支管射流脉冲三通结构优化与灌水小区水力性能研究
发布时间：2021-03-26 06:32
脉冲滴灌不仅具有节约水量、灌水均匀、增产、适应强的优点,而且抗堵塞能力强、灌水均匀度高。目前对较低频率（0.0160.200 Hz）的电子脉冲滴灌研究较多,而对较高频率（2.5 Hz以上）的脉冲滴灌研究较少,尤其对支管射流脉冲三通水力性能尚未有系统的研究。本文采用了较为科学客观的方法,对前人研究的支管射流脉冲三通进行了结构优化,能够依靠自身结构产生2.223.05 Hz的脉冲水流。支管射流脉冲三通与毛管射流脉冲三通、支毛管普通T型三通匹配组合,构建了4个灌水小区。通过分析各灌水小区在不同支管三通进口压力下的水力性能,确定了灌水小区中支毛管三通的最优组合方式,对于促进滴灌技术的理论研究与推广应用有重要的科学与实用价值。本文主要研究内容与结论如下:（1）选取喷嘴宽度、位差、劈距、劈尖半径和夹壁倾角为5个主要影响因素,每个因素4水平。通过正交设计方法构建了16组模型并进行数值模拟计算,边界条件设定为进口压力100 kPa。将评价指标计算结果进行标准化处理,利用多因素综合评分法将多因素评价指标转化成单一指标进行分析。结果表明,第11组支管射流脉冲三通...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
孔口壁面附壁射流Fig.2.1Nearplanewalljet
江苏大学硕士学位论文11图2.5支管射流脉冲三通三维结构图Fig.2.5Threedimensionalstructureofbranchjetpulsetee2.3.2数学模型支管射流脉冲三通中的介质为常温水，从射流脉冲三通射出的高速水流可视为掺气散裂流，其中存在水—气交界面，如果含气量不高，可以将射流视为不可压缩液体。本章针对支管射流脉冲三通内部的三维流动问题建立流场控制方程。1、连续方程对于不可压缩流体，根据质量守恒定律，可得到流动控制的连续性方程，其方程如下所示：0zvyvxvxyz(2.1)式中：xv、yv、zv分别为x、y、z三个坐标上的速度分量，m/s。2、动量方程动量守恒定律，其守恒方程为：wvuSxPgradwdivuwdivtwSxPgradvdivuvdivtvSxPgradudivuudivtu)()()()()()()()()((2.2)
支管射流脉冲三通结构优化与灌水小区水力性能研究16单，无扭转曲面等复杂结构，因此采用非结构网格划分。根据支管射流脉冲三通结构尺寸与实际工程应用要求，选择网格的最大高度为2，生成的网格总数约为103万，网格质量为0.34，网格划分如图3.1所示。图3.1射流脉冲三通网格划分Fig.3.1Gridsdividingofjetpulsetee表3.2正交设计方案Tab.3.2Orthogonaldesignscheme试验号喷嘴宽度/mm劈距H/mm劈尖半径r/mm位差s/mm侧壁倾角β/°1111112122223133334144445212346221437234128243219313421032431113312412342131341423144231415432411644132
【参考文献】：
期刊论文
[1]滴灌灌水均匀系数与灌水量对土壤水分分布及温室番茄产量的影响[J]. 梁博惠,牛文全,郭丽丽,王愉乐,王京伟. 中国生态农业学报(中英文). 2020(02)
[2]微喷带雷诺数与沿程水头损失试验研究[J]. 吴西杰,蒋冠宇,陈弘. 南方农机. 2019(21)
[3]射流元件附壁流场计算及其分析[J]. 许福东,董立,谭超. 现代机械. 2019(04)
[4]支毛管安装射流三通的滴灌系统水力性能研究[J]. 王新坤,薛子龙,肖思强,樊二东,徐胜荣,王轩,张晨曦. 农业工程学报. 2019(08)
[5]基于喷嘴宽度对射流三通水力性能试验与模拟[J]. 樊二东,王新坤,肖思强,徐胜荣,王轩,张晨曦,薛子龙. 排灌机械工程学报. 2018(09)
[6]滴灌系统灌水器堵塞机理与控制方法研究进展[J]. 李云开,周博,杨培岭. 水利学报. 2018(01)
[7]肥料类型及浓度对水肥一体化浑水滴灌滴头输沙能力的影响[J]. 官雅辉,牛文全,刘璐,李学凯,张文倩. 农业工程学报. 2018(01)
[8]Decomposition characteristics of organic materials and their effects on labile and recalcitrant organic carbon fractions in a semi-arid soil under plastic mulch and drip irrigation[J]. HU Juan,WU Jinggui,QU Xiaojing. Journal of Arid Land. 2018(01)
[9]中国水资源利用的时空分布格局探究[J]. 尹上岗,马志飞,黄萍,吴启焰. 华中师范大学学报(自然科学版). 2017(06)
[10]射流附壁振荡器能效分析与提升[J]. 邹久朋,刘学武,程蛟,李俊龙. 大连理工大学学报. 2017(03)
博士论文
[1]硬水滴灌灌水器堵塞特性和机理研究[D]. 刘燕芳.西北农林科技大学 2018
[2]动态水压下迷宫流道内水沙运动特性研究[D]. 郑超.西北农林科技大学 2018
[3]引黄滴灌系统泥沙逐级调控机制及方法研究[D]. 冯吉.中国农业大学 2017
[4]工作水压对滴灌灌水器水力性能影响规律的研究[D]. 芦刚.华中科技大学 2010
硕士论文
[1]中国区域水资源承载力时空分布特征研究[D]. 白雅洁.兰州财经大学 2018
[2]滴灌支管射流三通与灌水小区脉冲水力特性研究[D]. 肖思强.江苏大学 2018
