[发明专利]一种迷宫流道结构灌水器的抗堵塞流道结构设计方法

摘要

本发明公开了一种迷宫流道结构灌水器的抗堵塞流道结构设计方法，包括初始流道结构形状的绘制、二相流数值模拟绘制含沙量等值线图、流道边界线重新设计、流道结构形状定型与流道边界线标准化设计等五部分，该方法优化了灌水器的流道结构参数，设计的灌水器与初始流道结构形状的灌水器相比较，流道内含沙量分布更加均匀，基本消除了大量固体颗粒堆积在流道壁面的现象，使灌水器的抗堵塞能力提高了1倍，使用寿命达到原来的2倍，而其水力性能与原型保持不变，产品的成型工艺及材料用量完全与目前产品相同。

主权项

1、一种迷宫流道结构灌水器的抗堵塞流道结构设计方法，其特征在于，包括下列步骤：第一步，按照常规灌水器迷宫结构图样设计出整个灌水器的流道和流道边界线；第二步，采用通用绘图软件，或者CFD数值模拟FLUENT软件GamBit模块，绘制流道初始结构，并把绘制好的流道初始结构导入FLUENT软件的GamBit模块进行网格划分，然后在计算模块中选择数学模型，最后进行数值模拟，绘制流道内的含沙量等值线图；所述的数学模型包括：模拟迷宫流道内含沙量分布的Eulerian多相流模型，模拟水力性能的RNG-ε湍流模型，确定数值模拟的边界条件，给定平均含沙量、进口工作压力和出口压力；第三步，在含沙量等值线图中选择靠近流道边界线且含沙量较小的等值线作为新的流道边界线，构成新的灌水器流道结构形状；在选择较小含沙量等值线时，尽量选择连续贯通整个流道的等值线，当有多条含沙量等值线连续贯通整个流道时，可以任选择一条当作较小含沙量等值线；第四步，对新的灌水器结构形状，再次按照第二步、第三步的操作进行CFD数值模拟，并再次绘制含沙量等值线图，当新绘的含沙量等值线图中最大含沙量值与平均含沙量的比值小于5时，即认为达到设计要求，即确定新的灌水器流道结构形状；否则把第三步获得的新的灌水器结构重新作为初始灌水器流道结构，并重新从第二步开始操作，直到达到设计要求为止；第五步，为了便于机械加工，对第四步获得的以较小含沙量等值线为流道边界线的新流道结构，进行标准化设计，标准化设计采用折线近似代替不规则的含沙量等值线，获得标准化的抗堵塞迷宫流道结构。