基于CFD-DEM迷宫流道灌水器水沙模拟与能耗分析
发布时间：2022-01-08 18:09
本文以迷宫流道灌水器为研究对象,结合间歇性短周期灌水试验,研究试验过程中灌水入口压力、灌水频率时间、灌水间隔天数对迷宫流道灌水器堵塞的影响,并采用LS-CWM激光粒度仪测定迷宫流道灌水器出口泥沙的级配变化,确定易造成灌水器堵塞的敏感粒径。同时应用CFD-DEM耦合计算方法建立迷宫流道堵塞机理分析的数学模型,分析不同压力下不同粒径沙粒在迷宫流道内的通过率情况、灌水器水力性能及各参数对内在能量消耗的方式进行理论分析。通过正交试验方法对颗粒运动和沉积规律进行实验研究,找出数值模拟取得理想状态下因素水平最优组合,为迷宫流道设计提供理论依据。本文的主要结论如下:（1）入口压力相同时,角度对灌水器内颗粒总通过率影响显著。粒径在0.0625-0.05mm范围时,角度对其通过率影响最大且显著,其余参数对通过率有影响但不具有显著性。粒径在0.05-0.0325mm时,各参数对通过率有影响但都不显著。入口压力不同时,随着压力的增加,通过率与压力成正相关关系。同时对流态指数进行正交分析,因素角度对流态指数有显著性影响,其余因素无显著性影响。各参数最优组合为:A4B4
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
流道结构示意图
图 2.2 流道网格示意图 Fig 2.2 Flow Path Grid Diagram 灌水器数值模拟设置 M 耦合计算方法，对所述问题进行模拟分析，文为 FLUENT12.0、EDEM2.1。学模型与计算模型的选取 寸微小，其范围在 0.5～1.2mm 之间，大小尺寸meli D 等[73]以长流道型灌水器为研究对象，分析诺数条件下流动；研究结果表明，Re＜2000 为滑紊流，Re＞4000 为全紊流。由于雷诺数的判别
图 3.4 工作压力为 50000(Pa)时流道压力图 Fig. 3.4 Flow channel pressure diagram under 50000Pa 从图 3.4 绘制出的 16 组迷宫流道灌水器在 50000（Pa）进口压力情内压力示意图可以看出，由于迷宫流道灌水器内部与外界没有进行灌水器内整个运动过程中所有能量的消耗都由系统内的压降提供。流道灌水器压力图中可以看出沿流道出口方向每个流道单元压力逐线性下降趋势。造成这种线性下降趋势的原因是迷宫流道灌水器复杂可转化成由相同的多个流道单元组成。这些相同的流道除了进口、出元具有相同的尺寸。运用圆管紊流理论[90]来解释迷宫流道灌水器内以得出各流道单元的压降大体相同，进而可以看出流道内水流的能耗性叠加规律。 .4.2 迷宫流道灌水器液相消能特性分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]农业节水措施[J]. 周世明,周雄. 科学种养. 2017(02)
[2]加氯及毛管冲洗控制再生水滴灌系统灌水器堵塞[J]. 宋鹏,李云开,李久生,裴旖婷. 农业工程学报. 2017(02)
[3]农业生产中滴灌与微灌的对比[J]. 高庆燕. 农民致富之友. 2017(01)
[4]双向对冲流滴灌灌水器水力性能与消能效果[J]. 郭霖,白丹,王新端,何靖,周文,程鹏. 农业工程学报. 2016(17)
[5]化学离子对再生水滴灌灌水器堵塞的影响[J]. 郝锋珍,李久生,王珍,栗岩峰. 节水灌溉. 2016(08)
[6]旱田节水灌溉技术研究[J]. 习永莉. 黑龙江科技信息. 2016(10)
[7]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)
[8]黄河水沉淀后水质对滴灌灌水器堵塞的影响[J]. 张晓晶,于健,马太玲,宋耀兴,卢俊平,杜慧慧,王凡. 干旱地区农业研究. 2016(02)
[9]中国节水农业科技创新面临的挑战及制约因素[J]. 山立,韩冰,邹宇峰. 世界农业. 2016(03)
[10]有涡和无涡流道迷宫灌水器水力性能比较[J]. 麻江峰,李治勤. 人民黄河. 2016(02)
博士论文
