灌溉管网中减压阀特性的数模分析与试验研究

发布时间：2020-05-21 21:04

【摘要】：我国水资源严重短缺,并且农业用水的比例较高,但农业灌溉水利用率比较低,发展节水灌溉技术对农业可持续发展的意义重大。在众多节水灌溉技术中,低压管道灌溉具有节水、节地等优点,因此,灌溉管网技术逐渐成为我国农业节水灌溉的关键措施。如何有效地对压力进行调控是保障管网系统安全可靠运行的关键,减压阀是管道输水系统中必不可少的调压设备,如果缺乏适用、可靠的减压阀,会导致管道爆裂、漏水、系统瘫痪等现象。因此,减压阀的研究对保障灌溉管网安全运行,提高农业灌溉水利用效率、推进高效节水灌溉农业发展具有特别重要的意义。为了探求大型灌溉管网中适用性更强的减压阀型式,提出了一种新型减压阀结构设计方案,通过数模与试验相结合的方法对减压阀特性进行了研究。主要研究内容与成果如下:(1)对YX741型减压阀导阀结构进行改进设计,分别阐述两种设计方案的结构组成和工作原理,通过分析比选,选择设计方案二为数值模拟和试验的研究对象。(2)运用Gambit和CFX软件分别对减压阀主阀过流通道和整体结构进行数值模拟,探明阀瓣开度分别为0.8cm、1.0cm、1.2cm、1.6cm和2.4cm时,不同进口流量条件下的进出口压力差变化规律,数模结果表明:当阀瓣开度一定时,不同开度的进出口压差随进口流量的增大的趋势相近;当进口流量一定时,进出口压差随阀瓣开度的增加而减小的趋势逐渐缓慢,当阀瓣开度为1.6cm和2.4cm时,两条曲线接近重合;阀内压强随进口流速的增大明显增大,压强最大值为进口弯管底部和阀瓣下表面,阀瓣与出口连接处流速最大,水流从进口到出口流态比较稳定,水流比较平顺,在阀瓣上部流线稍有混乱,导阀内流速较小。(3)探明阀瓣不同开度时,主阀阀瓣所受驱动力随不同进口流量的变化规律,结果表明:当阀瓣开度一定时,阀瓣所受驱动力随进口流量的增大而增大,但与进出口压差的变化趋势不同,随着开度的增大,驱动力增大的趋势逐渐趋于平缓,这说明阀瓣开度越小,流量变化对阀瓣所受驱动力的影响越明显。(4)通过减压阀特性试验,探明主阀瓣开度在1.0cm、1.6cm和2.4cm时,进出口压差随不同进口流量的变化规律,将试验与数模结果进行对比分析,结果表明:试验数据整体上比数模结果偏大,偏差在2.8%～7.9%之间。初步验证了数模结果的正确性和方法的可行性,并为今后同类产品的开发提供了参考依据。
【图文】：

薄膜式,减压阀,直接作用,先导波

９逡逑ｍ邋麟逡逑图２－１直接作用薄膜式减压阀逦图２－２直接作用波纹管式减压阀逡逑Ｉ邋ｉ逡逑图２－３先导活塞式减压阀逦阁２４先导波纹管式减压阀逡逑图２－５先导薄膜式减压阀逦图２－６组合

减压阀,薄膜式,直接作用,先导波

９逡逑ｍ邋麟逡逑图２－１直接作用薄膜式减压阀逦图２－２直接作用波纹管式减压阀逡逑Ｉ邋ｉ逡逑图２－３先导活塞式减压阀逦阁２４先导波纹管式减压阀逡逑图２－５先导薄膜式减压阀逦图２－６组合
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S274

【参考文献】