摇臂式喷头内流道流动分析与数值模拟

对py140型摇臂式喷头在不同的弹尾形稳流器与喷嘴直径组合工况下进行了喷头内流道水力性能试验。结果表明:喷头内流道阻力损失与喷嘴直径、稳流器长度及进口工作压力呈正比,并建立了回归模型;喷管段产生的阻力损失与喷头内流道阻力损失之比的平均值为0.666;当进口工作压力一定时,喷嘴工作压力与喷嘴直径、稳流器长度呈反比,喷头流量的最大相对误差为4.7%;锥角为40°的圆锥形喷嘴流量系数算术平均值是0.928。

提出臂式喷头和全射流喷头的计算公式,通过实验对比它们的参数。结果表明,全射流喷头步进角度和步进频率主要由导管长度决定,导管越长则步进角度越大,步进频率越小。对于臂式喷头,它的步进角度和步进频率的可改变幅度不大,因此全射流喷头具有一定优越性。提出了全射流喷头步进角度与管长之间的关系式,左右压差与导管长度和工作压力的经验公式。

稳流器是喷头内的主要过流部件,喷头内过流部件的压力损失是评价喷头好坏的指标。利用ansys/flotran有限元分析软件,根据喷头内部流体流态,激活标准k-ε湍流模型,对装有不同型式稳流器的py130型喷头内部三维流场进行数值模拟。经过建模、分网、加载、计算这一流程,对喷头内流场进行微观化分析,得出速度矢量分布图和压力等值分布图,直观地反映了喷管内部流场紊流程度变化和压力变化并可得出喷头水力损失值,为喷头的优化设计提供合理的依据。

摇臂式喷头工作的科学原理 摇臂式喷头是很多水利工程都会使用的机器，然而大部分的人 都会想知道摇臂式喷头的一些原理。下面为您精心推荐了摇臂式喷头 工作科学原理，希望对您有所帮助。 在喷头的工作过程中，摇臂它的作用是撞击喷体(或喷灌)使喷 头旋转;偏流板它和导流板的作用是给摇臂的运动加速的，使水流的 动能它最大限度地转换为摇臂的撞击的能量;摇臂弹簧它的作用是使 摇臂回位和蓄、放摇臂的能量。这几个部件它是喷头运转的关键的部 件。摇臂的外形尺寸它和重心位置、摇臂弹簧的弹性大小它和导水器 各部分的尺寸、相对位置都将直接影响喷头的正常工作的。 (1)利用水流的冲击，将水流它的动能传递给摇臂，喷体的静摩 擦转动力矩它大于摇臂的静摩擦转动力矩的，喷体它不转动而摇臂沿 与喷头转动相反的方向转动;由于摇臂弹簧的作用，摇臂它在转过一 定角度后开始向回转动。如不考虑摩擦，出水

全射流及摇臂式喷头水量分布形状分析及组合计算

为了防止和消除双向流道泵装置进水流道内的漩涡和涡带,确保水泵机组的安全运行,在双向进水流道底部泵进口下方加设曲线导流墩。通过cfd软件对设导流墩的双向流道泵装置内部流动进行数值模拟,获得泵装置内部的三维流动速度场,并预测了泵装置的性能。结合模型泵装置试验的内外特性,着重研究了双向进水流道的出口流速分布及其对泵装置性能的影响。计算结果表明加设导流墩的双向进水流道出口断面流速分布较为均匀,流速均匀度达到93%,满足水泵运行的需要;装置性能良好,最优工况点的装置效率为68.89%。模型试验观测显示导流墩的设置有效地防止水泵进口下方涡带的产生,在各种试验工况下进水流道内均未发现涡带,水泵运转平稳无振动,可保证机组安全可靠运行。比较进水流道出口流速分布的计算结果与模型试验结果,二者在总体结构上相近,数值模拟对泵装置性能预测结果在最优工况点与试验结果基本吻合。

