水源含沙喷灌对折射式喷头冲蚀磨损规律研究

引黄喷灌水源含沙量大,容易造成冲蚀磨损导致喷头结构变形,进而引起喷灌系统灌溉质量的降低。为了研究折射式喷头的冲蚀磨损规律,采用室内试验与数值仿真相结合的方法,对不同工况下的冲蚀位置和冲蚀速率进行分析,验证了数值模拟具有较高的准确性,在此基础上,采用回归分析的方法,分别研究了锥角高度、流道长度与进口流速、含沙量和喷灌历时的关系。结果表明,喷头的冲蚀主要集中于蓝色喷盘的锥角处、流道与分水台凸起处;喷头的冲蚀速率随进口流速增大而增加;随着喷灌历时的增加,喷盘锥角高度不断下降,当进口流速从9.87 m/s增加到21.65 m/s时,48 h喷灌时间内喷盘锥角高度从2.80 mm分别下降到2.48、2.39、2.32、2.25和2.23mm,最大下降幅度为20.36%;随着进口流速的增大,流道长度在磨蚀作用下逐渐减小,从10.50 mm分别减小到8.88、8.30、7.82、7.71和7.11 mm,最大减小幅度为32.29%;喷盘的锥角高度及流道长度与时间存在线性关系。数值模拟方法可用于研究折射式喷头的冲蚀规律,为喷头的失效预测提供参考。