注肥三通管水力特征数值模拟和试验研究

朱金铤，柏 杨，朱德兰，李景浩，郑长娟，高 飞

(1.青海省水利水电勘测设计研究院，青海 西宁 810000；2.西北农林科技大学 水利与建筑工程学院，陕西 杨凌 712100)

旁路式水肥一体化施肥机具有节水省力、施肥精准、便于推广等优点[1]。为合理匹配水肥一体化施肥机中的注肥水泵，需研究注肥三通管局部水头损失，并确定注肥流量、压力与灌溉主管流量、压力的关系。关于汇流三通管局部阻力系数的取值，现有水利手册与书籍[2-4]，缺乏针对灌溉管道条件的表达式，且精度不高，一些公式中的参数需另行测定。针对上述问题，有必要研究三通管局部水头损失，以匹配合适的水泵。

国内外学者对三通管数值模拟与局部水头损失已做了大量的研究。文献[5-11]对三岔管水力特征进行了数值模拟，分析了分流三岔管与汇流三岔管在不同工况下管内水力特征规律。Leschziner等[12]提出计算复杂三维湍流的有限体积法。陈江林等[13]、魏显达等[14]和景江红[15]选用标准T型三通管进行了数值模拟，分析了其在不同分流工况下的水力特征规律。石喜等[16-17]、陈伟业等[18]和刘沛清等[19]对分流三通管的局部水头损失特性进行了研究，给出了局部水头损失系数影响规律。郑超等[20]选用RNG湍流模型对分岔管水力特性进行研究，得到了分岔比、肋宽比和分流比对分岔管水头损失的影响规律。茅泽育等[21]对汇流管路的局部阻力进行试验研究，提出了适用于任意角度汇流管路分析局部水头损失系数的普遍表达式。……