三向分叉流道灌水器開(kāi)發(fā)與水力性能模擬研究

摘 要：為探究分水角與阻水角對(duì)三向分叉型流道灌水器水力性能的影響，通過(guò)數(shù)值模擬的方法，借助Ｆｌｕｅｎｔ 軟件進(jìn)行數(shù)值模擬，再通過(guò)Ｔｅｃｐｌｏｔ 軟件對(duì)流場(chǎng)進(jìn)行可視化處理，以１０ 個(gè)流道單元的三向分叉流道灌水器為研究對(duì)象，分水角與阻水角為研究的２ 個(gè)結(jié)構(gòu)影響因素，通過(guò)制作不同流道參數(shù)的１５ 組模型來(lái)進(jìn)行模擬研究，并通過(guò)調(diào)整分水角和阻水角來(lái)優(yōu)化迷宮流道水力性能。結(jié)果表明：１）隨著分水角的增大，迷宮流道的流量系數(shù)顯著減小，流態(tài)指數(shù)也減小，且分水角的改變會(huì)使水流分配隨之改變。２） 隨著阻水角的增大，迷宮流道的流量系數(shù)增大，且呈現(xiàn)線性變化，流態(tài)指數(shù)也隨著阻水角的增大逐步增大。３）在不同分水角和不同阻水角的迷宮流道中，泥沙顆粒都較易排出，但不同分水角的迷宮流道中泥沙顆粒的最大流速卻不一樣，分水角越大的迷宮流道內(nèi)泥沙顆粒的最大流速越大。

關(guān)鍵詞：雙向流道；灌水器；水力性能；數(shù)值模擬

中圖分類號(hào)：ＴＶ６２ 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２５．０３．０１７

引用格式：李海洋，魏立山，于芳，等．三向分叉流道灌水器開(kāi)發(fā)與水力性能模擬研究［Ｊ］．人民黃河，２０２５，４７（３）：１１１－１１６．

０ 引言

滴灌是目前公認(rèn)節(jié)水效果最為顯著的灌溉方式，通過(guò)管道系統(tǒng)將灌溉水直接輸送至作物根系區(qū)域，達(dá)到精準(zhǔn)灌溉，使作物直接均勻吸收，提升作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。灌溉水直接送達(dá)地下，避免了水分蒸發(fā)浪費(fèi)。灌水器是滴灌灌溉的關(guān)鍵部件，它內(nèi)部復(fù)雜的流道結(jié)構(gòu)能夠?qū)⒌晤^前毛管壓力水流的能量消耗，使毛管內(nèi)的水流緩慢、均勻、穩(wěn)定地輸送到作物周邊的土壤中。計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ Ｆｌｕｉｄ Ｄｙｎａｍｉｃｓ，ＣＦＤ）軟件的開(kāi)發(fā)為研究?jī)?yōu)化灌水器內(nèi)部流道結(jié)構(gòu)提供了便利，可以直觀地將流道內(nèi)部流場(chǎng)展現(xiàn)出來(lái)。