灌溉系统直动式压力调节器动力学模型与数值模拟

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作   者：

张琛;  李光永; 

作者机构：

中国农业大学水利与土木工程学院; 

关键词：

CFD;  灌溉;  动力学;  动网格;  压力调节器;  动力学模型; 

期刊名称：

农业工程学报

基金项目：

农业水转化多过程驱动机制与效率提升

i s s n：

1002-6819

年卷期：

2015 年 31 卷 20 期

页   码：

80-87

摘   要：

直动式压力调节器是灌溉系统重要的压力调节设备,在调节范围内可保证其下游压力不受上游压力变化的影响,从而控制管网压力变化对灌水器流量的影响,提高灌水均匀度。针对压力调节器进口压力改变时,调节杆受上下游压力差与弹簧力的作用发生位移以保持稳定的出口压力的特性,该文基于计算流体动力学方法,采用动力平衡分析和动网格技术,建立了灌溉系统直动式压力调节器的流固耦合动力学模型,并进行了试验验证。分析了弹簧参数对预置压力的影响和压力调节器内部压力分布随时间的变化特征,以及调节杆上下游断面受力、位移和压力调节器出口压力的动态变化。结果表明,由数值计算得到多种流量条件下不同预置压力规格的压力调节器调压性能曲线与试验测试结果吻合,预置压力模拟值的相对误差小于-13.5%;同种规格压力调节器,预置压力随着过流量减小而增大;压力调节器的预置压力随弹簧预紧力的增大呈线性增大。该模型可用于压力调节器的结构设计和优化。