[1]滴灌系统灌水器生物堵塞特性、评估及机理研究[D]. 周博.中国农业大学 2016
[2]地下滴灌土壤水分运动特性与系统设计参数研究[D]. 仵峰.西北农林科技大学 2010
[3]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
硕士论文
[1]波动水压对灌水器水力性能影响的实验研究[D]. 王聪.华中科技大学 2011
[2]激光粒度测试算法研究[D]. 张艳春.西安工业大学 2010
本文编号：3577034
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
流道结构示意图
图 2.2 流道网格示意图 Fig 2.2 Flow Path Grid Diagram 灌水器数值模拟设置 M 耦合计算方法，对所述问题进行模拟分析，文为 FLUENT12.0、EDEM2.1。学模型与计算模型的选取 寸微小，其范围在 0.5～1.2mm 之间，大小尺寸meli D 等[73]以长流道型灌水器为研究对象，分析诺数条件下流动；研究结果表明，Re＜2000 为滑紊流，Re＞4000 为全紊流。由于雷诺数的判别
图 3.4 工作压力为 50000(Pa)时流道压力图 Fig. 3.4 Flow channel pressure diagram under 50000Pa 从图 3.4 绘制出的 16 组迷宫流道灌水器在 50000（Pa）进口压力情内压力示意图可以看出，由于迷宫流道灌水器内部与外界没有进行灌水器内整个运动过程中所有能量的消耗都由系统内的压降提供。流道灌水器压力图中可以看出沿流道出口方向每个流道单元压力逐线性下降趋势。造成这种线性下降趋势的原因是迷宫流道灌水器复杂可转化成由相同的多个流道单元组成。这些相同的流道除了进口、出元具有相同的尺寸。运用圆管紊流理论[90]来解释迷宫流道灌水器内以得出各流道单元的压降大体相同，进而可以看出流道内水流的能耗性叠加规律。 .4.2 迷宫流道灌水器液相消能特性分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]农业节水措施[J]. 周世明,周雄. 科学种养. 2017(02)
[2]加氯及毛管冲洗控制再生水滴灌系统灌水器堵塞[J]. 宋鹏,李云开,李久生,裴旖婷. 农业工程学报. 2017(02)
[3]农业生产中滴灌与微灌的对比[J]. 高庆燕. 农民致富之友. 2017(01)
[4]双向对冲流滴灌灌水器水力性能与消能效果[J]. 郭霖,白丹,王新端,何靖,周文,程鹏. 农业工程学报. 2016(17)
[5]化学离子对再生水滴灌灌水器堵塞的影响[J]. 郝锋珍,李久生,王珍,栗岩峰. 节水灌溉. 2016(08)
[6]旱田节水灌溉技术研究[J]. 习永莉. 黑龙江科技信息. 2016(10)
[7]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)
[8]黄河水沉淀后水质对滴灌灌水器堵塞的影响[J]. 张晓晶,于健,马太玲,宋耀兴,卢俊平,杜慧慧,王凡. 干旱地区农业研究. 2016(02)
[9]中国节水农业科技创新面临的挑战及制约因素[J]. 山立,韩冰,邹宇峰. 世界农业. 2016(03)
[10]有涡和无涡流道迷宫灌水器水力性能比较[J]. 麻江峰,李治勤. 人民黄河. 2016(02)
博士论文
[1]滴灌系统灌水器生物堵塞特性、评估及机理研究[D]. 周博.中国农业大学 2016
[2]地下滴灌土壤水分运动特性与系统设计参数研究[D]. 仵峰.西北农林科技大学 2010
[3]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
硕士论文
[1]波动水压对灌水器水力性能影响的实验研究[D]. 王聪.华中科技大学 2011
[2]激光粒度测试算法研究[D]. 张艳春.西安工业大学 2010
本文编号：3577034
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