pvc三通管水流阻力与流动特征分析

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1、２０１３年１月农业机械学报第４４卷第１期ｄｏｉ：１０．６０４１／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１２９８．２０１３．０１．０１５ＰＶＣ三通管水流阻力与流动特征分析石喜吕宏兴朱德兰孙斌曹彪（西北农林科技大学水利与建筑工程学院，陕西杨凌７１２１００）摘要：对ＤＮ７５×７５和ＤＮ７５×５０两种ＰＶＣ三通管进行了试验与数值模拟研究，结果表明主管侧管流向的局部阻５力系数ζ和主管直管流向的局部阻力系数ζ随雷诺数的增大而减小，在雷诺数大于１５×１０之后基本趋于稳０１０２定；ζ、ζ与分流比呈二次抛物线关系，通过验证数值计算与试验结果基本吻合。在此

2、基础上对５种常见型号的三０１０２通管进行了数值模拟，表明ζ、ζ随管径比的增大而减小，ζ的变化幅度远大于ζ的幅度，并给出了局部阻力系０１０２０１０２数随分流比变化的定量表达式；流动特征分析可知引起局部水头损失ζ的主要原因是水流方向变化的损失和离０１心力造成的速度分布变化损失，而引起ζ的主要原因是在较大分流比时水流的剪切和横向环流导致直管分岔处０２上侧的漩涡运动和流速梯度变化损失。关键词：ＰＶＣ三通管阻力特性流动特征数值模拟中图分类号：ＴＶ１３４２文献标识码：Ａ文章编号：１０００１２９８（２０１３）０１００７３０７Ｆｌｏｗ

3、ＲｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＰＶＣＴｅｅＰｉｐｅｓＳｈｉＸｉ　ＬüＨｏｎｇｘｉｎｇ　ＺｈｕＤｅｌａｎ　ＳｕｎＢｉｎ　ＣａｏＢｉａｏ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＡ＆ＦＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｇｌｉｎｇ，Ｓｈａａｎｘｉ７１２１００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｗｏｋｉｎｄｓｏｆｔｅｅｐｉｐｅｓＤＮ７５×７５ａｎｄＤＮ７５×５０ｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄｂｙｔｅｓｔｍｅｔｈｏｄｓａｎｄｎｕｍｅｒｉｃａ

4、ｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｌｏｃａｌｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｍａｉｎｂｒａｎｃｈｔｏｓｉｄｅｂｒａｎｃｈζ０１ａｎｄｍａｉｎｂｒａｎｃｈｔｏｓｔｒａｉｇｈｔｂｒａｎｃｈζ０２ｄｅｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇＲｅｙｎｏｌｄｓｎｕｍｂｅｒａｎｄｓｔａｂｉｌｉｚｅｄａｆｔｅｒ５ｔｈｅＲｅｙｎｏｌｄｓｎｕｍｂｅｒｗａｓｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎ１５×１０．Ｔｈｅｌｏｃａｌｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔζａｎｄζｗａｓ０１０２ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄｗｉｔｈ

5、ｔｈｅｆｌｏｗｒａｔｉｏｂｙｓｅｃｏｎｄｏｒｄｅｒｐａｒａｂｏｌｉｃｅｑｕａｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｗｅｒｅｉｎｇｏｏｄｗｉｔｈｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄａｔａ．Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｏｓｅｖａｒｉａｂｌｅｓｏｔｈｅｒｆｉｖｅｋｉｎｄｓｏｆｔｅｅｐｉｐｅｓｗｅｒｅｓｉｍｕｌａｔｅｄｎｕｍｅｒｉｃａｌｌｙ．Ｉｔｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｌｏｃａｌｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔζａｎｄζｄｅｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｄｉａｍｅｔｅｒ０１０２ｒａｔｉｏ，ａ

6、ｎｄｔｈｅｖａｒｉａｂｌｅｅｘｔｅｎｔｏｆζｗａｓｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎζ．Ａｌｓｏｔｈｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｅｑｕａｔｉｏｎｏｆｌｏｃａｌｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ０１０２ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｖａｒｉａｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈｅｆｌｏｗｒａｔｉｏｗａｓｇｉｖｅｎｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙ．Ｆｌｏｗｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎａｌｙｓｉｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｍａｉｎｒｅａｓｏｎｃａｕｓｅｄｔｈｅｌｏｃａｌｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔζｄｕｅｔｏｔｈｅｌｏｓｓｏｆｄｉｒｅｃｔｉｏｎｃｈａｎｇｅｓａｎｄｖｅｌｏ

7、ｃｉｔｙ０１ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃａｕｓｅｄｂｙｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌｆｏｒｃｅ，ａｎｄｃｈａｎｇｅｓζｗａｓｄｕｅｔｏｔｈｅｖｏｒｔｅｘｍｏｔｉｏｎａｎｄｖｅｌｏｃｉｔｙ０２ｇｒａｄｉｅｎｔｉｎｔｈｅｓｔｒａｉｇｈｔｂｒａｎｃｈｃａｕｓｅｄｂｙｗａｔｅｒｓｈｅａｒｉｎｇａｎｄｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｌａｒｇｅｆｌｏｗｒａｔｉｏ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＰＶＣｔｅｅｐｉｐｅｓ　Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　Ｆｌｏｗｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉ

8、ｏｎ通过大量使用三通管来改变水流方向增加出水口。引言水流通过三通管时由于边界的突变产生强烈的紊喷灌、滴灌等技术近年来在我国得到了大面积乱，消耗大量的机械能。在三通管分岔处水流流速［１］的推广应用。在灌溉系统的输配水管网中往往分布、流态等因素复杂多变，仅依靠理论和试验分析收稿日