一種基于彎道的截面雙環(huán)流現(xiàn)象的抗堵灌水器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于灌溉領(lǐng)域，特別涉及一種基于彎道的截面雙環(huán)流現(xiàn)象的抗堵灌水器。
【背景技術(shù)】
[0002]滴灌是目前干旱缺水地區(qū)最有效的一種節(jié)水灌溉方式，水的利用率可達95%。灌水器是滴灌工程的核心部件，整個滴灌工程的效果都由灌水器的灌水狀態(tài)來體現(xiàn)，其水力性能和抗堵性能的優(yōu)劣極大地決定了整體工程效益的好壞。而水力性能和抗堵性能的矛盾性決定了小流量灌水器的抗堵塞性能較差，特別是在過濾設(shè)備不夠完善和水質(zhì)較差的情況下，流道堵塞情況更為嚴(yán)重。因此在保證水利性能的前提下，設(shè)計一種具有優(yōu)良抗堵性能的灌水器流道就很有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服以往灌水器抗堵能力差，針對灌溉用水含沙量及有機質(zhì)較高的地區(qū)使用，提出了一種基于彎道的截面雙環(huán)流現(xiàn)象的抗堵灌水器，該灌水器的整個流道連續(xù)均勻基本無死區(qū)，使灌水器長期使用不易堵塞。
[0004]為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0005]—種基于彎道的截面雙環(huán)流現(xiàn)象的抗堵灌水器，包括帶有進水口和出水口的基于彎道的截面雙環(huán)流現(xiàn)象的抗堵迷宮流道;所述基于彎道的截面雙環(huán)流現(xiàn)象的抗堵迷宮流道包括若干相同的流道單元，每一個流道單元均由相互連通的直線過渡段、寬彎段、圓弧漸縮段及細彎段四部分組成。
[0006]若干流道單元總高為2.7mm，總寬為5.6mm。
[0007]所述直線過渡段的寬為0.8mm。
[0008]所述直線過渡段到寬彎段的外側(cè)通過圓弧過渡，圓弧半徑為0.5mm。
[0009]所述寬彎段的寬為0.7mm，寬彎段的內(nèi)側(cè)圓弧半徑為0.6mm，寬彎段的外側(cè)圓弧半徑為1.3mm，并且外側(cè)圓弧與圓弧漸縮段相切。
[0010]所述圓弧漸縮段距離寬彎段的內(nèi)側(cè)圓弧和外側(cè)圓弧的兩個圓心連接線的距離為
0.2mm。
[0011 ]所述細彎段的寬為0.6mm，細彎段的內(nèi)側(cè)圓弧半徑為I.4mm，細彎段的外側(cè)圓弧半徑為0.8mm，并且與寬彎段的內(nèi)側(cè)圓弧相切。
[0012]所述細彎段到直線過渡段通過圓弧過渡，并且圓弧半徑為0.6mm。
[0013]所述的進水口為柵格式進水口。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果:本發(fā)明提供一種用于農(nóng)業(yè)灌溉中的基于彎道的截面雙環(huán)流現(xiàn)象的抗堵灌水器，通過改進了迷宮流道結(jié)構(gòu)，主要考慮灌水器的消能能力和提高灌水器的抗堵性能，每個流道單元都包括線過渡段、寬彎段、圓弧漸縮段及細彎段。本發(fā)明在流道單元中設(shè)計漸縮擴大部位，增加局部能量損失，提高了流道消能能力。本發(fā)明壓力損失主要來自在圓弧漸縮處、和直線段與圓弧的轉(zhuǎn)彎處的碰撞損失;本發(fā)明利用2個連續(xù)相反的90度轉(zhuǎn)彎形成的截面雙環(huán)流現(xiàn)象增加紊流，形成高速區(qū)域，在圓弧過渡區(qū)形成截面的雙環(huán)流，與流道的主流方向形成雙螺旋形前進的水流，沖刷流道壁面，同時整個流道連續(xù)均勻基本無死區(qū)，使灌水器長期使用不易堵塞。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本發(fā)明基于彎道的截面雙環(huán)流現(xiàn)象的抗堵灌水器流道單元結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖3是本發(fā)明基于彎道的截面雙環(huán)流現(xiàn)象的抗堵灌水器的壓力-流量關(guān)系曲線，其中橫坐標(biāo)為壓力，縱坐標(biāo)為流量。