[3]动态水压滴灌条件下土壤水分运移特性研究[D]. 徐尧权.西北农林科技大学 2017
[4]射流脉冲三通振荡特性影响因素研究[D]. 杨玉超.江苏大学 2016
[5]A公司高效节水灌溉设备生产项目评价及实施策略[D]. 崔岚.吉林大学 2014
[6]正反馈式射流振荡器性能研究及应用[D]. 杨军.大连理工大学 2008
[7]滴头水力性能与抗堵塞性能试验研究[D]. 王建东.中国农业大学 2004
本文编号：3101138
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
孔口壁面附壁射流Fig.2.1Nearplanewalljet
江苏大学硕士学位论文11图2.5支管射流脉冲三通三维结构图Fig.2.5Threedimensionalstructureofbranchjetpulsetee2.3.2数学模型支管射流脉冲三通中的介质为常温水，从射流脉冲三通射出的高速水流可视为掺气散裂流，其中存在水—气交界面，如果含气量不高，可以将射流视为不可压缩液体。本章针对支管射流脉冲三通内部的三维流动问题建立流场控制方程。1、连续方程对于不可压缩流体，根据质量守恒定律，可得到流动控制的连续性方程，其方程如下所示：0zvyvxvxyz(2.1)式中：xv、yv、zv分别为x、y、z三个坐标上的速度分量，m/s。2、动量方程动量守恒定律，其守恒方程为：wvuSxPgradwdivuwdivtwSxPgradvdivuvdivtvSxPgradudivuudivtu)()()()()()()()()((2.2)
支管射流脉冲三通结构优化与灌水小区水力性能研究16单，无扭转曲面等复杂结构，因此采用非结构网格划分。根据支管射流脉冲三通结构尺寸与实际工程应用要求，选择网格的最大高度为2，生成的网格总数约为103万，网格质量为0.34，网格划分如图3.1所示。图3.1射流脉冲三通网格划分Fig.3.1Gridsdividingofjetpulsetee表3.2正交设计方案Tab.3.2Orthogonaldesignscheme试验号喷嘴宽度/mm劈距H/mm劈尖半径r/mm位差s/mm侧壁倾角β/°1111112122223133334144445212346221437234128243219313421032431113312412342131341423144231415432411644132
【参考文献】：
期刊论文
[1]滴灌灌水均匀系数与灌水量对土壤水分分布及温室番茄产量的影响[J]. 梁博惠,牛文全,郭丽丽,王愉乐,王京伟. 中国生态农业学报(中英文). 2020(02)
[2]微喷带雷诺数与沿程水头损失试验研究[J]. 吴西杰,蒋冠宇,陈弘. 南方农机. 2019(21)
[3]射流元件附壁流场计算及其分析[J]. 许福东,董立,谭超. 现代机械. 2019(04)
[4]支毛管安装射流三通的滴灌系统水力性能研究[J]. 王新坤,薛子龙,肖思强,樊二东,徐胜荣,王轩,张晨曦. 农业工程学报. 2019(08)
[5]基于喷嘴宽度对射流三通水力性能试验与模拟[J]. 樊二东,王新坤,肖思强,徐胜荣,王轩,张晨曦,薛子龙. 排灌机械工程学报. 2018(09)
[6]滴灌系统灌水器堵塞机理与控制方法研究进展[J]. 李云开,周博,杨培岭. 水利学报. 2018(01)
[7]肥料类型及浓度对水肥一体化浑水滴灌滴头输沙能力的影响[J]. 官雅辉,牛文全,刘璐,李学凯,张文倩. 农业工程学报. 2018(01)
[8]Decomposition characteristics of organic materials and their effects on labile and recalcitrant organic carbon fractions in a semi-arid soil under plastic mulch and drip irrigation[J]. HU Juan,WU Jinggui,QU Xiaojing. Journal of Arid Land. 2018(01)
[9]中国水资源利用的时空分布格局探究[J]. 尹上岗,马志飞,黄萍,吴启焰. 华中师范大学学报(自然科学版). 2017(06)
[10]射流附壁振荡器能效分析与提升[J]. 邹久朋,刘学武,程蛟,李俊龙. 大连理工大学学报. 2017(03)
博士论文
[1]硬水滴灌灌水器堵塞特性和机理研究[D]. 刘燕芳.西北农林科技大学 2018
[2]动态水压下迷宫流道内水沙运动特性研究[D]. 郑超.西北农林科技大学 2018
[3]引黄滴灌系统泥沙逐级调控机制及方法研究[D]. 冯吉.中国农业大学 2017
[4]工作水压对滴灌灌水器水力性能影响规律的研究[D]. 芦刚.华中科技大学 2010
硕士论文
[1]中国区域水资源承载力时空分布特征研究[D]. 白雅洁.兰州财经大学 2018
[2]滴灌支管射流三通与灌水小区脉冲水力特性研究[D]. 肖思强.江苏大学 2018
[3]动态水压滴灌条件下土壤水分运移特性研究[D]. 徐尧权.西北农林科技大学 2017
[4]射流脉冲三通振荡特性影响因素研究[D]. 杨玉超.江苏大学 2016
[5]A公司高效节水灌溉设备生产项目评价及实施策略[D]. 崔岚.吉林大学 2014
[6]正反馈式射流振荡器性能研究及应用[D]. 杨军.大连理工大学 2008
[7]滴头水力性能与抗堵塞性能试验研究[D]. 王建东.中国农业大学 2004
本文编号：3101138
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