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微灌毛管局部水头损失研究

作　者: 李岚斌
导　师: 朱德兰
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 水土保持与荒漠化防治
关键词: 毛管灌水器沿程水头损失局部水头损失
分类号: S275.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 48次
引　用: 1次
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内容摘要

本文选取市场上常用的几种灌水器和毛管,通过试验、理论分析和数值模拟确定各处理毛管的局部水头损失和影响毛管局部水头损失的因素,初步研究得到如下研究结果:(1)毛管局部水头损失与毛管管段流量、灌水器插头断面面积成正相关关系,毛管局部水头损失与毛管管径成负相关关系。(2)毛管局部水头损失与毛管沿程水头损失之比与灌水器插头断面面积均成正相关关系,与毛管管径成负相关关系,不同的毛管各处理,其毛管局部水头损失占毛管沿程水头损失之比相差可达0.6。本研究给出了毛管局部水头损失占毛管沿程水头损失之比的计算公式,在实际的滴灌设计中,为了准确的计算毛管的局部水头损失,建议采用本文提出的公式对毛管局部水头损失占毛管沿程水头损失之比进行准确计算。(3)不同类型的灌水器和毛管,其局部水头损失系数相差较大,本文通过毛管局部水头损失试验的试验数据和理论推导得出了10种处理的灌水器局部水头损失系数,在滴灌工程设计中,如果选用了上述毛管和灌水器,推荐从本文选取局部水头损失系数计算毛管局部水头损失。(4)本文得出了灌水器局部水头损失系数的计算公式,灌水器局部水头损失系数随着灌水器插头尺寸的增大而增大,随着毛管管径的增大而减小,经试验验证,该公式具有较高的真实可靠性,可在工程设计中运用验证。(5)对毛管各处理局部水头损失系数的数值模拟表明,对于灌水器流量较小的紊流毛管管段,可采用本文的模拟方法进行模拟,对于灌水器流量较大的毛管紊流管段,建议通过试验确定毛管局部水头损失系数。(6)各处理的流速分布矢量图表明:不同尺寸的灌水器插头其流速降低区域不同,建议滴灌厂家在生产灌水器时,应统一灌水器插头的形状尺寸,方便对灌水器插头处泥沙易沉积处的分析。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-18
  1.1 目的与意义  10
  1.2 国内外研究进展与存在的问题  10-18
    1.2.1 沿程水头损失研究进展  10-11
    1.2.2 局部水头损失研究进展  11-14
    1.2.3 基于数值模拟的局部水头损失研究现状  14-15
    1.2.4 存在的问题  15
    1.2.5 研究内容  15-16
    1.2.6 研究方法  16-18
第二章微灌毛管局部水头损失试验研究  18-29
  2.1 试验材料及方法  18-20
    2.1.1 试验材料  18-19
    2.1.2 试验装置及方法  19-20
  2.2 结果分析  20-27
    2.2.1 试验装置测试结果验证  20
    2.2.2 毛管沿程水头损失计算公式验证  20-23
    2.2.3 毛管沿程水头损失和毛管局部水头损失计算  23-25
    2.2.4 毛管局部水头损失占毛管沿程水头损失比例  25-27
  2.3 本章小结  27-29
第三章微灌毛管局部水头损失计算方法研究  29-36
  3.1 毛管局部水头损失系数  29-31
  3.2 毛管局部水头损失计算公式的推导  31-33
  3.3 毛管局部水头损失计算公式对比  33-34
  3.4 本章小结  34-36
第四章毛管局部水头损失的CFD 模拟  36-44
  4.1 模型的建立及CFD 计算  36-38
    4.1.1 各处理模型  36-37
    4.1.2 CFD 计算  37-38
    4.1.3 边界条件与计算参数  38
  4.2 结果分析  38-42
    4.2.1 毛管沿程水头损失模拟结果验证  38-40
    4.2.2 各处理水头损失模拟结果  40-41
    4.2.3 毛管局部水头损失系数模拟和试验结果的对比  41
    4.2.4 各处理速度云图  41-42
  4.3 本章小结  42-44
第五章结论与建议  44-46
  5.1 结论  44
  5.2 有待进一步研究的问题  44-46
参考文献  46-51
附录  51-56
致谢  56-57
作者简介  57

微灌毛管局部水头损失研究

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