為了研究田間電磁閥閥腔水流阻力特性和流動(dòng)規(guī)律,對(duì)規(guī)格為DN110和DN125兩種電磁閥閥腔進(jìn)行了室內(nèi)試驗(yàn),同時(shí)采用RNG k-ε紊流模型對(duì)2種電磁閥閥腔水流流動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值模擬,數(shù)值計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好,DN110閥腔最大相對(duì)誤差為20.2%,最小相對(duì)誤差為6.7%;DN125閥腔最大相對(duì)誤差為25.9%,最小相對(duì)誤差為5.2%。在此基礎(chǔ)上對(duì)5種規(guī)格為DN63、DN75、DN90、DN140和DN160電磁閥閥腔進(jìn)行了數(shù)值模擬研究,利用數(shù)值計(jì)算結(jié)果,擬合得出流體流動(dòng)進(jìn)入阻力平方區(qū),電磁閥閥腔局部阻力系數(shù)與管徑的關(guān)系式。利用數(shù)值計(jì)算可視化分析,發(fā)現(xiàn)電磁閥閥體阻力損失主要在整個(gè)閥腔和下游管段,通過閥體水流能量損失的主要原因是閥腔內(nèi)部存在漩渦、水流紊動(dòng)以及水流撞擊邊壁等作用。 

【文章來源】：節(jié)水灌溉. 2020,(10)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

電磁閥實(shí)體

試驗(yàn)在新疆水利水電科學(xué)研究院農(nóng)業(yè)節(jié)水大廳開展,試驗(yàn)布置如圖2所示。試驗(yàn)過程中利用離心泵向管路中供水,管路中水流流量可以利用控制臺(tái)設(shè)定,流量控制臺(tái)主要通過變頻器改變水泵轉(zhuǎn)速,調(diào)節(jié)管路中的水流流量。壓力測(cè)量采用精度為0.3級(jí)的SIN-P300擴(kuò)散硅壓力變送器測(cè)定。測(cè)壓點(diǎn)分別布設(shè)在測(cè)試閥體上、下游10倍和20倍孔口處,通過流量控制臺(tái)依次設(shè)定不同流量,記錄不同流速下各測(cè)點(diǎn)的壓力值。為了提高試驗(yàn)精確性,試驗(yàn)操作重復(fù)3次,試驗(yàn)數(shù)據(jù)取均值。2 數(shù)值模擬計(jì)算方法

根據(jù)閥體實(shí)測(cè)結(jié)構(gòu)尺寸在Solidworks建立幾何模型,圖3所示為田間電磁閥閥體的幾何模型。將繪制的模型導(dǎo)入GAMBIT中,進(jìn)行網(wǎng)格劃分,由于閥體結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,流體在閥體附近變化激烈,所以在閥體中心上、下游2D(D表示閥體內(nèi)徑,下同)范圍內(nèi)加密。加密部位采用以四面體網(wǎng)格形式為主,在適當(dāng)位置包含六面體、錐形和楔形網(wǎng)格,其余部位采用結(jié)構(gòu)化六面體網(wǎng)格。閥體網(wǎng)格劃分及局部加密結(jié)果如圖4所示。為保證數(shù)值模擬計(jì)算準(zhǔn)確性,閥體的上、下游計(jì)算尺寸分別取40D和50D。DN110和DN125的電磁閥內(nèi)徑分別為102 mm和116 mm, DN110閥體網(wǎng)格劃分生成的網(wǎng)格數(shù)為587 651,DN125閥體網(wǎng)格劃分生成的網(wǎng)格數(shù)679 642。圖4 閥體網(wǎng)格劃分及局部加密


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