结构和弹簧参数对压力调节器性能影响的数值模拟 - Ingenta Connect.PDF

第 32 卷 第 11 期 农 业 工 程 学 报 Vol.32 No.11 2016 年 6 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Jun. 2016 117 结构和弹簧参数对压力调节器性能影响的数值模拟分析 张 琛，李光永※ （中国农业大学水利与土木工程学院，北京 100083 ） 摘 要：为提高压力调节器的设计效率、改善调压性能，该文基于直动式压力调节器物理机理模型，通过改进数值模型 的边界条件和计算流程，模拟计算了不同结构和弹簧参数的压力调节器的完整调压特性曲线，分析并得到了结构参数和 弹簧参数对预置压力和起调压力影响作用的规律。结果表明，预置压力与影响调节杆上下游压力差的参数，即调节杆上、 下游断面面积之间为非线性负相关关系，与影响弹簧力的参数，即花篮进水口高度、弹簧刚度和预压缩长度之间为线性 正相关关系；通过增大调节杆上游断面面积、花篮进水口高度、弹簧刚度和预压缩长度或减少调节杆下游断面面积可降 低起调压力。结构参数和弹簧参数对调压性能的影响规律，可为各参数取值提供参考。该研究揭示了压力调节器结构设 计的关键因素，对指导压力调节器的设计和性能优化具一定理论意义。 关键词：灌溉；弹簧；压力调节器；调压性能；CFD；动网格 doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2016.11.017 中图分类号：S275 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2016)-11-0117-07 张 琛，李光永. 结构和弹簧参数对压力调节器性能影响的数值模拟分析[J]. 农业工程学报，2016，32(11)：117－123. doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2016.11.017 Zhang Chen, Li Guangyong. Simulation analysis on effect of geometric and spring parameters on performance of pressure regulator[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2016, 32(11): 117 － 123. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2016.11.017 证了模型对预置压力模拟计算的精度。 0 引 言 本文基于文献[17]建立的物理机理模型，对数值模型 控制面积大和铺设在山地的灌溉系统，常安装压力 的边界条件和计算流程进行改进，研究压力调节器结构 调节器控制管网压力变化导致的灌水器出流不均，以保 参数和弹簧参数对预置压力和起调压力的影响规律，为 证系统灌水均匀度要求[1-2] 。压力调节器通过内部调节杆 压力调节器的结构优化奠定理论基础。 受上下游水压力差和弹簧力作用达到动力平衡，实现进 1 压力调节器的调压性能 口压力变化，自动调节过流间隙，保持出口压力恒定。 压力调节器的性能指标包括预置压力和起调压力， 灌溉系统直动式压力调节器的