三向分叉流道灌水器開發與水力性能模擬研究

摘 要：為探究分水角與阻水角對三向分叉型流道灌水器水力性能的影響，通過數值模擬的方法，借助Ｆｌｕｅｎｔ 軟件進行數值模擬，再通過Ｔｅｃｐｌｏｔ 軟件對流場進行可視化處理，以１０ 個流道單元的三向分叉流道灌水器為研究對象，分水角與阻水角為研究的２ 個結構影響因素，通過制作不同流道參數的１５ 組模型來進行模擬研究，并通過調整分水角和阻水角來優化迷宮流道水力性能。結果表明：１）隨著分水角的增大，迷宮流道的流量系數顯著減小，流態指數也減小，且分水角的改變會使水流分配隨之改變。２） 隨著阻水角的增大，迷宮流道的流量系數增大，且呈現線性變化，流態指數也隨著阻水角的增大逐步增大。３）在不同分水角和不同阻水角的迷宮流道中，泥沙顆粒都較易排出，但不同分水角的迷宮流道中泥沙顆粒的最大流速卻不一樣，分水角越大的迷宮流道內泥沙顆粒的最大流速越大。

關鍵詞：雙向流道；灌水器；水力性能；數值模擬

中圖分類號：ＴＶ６２ 文獻標志碼：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２５．０３．０１７

引用格式：李海洋，魏立山，于芳，等．三向分叉流道灌水器開發與水力性能模擬研究［Ｊ］．人民黃河，２０２５，４７（３）：１１１－１１６．

０ 引言

滴灌是目前公認節水效果最為顯著的灌溉方式，通過管道系統將灌溉水直接輸送至作物根系區域，達到精準灌溉，使作物直接均勻吸收，提升作物的產量和品質。灌溉水直接送達地下，避免了水分蒸發浪費。灌水器是滴灌灌溉的關鍵部件，它內部復雜的流道結構能夠將滴頭前毛管壓力水流的能量消耗，使毛管內的水流緩慢、均勻、穩定地輸送到作物周邊的土壤中。計算流體動力學（Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ Ｆｌｕｉｄ Ｄｙｎａｍｉｃｓ，ＣＦＤ）軟件的開發為研究優化灌水器內部流道結構提供了便利，可以直觀地將流道內部流場展現出來。