涂琴
- 作品数：19 被引量：168H指数：9
- 供职机构：江苏大学流体机械工程技术研究中心更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划国家农业科技成果转化资金江苏省普通高校研究生科研创新计划项目更多>>
- 相关领域：农业科学机械工程更多>>
- 轻小型移动喷灌机组低能耗遗传算法优化设计被引量：12
- 2010年
- 合理配置与优化设计喷灌机组有助于实现机组装置效率最大化,有效降低能量消耗。以能耗最小为目标,以水泵-管路运行工况、喷头最小工作压力和喷头压力极差率为约束条件,以喷头配置数量、管道直径和末端喷头压力为决策变量,建立轻小型移动喷灌机组优化数学模型,提出基于遗传算法的优化设计方法。在满足喷灌设计参数条件下,模型与算法能够优化喷头数量、管道直径,还能够对系统流量、压力、效率、单位能耗等工作参数进行计算与设计,同时保证水泵与管路同在优化的工况下工作,算例分析表明优化后机组的能耗降低14.2%。只需输入设计要求的已知条件,算法程序就能自行运算出优化结果,运算结果稳定可靠、求解速度快、精度高,具有良好的通用性和实用性。
- 王新坤袁寿其朱兴业涂琴
- 关键词：喷灌机组能耗遗传算法
- 自吸泵自吸过程瞬态流动的数值模拟被引量：18
- 2013年
- 为研究自吸泵的瞬态气液两相流动过程,应用VOF多相流模型并结合滑移网格技术,采用标准k-ε湍流模型,以泵的进口速度实测值为边界条件,对型号为65ZB-40C的外混式自吸泵自吸瞬态过程内部流场进行了数值模拟.将叶轮分为8个区域,将蜗壳划分为10个断面并设定监测点,分析自吸过程中自吸泵叶轮各区域、蜗壳各断面监测点及其他关键监测面的压力、体积含气率及速度的变化过程.结果表明:在自吸初期和末期,泵内部多数区域压力和体积含气率存在着一个迅速变化过程,叶轮进口、蜗壳各断面、回流孔及气液分离室进口处的速度在自吸初期存在振荡,表现出明显的瞬态效应.所采用的模拟方法能够对自吸泵自吸过程各参数进行初步预测,研究结果对于自吸泵的自吸过程内部流动特性进一步研究具有一定的参考价值.
- 李红徐德怀李磊涂琴邹晨海
- 关键词：自吸泵气液两相流含气率数值模拟
- 叶轮口环间隙对离心泵性能影响的模拟和试验被引量：27
- 2012年
- 通过数值模拟和试验,研究了叶轮口环间隙对离心泵性能的影响。为准确计算离心泵的扬程和效率,设计了包含前后泵腔在内的全流场模型。基于RNG k-ε湍流模型,建立了3种口环方案,重点从湍动能、涡量和径向力角度,分析了口环间隙对离心泵全流场水力效率和机械效率的影响。结果表明:当口环间隙值减小时,离心泵的扬程和总效率均增大。究其原因有:叶轮内能量耗散降低;叶轮进口处二次流对主流的冲击作用减弱;离心泵的偏心涡动减弱;前腔泄漏量减少。通过对3种口环方案的综合比较,最终确定叶轮口环采用方案I,效率最高而且满足工程实际应用的需要。
- 潘中永陈士星张大庆涂琴李彦军
- 关键词：口环间隙离心泵涡量径向力
- 提高喷灌均匀性的喷头结构改进措施被引量：11
- 2013年
- 详细总结了提高喷灌均匀性的改进措施,主要有四类:第一,采用副喷嘴;第二,应用异形喷嘴;第三,采用多股流道结构;第四,增加粉碎机构或者压力流量调节机构等辅助装置。其中异形喷嘴和增加粉碎机构能改善喷头低压条件下的水量分布,具有降低喷头工作压力,节省系统能耗的优点。目前这些改进措施都未形成系统的设计方法,应加强主副喷嘴尺寸配比、异形喷嘴的设计方法、散水机构入水深度等方面的基础理论研究。
- 徐敏李红陈超涂琴
- 关键词：低压节能
- 喷头导流器位置参数的计算及其对喷头性能影响被引量：8
- 2014年
- 为了准确调节喷头导流器的位置,分析了垂直摇臂式喷头叶片式导流器在水射流中的运动过程,计算了导流器与摇臂转动轴间的距离、导流器中心线偏移射流中心的角度、导流器直叶片与射流中心线的夹角等3个参数各自的关系式。采用二次回归正交组合试验研究了导流器的位置参数对喷头的摇臂频率、步进角度和喷灌均匀度的影响规律。结果表明:影响摇臂频率的主次顺序依次为导流器偏移射流中心的角度、导流器直叶片与射流中心线的夹角和导流器与摇臂转轴之间的距离;影响步进角度主次顺序依次为导流器偏移射流中心的角度、导流器与摇臂转轴之间的距离和导流器直叶片与射流中心线的夹角。摇臂频率随着导流器与摇臂转轴之间的距离增大而减小,导流器偏移射流中心的角度和导流器直叶片与射流中心线夹角增大而增大;喷头的步进角度随着三者的增大而减小。优化之后导流器的位置参数分别为:导流器与摇臂转轴之间的距离为273 mm、导流器偏移射流中心的角度为4°、导流器直叶片与射流中心线的夹角为13°。导流器位置参数优化之后,喷头的水量分布更加合理;且随着组合间距的增加,优化之后的喷灌均匀度要大大高于优化之前。该研究可为垂直摇臂式喷头的设计及优化布置提供参考。
- 李红汤攀刘振超涂琴
- 关键词：喷头参数优化导流器
- 基于灰色关联法的多喷头轻小型喷灌机组比选被引量：7
- 2014年
- 为了根据用户需求对喷灌机组进行评价比选,以管道水力学为基础,结合机组应用实践,建立了多喷头轻小型喷灌机组单位能耗、年造价、喷灌均匀系数和操作时间等技术经济指标.由人均耕地面积确定3种典型灌溉面积为0.67,3.33,6.67 hm2,以山东济南为例,采用灰色关联法对6台机组性能进行对比,得出每种灌溉面积下适宜的机组形式排序.计算中机组配置方式由遗传算法优化及室外试验验证得到.结果表明:该方法能较好地反映各机组特点,且能对机组综合性能的影响因素进行分析,所得评价结果与实际经验结果吻合较好;喷头运行在较高压力时能耗明显增加,喷头数较多时机组成本及操作时间上升;机组方案的选择会受灌溉面积及灌水定额的影响,需根据情况具体分析.
