射流式自吸噴灌泵性能數(shù)值預(yù)測及氣液兩相流分析.pdf

1、本課題屬圍家高新技術(shù)研究發(fā)展(863計(jì)劃)項(xiàng)目“變量噴灑低能耗輕小型噴灌機(jī)組”(項(xiàng)目編號：2006AA100211)課題研究內(nèi)容之一。
　　 由于自吸泵能夠?qū)崿F(xiàn)自吸，便于遠(yuǎn)程集中控制，實(shí)行自動(dòng)化操作，因此應(yīng)用十分廣泛。隨著社會(huì)的進(jìn)步和工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，人們對自吸泵的自吸、效率等方面的性能提出了更高的要求。因此，課題組研究了一種自吸時(shí)間短、效率高的射流式自吸噴灌泵，其工作原理是在普通自吸泵的基礎(chǔ)上集成一套能自動(dòng)關(guān)閉回流閥的射流系統(tǒng)，自

2、吸過程中通過射流系統(tǒng)產(chǎn)生的射流提高了泵的自吸性能，而泵完成自吸后，回流閥自動(dòng)關(guān)閉，很大程度上提高了泵的效率。
　　 本文主要借助CFD軟件研究了影響射流式自吸噴灌泵性能的因素，分析了泵性能的定常、非定常預(yù)測方法及應(yīng)用，并模擬了泵在自吸過程中的氣液兩相流流場。其研究工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　 1)運(yùn)用FLUENT軟件提供的定常算法模擬了射流式自吸噴灌泵在以下三種情況下的湍流流場：(a)回流閥關(guān)閉；(b)回流閥關(guān)閉且忽略儲液室

3、和氣液分離室對泵效率的影響；(c)回流閥開啟。通過模擬得到射流式自吸噴灌泵各個(gè)性能參數(shù)的預(yù)測值，結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果檢驗(yàn)預(yù)測值的準(zhǔn)確性，并分析了回流閥、儲液室和氣液分離室對泵性能的影響。預(yù)測及試驗(yàn)結(jié)果表明回流閥對泵的性能影響較大，在接近設(shè)計(jì)工況下，回流閥關(guān)閉時(shí)泵的效率比回流閥開啟時(shí)的效率提高20％左右，而儲液室和氣液分離室對泵的效率影響較小。
　　 2)運(yùn)用FLUENT軟件提供的非定常算法模擬了射流式自吸噴灌泵的全流場，得到了H、η和P

4、隨時(shí)間的波動(dòng)曲線。研究中還采用了不同的時(shí)間步長模擬射流式自吸噴灌泵在不同流量下的全流場，且每次迭代計(jì)算過程中均采集周期變化規(guī)律穩(wěn)定的周期的數(shù)據(jù)，再通過數(shù)據(jù)處理得到各個(gè)流量下H、η和P的預(yù)測值；最后與試驗(yàn)結(jié)果比較，分析了時(shí)間步長對預(yù)測值的準(zhǔn)確性的影響。結(jié)果表明時(shí)間步長的大小對計(jì)算結(jié)果影響較大，在接近設(shè)計(jì)流量的工況下，采用t=0.0005747秒的時(shí)間步長計(jì)算得到的泵效率比試驗(yàn)值小10％左右，而t=0.00005747秒的時(shí)間步長計(jì)算得到的