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我国摇臂式喷头的研究与发展 摘要：综述了国内外摇臂式喷头的发展历程和未来趋势，详细分析了近期摇臂式喷头的新型 结构与适用特点，结合我国实际情况论述了我国在摇臂式喷头的研究与生产中存在的研究手 段单一、研究力量单薄、企业缺乏产业化等问题，提出要应用新发展的计算流体动力学、计 算结构动力学和粒子成像速度场仪等技术进行喷头基础理论研究，加强联合攻关，建立质量 监督体系等发展摇臂式喷头的对策和建议。 关键词：摇臂式喷头；喷灌设备；节水灌溉 前言 当前，推广以喷灌、微灌为代表的先进节水灌溉技术是发展节水农业、提高水利用系数的重 要举措。截止到2002年底，我国的喷微灌技术推广面积已达273万h㎡。摇臂式喷头是喷 灌系统和喷灌机组中最重要的设备之一，对其基础理论、设计方法和喷洒性能等的研究一直 是关注热点。近几年，新发展的理论与技术在摇臂式喷头（包括垂直摇臂式喷头）中

利用计算流体力学软件fluent,采用数值模拟方法究了幅值不同的两种波纹管传热状况,发现幅值为4mm的波纹管的传热状况优于幅值3mm波纹管的传热状况,这是由前者管内湍流强度高于后者所致。同时,回归了两波纹管的换热准则方程,为波纹管的校核计算及工程应用提供依据。

该文针对摇臂式喷头副喷嘴为圆形,径向水量分布中部较高不利于组合的问题,根据水射流原理,设计出一种新型结构的副喷嘴,其上端设有盖板,起到阻挡水流的作用,使副喷嘴水流射出后主要分散在近处,从而有利于提高组合喷洒的均匀性。分别对15py、20py、30py摇臂式喷头副喷嘴改进前后的水量分布进行了对比试验,同时,以正方形布置方式为例,计算出不同组合间距下的喷洒匀性系数。结果表明:副喷嘴的改进消除了改进前喷头中间部分水量,使径向水量分布呈"三角形"。改进副喷嘴后提高了均匀性系数,不同组合间距下的值均为80%以上,平均喷灌强度符合喷灌规范中的要求。最后,提出副喷嘴改进后15py,20py,30py摇臂式喷头的最佳组合间距分别为1.2r,1.3r,1.1r,计算出组合均匀性系数值分别为85.6%,86.3%,85.3%。改进后的副喷嘴对喷洒均匀性有较好的改善作用。

本文介绍了六方(四方)型摇臂式喷头的发明思路、初试结果与评价,指出了开发六方(四方)型摇臂式喷头的必要性与可能性,规定了具体的性能指标,指出了今后拟重点开发的结构方案。

为研究玻璃珠弹丸在后混合水射流喷丸喷头内的运动轨迹和速度特性,根据液固两相流动的拉格朗日离散相模型,应用fluent软件对喷头内液固湍流进行了数值模拟,得到了连续相的轴向速度和轴向动压强,获得了弹丸的运动轨迹和弹丸的轴向速度随行程及时间的变化规律。结果表明,连续相在喷头混合室入口处存在环形回流区,在混合室内呈非对称流动;弹丸在喷头内的轴向速度沿行程分为4个阶段,依次是弹丸在混合室内的回流段、弹丸第1次加速段、弹丸在环形回流区的减速段和弹丸第2次加速段,其在弹丸喷嘴出口截面上靠近轴心的轴向速度达到连续相轴心最大轴向速度的94.77%。

基于多相流动的拉格朗日离散相模型,应用fluent软件对准直管磨料射流准直管静止不动、入口带圆锥收敛段的直管磨料喷头内部等温、不可压缩、稳态、液固湍流进行了数值模拟.连续相采用三维不可压缩稳态雷诺时均n-s方程,湍流模型采用标准的k-ε模型,代数方程组采用分离解方法,通过simple算法求解压力速度耦合;离散相采用拉格朗日方法追踪颗粒运动轨迹;收敛残差为10-4.研究表明,喷头混合室内存在2个环形回流区,室内连续相呈非轴对称流动.当准直管磨料射流用于切割工作时,磨料入口应略靠近混合室的出口侧;用于超细粉碎工作时,磨料入口应略靠近混合室入口侧.

