[an error occurred while processing this directive]
排灌机械工程学报
   首页  学报介绍  编 委 会  投稿须知  留  言  English 
文章快速检索  
  高级检索
排灌机械工程学报
 
2020年 38卷 7期
刊出日期：2020-07-25
泵理论与技术
水利水电工程
流体工程
农业水土工程
排灌装备制造技术
   
泵理论与技术
1
封面
2020 Vol. 38 (7): 1- [摘要] ( 36 ) [HTML 1KB] [PDF 1542KB] ( 351 )
2
目录
2020 Vol. 38 (7): 2- [摘要] ( 28 ) [HTML 1KB] [PDF 898KB] ( 368 )
649 DHANASEKARAN Arumugam,KUMARASWAMY Sivasailam
Pressure pulsation in stages ofelectric submersible pump at shut-off under various speeds
Electric submersible pumps were widely used in agricultural fields, petroleum and various other industries. The pressure pulsation caused fatigue failure due to vibration in electric submersible pump and affects the life and performance of its system. The objective of this study was to experimentally investigate the characteristics of pressure pulsation which were generated at various stages of a multistage electric submersible pump during closed valve operation at different speeds. An electric submersible pump with five stages was selected for conducting experiments. A variable frequency drive(VFD)was used to operate the electric submersible pump at five different speed settings from 40 to 60 Hz. Piezoresistive pressure transducers were mounted at each stage of the electric submersible pump to capture the unsteady pressure signals. At each speed setting, the electric submersible pump was operated at the shut-off condition and the signals of unsteady pressure from all the five stages were captured. A fast fourier transformation(FFT)was carried out on the pressure signals to convert into frequency domain. From the spectra of pressure pulsation signals, the characteristics of pressure pulsation are obtained for each stage and for various speed settings which are then used to understand its variation with speed and stages.
2020 Vol. 38 (7): 649-657 [摘要] ( 56 ) [HTML 1KB] [PDF 3625KB] ( 464 )
658 陈欣欣,王川*,施卫东,张颖翀
不同冲击角度下淹没冲击水射流的数值计算
为了研究冲击角度对淹没冲击射流流场的影响,应用计算流体动力学软件Fluent,基于Wray-Agarwal(W-A)湍流模型,对完全充分发展的淹没冲击水射流进行数值计算.研究了在恒定喷嘴高度H/D=3,不同冲击角度(15°≤θ≤90°)条件下射流流场结构和速度分布.将数值计算得到的不同冲击角度下速度分布与PIV测量结果进行比较,验证了W-A模型的预测正确性,同时探讨了冲击角度对计算结果的影响.结果表明:冲击射流沿轴心线的速度v/vb在势核区基本保持不变,在过渡区降低,在冲击区加速降低;射流在壁面射流区流动发生转向并沿着冲击壁面扩散;射流流场结构高度依赖于冲击角θ,随着冲击角度θ增大,壁面射流横向扩散增强,厚度逐渐减小;当θ=90°时,滞止点及顺流和逆流的过渡点与冲击原点重合;随着冲击角度θ减小,滞止点逐渐远离冲击原点;当θ<30°时,滞止点消失.
2020 Vol. 38 (7): 658-662 [摘要] ( 36 ) [HTML 1KB] [PDF 2012KB] ( 546 )
663 柳祝勋,张德胜*,蔡佳熙
柱塞式能量回收一体机泵端多工况压力脉动试验
为研究不同具体工况对海水淡化柱塞式能量回收一体机压力脉动特性的影响,分别在泵端的进出口布置压力脉动监测点,控制变量使压力脉动试验分别在(控制出口压力恒定)转速为800~1 600 r/min和(控制转速额定)出口压力为4.5~7.5 MPa等9种工况下进行.通过分析试验结果的时域规律可得:在一体机泵端出口处,压力脉动率曲线的基波表现为三角波形态;随着一体机转速的递增,出口的压力脉动率曲线的谐波振幅递增,基波振幅则递减;进口处压力脉动曲线波形随转速递增产生不规律变化.通过对试验结果中频域的分析可得:轴频在较低转速时是出口压力脉动的主要影响频率,柱塞倍频在较高转速成为主要影响频率,并在轴频的3Z倍(Z为柱塞数)出现谐波;随着出口压力的递增,出口压力脉动幅值在轴频和柱塞倍频处均为递增,压力脉动率维持不变,且频率分布则变得更加集中;同时吸入口的压力脉动率幅值随着出口压力的递增在柱塞倍频处递增,而在轴频处递减.
