喷灌双向流稳流器及支管水力性能研究

发布时间：2021-12-22 08:05

　　结合室内试验、数值模拟和理论分析互相结合的方法,对喷灌双向流稳流器水力性能及其对喷灌支管水力性能的影响展开研究,对提高喷灌灌水质量和经济效益,具有一定的指导意义。主要研究成果如下:(1)制作2种结构参数不同的双向流稳流器,安装于喷头进口前,通过试验对比分析双向流稳流器对喷头水力性能的影响;计算这2种双向流稳流器的内部能量消耗。结果表明:安装双向流稳流器后喷头流态指数分别为0.43、0.46,相比未安装双向流稳流器时喷头的流态指数(0.55)明显降低,水力性能显著提高;2种双向流稳流器前后端的最大压力差分别为15.61%、7.5 8%,可提高喷头水力性能。(2)在使用FLUENT软件对双向流稳流器进行数值模拟时,选取标准k-ε模型,网格尺寸定为0.4mm,试验结果与数值模拟结果的误差均小于3%。数值模拟研究结果表明:分水件与双向流稳流器边壁之间的距离对流态指数的影响最大,且为为正相关关系;分水装置与水平方向的夹角对流量系数的影响显著,为负相关关系。分析流道的压力场及速度场,双向流稳流器通过其内部过水断面的突缩和突扩部位以及正、反向2股水流之间的相互影响形成的对冲和混掺产生较大的局部水头损...

【文章来源】： 西安理工大学陕西省

【文章页数】：80 页

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 喷头研究进展
        1.2.2 稳流器研究进展
        1.2.3 稳流器数值模拟
        1.2.4 喷灌工程系统研究进展
    1.3 主要研究内容
    1.4 技术路线
2 喷灌双向流稳流器试验研究
    2.1 双向流稳流器结构设计与工作原理
        2.1.1 双向流稳流器结构
        2.1.2 双向流稳流器工作原理
        2.1.3 喷灌双向流稳流器支管水力模型
    2.2 双向流稳流器结构参数选取
    2.3 双向流稳流器试验测试系统与试验方法
        2.3.1 双向流稳流器水力性能试验测试系统
        2.3.2 试验方案
        2.3.4 试验过程
    2.4 试验结果分析
    2.5 本章小结
3 双向流稳流器数值模拟研究
    3.1 双向流稳流器数值模拟的理论基础
        3.1.1 流体力学基本理论
        3.1.2 双向流稳流器湍流模型的选取
    3.2 双向流稳流器数值模拟方法
        3.2.1 双向流稳流器水力性能数值模拟
        3.2.2 Gambit前处理
        3.2.3 Fluent模型的建立
    3.3 双向流稳流器数值模拟结果与试验值对比
        3.3.1 双向流稳流器网格的选取
        3.3.2 双向流稳流器湍流模型的确定
    3.4 本章小结
4 双向流稳流器数值模拟分析
    4.1 双向流稳流器结构参数对压力与流量的影响
        4.1.1 双向流稳流器数值模拟方案
        4.1.2 不同结构参数组合双向流稳流器流量分析
        4.1.3 不同结构双向流稳流器流量结果分析
    4.2 双向流稳流器压力场和速度场分析
        4.2.1 双向流稳流器压力场分析
        4.2.2 双向流稳流器速度场分析
    4.3 本章小结
5 喷灌双向流稳流器支管水力性能研究
    5.1 喷灌双向流稳流器支管系统组成
    5.2 喷灌双向流稳流器支管水力计算模型
    5.3 喷灌双向流稳流器支管最大长度
        5.3.1 支管坡度对支管长度的影响
        5.3.2 喷头间距对支管长度的影响
        5.3.3 支管管径对支管长度的影响
    5.4 喷灌双向流稳流器支管压力与流量对比
        5.4.1 支管坡度对压力和流量变化
        5.4.2 喷头间距对压力和流量变化
        5.4.3 支管管径对压力和流量变化
    5.5 部分安装双向流稳流器支管水力性能研究
        5.5.1 部分安装双向流稳流器支管水力计算模型
        5.5.2 支管部分安装双向流稳流器个数确定
    5.6 本章小结
6 结论与建议
    6.1 主要结论
    6.2 建议
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间主要研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]新型滴灌双向流道参数化设计研究 [J]. 王新端,白丹,郭霖,何靖.  西安理工大学学报. 2017(03)
[2]双向对冲流灌水器水力性能和消能机理模拟与验证 [J]. 郭霖,白丹,王新端,何靖,周文,程鹏.  农业工程学报. 2017(14)
[3]涌泉灌双向流流道稳流器工作机理与水力性能分析 [J]. 郭霖,白丹,王新端,何靖.  排灌机械工程学报. 2016(03)
[4]提高农业机械化水平促进农业可持续发展 [J]. 罗锡文,廖娟,胡炼,臧英,周志艳.  农业工程学报. 2016(01)
[5]灌溉系统直动式压力调节器动力学模型与数值模拟 [J]. 张琛,李光永.  农业工程学报. 2015(20)
[6]中国节水灌溉装备发展现状、问题、趋势与建议 [J]. 袁寿其,李红,王新坤.  排灌机械工程学报. 2015(01)
[7]轻便材质中心支轴式喷灌机关键技术研发 [J]. 李仰斌,谢崇宝,张国华,鲁少华,史少培,谢瑞环.  节水灌溉. 2014(11)
[8]基于Fluent的前混合磨料水射流高压管道流场的数值模拟 [J]. 刘力红,曹寒冰.  长春理工大学学报(自然科学版). 2014(05)
[9]双吸泵吸入室挡板的数值模拟和正交试验 [J]. 王洋,吕忠斌,曹璞钰,刘洁琼,梁龙一.  江苏大学学报(自然科学版). 2014(05)
[10]高速水射流集束性的数值模拟及试验研究 [J]. 陆金刚,龚辰,闫龙龙,杨敏官.  工程热物理学报. 2014(08)

博士论文
[1]非旋转低压折射式喷头水力性能理论研究及优化设计[D]. 张以升.西北农林科技大学. 2017
[2]变量喷洒可控域精确灌溉喷头及喷灌技术研究[D]. 韩文霆.西北农林科技大学. 2003

硕士论文
[1]双向流静态混合器的能耗与混合效果分析[D]. 庞博.西安理工大学. 2017
[2]中心支轴式喷灌机关键灌水组件开发及试验研究[D]. 蔡振华.中国农业机械化科学研究院. 2009
[3]膜片式微孔曝气生物反应器内流动与传质的研究[D]. 王正.江苏大学. 2006



本文编号：3546054