介绍了利用matlab软件,采用解析算法编制程序对六方(四方)形摇臂式喷头单喷头喷洒实验数据进行的分析处理,以及对该型喷头不同形式喷灌组合的喷灌效果进行的分析,讨论了现在比较流行的matlab软件在喷头实验数据处理及分析方面的应用及其优点

用商业软件模拟复杂层板中冷却介质流动特性,以粒子图像速度(piv)测量技术获得的实验数据,验证所选择的数学模型和数值方法。实验是在确定的径高比1及入口雷诺数4.1×104下进行的。用验证的数学模型及数值方法,向上下扩展雷诺数至2.05×104及8.2×104,改变层板径高比至0.5及2.0,模拟这两个参数变化对层板内冷却介质流场的影响。模拟结果指出:在相同的径高比下,入口雷诺数的改变对层板内冷却介质流动特性影响很小;相反在相同的入口雷诺数下,径高比改变对层板内冷却介质流动特性有明显的影响。

离心式叶轮机械的叶轮通道内的流体流动受到旋转效应与曲率影响而产生强烈的二次流现象。二次流是叶轮通道内流动损失的一个原因,对离心叶轮机械的性能产生不利的影响。应用开源cfd软件openfoam对旋转情况下的90°弯曲通道内的不可压缩流体流场进行三维黏性数值模拟。研究了弯曲通道在不同转速下哥氏力与离心力共同作用对主流速度、二次流及压力特性的影响规律。结果表明:与静止通道相比,旋转产生的哥氏力在弯曲管段形成不对称的二次流,使通道内涡结构变得复杂;甚至在较高转速下二次流方向发生反向。

结合钢塑复合共挤工艺特点,建立了复合共挤出流动的数学模型。采用有限元分析软件ansys对钢塑复合中空异型材共挤流道内熔体的三维等温非牛顿流动进行了数值模拟;讨论了内部芯材以不同速率移动时,流道内熔体压力、速度和粘度的分布特点及变化规律,并与普通异型材挤出进行了对比。结果表明:随着芯材移动速率的提高,流道内压降减小;在熔体与芯材接触结合区域,压力和速度梯度明显增加,粘度减小,易出现不稳定流动;流道内熔体有较高的轴向速率,径向速率对称分布,其流动特征为典型的收敛流动;由于芯材在牵动,熔体最大流速出现在口模成型段,即挤出熔体与芯材的会合处。

插臂式喷头摇臂是变截面、冲击动载荷构件。文中对这一构件进行了强度分析与计算，建立了强度计算的受力模型，给出了摇臂强度计算公式及计算实例。

中喷ZY系列摇臂式喷头

以全射流喷头和摇臂式喷头为例,分析喷头喷洒水力性能,总结7组不同喷头主副喷嘴结构参数和不同工作参数下对应的水量分布形状,并选取水量分布函数进行拟合;同时,计算不同间距下的组合均匀性。结果表明,选取的水量分布函数拟合效果较好,形状基本一致,误差较小。1r、1.1r、1.2r、1.3r和1.4r组合间距下,第3组、第4组水量分布的均匀性系数较高,且大部分超过0.85,第7组水量分布的均匀性系数最低。

分析了摇臂式喷头摇臂断裂的主要原因，根据对摇臂动应力变化的实际测量，对如何分析与提高摇臂强度进行了探讨。

摇臀式喷头在农业灌溉中已得到广泛的应用。无论在滚轮式《沃尔壤卡》дкцц-64,水动圆形的《弗列加特》дм和平移式的《第聂泊》дф-120喷灌机上,