片状迷宫滴头中悬浮颗粒浓度分布规律数值分析.pdf

第23 卷 第3 期 农 业 工 程 学 报 Vol.23　No.3 2007 年 3 月 Transactions of the CSAE Mar .　2007 1 王文娥, 王福军※ ( 中国农业大学水利与土木工程学院, 北京 100083) : 迷宫滴头内部结构 杂尺寸微小, 水源过滤后仍含有悬浮颗粒,研究悬浮颗粒在滴头内分布的影响因素对于滴头 结构改进有重要意义。该文根据两相流理论, 利用计算流体动力学软件 LUENT 对迷宫滴头进行了液固两相流数值分析。 采用标准k-E湍流模型及多相流Eulerian 模型, 模拟得到不同入流颗粒浓度及大小时滴头内流场及颗粒浓度分布, 分析了 颗粒大小及入流浓度对悬浮颗粒浓度分布的影响。研究结果表明:滴头的进口、缓水区及流道拐弯区、迎水区等局部悬浮颗 粒浓度增大, 齿尖附近浓度接近入口浓度。除齿尖及流道背水区外, 其他部位的颗粒浓度均随粒径的增大而升高; 滴头内颗 粒浓度分布随入流浓度的升高而升高, 不同位置处浓度变化规律略有不同。 : 滴头; 计算流体动力学; 固液两相流; Eulerian 模型 : S275　　　　: A　　　　: 1002-6819( 2007)3-0001-06 , . [J]. ,2007, 23(3) : 1- 6. Wang Wene, Wang ujun. Numerical analysis of the distribut ion rule for suspended granule concentration in labyrinth integrat ed emitter [J]. Transactions of the CSAE, 2007, 23( 3) : 1- 6. (in Chinese with English abstract) 小, 对于其内部流场分布采用常规方法很难得到, 目前 0 [9] 主要是利用放大模型及PIV 观测。李永欣等 采用滴 滴头是滴灌系统的重要设备之一, 其作用是使毛管 头放大测量滴头流道内的压力分布, 但采用放大模型会 中的压力水流经过弯曲多变的迷宫流道, 造成能量损 改变流道内的流态, 使得流动机理改变, 流动的相似性 失, 消能后变成水滴进行灌溉。但由于滴头流道特征尺 被破坏。PIV 是目前流场测试最先进的仪器, 对于宏观 [ 1- 3] [ 10] 寸微小( 1mm 左右) 、结构 杂, 很容易堵塞 。滴头 尺度流动现象的观测比较准确, 李云开等 利用PIV 堵塞一般包括物理堵塞、化学堵塞和生物堵塞 3 种, 其 观测了滴头平面模型的流场分布, 但流道只有1 mm 左 中化学或生物堵塞可以通过一定措施( 加硫酸或氯气 右, 加入荧光粒子必然影响流道内原有流场分布。 [4, 5] 等) 消除, 对于物理堵塞主要采用过滤、沉淀等措施 , 近年来, 计算流体动力学(C D)发展迅速, 分析手 但过滤后, 仍然会有部分悬浮颗粒进入滴头。中国的灌 段日益成熟, 已经应用于许多水力设备的设计和改 [ 11] 溉水源一般为多泥沙河流, 选择具有较强抗堵塞性滴头 进 。利用C D 进行滴头的水力特性可以获得内部流 才能保证整个系统良好运行。因此, 研究悬浮颗粒在滴