2020 Vol. 38 (7): 663-669 [摘要] ( 36 ) [HTML 1KB] [PDF 9160KB] ( 522 )
670 史广泰,罗琨*,刘宗库,王志文
螺旋轴流式多相混输泵叶轮域的能量特性
为了定量分析螺旋轴流式多相混输泵叶轮各区域的能量转换特性,在清水介质和气液两相介质下分别对螺旋轴流式多相混输泵进行数值模拟计算,通过分析叶轮域的能量变化规律来揭示流量和混输泵进口气体体积分数对多相混输泵叶轮各区域做功的影响规律.研究结果表明:叶轮所携带的机械能主要在叶轮中部传递给流体介质,大部分转换成了流体介质的静压能,且从叶轮进口到出口做功能力先增强后减弱;在清水介质下,随着流量的增大,叶轮前半部分做功能力逐渐增强,后半部分做功能力逐渐减弱;在气液两相介质下,随着进口含气率的增大,叶轮做功能力逐渐减弱,且进口含气率主要影响叶轮前半部分做功能力,而对后半部分影响较小.研究结果可为螺旋轴流式多相混输泵过流部件的优化设计提供一定的参考依据.
2020 Vol. 38 (7): 670-676 [摘要] ( 44 ) [HTML 1KB] [PDF 2793KB] ( 509 )
水利水电工程
677 赵梦晌,郑源*,杨春霞,臧伟
基于流体体积模型的叶片数对水车性能的影响
为了研究一种利用微水头发电的水车装置,利用Fluent软件流体体积(VOF)模型模拟明渠无压流动,选用SST k-ω两方程湍流模型和滑移网格旋转模型对不同叶片数的水车在不同转速下进行非定常模拟.结果表明:3叶片水车效率区最为宽广,最优效率最高;3叶片水车上游局部湍流黏度较大,影响范围较小,而8叶片水车上、下游湍流黏度较为平均,影响范围较大;相同工况下,增加叶片数会增强水车的阻塞效应,使上、下游水位差平均增大,但可降低水位差的波动,水位差平均值增大将降低水车出力,水位差的波动对水车轴系的稳定性产生不利的影响;相同工况下,增加叶片数可以提高水车运行中转矩波动的稳定性,但会降低水车的出力,转矩波动使水车在运行中受到周期性不平衡力矩的作用,引起水车结构剧烈振动和叶片疲劳损伤.
2020 Vol. 38 (7): 677-682 [摘要] ( 34 ) [HTML 1KB] [PDF 3609KB] ( 527 )
683 李永业,高远,孙西欢*,张雪兰,鲁一凡,贾晓萌,张春晋
U型渠道板柱复合式流量量测装置水力特性数值模拟
为了发展节水农业、促进灌区高效用水、合理分配水资源,研发了一种携带方便、计量准确、可移动的U型渠道流量量测装置——板柱复合式流量量测装置.基于Flow-3D软件,采用RNG k-ε湍流模型,对板柱复合式流量量测装置水力特性进行了数值计算,并对模拟结果进行试验验证.结果表明:模拟得到的渠道水流横向流速、垂向流速及量测装置旋转角度与流量之间的关系与试验结果一致,且最大相对误差不超过5.4%;渠道自由液面横向流速从中心到近壁面呈现先增大后减小的变化趋势;渠道上游中心断面垂向流速从底部到自由液面呈现增大的变化趋势,而下游中心断面垂向流速却呈现先增大后减小的变化趋势,最大垂向流速位于自由液面以下某一位置;板柱复合式流量量测装置对渠道内水流最大影响范围是距量测装置上游0.35 m到其下游0.94 m之间的流场区域.
