一种网格式流道节水灌水器制造技术

一种网格式流道节水灌水器，包括灌水器以及开设在灌水器内部的流道，所说的若干条流道相互连通，且流道采用圆弧式网格流道或８０°圆整网格流道。本发明专利技术不同于以往迷宫流道一维阵列的形式，采用二维阵列，表现为网格形式，流体在流道内部不同分支交汇处形成冲击和能量交换，从而达到消能的目的，而多分支的流道可以很好的减缓堵塞的发生。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机械制造领域，特别涉及一种应用于农业节水灌溉设备中的 网格式流道节水灌水器。
技术介绍
滴灌技术是目前节水灌溉中最行之有效的高效灌溉技术，但也是最昂贵的灌水技术。滴灌系统一般的工作压力为10米水头，当在微压(5米水 头以下)时，其能够降低灌溉系统输配水管路的材质要求和灌水器厚度，从 而大幅度节省投资及降低成本。节水灌水器安装在滴灌系统田间的末级管道 上，根据作物对于水分的需要，将输水管道输送来的压力水按照作物生长所 需要的水分和养料，以较小的流量均匀缓慢而又准确地直接输送到作物根部 附近的土壤中，是滴灌系统中的关键部件。目前微压节水滴头均采用常压下 流道的结构形式，在微压条件下，为达到消能效果，通常增大了迷宫流道的 单元数，或者减小流道截面积，这就造成了制造成本的提高，同时也增大了 堵塞几率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述传统微压节水滴头流道形式的缺点，提出了 一种能够实现微压下压力流量关系和抗堵性能最优化的网格式流道节水灌水 器。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是包括灌水器以及开设在灌 水器内部的流道，所说的若干条流道相互连通，且流道采用圆弧式网格流道或80°圆整网格流道。本专利技术的80。圆整网格流道的网格中心到上边界的距离为0.6mm，网格 宽度为0.5111111;圆弧式网格流道的外圆半径为0.56mm，内圆半径为0.5mm。本专利技术不同于以往迷宫流道一维阵列的形式，采用二维阵列，表现为网 格形式，流体在流道内部不同分支交汇处形成冲击和能量交换，从而达到消 能的目的，而多分支的流道可以很好的减缓堵塞的发生。附图说明图1是本专利技术的流道结构示意图，其中图la是80。圆整网格流道的单 元结构图，图lb是圆弧式网格流道的单元结构图，图lc是80。圆整网格流 道的整体图，图ld是圆弧式网格流道的整体图2是本专利技术网格流道压力流量关系曲线图，其中横坐标为压力，纵坐 标为流量；图3是本专利技术网格流道压力分布图4是本专利技术网格流道速度云图5是本专利技术网格流道流线图6是本专利技术网格流道密度分布图7是本专利技术网格流道粒子轨迹图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。参见图1，本专利技术是基于微压灌水器一体化快速开发平台技术，包括灌 水器1以及开设在灌水器1内部的流道2，所说的若干条流道2相互连通， 且流道2采用圆弧式网格流道或80。圆整网格流道。其中80。圆整网格流道 的网格中心到上边界的距离为0.6mm，网格宽度为0.5mm，圆弧式网格流道的外圆半径为0.56mm，内圆半径为0.5mm。利用参数化CAD软件PRO/E造 型，经过两相流CFD模拟实验，确定了其单元尺寸和单元数，是之在微压条 件下(5m水头)流量分别达到1.47L/h和1.83L/h，满足了设计要求(2L/h 以下)。微压灌水器的结构设计直接影响到滴灌系统工作是否可靠及灌水质量的 好坏，迷宫流道灌水器具有优越的灌水性能，其工作原理是利用复杂的流道边 界形成水头损失而消能，降低灌水器流量对压力的敏感性(减少水压波动对灌 水器流量大小的影响)。压力水流进入灌水器后，经过灌水器消能，以稳定、 均匀的低流量滴入土壤，保证水肥在管路的各给水部位(水压不同)有相近的 流量，使得整个灌溉地域有均匀的水分布。微压灌水器的基本要求是出水量小、 均匀而稳定，抗堵塞性能好，结构简单，价格低廉。工作水头(水压)一般为 5m以下，出水流量在2L/h以下。微压网格流道与其他微压流道重要的不同在于其阵列形式为平面阵列，以 网格流道和80°圆整流道为例，均采用双排结构。网格流道流量预测和两相流模拟分析网格流道流量预测参见图2，在CFD分析软件FLUENT中对网格流道进行单相流分析计算， 得到流道在不同压力下的流量，根据这一系列数据拟合出网格流道的压力流量 关系曲线。两种流道的压力流量关系分别为Q^0.163H05639， Q= 0.2231H05394， 流态指数分别为0.5639， 0.5394，判定其为紊流流道。参见图3，观察压力分布图可知，压力沿入口至出口的阵列方向均匀降低， 这就为通过增减单元数设计不同流量的系列流道提供理论依据。参见图4，观察速度云图可知，流道内速度分布均匀，主航道形状与流道形状基本相同。参见图5，观察流线图可知，流体在流道内网格的交汇处存在速度交换， 造成能量损失，验证了设计之初的设想。 网格流道两相流模拟分析通过两相流模拟，可以得知微压流道的抗堵性能。参见图6，观察密度分布图可知，密度主要分布在流道网格交汇处，此 处流道截面积要大于其余各处，因此不易造成堵塞。参见图7，观察粒子在流道内运行轨迹，可得到粒子沉积情况，通过跟 踪粒子显示，被跟踪的粒子在两种流道中均全部逃逸，进一步验证了网格流 道的抗堵性能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种网格式流道节水灌水器，包括灌水器（１）以及开设在灌水器（１）内部的流道（２），其特征在于：所说的若干条流道（２）相互连通，且流道（２）采用圆弧式网格流道或８０°圆整网格流道。

【技术特征摘要】
1、一种网格式流道节水灌水器，包括灌水器(1)以及开设在灌水器(1)内部的流道(2)，其特征在于所说的若干条流道(2)相互连通，且流道(2)采用圆弧式网格流道或80°圆整网格流道。2、 根据权利要求1所述的网格式流道节水灌水器...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏正英，倪径达，唐一平，卢秉恒，牛文全，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]