流道参数对新型根灌器水力性能的影响及优化

【目的】研究新型果树根灌器螺旋对冲流道参数对水力性能的影响。【方法】采用单因素和响应面试验方法,研究螺旋对冲流道主要影响因素及其对计流量变异系数C_(q)的影响,建立并验证了不同压力区间C_(q)的回归模型,在不同压力区间以C_(q)最小为优化目标进行流道参数优化。【结果】引起C_(q)变化的主要参数为流道宽b、分流角α及流道单元数n,弯道直段长l_(1)、弯道半径r、汇流段长l_(2)对其的影响可忽略不计。α、b、n对C_(q)的影响存在交互作用,C_(q)随α、b、n的增加均呈先减后增趋势,响应曲面均存在极小值。低压区及高压区的C_(q)与α、b、n存在显著的二次函数关系,其二次回归模型复相关系数(R^(2))分别为0.9967、0.9971,与调整后的复相关系数(Adj R^(2))差值均小于0.2。优化得到高压区最优方案的C_(q)要小于低压区,2个压力区优化方案C_(q)预测值与实测值相对误差分别为2.8%、2.3%。【结论】用C_(q)回归模型对设计流量变异系数预测的精度可靠,螺旋对冲流道在高压区的灌水效果要优于低压区,且C_(q)优化的结果可靠。

基于对冲能耗与多级流阻的调节阀减压控速机理研究

针对目前迷宫式、多级套筒式等调节阀在高温高压差工况下存在减压控速不平稳、空化严重等问题,提出了一种基于流体对冲能耗与多级流阻复合降压的空间转角蚁穴式多级调节阀,其关键节流元件内部流道由空间转角式多级流阻及对冲式流道两种结构组成,可实现对冲能耗及多级流阻的复合降压.对冲和转角处出现旋涡可进行能量耗散,流体经过一个减压级压力降低一个等级,实现了流体压力逐级降低.通过计算流体力学(CFD)流场仿真,分析了节流元件级间压力和速度随降压级数、不同压力等级的变化规律,仿真结果表明:采用该复合降压结构的对冲流道降压效率为单个转角降压(传统迷宫降压结构)效率的3倍,复合降压效率得到显著提高,采用多级流阻和流体对冲复合降压原理的节流元件在不同级数下均具有较好的线性平稳减压控速调节性能.最后搭建了实验测试平台,对不同降压级数的节流元件的级间压力进行了测试,实验结果与仿真结果具有较好的一致性,验证了理论分析的正确性.