引黄滴灌灌水器流道水流模拟及堵塞成因研究

作     者：谭启轩 翟英剑 吴文勇 李秀梅 胡雅琪 李子明 TAN Qi-xuan;ZHAI Ying-jian;WU Wen-yong;LI Xiu-mei;HU Ya-qi;LI Zi-ming

作者机构：河北农业大学城乡建设学院河北保定071000 中国水利水电科学研究院北京100084 新疆兵团勘测设计院集团股份有限公司新疆乌鲁木齐830000 

出 版 物：《中国农村水利水电》 (China Rural Water and Hydropower)

年 卷 期：2024年第6期

页      面：140-149页

学科分类：082802[工学-农业水土工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 09[农学] 0815[工学-水利工程] 0903[农学-农业资源与环境] 

基　　金：“十四五”国家重点研发计划课题项目(2022YFD1900804) “十四五”国家重点研发计划项目(2021YFD1900700) 

主　　题：灌水器 堵塞 水力性能 数值模拟 

摘      要：为探究大田引黄滴灌系统灌水器流道的堵塞机理,以减少大田灌水器系统堵塞,根据山西运城尊村灌区泥沙特点利用SolidWorks绘图软件进行灌水器流道的建模设计,以大田滴灌实际工程条件设置仿真参数,采用Ansys Fluent仿真软件进行不同型号灌水器流道的仿真计算模拟。研究此灌水器的压力、流速、湍动能等湍流特性以及颗粒的运动轨迹,揭示其内部流动机理。灌水器内部流体域压力随流道单元线性降低,并且压降梯度与流道单元数量线性相关;主流区流体更新快,泥沙不易发生沉积,流道旋涡区以及储水槽倒角部位是泥沙发生沉积的主要部位;流道高速区以外的其他区域以及储水槽部位整体湍流动能较低,水流无法形成或维持湍流状态,不利于泥沙运移,从而形成堵塞。模拟结果表明,灌水器内部结构流体域流速、湍流动能以及流线等分析均表明在灌水器流道部分的低速区和储水槽部位的倒角和边壁处是发生泥沙颗粒沉积的主要部位。