發(fā)布時間：2020-06-18 04:12

【摘要】：水資源是人類生存和社會發(fā)展不可替代的自然資源,我國水資源儲量雖然豐富,但是人均水資源占有量極低,屬于嚴重缺水的國家之一。我國灌溉技術較為落后,但每年用于農(nóng)業(yè)灌溉的用水量卻十分巨大,缺水情況日益嚴重,推廣節(jié)水灌溉技術勢在必行。滴灌灌水器近些年來憑借著其水利用率高、適應環(huán)境能力強的特點發(fā)展極為迅速。目前常用迷宮流道灌水器的消能是通過不斷轉(zhuǎn)折的流道來增加損失實現(xiàn)的,而水頭損失與流速水頭相關,為了增加水頭損失,獲得較大的流速水頭,需縮小灌水器流道斷面面積,這樣一來灌水器的抗堵塞性能就會變差。本文在目前常用的矩形迷宮流道灌水器中加入內(nèi)齒,以增加水頭損失,這樣可以適當加大灌水器流道斷面面積,流道的抗堵塞性能也會有所提高,最終形成雙內(nèi)齒矩形迷宮流道灌水器,這方面的文獻尚未見到。利用流體力學軟件CFD模擬了在8種不同壓力水頭下雙內(nèi)齒矩形迷宮流道灌水器和目前常用矩形迷宮流道灌水器內(nèi)部水流運動情況,提取得到其速度矢量圖,并計算分析得出灌水器水頭損失系數(shù)、流量系數(shù)、流態(tài)指數(shù)、壓力流量關系和壓力雷諾數(shù)關系。從上述方面比較了雙內(nèi)齒矩形迷宮流道灌水器和目前常用矩形迷宮流道灌水器的水力性能,分析了內(nèi)齒高度和內(nèi)齒間距對雙內(nèi)齒矩形迷宮流道灌水器水力性能的影響,并比較了兩類內(nèi)齒位置不同的雙內(nèi)齒矩形迷宮流道灌水器的水力性能,為進一步研發(fā)灌水器提供參考依據(jù)。經(jīng)數(shù)值模擬與分析,得出了以下結(jié)論:1)雙內(nèi)齒矩形迷宮流道灌水器的流態(tài)指數(shù)普遍小于目前常用的矩形迷宮流道灌水器的流態(tài)指數(shù)。說明在目前常用的矩形迷宮流道灌水器內(nèi)增加內(nèi)齒后形成的雙內(nèi)齒矩形迷宮流道灌水器的出流量穩(wěn)定,水力性能變好。2)在目前常用矩形迷宮流道灌水器流道中,橫向位置無渦區(qū)增加內(nèi)齒后形成的雙內(nèi)齒矩形迷宮流道灌水器的流態(tài)指數(shù)比在橫向位置漩渦區(qū)增加內(nèi)齒后形成的雙內(nèi)齒矩形迷宮流道灌水器的流態(tài)指數(shù)小,說明在目前常用的矩形迷宮流道橫向位置無渦區(qū)增加內(nèi)齒形成的灌水器出流量更穩(wěn)定,水力性能更好。3)雙內(nèi)齒矩形迷宮流道灌水器水頭損失系數(shù)的變化與內(nèi)齒高度的變化呈正相關,與內(nèi)齒間距的變化呈負相關;內(nèi)齒間距較小時,該類型灌水器的水頭損失系數(shù)對內(nèi)齒高度的變化敏感,內(nèi)齒間距較大時,對內(nèi)齒高度的變化相對不敏感;內(nèi)齒高度較大時,內(nèi)齒間距對該類型灌水器的水頭損失系數(shù)影響較大,當內(nèi)齒高度較小時,這種影響相對減小。4)雙內(nèi)齒矩形迷宮流道灌水器的流量變化與壓力水頭的變化呈正相關;該類型灌水器的流量變化與內(nèi)齒高度的變化呈負相關,與內(nèi)齒間距的變化呈正相關;流量系數(shù)與內(nèi)齒高度呈負相關,與內(nèi)齒間距呈正相關;流態(tài)指數(shù)隨內(nèi)齒高度的增大呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢,當內(nèi)齒高度較大時,內(nèi)齒間距對流態(tài)指數(shù)的影響很小。5)隨著內(nèi)齒高度的增加,灌水器拐角處形成的漩渦越來越明顯,并且漩渦的面積逐漸增大,消能能效果有所提高;內(nèi)齒間距的變化對于雙內(nèi)齒矩形迷宮流道灌水器的漩渦無太大影響。雙內(nèi)齒矩形迷宮流道灌水器流道內(nèi)的水流最高流速隨內(nèi)齒高度的增加普遍減小,內(nèi)齒間距的變化對灌水器流道內(nèi)水流流速的影響不明顯。
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S277.9

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3 仵峰;李王成;范永申;李金山;馮俊杰;;地下滴灌條件下灌水器出口土壤水能態(tài)研究[A];科技、工程與經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展——河南省第四屆青年學術年會論文集（下冊）[C];2004年

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本文編號：2718674