2.2 流道结构参数对流态指数的影响
4.2.3 滴头流量与流道结构参数的线性回归分析
4.2.4 流态指数与流道结构参数的线性回归分析
4.3 模型验证
4.3.1 放大模型与滴头原型压力-流量关系相似性分析
4.3.2 放大模型与滴头原型各出口压力关系相似性分析
4.4 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
攻读硕士学位期间参加的科研实践及发表的论文
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Fluent软件的滴灌双向流流道灌水器水力性能数值模拟[J]. 田济扬,白丹,于福亮,王新端,郭霖. 农业工程学报. 2014(20)
[2]分流式灌水器结构优化设计与试验[J]. 苑伟静,魏正英,楚华丽,马胜利. 农业工程学报. 2014(17)
[3]滴灌双向流流道灌水器水力特性分析[J]. 田济扬,白丹,任长江,王新端. 农业工程学报. 2013(20)
[4]滴灌三角形迷宫滴头水力性能稳健性分析[J]. 刘春景,唐敦兵,何华,陈兴强. 农业机械学报. 2013(01)
[5]矩形迷宫式滴灌灌水器的模拟研究[J]. 张琴,叶含春,管瑶. 农机化研究. 2012(01)
[6]三角形迷宫流道滴灌灌水器结构参数及水力特性研究[J]. 郭霖,白丹,程鹏,周文. 中国水能及电气化. 2011(10)
[7]中国未来水资源情势与管理需求[J]. 王浩. 世界环境. 2011(02)
[8]滴灌梯形迷宫滴头流道水力性能的响应曲面法优化[J]. 刘春景,唐敦兵,郑加强,周宏平. 农业工程学报. 2011(02)
[9]低压滴灌条件下提高系统灌水均匀度的途径探讨[J]. 范兴科,吴普特,牛文全,张林,王芳. 灌溉排水学报. 2008(01)
[10]分形流道设计及几何参数对滴头水力性能的影响[J]. 李云开,杨培岭,任树梅,雷显龙,吴显斌,管孝艳. 机械工程学报. 2007(07)
博士论文
[1]滴头分形流道设计及其流动特性的试验研究与数值模拟[D]. 李云开.中国农业大学 2005
本文编号：3054422
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/nygclw/3054422.html
