本文關(guān)鍵詞：引黃滴灌系統(tǒng)泥沙逐級調(diào)控機(jī)制及方法研究　出處：《中國農(nóng)業(yè)大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 引黃滴灌 灌水器 堵塞 毛管沖洗 過濾器

【摘要】：灌水器堵塞問題一直是滴灌研究領(lǐng)域的國際性難題。尤其是在水源泥沙含量高且水質(zhì)復(fù)雜的引黃滴灌系統(tǒng)中,灌水器堵塞問題更為突出。為解決引黃滴灌系統(tǒng)灌水器堵塞問題,本文以控制細(xì)顆粒泥沙在系統(tǒng)內(nèi)的輸移過程為靶向目標(biāo),建立了基于"灌水器排沙、毛管沖沙、過濾器攔沙"的引黃滴灌系統(tǒng)泥沙逐級調(diào)控機(jī)制,大幅降低了泥沙處理成本,建立了全新的灌水器設(shè)計理論與方法并開發(fā)出本身具有高抗堵塞性能的灌水器系列新產(chǎn)品,取得以下主要結(jié)論:(1)確定了灌水器內(nèi)部流動適宜的模擬模型。對比灌水器宏觀水力學(xué)特性和微觀流體運(yùn)動特征,確定了灌水器流道內(nèi)流場的最適宜模擬模型為RNGk-ε湍流模型。基于最適宜模擬模型,計算并分析了灌水器內(nèi)部水流運(yùn)動特征和顆粒物輸移特性;(2)建立了灌水器水力設(shè)計方法及控制閾值。提出了以提升湍流強(qiáng)度為目標(biāo)的流道構(gòu)型選擇方法和多設(shè)計尋優(yōu)的結(jié)構(gòu)單元設(shè)計方法,確定了灌水器最優(yōu)流道構(gòu)型為分形流道與齒形流道,齒型流道結(jié)構(gòu)單元最優(yōu)設(shè)計為齒高1.3mm、齒角60°、齒距 1.8mm。流道寬 0.8-1.2mm、長 27.5-42.5mm、深 0.4-1.0mm;(3)創(chuàng)建了灌水器抗堵塞設(shè)計方法。建立了灌水器流道邊界漩渦洗壁優(yōu)化設(shè)計方法,使得非主流區(qū)漩渦充分發(fā)展,與主航道優(yōu)化設(shè)計方法相比,在保證灌水器水力性能的前提下,近壁面流速提升了 13.1-21.4%,大幅提升了灌水器自清洗能力與抗堵塞能力;(4)研發(fā)了高抗堵塞灌水器系列新產(chǎn)品并進(jìn)行性能測試。研發(fā)了高抗堵塞系列灌水器新產(chǎn)品。測試并對比了新產(chǎn)品和國內(nèi)外代表產(chǎn)品堵塞發(fā)生特性。發(fā)現(xiàn)灌水器堵塞發(fā)生具有隨機(jī)性、可恢復(fù)性和持續(xù)性,新產(chǎn)品流道消能效率顯著提高,抗堵塞性能優(yōu)于以色列Netafim公司產(chǎn)品4.8-9.0%,實(shí)現(xiàn)了流道水力性能與抗堵塞能力的協(xié)同提升,而灌水器長度和重量分別減小約40%;(5)探究了不同類型灌水器對沖洗的適宜性及沖洗對堵塞物質(zhì)生長動力學(xué)過程的影響�；跊_洗與不沖洗條件下不同類型灌水器堵塞發(fā)生特性和堵塞物質(zhì)生長動力學(xué)過程,發(fā)現(xiàn)沖洗對系統(tǒng)運(yùn)行各指標(biāo)的恢復(fù)作用在系統(tǒng)運(yùn)行中期最顯著。堵塞物質(zhì)特征組分隨系統(tǒng)累積運(yùn)行均表現(xiàn)為"快-慢-快"的增長趨勢,沖洗可有效減緩與減少流道內(nèi)部堵塞物質(zhì)形成;(6)明確了引黃滴灌系統(tǒng)過濾器最優(yōu)組合及運(yùn)行模式。基于不同類型過濾器水力性能與泥沙處理能力現(xiàn)場綜合測試平臺,確定了引黃滴灌系統(tǒng)過濾器最優(yōu)組合及運(yùn)行模式為:濾料粒徑1.70-2.35mm,過濾流速0.018m/s,反沖洗流速0.022m/s,應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況進(jìn)行篩網(wǎng)和疊片過濾器種類與目數(shù)的選擇。
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S277.95

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 秦天云;王文娥;胡笑濤;;滴灌系統(tǒng)網(wǎng)式和疊片式過濾器水力性能試驗(yàn)研究[J];灌溉排水學(xué)報;2017年01期

2 李楠;翟國亮;張文正;蔡九茂;;微灌用疊片過濾器的過濾性能試驗(yàn)研究[J];灌溉排水學(xué)報;2016年11期

3 李浩;李紅;黃修橋;韓啟彪;張娟娟;孫浩;李文;;微灌用疊片過濾器全流場數(shù)值模擬與優(yōu)化分析[J];灌溉排水學(xué)報;2016年06期

4 張杰武;馮吉;徐飛鵬;莫芳媛;;引黃滴灌砂石過濾器濾料過濾性能[J];排灌機(jī)械工程學(xué)報;2016年04期

5 崔瑞;崔春亮;雷建花;申祥明;陳志卿;;水力旋流器與離心過濾器水力學(xué)性能試驗(yàn)研究[J];人民黃河;2015年12期

6 喻黎明;鄒小艷;譚弘;嚴(yán)為光;陳立志;熊子維;;基于CFD-DEM耦合的水力旋流器水沙運(yùn)動三維數(shù)值模擬[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報;2016年01期

7 于健;楊金忠;徐冰;屈忠義;史吉剛;李瑋;;內(nèi)蒙古河套灌區(qū)三種水源形式滴灌發(fā)展?jié)摿J];中國水利;2015年19期

8 孫貫芳;于健;杜斌;屈忠義;史吉剛;張瑞喜;;過濾后黃河水對滴灌系統(tǒng)的影響[J];排灌機(jī)械工程學(xué)報;2015年10期

9 郭霖;白丹;程鵬;周文;;滴灌灌水器三角形迷宮流道優(yōu)化設(shè)計[J];排灌機(jī)械工程學(xué)報;2015年07期

10 張杰武;;高含沙水泥沙分離系統(tǒng)設(shè)計與分析[J];節(jié)水灌溉;2015年05期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 劉春景;基于CAD/CFD的滴灌滴頭流場動力學(xué)分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D];南京林業(yè)大學(xué);2009年

2 李云開;滴頭分形流道設(shè)計及其流動特性的試驗(yàn)研究與數(shù)值模擬[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2005年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 李楠;疊片過濾器過濾性能及疊片流道優(yōu)化試驗(yàn)研究[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2016年

2 趙紅書;微灌用石英砂濾料的過濾與反沖洗性能研究[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2010年

3 顏廷熠;基于CFD模擬的迷宮滴頭工作性能研究[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2008年

4 王建東;滴頭水力性能與抗堵塞性能試驗(yàn)研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2004年

，

本文編號：1320141