滴灌系统灌水器流场特性及抗堵性能研究

发布时间：2021-05-11 11:39

　　灌水器的水力性能和抗堵性能是评价流道结构设计优劣的重要指标,并与其流道流场特性直接相关,本文基于计算流体动力学（CFD）研究了内镶式灌水器流道内流场,分析了不同壁面函数和网格划分方案对流场模拟结果的影响,发现采用加强壁面处理并设置边界层的方式得到的流场模拟结果,在近壁处具备更大的流场速度,涡流强度也会更高。通过CFD模拟,对内镶式锯齿形灌水器成型加工时产生的脱模斜度和齿尖圆角的形状特征与其水力性能之间的联系进行了研究。同时对内镶式三角形灌水器的流道形状提取相应的几何参数,分析了形状参数对其水力性能的影响。结果表明:内镶式锯齿形灌水器流道齿尖圆角的增大会导致出口流量和流态指数的增大,具有2-4°脱模斜度能够减小其流态指数。内镶式三角形灌水器的出口流量随着流道高度增加、齿尖圆角增大、齿尖角度减小和齿尖距离减小而增大,脱模斜度对出口流量的影响较小;灌水器的流态指数随齿尖圆角的减小而减小,随脱模斜度、齿尖角度和齿尖距离的增大而减小,流态指数对流道高度的变化并不敏感。采用离散相模型（DPM）,利用固液耦合的方式对灌水器内颗粒运动进行模拟,发现直径较小的颗粒随动性较好,易进入涡流区域,并在流场内具... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 灌水器流场数值模拟
        1.2.2 灌水器颗粒运动数值模拟
        1.2.3 灌水器形状参数对水力性能的影响
        1.2.4 灌水器流场可视化
    1.3 存在的问题
    1.4 论文研究的主要内容
2 内镶式灌水器流道内流场分析
    2.1 流场模拟前处理
        2.1.1 内镶式锯齿形灌水器结构
        2.1.2 湍流模型与壁面函数
        2.1.3 网格划分方案
        2.1.4 边界条件设置
    2.2 流场模拟结果与分析
        2.2.1 壁面函数选取和网格划分方案结果分析
        2.2.2 壁面函数选取和网格划分方案选择
    2.3 本章小结
3 内镶式灌水器流道形状参数对其水力性能的影响
    3.1 内镶式锯齿形灌水器成型加工形状参数对水力性能的影响
        3.1.1 成型加工形状参数
        3.1.2 成型加工形状参数对其水力性能的影响分析
    3.2 内镶式三角形灌水器形状参数对其水力性能影响
        3.2.1 形状参数定义
        3.2.2 形状参数对水力性能的影响分析
    3.3 本章小结
4 灌水器内颗粒运动轨迹模拟分析
    4.1 离散相模型的理论
    4.2 离散相模型的参数设置
    4.3 离散相模型计算收敛情况
    4.4 离散相模型模拟结果与分析
        4.4.1 颗粒运动轨迹分析
        4.4.2 颗粒浓度分布
    4.6 平板型灌水器与圆弧型灌水器的抗堵性能分析
        4.6.1 两类灌水器的结构
        4.6.2 离散相模拟结果及分析
    4.7 本章小结
5 灌水器水力性能实验和可视化实验
    5.1 四板式平板型流道结构水力性能与可视化实验
        5.1.1 实验装置
        5.1.2 实验方案
        5.1.3 实验结果与分析
    5.2 内镶式三角形灌水器水力性能实验
        5.2.1 实验装置
        5.2.2 实验方案
        5.2.3 实验结果与分析
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3181341