迷宫型灌水器水沙两相流场分析及结构改进

摘要

为了解决迷宫型灌水器微细流道容易堵塞的问题,针对其复杂的微细流道结构(实际尺寸在0.8～1.2mm之间),根据灌水器工作时灌溉水中存在过滤不掉的沙粒的实际情况,首先应用计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)数值计算的方法,进行灌水器整体迷宫流道水砂两相流数值模拟,根据其流动场分析其堵塞的结构因素。同时应用粒子图像测速(Particle image velocimetry,PIV)技术,搭建灌水器流道流动场微PIV测试台,测量实际尺寸大小的微流道中流动场和粒子运动状况,得到其流动场流线图和粒子运动轨迹图,并通过灌水器的抗堵塞性能试验,验证了迷宫型灌水器微流道中流动场和粒子状况分析计算的正确性。针对流道中存在的容易引起堵塞的流动滞止区进行结构优化改进,试验结果表明,应用改进的结构可提高迷宫型灌水器的抗堵塞性能。