2020 Vol. 38 (7): 683-690 [摘要] ( 52 ) [HTML 1KB] [PDF 3932KB] ( 480 )
691 毛劲乔*,惠二青
四大家鱼产卵期水库滞冷效应对下游水温影响
基于三峡大坝上下游关键断面的水温、气象长序列观测资料,通过分析月平均值和5 a均值,阐明了三峡水库蓄水前后三峡-葛洲坝两坝区间以及葛洲坝下游江段在四大家鱼产卵期的水温变化规律,并通过概化蓄水前后上下游断面水温差值影响因素,量化了蓄水前后关键断面水温差值及滞冷效应.结果表明:三峡水库蓄水后,宜昌水文断面的水温在4和5月变化较大;而在四大家鱼产卵的5和6月,宜昌断面月平均水温分别降低1.40和0.49 ℃;由三峡水库蓄水引起的宜昌水文站3—6月水温下降幅度分别为1.26,1.71,0.79和0.08 ℃,存在滞冷效应,但此时段宜昌断面月平均水温仍处于四大家鱼产卵所需的最适水温范围.三峡水库蓄水对两坝区间及葛洲坝下游四大家鱼产卵江段的水温变化影响处于可控范围,为后续持续实施生态调度提供了可操作空间.
2020 Vol. 38 (7): 691-696 [摘要] ( 57 ) [HTML 1KB] [PDF 1704KB] ( 567 )
流体工程
697 冯璐璐,徐让书*,冯建宇
螺旋弯管内流动与传热特性的数值模拟
针对螺旋弯管内的流动与传热特性,以螺旋弯管传热试验中试验件模型为研究对象,基于Realizable k-ε湍流模型、第一类热边界条件下的薄壁热阻模型,对不同进口来流条件下,采用Fluent对螺旋弯管内水的流动与换热进行数值模拟.计算得到了螺旋弯管内速度场与温度场的分布,通过数值模拟结果与试验结果的比较,验证了数值模拟方法的正确性.结果表明:随着进口来流雷诺数的增大,螺旋弯管内的二次流迪恩涡核心向弯管管壁扩张;在螺旋弯管小曲率比、来流雷诺数2 280~6 000内,螺旋弯管的强化换热综合性能最佳;对模拟结果数据利用多元线性回归法,推导出螺旋弯管内换热努赛尔数、进出口压力降的准则关系式.研究结果可为螺旋管式换热器设计与优化提供一定的参考依据.
2020 Vol. 38 (7): 697-701 [摘要] ( 48 ) [HTML 1KB] [PDF 3747KB] ( 669 )
702 郭茂丰,张立茹,*,李得银,王雪丽,牛佳佳
偏航状态下水平轴风力机尾迹偏移及湍流特征分析
为探索水平轴风力机偏航状态下尾迹变化情况,采用数值模拟结合理论分析的方法对不同风速、不同偏航角工况下的S翼型水平轴风力机尾迹流场进行数值分析.首先分析偏航与风力机输出功率之间关系,在此基础上分析不同偏航角工况尾迹中心的偏移情况以及尾迹处湍流强度的变化情况.结果表明:随着偏航角的增大,叶片表面的压强差减小,方位角每隔120°,叶片表面正压和负压在数值上均达到一次峰值,能造成风力机输出功率有明显损失的恶劣偏航角临界值为10°~15°;随着偏航角增大,沿轴向在1.0D之前尾迹速度中心向X轴的负方向偏移的程度增大,在此之后偏航角小于15°时尾迹中心的偏移程度增大,偏航角大于15°时减小;随着偏航角的增大,尾迹湍流强度的最大值增大,尾迹湍流强度恢复加快,尾迹缩短;偏航下风力机尾迹上下侧湍流强度分布不对称,湍流强度变化不同,使风力机尾迹湍流环境更复杂.
