一体式压力补偿灌水器快速设计新方法

为降低压力补偿灌水器制造和装配的复杂性,设计了新型的一体式压力补偿灌水器,并基于快速成形技术,提出了一体式压力补偿灌水器的快速实验和定型方法。采用正交实验设计方法,取压力补偿区结构参数为因素,设计并制作一体化滴管进行其水力性能实验分析,结果表明,补偿区流道单元个数和剪切深度对灌水器补偿性能影响显著,而且滴头体上迷宫流道尺寸对灌水器流量影响最大。建立了关键结构参数相对于流量和流态指数的关系式,通过实验验证了其正确性。最后进行了压力补偿区液固两相流抗堵塞机理计算流体动力学分析,为新型压力补偿灌水器的结构设计提供了理论依据。

一体化压力补偿式热塑性弹性材质滴头设计与试验

为克服硅胶片类压力补偿式滴头"回收难"的问题,设计开发了一种含热塑性弹性体的全塑料材质的一体化压力补偿式滴头。基于压力补偿式滴头流量补偿原理及计算流体力学数值计算方法,对一体化滴头关键结构参数齿尖角、流道宽度、流道深度、流道单元个数开展正交设计试验,通过Ansys15.0软件对滴头迷宫流道结构进行确定,以参数组合齿尖角34°,流道宽度0.4 mm,流道深度0.4 mm,流道单元数12个,进行滴头试制并对其补偿性能及抗堵塞性能进行测试。结果表明:该一体化压力补偿滴头流态指数为0.07,起调压力为35 kPa,补偿区间为35~300 kPa,属于恒流灌水器-压力补偿滴头范畴;与国内滴头相比,设计滴头的水力性能更优;在低压堵塞试验中,一体化压力补偿式滴头具有更好的抗堵塞性能,当泥沙浓度为1.0g/L,灌水15次后,一体化压力补偿滴头与另外两种普通迷宫流道滴头的相对流量分别下降至93.1%、54.2%、81.8%,一体化压力补偿滴头的抗堵塞性能明显优于普通迷宫流道滴头。该滴头研发周期短、成本低、便于回收利用,是传统滴头的良好替代品。该研究可为一体化压力补偿式滴头结构设计、相关产品研发提供参考。