不同流速及压力对加压注水管孔口水力特性的影响

加压注水管的孔口压力和流量分布是该装置的主要水力特性,探究这一问题对注水灌溉设备的优化和大田管理及实施具有非常重要的意义。为了实现在不同注水工况注水管内部高雷诺数条件下孔口水力特性的数值模拟,本文采用标准k-ε模型,在不同进口流速和压力条件下,对加压注水管内部流场进行数值模拟计算,得到了流场的速度等值线图、速度矢量图和压强等值线图。结合加压注水管物理模型及注水管孔口速度大小与方向的成因、孔口压力的数值变化进行分析,获得了不同进口流速及压力条件下的加压注水灌溉的孔口流量均匀系数、水流流速值、压强值及水流场对外部介质的影响,为加压注水灌溉设备的结构优化设计提供了参考。数值模拟计算结果表明:采用标准k-ε模型结合注水管内部及孔口水流流场,可以有效模拟高雷诺数下紊流的水力特性;当注水管的进口流速为0.82m·s-1,进口压力为0.06MPa时,得到较为适宜的孔口流量均匀系数为0.919,孔口平均压强为0.071Pa,孔口1、孔口2和孔口3的水流流速分别为0.283m·s-1、0.268m·s-1、0.329m·s-1,其水力性能较为优良。