基于CFD-DEM迷宮流道灌水器水沙模擬與能耗分析
發(fā)布時(shí)間:2022-01-08 18:09
本文以迷宮流道灌水器為研究對(duì)象,結(jié)合間歇性短周期灌水試驗(yàn),研究試驗(yàn)過(guò)程中灌水入口壓力、灌水頻率時(shí)間、灌水間隔天數(shù)對(duì)迷宮流道灌水器堵塞的影響,并采用LS-CWM激光粒度儀測(cè)定迷宮流道灌水器出口泥沙的級(jí)配變化,確定易造成灌水器堵塞的敏感粒徑。同時(shí)應(yīng)用CFD-DEM耦合計(jì)算方法建立迷宮流道堵塞機(jī)理分析的數(shù)學(xué)模型,分析不同壓力下不同粒徑沙粒在迷宮流道內(nèi)的通過(guò)率情況、灌水器水力性能及各參數(shù)對(duì)內(nèi)在能量消耗的方式進(jìn)行理論分析。通過(guò)正交試驗(yàn)方法對(duì)顆粒運(yùn)動(dòng)和沉積規(guī)律進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,找出數(shù)值模擬取得理想狀態(tài)下因素水平最優(yōu)組合,為迷宮流道設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。本文的主要結(jié)論如下:(1)入口壓力相同時(shí),角度對(duì)灌水器內(nèi)顆粒總通過(guò)率影響顯著。粒徑在0.0625-0.05mm范圍時(shí),角度對(duì)其通過(guò)率影響最大且顯著,其余參數(shù)對(duì)通過(guò)率有影響但不具有顯著性。粒徑在0.05-0.0325mm時(shí),各參數(shù)對(duì)通過(guò)率有影響但都不顯著。入口壓力不同時(shí),隨著壓力的增加,通過(guò)率與壓力成正相關(guān)關(guān)系。同時(shí)對(duì)流態(tài)指數(shù)進(jìn)行正交分析,因素角度對(duì)流態(tài)指數(shù)有顯著性影響,其余因素?zé)o顯著性影響。各參數(shù)最優(yōu)組合為:A4B4
【文章來(lái)源】:昆明理工大學(xué)云南省
【文章頁(yè)數(shù)】:93 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
流道結(jié)構(gòu)示意圖
圖 2.2 流道網(wǎng)格示意圖 Fig 2.2 Flow Path Grid Diagram 灌水器數(shù)值模擬設(shè)置 M 耦合計(jì)算方法,對(duì)所述問(wèn)題進(jìn)行模擬分析,文為 FLUENT12.0、EDEM2.1。學(xué)模型與計(jì)算模型的選取 寸微小,其范圍在 0.5~1.2mm 之間,大小尺寸meli D 等[73]以長(zhǎng)流道型灌水器為研究對(duì)象,分析諾數(shù)條件下流動(dòng);研究結(jié)果表明,Re<2000 為滑紊流,Re>4000 為全紊流。由于雷諾數(shù)的判別
圖 3.4 工作壓力為 50000(Pa)時(shí)流道壓力圖 Fig. 3.4 Flow channel pressure diagram under 50000Pa 從圖 3.4 繪制出的 16 組迷宮流道灌水器在 50000(Pa)進(jìn)口壓力情內(nèi)壓力示意圖可以看出,由于迷宮流道灌水器內(nèi)部與外界沒(méi)有進(jìn)行灌水器內(nèi)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所有能量的消耗都由系統(tǒng)內(nèi)的壓降提供。流道灌水器壓力圖中可以看出沿流道出口方向每個(gè)流道單元壓力逐線性下降趨勢(shì)。造成這種線性下降趨勢(shì)的原因是迷宮流道灌水器復(fù)雜可轉(zhuǎn)化成由相同的多個(gè)流道單元組成。這些相同的流道除了進(jìn)口、出元具有相同的尺寸。運(yùn)用圓管紊流理論[90]來(lái)解釋迷宮流道灌水器內(nèi)以得出各流道單元的壓降大體相同,進(jìn)而可以看出流道內(nèi)水流的能耗性疊加規(guī)律。 .4.2 迷宮流道灌水器液相消能特性分析
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]農(nóng)業(yè)節(jié)水措施[J]. 周世明,周雄. 科學(xué)種養(yǎng). 2017(02)
[2]加氯及毛管沖洗控制再生水滴灌系統(tǒng)灌水器堵塞[J]. 宋鵬,李云開(kāi),李久生,裴旖婷. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2017(02)
[3]農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中滴灌與微灌的對(duì)比[J]. 高慶燕. 農(nóng)民致富之友. 2017(01)
[4]雙向?qū)_流滴灌灌水器水力性能與消能效果[J]. 郭霖,白丹,王新端,何靖,周文,程鵬. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2016(17)
[5]化學(xué)離子對(duì)再生水滴灌灌水器堵塞的影響[J]. 郝鋒珍,李久生,王珍,栗巖峰. 節(jié)水灌溉. 2016(08)
[6]旱田節(jié)水灌溉技術(shù)研究[J]. 習(xí)永莉. 黑龍江科技信息. 2016(10)
[7]涌泉灌雙向流流道穩(wěn)流器工作機(jī)理與水力性能分析[J]. 郭霖,白丹,王新端,何靖. 排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2016(03)
[8]黃河水沉淀后水質(zhì)對(duì)滴灌灌水器堵塞的影響[J]. 張曉晶,于健,馬太玲,宋耀興,盧俊平,杜慧慧,王凡. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究. 2016(02)
[9]中國(guó)節(jié)水農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新面臨的挑戰(zhàn)及制約因素[J]. 山立,韓冰,鄒宇峰. 世界農(nóng)業(yè). 2016(03)
[10]有渦和無(wú)渦流道迷宮灌水器水力性能比較[J]. 麻江峰,李治勤. 人民黃河. 2016(02)
博士論文