2020 Vol. 38 (7): 702-707 [摘要] ( 36 ) [HTML 1KB] [PDF 2097KB] ( 674 )
农业水土工程
708 王荣莲,莫彦,王建东*,任志宏,于健,史吉刚
玉米地下滴灌适宜出苗灌水定额试验研究
为探索解决地下滴灌玉米出苗难的问题,通过土箱试验,对内蒙古自治区具有典型代表性的3种土壤,开展了毛管铺设参数(滴头流量、埋深)和灌水定额对地下滴灌湿润半径的影响规律试验,结合玉米播种深度、水分向上及向下运移的距离及种子周围土壤含水量,研究了玉米适宜出苗灌水定额,以提高出苗率,指导实际生产.结果表明:按显著性水平0.05检验,土壤类型和灌水定额均对土壤湿润半径影响具有统计学意义,而滴头流量和埋深对湿润半径影响不具有统计学意义.在黏壤土中,玉米出苗灌水定额37.5~52.5 mm基本可满足毛管埋深25~35 cm的出苗要求;在壤土中,玉米出苗灌水定额37.5 mm左右基本可满足毛管埋深25~30 cm的出苗要求,灌水定额52.5 mm左右基本可满足埋深30~35 cm的出苗要求;在砂壤土中,灌水定额22.5~37.5 mm基本可满足毛管埋深约25 cm的玉米出苗要求,灌水定额52.5 mm基本可满足毛管埋深25~35 cm的玉米出苗要求.
2020 Vol. 38 (7): 708-712 [摘要] ( 41 ) [HTML 1KB] [PDF 1502KB] ( 544 )
713 LI Zhongjie,FEI Liangjun*,HAO Kun,LIU Teng,CHEN Nanshu,ZHANG Quanju,HUANG Deliang
Effects of arrangement of surge-rootirrigation emitters on growth, yield andwater use efficiency of apple trees
Six-year old apple trees were selected for field experiment. The objective of this study is to obtain the reasonable arrangement of surge-root irrigation emitters in apple orchards. There are three factors: the buried depth H(25, 40, 55 cm), the horizontal distance L(30, 40, 60 cm)between the emitters and the trunk of the experimental tree, and the number of the irrigation emitters N(1, 2, 4). The effect of the arrangement of surge-root irrigation emitters on the growth, yield and water use efficiency(IWUE)of apple trees were studied in Northern Shaanxi where the irrigation quota takes 60%-75% of the field water capacity. The results showed that the arrangement of emitters for surge-root irrigation had a significant effect on apple tree yield and IWUE, especially, the yield and IWUE reached 28,388.17 kg/hm2 and 16.83 kg/m3 in treatment T3, respectively. At the same L and N levels(T1, T2, and T3), the yield and IWUE in treatment T3 were the highest, and the yields in treatments T1 and T2 were decreased by 26.22% and 31.48%, while IWUE is reduced by 14.02% and 18.12% compared with T3, respectively. At the same H and N levels(T3, T4, and T5), the yield and IWUE of apple trees were decreased with increasing L level. Especially, when L was 30 cm(T3), the yield and IWUE were the highest. The same L and H levels(T3, T6, and T7)could promote the growth of apple trees when N was 2(T3). Compared with treatment T3, it was found that the increment of new shoots was decreased by 8.07%-18.71%, and the fruit diameter was decreased by 5.41%-9.11%. Therefore, two emitters should be arranged symmetrically on both sides of an apple tree, each was buried at a 40 cm depth and 30 cm away from the trunk of the tree to effectively improve the yield and IWUE of the apple tree in mountainous areas in Northern Shaanxi.
2020 Vol. 38 (7): 713-719 [摘要] ( 49 ) [HTML 1KB] [PDF 1750KB] ( 373 )
720 王煜,俞双恩*,丁继辉,李倩倩,张梦婷,刘子鑫,陈凯文
基于熵权TOPSIS模型评价不同施氮水平下水稻灌排模式
为了选取实现高效、节水、控污3个目标的水稻灌排模式,以农田水位为调控指标,在3个施氮水平下设置了不同的灌排模式,研究水稻在不同模式下的产量及其构成因素,利用基于熵权法的TOPSIS模型对这些灌排模式进行评价.结果表明:分蘖期旱涝交替胁迫对水稻的产量、控污指标的抑制作用最明显;乳熟期旱涝交替胁迫的处理对节水指标的负面影响最大.在旱涝交替胁迫下氮肥施用量低时,对水稻发育有较明显的抑制作用;高氮肥施用量处理的水稻产量并没有显著增长,高氮肥处理氮素的淋溶量比低氮肥处理高.利用TOPSIS模型得到施氮量300 kg/hm2下的控制灌排模式的相对贴合度为0.694 5.分蘖期旱涝交替不仅对于水稻的生长发育的不利影响最大,其控污效果也最差.通过模型计算,最优的灌排方案是施氮水平为300 kg/hm2的控制灌排模式.
