田间电磁阀阀腔水流阻力特性和流动规律分析

发布时间：2021-08-22 03:38

　　为了研究田间电磁阀阀腔水流阻力特性和流动规律,对规格为DN110和DN125两种电磁阀阀腔进行了室内试验,同时采用RNG k-ε紊流模型对2种电磁阀阀腔水流流动进行了数值模拟,数值计算结果与试验结果吻合较好,DN110阀腔最大相对误差为20.2%,最小相对误差为6.7%;DN125阀腔最大相对误差为25.9%,最小相对误差为5.2%。在此基础上对5种规格为DN63、DN75、DN90、DN140和DN160电磁阀阀腔进行了数值模拟研究,利用数值计算结果,拟合得出流体流动进入阻力平方区,电磁阀阀腔局部阻力系数与管径的关系式。利用数值计算可视化分析,发现电磁阀阀体阻力损失主要在整个阀腔和下游管段,通过阀体水流能量损失的主要原因是阀腔内部存在漩涡、水流紊动以及水流撞击边壁等作用。 

【文章来源】：节水灌溉. 2020,(10)北大核心

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【部分图文】：

电磁阀实体

试验在新疆水利水电科学研究院农业节水大厅开展,试验布置如图2所示。试验过程中利用离心泵向管路中供水,管路中水流流量可以利用控制台设定,流量控制台主要通过变频器改变水泵转速,调节管路中的水流流量。压力测量采用精度为0.3级的SIN-P300扩散硅压力变送器测定。测压点分别布设在测试阀体上、下游10倍和20倍孔口处,通过流量控制台依次设定不同流量,记录不同流速下各测点的压力值。为了提高试验精确性,试验操作重复3次,试验数据取均值。2 数值模拟计算方法

根据阀体实测结构尺寸在Solidworks建立几何模型,图3所示为田间电磁阀阀体的几何模型。将绘制的模型导入GAMBIT中,进行网格划分,由于阀体结构较复杂,流体在阀体附近变化激烈,所以在阀体中心上、下游2D(D表示阀体内径,下同)范围内加密。加密部位采用以四面体网格形式为主,在适当位置包含六面体、锥形和楔形网格,其余部位采用结构化六面体网格。阀体网格划分及局部加密结果如图4所示。为保证数值模拟计算准确性,阀体的上、下游计算尺寸分别取40D和50D。DN110和DN125的电磁阀内径分别为102 mm和116 mm, DN110阀体网格划分生成的网格数为587 651,DN125阀体网格划分生成的网格数679 642。图4 阀体网格划分及局部加密


本文编号：3356921