[1]滴灌系統(tǒng)灌水器生物堵塞特性、評(píng)估及機(jī)理研究[D]. 周博.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[2]地下滴灌土壤水分運(yùn)動(dòng)特性與系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)研究[D]. 仵峰.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2010
[3]滴頭分形流道設(shè)計(jì)及其流動(dòng)特性的試驗(yàn)研究與數(shù)值模擬[D]. 李云開(kāi).中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2005
碩士論文
[1]波動(dòng)水壓對(duì)灌水器水力性能影響的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 王聰.華中科技大學(xué) 2011
[2]激光粒度測(cè)試算法研究[D]. 張艷春.西安工業(yè)大學(xué) 2010
本文編號(hào):3577034
【文章來(lái)源】:昆明理工大學(xué)云南省
【文章頁(yè)數(shù)】:93 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
流道結(jié)構(gòu)示意圖
圖 2.2 流道網(wǎng)格示意圖 Fig 2.2 Flow Path Grid Diagram 灌水器數(shù)值模擬設(shè)置 M 耦合計(jì)算方法,對(duì)所述問(wèn)題進(jìn)行模擬分析,文為 FLUENT12.0、EDEM2.1。學(xué)模型與計(jì)算模型的選取 寸微小,其范圍在 0.5~1.2mm 之間,大小尺寸meli D 等[73]以長(zhǎng)流道型灌水器為研究對(duì)象,分析諾數(shù)條件下流動(dòng);研究結(jié)果表明,Re<2000 為滑紊流,Re>4000 為全紊流。由于雷諾數(shù)的判別
圖 3.4 工作壓力為 50000(Pa)時(shí)流道壓力圖 Fig. 3.4 Flow channel pressure diagram under 50000Pa 從圖 3.4 繪制出的 16 組迷宮流道灌水器在 50000(Pa)進(jìn)口壓力情內(nèi)壓力示意圖可以看出,由于迷宮流道灌水器內(nèi)部與外界沒(méi)有進(jìn)行灌水器內(nèi)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所有能量的消耗都由系統(tǒng)內(nèi)的壓降提供。流道灌水器壓力圖中可以看出沿流道出口方向每個(gè)流道單元壓力逐線性下降趨勢(shì)。造成這種線性下降趨勢(shì)的原因是迷宮流道灌水器復(fù)雜可轉(zhuǎn)化成由相同的多個(gè)流道單元組成。這些相同的流道除了進(jìn)口、出元具有相同的尺寸。運(yùn)用圓管紊流理論[90]來(lái)解釋迷宮流道灌水器內(nèi)以得出各流道單元的壓降大體相同,進(jìn)而可以看出流道內(nèi)水流的能耗性疊加規(guī)律。 .4.2 迷宮流道灌水器液相消能特性分析
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]農(nóng)業(yè)節(jié)水措施[J]. 周世明,周雄. 科學(xué)種養(yǎng). 2017(02)
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[3]農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中滴灌與微灌的對(duì)比[J]. 高慶燕. 農(nóng)民致富之友. 2017(01)
[4]雙向?qū)_流滴灌灌水器水力性能與消能效果[J]. 郭霖,白丹,王新端,何靖,周文,程鵬. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2016(17)
[5]化學(xué)離子對(duì)再生水滴灌灌水器堵塞的影響[J]. 郝鋒珍,李久生,王珍,栗巖峰. 節(jié)水灌溉. 2016(08)
[6]旱田節(jié)水灌溉技術(shù)研究[J]. 習(xí)永莉. 黑龍江科技信息. 2016(10)
[7]涌泉灌雙向流流道穩(wěn)流器工作機(jī)理與水力性能分析[J]. 郭霖,白丹,王新端,何靖. 排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2016(03)
[8]黃河水沉淀后水質(zhì)對(duì)滴灌灌水器堵塞的影響[J]. 張曉晶,于健,馬太玲,宋耀興,盧俊平,杜慧慧,王凡. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究. 2016(02)
[9]中國(guó)節(jié)水農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新面臨的挑戰(zhàn)及制約因素[J]. 山立,韓冰,鄒宇峰. 世界農(nóng)業(yè). 2016(03)
[10]有渦和無(wú)渦流道迷宮灌水器水力性能比較[J]. 麻江峰,李治勤. 人民黃河. 2016(02)
博士論文
[1]滴灌系統(tǒng)灌水器生物堵塞特性、評(píng)估及機(jī)理研究[D]. 周博.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[2]地下滴灌土壤水分運(yùn)動(dòng)特性與系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)研究[D]. 仵峰.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2010
[3]滴頭分形流道設(shè)計(jì)及其流動(dòng)特性的試驗(yàn)研究與數(shù)值模擬[D]. 李云開(kāi).中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2005
碩士論文
[1]波動(dòng)水壓對(duì)灌水器水力性能影響的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 王聰.華中科技大學(xué) 2011
[2]激光粒度測(cè)試算法研究[D]. 張艷春.西安工業(yè)大學(xué) 2010
本文編號(hào):3577034
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