2020 Vol. 38 (7): 720-725 [摘要] ( 42 ) [HTML 1KB] [PDF 1833KB] ( 442 )
726 石培君,刘洪光,*,何新林,李红,李开明,
膜下滴灌暗管排水规律及土壤脱盐效果试验研究
为了探索膜下滴灌盐碱地在灌溉过程中暗管排水规律及土壤脱盐效率,设计了一种暗管排水模型试验装置系统来探究灌溉过程中暗管排水规律和排盐效果.试验通过控制灌水时间、灌水量、观测并记录暗管出水时间、排水流量、排水矿化度、土壤盐分剖面等指标,分析灌溉排水过程中暗管排水流速和排水矿化度特征以及各土层土壤脱盐效率.结果表明:经过3次灌水淋洗试验后,暗管排水流速最终趋于1.5~3.5 L/h稳定范围,排水矿化度稳定在20~40 g/L内;0~40 cm土层脱盐率高达85%,0~80 cm土层土壤脱盐率为80.5%,两暗管中间位置处脱盐率最小分别为57.96%,56.73%,69.29%,暗管上方脱盐率最大分别为71.73%,73.34%,84.26%,暗管排盐量占0~80 cm土层总盐分含量的28.9%,其余盐分被淋洗到了80 cm土层以下.
2020 Vol. 38 (7): 726-730 [摘要] ( 34 ) [HTML 1KB] [PDF 1564KB] ( 443 )
731 祁鸣笛,张彦群,王卫杰,王传娟,吴忠东*,王建东
覆膜滴灌对玉米田间水热传输及耗水的影响
基于充分滴灌条件下,定量分析了东北典型区玉米膜下滴灌与不覆膜滴灌下太阳净辐射、土壤热通量、土壤温度和作物耗水量的差异.结果表明:在晴天覆膜使得净辐射峰值时间滞后约1 h,在阴天覆膜处理土壤热通量能够为玉米生长提供更多的能量;全生育覆膜与不覆膜处理,冠层上方获得净辐射分别为133.25和135.42 W/m2,覆膜处理获得的可供能量低于不覆膜处理的,但在玉米生长中后期,覆膜处理提高了2%的净辐射;全生育期覆膜提高了0~80 cm土层平均地温1.13 ℃和土壤积温149.68 ℃;覆膜滴灌下玉米生长初期和后期的耗水量显著低于不覆膜滴灌处理下的,全生育期耗水量显著减少10.21%,生育期内平均作物系数Kc显著降低7.42%.
2020 Vol. 38 (7): 731-737 [摘要] ( 51 ) [HTML 1KB] [PDF 1581KB] ( 464 )
743 徐耀,苏艳平,杨培岭*,任树梅
膜片对压力补偿灌水器水力性能影响及内部流固耦合模拟
为了研究弹性膜片参数对管上式压力补偿灌水器水力性能的影响和内部补偿腔压力补偿原理,以Supertif-03120-0003型号的压力补偿灌水器为原型件,通过3D打印技术制作管上式灌水器试验件,测试入口压力为0~350 kPa时的压力-流量曲线,分析弹性膜片(天然橡胶材质)的厚度与硬度对其水力性能的影响;借助ADINA软件,采用流固耦合的计算方法,分析了压力补偿灌水器内部补偿原理及水力性能.结果表明:弹性膜片厚度一定,随着硬度增加,灌水器的出流量和起调压力均呈现增大的趋势;弹性膜片硬度一定,随着厚度增加,灌水器的出流量和起调压力均呈现增大的趋势,在起调压力点之后,灌水器出流量的增长速率减慢,最终压力-流量曲线趋于平缓.在此灌水器内部结构下,膜片参数存在最优选择,即厚度为1.4 mm,硬度为50HA;压力-流量关系的数值模拟值与实测值比较接近,两者最大偏差小于5%,说明采用ADINA软件模拟得出的压力-流量关系与实测值具有较好的一致性.该方法为压力补偿灌水器的进一步研发提供了可视化途径.
