低压灌溉阀水流的试验研究与三维数值模拟

发布时间：2024-02-25 23:39

　　中国是一个水资源严重短缺的国家,农业用水占水资源的比例较高,而农业灌溉水利用率又比较低,所以现在发展农业节水灌溉对农业发展和国民经济建设有重要的意义。地下管道灌溉系统是一种节水灌溉措施,可以有效避免水的渗漏和蒸发损失,而它最重要两项工程是管材和配水装置。低压管道灌溉阀就是配水装置中的一种,故对灌溉阀的研究发展有很好的应用价值。本文对两种结构类型不同的两种灌溉阀分别进行物理试验,通过分析管道内压强、水头与流量关系曲线,和压强、流量与水头损失关系曲线来对比两种阀的性能。发现控制开度的挡板置于阀体出口处比阀体多设一个腔体将挡板置于腔体内的结构能更好的控制开度,对水流的阻力也更小。利用Flunet软件通过数值模拟计算对水流从水平管道到阀体外部水箱出口的水流结构进行三维数值模拟,计算采用了RNG κ-ε紊流模型,以及SIMPLE算法。模拟阀体内部水流结构,得到阀体内部的流速分布云图、压强分布云图,及一些特殊截面的速度矢量图,流线图等。根据数值模拟计算结果分别计算水流从入口到阀体出口和水箱出口的水头损失,并与试验结果进行对比。分析造成水头损失的主要原因,和阀体外部的水箱起到静水作用的效果。本文研究...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究的目的和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 低压管道输水灌溉技术及出水口(给水栓)的发展现状
        1.2.2 关于阀的紊流模型与数值模拟研究现状
    1.3 本文研究方法和研究内容
第2章 物理试验设计与试验方法
    2.1 物理试验设计
    2.2 试验对象基本情况
        2.2.1 试验对象
        2.2.2 试验目的
    2.3 试验装置设备和试验方法
        2.3.1 试验装置
        2.3.2 试验设备
        2.3.3 试验方法
    2.5 本章小结
第3章 物理试验及试验结果分析
    3.1 灌溉阀阀1试验工况及结果分析
        3.1.1 灌溉阀阀1试验工况选择
        3.1.2 试验各个工况的数据
        3.1.3 灌溉阀阀1试验结果分析
    3.2 灌溉阀阀2试验工况及结果分析
        3.2.1 灌溉阀阀2试验工况选择
        3.2.2 试验各个工况的数据
        3.2.3 灌溉阀阀2试验结果分析
    3.3 两种阀试验结果对比
    3.4 本章小结
第4章 数值计算方法
    4.1 数值求解方法
    4.2 流场数值计算方法
    4.3 紊流数值模拟方法
第5章 水流结构的三维数值模拟
    5.1 控制方程
        5.1.1 基本方程
        5.1.2 紊流模型
    5.2 灌溉阀阀2数值模型
        5.2.1 模型介绍
        5.2.2 几何建模
        5.2.3 模型边界条件
    5.3 流场数值计算
    5.4 数值模拟结果与试验比较分析
        5.4.1 数值模拟和实测结果的测点压强值对比分析
        5.4.2 数值模拟和实测结果的水头损失情况对比分析
    5.5 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 研究结论
    6.2 展望
参考文献
致谢



本文编号：3911012