摇臂式喷头弯管曲线参数优化的模拟与实验研究

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaoxuan415315
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
喷灌以其节水、增产、适应性强、易于机械化作业等优点成为目前世界上广泛采用的节水灌溉技术之一。喷头的性能与水流在喷头内部的紊流程度有关,水流经过喷头的弯管时水流由直线运动改变方向,变成圆周运动,水流流场连续性和稳定性遭到破坏,产生涡流和横向环流,能耗损失增大,使流速分布不均。优化喷头弯管曲线可以通过改变喷管结构,把经喷体转换后被干扰的水流改造成平顺的水流,以断面流速比较均匀的形式进入喷嘴,从而得到比较理想的喷头水力性能。本文的主要研究成果如下:(1)以雨鸟30PSH摇臂式喷头为研究对象,拆卸摇臂等零件后,在线切割机床上切割其流道,用游标卡尺测量切割后的喷头内流道及外部尺寸。根据测量的数据,用Pro/E对其进行三维建模,设计出圆弧曲线,阿基米德螺旋线及抛物线曲线三种弯管曲线类型,并对每种曲线的渐变线与喷管的连接处做扩大,中度和缩小处理。(2)利用流体动力学仿真软件FLUENT软件,选用RNG κ-ε模型,取静止固体壁面,采用标准壁面函数处理方式与SIMPLE算法对摇臂式喷头内流场的流动情况进行分析和模拟计算,得出在同一入口压力下,从应变速率、壁面静压力、湍动能、主副喷嘴的的出口速度、主副喷嘴的流量等的变化趋势得到:抛物线曲线的渐变线扩大处理较其他方案更为理想。采用多相流模型(VOF)分析了水流在外流场的流动情况。(3)对选择的较优组合进行200KPa-500KPa不同入口压力的模拟,得到当压力增加时,喷头主喷嘴和副喷嘴的出口速度和进口速度都随着压力的增加而增加,但喷头进口速度增大的趋势较为平缓。同样一种曲线,在渐变线的处理方式不一样,内流场的平均湍动能有一定的差别,扩大处理的曲线的湍动能随入口压力的增大增加的较为明显,而中度处理的曲线变化趋势较为平缓。(4)用快速成型方法对不同的弯管曲线结构组合进行三维造型,加工出成品。对该喷头进行实验研究,测量其水力性能并与模拟结果进行对比。通过实验得出:模拟入口流量与实验入口流量的相对误差最大相对误差为4.720%,最小误差为0.160%。实验副喷嘴流量与模拟副喷嘴流量的相对误差也较小,最大为6.072%,最小为0.130%。实验副喷嘴流量占喷头流量的比例为10%-11%,模拟结果中副喷嘴流量占喷头流量的比例为9.9-10.5%,结果显示流量的实验结果与模拟结果非常接近。
其他文献
三尾褐凤蝶Bhutanitis thaidina(Blanchard)隶属鳞翅目Lepidoptera凤蝶科Papilionidea尾凤蝶属Bhutanitis,是我国特有珍稀濒危蝶类。本研究选取陕西秦岭太白山南坡厚畛子镇为实验区,通过野外观察、试验地饲养、样线和样方调查等方法,对三尾褐凤蝶的生物学特性、自然种群生命表及生境需求等进行了研究,并分析了种群濒危机制,提出了保护措施。三尾褐凤蝶1年1代
学位
西北农林科技大学为了满足山地作业要求在国内率先研制了山地轻型动力机,在设计过程中特别是齿轮与轴设计过程中发现传统设计方法存在诸多局限。开发能实现齿轮与轴CAD设计和3D设计的软件,对提升设计效率、实现系列化设计、修改设计有很强的应用价值,在对山地轻型动力机变速箱齿轮与轴的结构、功能、设计过程的研究分析后,旨在专门针对山地轻型动力机开发一套变速箱齿轮与轴自动设计系统,主要研究内容和结论有:(1)用P
学位
基于生命观念,对人教版初、高中“生物与环境”主题进行梳理,从课标要求、知识的衔接等方面进行比较分析,有利于从概念学习和科学思维两个方面做好衔接教学。
期刊
我国丘陵山区面积约为总国土面积的70%,发展丘陵山区农业机械化是我国实现农业机械化的必由之路,但受丘陵山区复杂地形结构的限制,现有丘陵山区农机设备单一、地形适应性差、技术薄弱,多采用基于经验改造的设计理念,缺乏系统的理论研究。本文针对丘陵山区特殊地形环境,确定了一种新型轮履复合式山地动力底盘的结构方案,建立了该动力底盘抗倾覆、爬坡、越障的运动学和动力学模型,为其结构优化及运动控制提供理论依据。具体
学位
报纸
车架作为拖拉机的主要承载部件,其性能直接关系到整机性能的好坏。地面不平度激励和不同作业工况下的各种载荷对拖拉机的作业质量、零部件的使用寿命等都会产生重要影响。研究车架的静动态特性不仅能够评价已有车架的强度、刚度等性能,而且对其结构的改进和优化等也具有重要的借鉴意义。本文利用有限元前处理软件HYPERMESH和有限元分析软件ANSYS对西北农林科技大学与美国德州农工大学联合研制的微型电动拖拉机科研样
学位
报纸
由条形柄锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici)引起的小麦条锈病,给世界主要粮食作物之一的小麦生产带来了严重的危害,而了解小麦条锈菌病原真菌致病作用的分子机制对防治小麦条锈病具有重要意义。本研究从分子水平上重点探索和解析小麦条锈菌侵染寄主过程中侵染分化基因(Differentiation Infection Structure-specific genes,INF
学位
紫茎泽兰隶属菊科泽兰属,是一种世界性的恶性杂草。紫茎泽兰入侵中国西南地区,引起了巨大的经济损失,严重威胁当地的生物多样性和生态系统。本研究利用高通量测序技术对紫茎泽兰的基因组DNA进行了低覆盖的Survey测序,拼装序列并查找SSR位点,开发紫茎泽兰特异的SSR标记,同时,还对紫茎泽兰基因组重复序列的组成和分布特征进行了初步研究。这些新开发的标记将为为研究紫茎泽兰的入侵机制、群体遗传学机制等提供理
学位
魔芋是天南星科魔芋属多年生草本植物,广泛分布在热带、亚热带疏林下,喜散射光及弱光,怕强光照射,属于一种半阴性植物。魔芋具有较高的药用和食用价值,现代研究表明,魔芋具有抗衰老、降血脂血糖、调节胃肠道、减肥、抗肿瘤和增强免疫力等诸多功效。联合国食品卫生组织对魔芋作为合格食品在全世界自由销售非常重视,欧洲市场也将被开放,魔芋产品在不久的将来,世界市场将非常巨大。近年来,我国魔芋种植面积的不断增加,且生产
学位