节水承插式折角弯管水流流动特性研究

弋鹏飞，马奭文，张建鹏，任 磊，李永发

（1.伊犁师范大学物理科学与技术学院，新疆伊宁835000；2.黄河水利委员会信息中心，郑州450003；3.河海大学水利水电学院，南京210098）

0 引 言

承插式弯管在农业节水灌溉工程中经常使用，不仅含有承插90°的弯管，还有45°、60°等类型的承插折角弯管，它们不仅改变管道水流的方向，还能方便管网的空间布置。这些不同转折角度的承插弯管虽然结构较为简单，但在转折处流动过程相对复杂。目前学者对90°截面圆形弯管研究较多，曹彪等[1]对不同管径90°弯头水流进行了数值模拟，建立了局部阻力系数与管径的关系式，对比分析了90°弯头不同流速下的速度场、压力场特征。L shao 等[2]运用CFD 软件和试验对弯管局部阻力损失进行研究，利用压力传感器测量弯管前后测压管水头，选择湍流模型对其数值模拟。Felipe[3]从曲率半径、管壁粗糙度、流体温度因素对弯管进行了试验，发现弯曲段的二次流现象导致了能量耗散。江山[4]、孙业志[5]分别对90°弯管内部的水流和空气流动，采用湍流数学模型对流场进行数值模拟，分析管内压力分布、二次流动、壁面压力系数的变化。贺益英等[6]对弯管局部阻力的影响因素、规律进行了讨论，推荐了常用的一些弯管局部阻力系数经验公式。综上所述，研究者[7-9]主要对90°弯管内流体流态和局部水头损失相联系，分析两者之间的关系。

本文以供水管网中45°、60°及90°的承插折角弯管作为研究对象，对其水流流动和局部阻力系数研究计算，分析弯管内部流动特征及所产生的能量损失机理，计算水流对弯管的冲击力，为供水管网恒定流水力计算和管网非恒定流建模提供参数[10]。……