[0018]圖中，I為出水口，2為進水口，3為基于彎道的截面雙環(huán)流現(xiàn)象的抗堵迷宮流道，4為直線過渡段，5為寬彎段，6為圓弧漸縮段，7為細彎段。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0020]參見圖1，本發(fā)明包括進水口2和出水口 I的基于彎道的截面雙環(huán)流現(xiàn)象的抗堵迷宮流道3，并且進水口 2為有柵格式進水口 ；基于彎道的截面雙環(huán)流現(xiàn)象的抗堵迷宮流道3包括若干相同的流道單元，每一個流道單元均由相互連通的直線過渡段4、寬彎段5、圓弧漸縮段6及細彎段7四部分組成。
[0021]參見圖2，本發(fā)明流道單元總高為2.7_，總寬為5.6mm，直線過渡段4的流道單元寬為0.8mm，直線過渡段到寬彎段5的外側(cè)通過圓弧過渡，并且過渡圓弧半徑為0.5mm;寬彎段5的流道單元寬為0.7mm，寬彎段5的內(nèi)側(cè)圓弧半徑為0.6mm，寬彎段5的外側(cè)圓弧半徑為1.3mm，并且外側(cè)圓弧與圓弧漸縮段6相切；圓弧漸縮段6距離寬彎段5的內(nèi)側(cè)圓弧和外側(cè)圓弧的兩個圓心連接線的距離為0.2mm;細彎段7的寬為0.6mm，細彎段7的內(nèi)側(cè)圓弧半徑為1.4mm，細彎段7的外側(cè)圓弧半徑為0.8mm，并且與寬彎段5的內(nèi)側(cè)圓弧相切，細彎段7到直線過渡段4的外側(cè)通過圓弧過渡，并且過渡圓弧半徑為0.6_。
[0022]參見圖3，在Cro分析軟件FLUENT中進行了基于彎道的截面雙環(huán)流現(xiàn)象的抗堵灌水器的水力性能模擬，得到了灌水器在不同壓力下的流量，并擬合出壓力-流量關(guān)系曲線，其關(guān)系式為Q = 0.2305?*3'5216,其中，P為壓力，Q為流量，流態(tài)指數(shù)為0.5216，水力性能良好。壓力隨單元數(shù)增加而降低，流道單元的消能作用明顯。在圓弧漸縮處、直線段與圓弧的轉(zhuǎn)彎處消能明顯，連續(xù)相反的90度轉(zhuǎn)彎形成的截面雙環(huán)流現(xiàn)象紊流強烈，形成雙螺旋形前進的水流，沖刷流道壁面帶走沙粒，同時整個流道連續(xù)均勻基本無死區(qū)，保證灌水器在較長時間內(nèi)使用不易堵塞。
[0023]該抗堵灌水器由兩個或兩個以上Z字形流道單元構(gòu)成;每個Z字形流道包括直線過渡段、兩個連續(xù)相反的90度轉(zhuǎn)彎和圓弧漸縮段;流體進入到Z字形流道單元入口，依次經(jīng)過直線過渡段、寬彎段、圓弧漸縮段及細彎段后，進入下個單元入口 ；該灌水器包括柵格式進水口、及開設(shè)在表面的抗堵迷宮流道和出水口。本發(fā)明改進了迷宮流道結(jié)構(gòu)，主要考慮灌水器的消能能力和提高灌水器的抗堵性能，每個流道單元都包括漸縮段、擴大段。本發(fā)明壓力損失主要來自在圓弧漸縮處、和直線段與圓弧的轉(zhuǎn)彎處的碰撞損失;本發(fā)明利用2個連續(xù)相反的90度轉(zhuǎn)彎形成的截面雙環(huán)流現(xiàn)象增加紊流，并且沖刷流道壁面，同時整個流道連續(xù)均勻基本無死區(qū)，使灌水器長期使用不易堵塞。
【主權(quán)項】