2020 Vol. 38 (7): 743-750 [摘要] ( 60 ) [HTML 1KB] [PDF 2553KB] ( 557 )
排灌装备制造技术
738 李仰斌*,刘俊萍
中国节水灌溉装备与技术发展展望
分别从灌排设施、灌排管理体制和投资政策3个方面,回顾了中国灌溉排水70 a以来所取得的成就.随着灌溉面积增大,灌排设施极大提高了中国粮食产量和农业生产能力;灌排管理体制发生巨大变化,由农民集体管理为主转化为骨干工程国家事业单位管理为主,促进了灌排工程快速发展和良性运行;投资政策有效地服务了水利基本建设.但目前中国依旧存在灌溉用水利用率较低、水肥一体化灌溉农田占比较低和灌溉系统信息化程度较低等问题,与高质量的农业生产发展还有很大的距离.结合国家粮食与生态保障的战略需求,分别从大中型灌区节水改造、水肥一体化节水灌溉装备与技术和喷滴灌、管道输水灌溉和泵站改造方面,提出了中国节水灌溉装备与技术的未来机遇和挑战.为了促进中国节水灌溉行业发展,加强灌排装备的理论研究和自主创新,发展高效、节能和环保的技术和产品,提高产业信息化、智能化和网络化,是实现农业现代化生产建设的必然趋势.
2020 Vol. 38 (7): 738-742 [摘要] ( 37 ) [HTML 1KB] [PDF 1063KB] ( 492 )
751 薛子龙,王新坤*,樊二东,徐胜荣,王轩,张晨曦
支管射流三通结构优化与试验
为了提高支管射流三通水力性能,改善滴灌的灌水均匀性,基于CFX数值模拟技术,对进口宽度为15 mm的支管射流三通进行结构优化.选取位差、劈距、劈尖半径和侧壁倾角为影响因素,通过四因素三水平正交设计了9组模型,边界条件设定为进口压力100 kPa.选取支管射流三通出口设计流量为评价标准,支管射流三通最优结构尺寸为位差5.5 mm、劈距113 mm、劈尖半径13 mm、侧壁倾角10°.此结构尺寸参数下的支管射流三通水力性能试验结果表明:在进口水压为100 kPa时,支管射流三通脉冲频率为148次/min,水头压力振幅为37.9 kPa,水头压力损失为16.7 kPa,出口流量为0.698 L/s;支管射流三通所接滴灌带长度为60 m时,与普通支管三通相比,支管射流三通的灌水均匀系数提高了2.78%,流量偏差率降低了4.72%.该研究可为射流技术在脉冲滴灌系统的研究、开发与应用提供理论依据.
2020 Vol. 38 (7): 751-756 [摘要] ( 44 ) [HTML 1KB] [PDF 1159KB] ( 468 )
排灌机械工程学报
　 微信公众号 　
学报公告     更多》
关于调整本刊发表费的通知
新国标发布：学术论文编写规则（GB/T 7713.2—2022）
关于《排灌机械工程学报》投稿系统开放时间调整
关于版面费缴纳方式变更的说明
《排灌机械工程学报》40周年刊庆征稿启事
《排灌机械工程学报》继续入选《科技期刊世界影响力指数（WJCI）报告》
2022年寒假工作安排公告
本刊荣获“第七届华东地区优秀期刊奖”。
　 学报信息  

主管单位
 江苏省教育厅
主办单位
 江苏大学
协办单位
 中国农业机械学会排灌机械分会
 国家水泵及系统工程技术研究中心
 中国农业工程学会农业水土工程专业委员会
主　　编
 袁寿其
编辑出版
 《排灌机械工程学报》编辑部
责任编辑
徐云峰  张文涛 陈建华
谈国鹏  朱漪云 盛    杰
　 下载中心 　
  版权转让协议
  ISSN 1674-8530
  论文模板
  《排灌机械工程学报》杂志通讯员申请表
  维护期刊出版道德和抵制学术不端行为公约
  论文模板（英文版）
  问卷调查
  论文写作指南
　 联系我们 　
地　　址: 江苏省镇江市学府路301号江苏大学杂志社
邮　　编: 212013
电子邮箱: pgjx@ujs.edu.cn
微　　博: 点击访问
电　　话: 0511－84493098
QQ      群: 179201227

江苏大学梦溪校区（镇江市梦溪园巷30号）图书馆5楼 0511-84440893 传真0511--84440033
Copyright 江苏大学杂志社　2010-2015 All Rights Reserved