滴灌灌水器迷宫式流道内部流体流动特性分析与试验研究

选取目前中国农业灌溉领域中最为典型的六种迷宫式流道滴灌管,利用精密读数显微镜与AutoCAD技术相结合的测量方式测定了流道几何参数,利用自行研制的灌水器水力性能测试平台测量了六种滴灌灌水器在不同压力条件下的自由出流流量,并研究了灌水器流道内部的流动特性。结果表明:低压运行对灌水器的水力性能有一定影响,但不显著;流道断面统计平均流速在0.08～0.90ms之间;迷宫式流道内部流体流动的雷诺数Re为105～930,层流和紊流的流态转捩的临界雷诺数比常规尺度流道的值要小,低于255。

圆柱型灌水器迷宫式流道内部流体流动分析与数值模拟

要想设计出高性能的滴灌灌水器必须对其内部流动机理有一个全面的了解,迷宫式流道狭窄且边界极为复杂,原型试验在技术和经济上都比较困难,常规手段难以满足流场测试要求,基于计算流体动力学理论的数值仿真研究流道内部流体流动问题是一种行之有效的方法。通过对迷宫式流道内部流体流动特性的分析,构建了表征迷宫式流道内部流动的数学物理模型;对所选取的目前中国农业灌溉领域最为典型的三种圆柱型灌水器,借助FLUENT6.1 CFD流场软件分析平台实现了流道内部流速分布、涡量分布、紊流强度分布等流动特性的可视化,为新型灌水器流道研制提供一定理论基础。

超临界火电迷宫式调节阀流道流场和盘片应力研究

为研究高温高压且工作介质为蒸汽的情况下超临界火电站迷宫式调节阀的迷宫式流道结构,用CFD方法计算了迷宫式流道流场,通过常温常压试验数据验证了流动计算方法的正确性,并利用单向流固耦合方法计算了盘片应力场,分析了倒角、流道深度、进出口宽度、盘片厚度对流道流场、盘片应力的影响。结果表明,倒角、进口宽度、流道深度等参数对流量影响较大,而出口宽度对其影响较小;进口宽度、盘片厚度等参数对盘片应力分布影响较大,而倒角对其影响较小。

滴头锯齿型迷宫流道消能特性的流体动力学分析

在对所选取的3种代表性锯齿型迷宫式滴头流道参数进行精确测定的基础上,利用圆管紊流理论和CFD流场模拟软件对锯齿形迷宫流道的消能机理进行了研究。结果表明:光滑圆管紊流理论不足以解释锯齿型迷宫流道的消能机理;压力沿流道长度方向呈线性递减,各消能尖角单元压力损失相等,符合线性叠加规律;摩阻系数随着压力增加而降低,并很快稳定在一定数值上;在中、高压区滴头流道内部流动为紊流,在低压区可能存在从层流到紊流或者光滑紊流到全紊流的流态转捩行为。

基于高速摄影技术的迷宫流道流场特性分析

根据高压调节阀在实际运行工况中压降要求,运用流体力学相似理论的基本原理设计出满足工况、不同结构的串、并联迷宫流道模型,并建立了可视化试验系统。运用流动显示技术将内部流场以直观的图像形式展示出来,并对流动图谱进行采集。通过对流动图谱的处理和分析,得到了串、并联迷宫流道的速度分布,绘制迷宫流道内部流场的速度分布图,同时对速度分布的特点给予详细阐述;探明了迷宫流道内易汽蚀部位,对典型漩涡区进行了整体效果分析。

迷宫通道式高压调节阀的流动特性与数值模拟分析

为了分析串联型迷宫式流道的流场特性,建立了流道内流体流动的动力学模型,通过数值模拟计算的方法,对流道的降压特性进行预估和判断,为流道的优化设计提供了重要参考。

滴头性能综合测试平台构建及其在水力特性研究中的应用

在对国内外滴头性能测试系统进行深入分析的基础上,构建了面向滴头性能研究的综合测试平台,并利用该系统对目前中国农业灌溉领域最为典型的8种迷宫式流道滴头水力性能进行了研究,结果表明:测试系统完全符合滴头流量-压力测试要求;升压、降压两种工作方式对滴头出流的有一定影响,但未达到显著水平;经典的流量-压力关系模型完全适合于1.5～15.0 m压力区间;从水力学角度来看,8种滴头能够满足微重力滴灌滴头的要求;滴头流量偏差系数在整个压力区间范围内都在一定数值附近,制造偏差是属于滴头本身的特性,并不随滴头进口压力的变化而变化,用流量偏差系数完全可以反映这种特性.