1.一種基于彎道的截面雙環(huán)流現(xiàn)象的抗堵灌水器，其特征在于:包括帶有進水口( 2)和出水口(I)的基于彎道的截面雙環(huán)流現(xiàn)象的抗堵迷宮流道(3);所述基于彎道的截面雙環(huán)流現(xiàn)象的抗堵迷宮流道(3)包括若干相同的流道單元，每一個流道單元均由相互連通的直線過渡段(4)、寬彎段(5)、圓弧漸縮段(6)及細彎段(7)四部分組成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于彎道的截面雙環(huán)流現(xiàn)象的抗堵灌水器，其特征在于:若干流道單元總高為2.7mm，總寬為5.6mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于彎道的截面雙環(huán)流現(xiàn)象的抗堵灌水器，其特征在于:直線過渡段(4)的寬為0.8mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于彎道的截面雙環(huán)流現(xiàn)象的抗堵灌水器，其特征在于:直線過渡段(4)到寬彎段(5)的外側(cè)通過圓弧過渡，圓弧半徑為0.5mm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于彎道的截面雙環(huán)流現(xiàn)象的抗堵灌水器，其特征在于:寬彎段(5)的寬為0.7mm，寬彎段(5)的內(nèi)側(cè)圓弧半徑為0.6mm，寬彎段(5)的外側(cè)圓弧半徑為1.3mm，并且外側(cè)圓弧與圓弧漸縮段(6)相切。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于彎道的截面雙環(huán)流現(xiàn)象的抗堵灌水器，其特征在于:圓弧漸縮段(6)距離寬彎段(5)的內(nèi)側(cè)圓弧和外側(cè)圓弧的兩個圓心連接線的距離為0.2mm。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于彎道的截面雙環(huán)流現(xiàn)象的抗堵灌水器，其特征在于:細彎段(7)的寬為0.6mm，細彎段(7)的內(nèi)側(cè)圓弧半徑為1.4mm，細彎段(7)的外側(cè)圓弧半徑為0.8mm，并且與寬彎段(5)的內(nèi)側(cè)圓弧相切。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于彎道的截面雙環(huán)流現(xiàn)象的抗堵灌水器，其特征在于:細彎段(7)到直線過渡段(4)通過圓弧過渡，并且圓弧半徑為0.6mm。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于彎道的截面雙環(huán)流現(xiàn)象的抗堵灌水器，其特征在于:所述的進水口( 2)為柵格式進水口。
【專利摘要】一種基于彎道的截面雙環(huán)流現(xiàn)象的抗堵灌水器，帶有進水口和出水口的基于彎道的截面雙環(huán)流現(xiàn)象的抗堵迷宮流道；所述基于彎道的截面雙環(huán)流現(xiàn)象的抗堵迷宮流道包括若干相同的流道單元，每一個流道單元均由相互連通的直線過渡段、寬彎段、圓弧漸縮段及細彎段四部分組成。本發(fā)明利用2個連續(xù)相反的90度轉(zhuǎn)彎形成的截面雙環(huán)流現(xiàn)象增加紊流，形成高速區(qū)域，在圓弧過渡區(qū)形成截面的雙環(huán)流，與流道的主流方向形成雙螺旋形前進的水流，沖刷流道壁面，同時整個流道連續(xù)均勻基本無死區(qū)，使灌水器長期使用不易堵塞。
【IPC分類】A01G25/02
【公開號】CN105706854
【申請?zhí)枴緾N201610153190
【發(fā)明人】魏正英, 馬勝利, 馬睿佳, 陳雪麗
【申請人】西安交通大學(xué)