灌水器抗堵塞性能是影响系统成本与灌水均匀度的重要因素之一。它是目前滴灌系统较难克服的技术难题,也是评价灌水器质量的一个重要指标。本文以齿形迷宫流道结构灌水器为研究对象,应用计算流体力学(CFD)数值模拟分析软件软件Fluent6.3,对不同结构参数的齿形迷宫结构灌水器进行了模拟计算,在不同压力下,对不同颗粒浓度、粒径的浑水抗堵塞情况进行了周期抗堵塞试验分析,并开展了堵塞对田间滴灌灌水均匀度影响的试验,取得了以下主要结论:(1)固体颗粒在齿尖迎水区随主航道运动,背水区发生旋转;过渡区是颗粒脱离主航道进入齿尖漩涡区的关键部位,因此,通过调整灌水器结构参数大小,改善过渡区颗粒的运动可以有效提高灌水器的抗堵性能。(2)明确了影响灌水器抗堵塞性能的结构参数,齿高是影响灌水器抗堵塞性能主要的结构参数,其次是齿宽;齿高越大,灌水器的抗堵塞性能越差。采用单相流与离散相计算相结合的方法分析灌水器的抗堵塞性能,可避免采用欧拉-欧拉两相流占用计算机内存大,计算不易收敛的缺陷。(3)浑水中泥沙最大粒径小于0.15mm时,泥沙含量是影响灌水器抗堵塞性能的主要因素。当泥沙粒径在一定范围内时,影响灌水器抗堵塞性能的因素依次为:泥沙含量﹥泥沙粒径级配﹥压力。当压力一定时,影响灌水器抗堵塞性能的因素依次为:泥沙含量﹥泥沙粒径级配﹥额定流量。(4)以不同长度段的几个灌水器平均流量代替单个灌水器流量,计算滴灌均匀度Cu和均匀度系数Us。综合应用均匀度Cu和均匀度系数Us评价灌水质量能有效避免制造偏差对灌水均匀度的影响。田间灌水均匀度Eu能更好地反映滴灌系统中灌水器的堵塞状况;滴灌系统中,应选择流量适当的灌水器,减小滴灌带的铺设长度;根据平均流量沿滴灌带的变化,当滴头流量为1.38L/h时,滴灌带长度为80m以前的平均流量降低幅度较小,滴头流量为2.0L/h时,滴灌带70m以前的平均流量降低幅度较小。
