基于FLUENT的滴灌阀的结构设计和流场分析.pdfVIP

２０１６年１月 机床与液压 Ｊａｎ２０１６ 第４４卷 第２期 ＭＡＣＨＩＮＥ ＴＯＯＬ ＆ ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳ Ｖｏｌ４４ Ｎｏ２ － ＤＯＩ：１０．３９６９／ ｊｉｓｓｎ１００１ ３８８１２０１６０２０２３ 基于 ＦＬＵＥＮＴ的滴灌阀的结构设计和流场分析 常敏， 熊瑞平， 张敏行 （四川大学制造科学与工程学院， 四川成都６１００６５） 摘要： 提出一种滴灌阀结构， 详细分析其工作原理。 计算了理论开启压力， 建立其三维模型， 并运用ＦＬＵＥＮＴ完成了 流场仿真分析， 得到了滴灌阀流道的压力分布云图和速度分布云图。 仿真结果表明： 滴灌阀结构合理， 满足设计性能指标 要求。 关键词： 滴灌阀； 开启压力； ＦＬＵＥＮＴ仿真； 流场分析 － － － 中图分类号： ＴＨ１３７５２　 　 文献标志码： Ａ　 　 文章编号： １００１ ３８８１ （２０１６） ２ ０７６ ３ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｆｌｏｗ Ｆｉｅｌｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ａ Ｄｒｉｐ⁃ｖａｌｖｅ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＦＬＵＥＮＴ ＣＨＡＮＧ Ｍｉｎ，ＸＩＯＮＧ Ｒｕｉｐｉｎｇ，ＺＨＡＮＧ Ｍｉｎｘｉｎｇ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｉｃｈｕａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ Ｓｉｃｈｕａｎ ６１００６５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆ ａ ｄｒｉｐ⁃ｖａｌｖｅ，ｉｔｓｏｐｅｒａｔｉｏｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ．Ｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｏｐｅｎｉｎｇ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｄｒｉｐ⁃ｖａｌｖｅｗａｓ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ． Ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓｔｏ ｉｔｓｆｌｏｗ ｆｉｅｌｄｗａｓｃｏｍｐｌｅｔｅｄｗｉｔｈ ＦＬＵＥＮＴ ａｆｔｅｒ ｉｔｓ３Ｄｍｏｄｅｌ ｗａｓ ｂｕｉｌｔ． Ｔｈｅ ｃｏｎｔｏｕｒｓｏｆｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｖｅｌｏｃｉｔｙｏｆｔｈｅｄｒｉｐ⁃ｖａｌｖｅ’ｓｆｌｏｗｆｉｅｌｄｗｅｒｅｇｏｔｔｅｎ．Ｉｔｉｓｓｈｏｗｎｔｈａｔｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｄｒｉｐ⁃ｖａｌｖｅ ｉｓ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ａｎｄ ｉｔ ｃａｎ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： Ｄｒｉｐ⁃ｖａｌｖｅ； Ｏｐｅｎｉｎｇ ｐｒｅｓｓｕｒｅ；ＦＬＵＥＮＴ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；Ｆｌｏｗ ｆｉｅｌｄ ａｎａｌｙｓｉｓ 　 　 滴灌技术作为一种节水灌溉， 自从以色列斯迈 耐用柔性隔膜和导向阀芯； 阀门关闭辅助弹簧为高等 哈 ·博拉斯父子发明以来， 经历了很长的发展。 是一 级不锈钢弹簧， 有助于扩大阀门工作范围， 确保阀门 种适合发展中国家的滴灌技术， 印度和中国先后引进 可低压开启， 关闭时密封性良好。 ［１］ 了这一先进技术 。 然而， 滴灌系统对管网及灌水设 备的水力性能要求较高， 由于系统管网的水头损失及 地形的变化使得压力变化较大，造成支管进口端有效 ［２］ 工作水头差别较大 。 同时， 滴灌系统所处的工作环 境恶劣， 会有少量泥沙混入， 致使阀口堵塞， 滴灌阀 不能正常开启， 影响灌溉的效果。 目前 ＣＦＤ技术被 广泛应用于阀体的结构设计以及优化当中， 通过对优 化前后流场仿真分析结果的比较， 得到更优的结 － ［３ ８］ 构 。 提出一种可低压开启的滴灌阀的结构设计， 通