- 涂琴李红王新坤李一鸣蒋跃
- 关键词：喷灌灰色关联法能耗操作时间
- 自吸泵启动过程气液两相流动的数值模拟被引量：25
- 2013年
- 自吸泵的自吸过程是一个十分复杂的瞬态气液两相流动过程,自吸过程中气水混合及分离效果的好坏,是决定自吸泵自吸性能的关键。该文运用VOF多相流模型结合滑移网格技术,加载试验所获得启动过程中叶轮的转速变化曲线及泵出口压力变化曲线,模拟了启动过程中气液混合现象及气液分离现象,获得了气液分离室进口、回流孔、蜗壳各断面及叶轮内监测点的含气率变化曲线。结果表明,叶轮外缘出现了明显的气液混合层,气液分离室进口回流现象明显,启动过程初期泵运行的不稳定,使气液分离室进口及蜗壳隔舌处含气率出现明显的振荡,气泡在叶轮中不断地生成及溃灭是造成叶轮上监测点含气率振荡的原因。该文采用的模拟方法能够较好地模拟自吸泵启动过程内部气液两相流动,为进一步研究自吸泵内部气液混合及分离提供参考。
- 李红徐德怀涂琴成军李磊
- 关键词：数值模拟启动过程气液两相含气率
- 喷滴灌两用轻小型机组设计及能耗分析被引量：6
- 2013年
- 为丰富我国灌溉机组的灌溉模式,针对喷、滴灌系统各自的优缺点,在此基础上设计了喷滴灌两用机组的初步构成型式。该系统首部与管道的连接采用快速拆装结构,可根据不同作物或不同地形的需求自如地进行喷、滴灌两种灌溉方式的转换,并可实现两种运行工况。最后采用优化算法并进行优化配置,对该机组的能耗进行了分析,当机组在两个工况下运行时,与单一(额定)工况相比,能耗降低了17.9%。与常规单一灌溉机组相比,该系统可实现灌区的轮作及倒茬,减少土壤盐渍化,起到保护土壤的作用。同时,该灌溉机组拓展了轻小机组适应功能,有利于提高我国的农业装备技术水平,是一种值得推广的灌溉模式。
- 胡斌袁寿其王新坤朱兴业涂琴
- 关键词：喷灌滴灌能耗分析
- 摇臂式喷头稳流器结构参数正交试验被引量：6
- 2013年
- 喷头中稳流器的作用是阻断喷管中的横向环流,消除二次流使水流平稳顺直,从而降低水流湍流程度、提高喷头出口速度的均匀性,达到增加射程的目的。在喷头设计中,对稳流器的考虑主要有三方面:稳流器形式、稳流器的长度及稳流器的安放位置。以Nelson公司的SR100喷头为例,以喷头的出口湍动能和流量作为考核指标,采用三因素三水平的正交设计,通过数值模拟,分析得到稳流器结构参数对喷头出口湍动能和流量的影响规律。研究结果表明,喷头内部安装稳流器能有效降低喷头出口水流的湍流程度,但会稍微降低喷头的流量;稳流器三因素中稳流器形式对喷头出口湍动能影响最大,长度次之,安放位置最小;对喷头流量的影响顺序依次为稳流器形式,安放位置和稳流器长度;筋片形稳流器的效果最好,稳流器的长度最好与喷管的长度相等。
- 汤攀李红刘振超陈超涂琴
- 关键词：喷头稳流器正交试验
- 微灌系统过滤装置优化选型与配置被引量：19
- 2011年
- 为降低微灌过滤装置造价与运行费用,根据微灌系统过滤器组合形式与工作特性,以年费用最小为目标,建立了单体过滤器优化选型与单级组合过滤装置优化配置的数学模型,提出微灌系统过滤装置优化选型与配置的步骤与方法。算例分析表明优化选型与配置方法简便实用,所需计算参数少,易于获得最优解。单体过滤器优化选型算例的年费用降低41.5%,单级组合过滤装置优化配置算例的年费用可降低53.0%或21.2%,有效地降低了过滤装置的年费用。该文研究结果能够为微灌系统过滤装置优化与产品的研发与生产提供依据,对于降低微灌工程的造价与运行费用,促进微灌技术的发展,具有重要的参考和实用价值。
- 王新坤许颖涂琴
- 关键词：灌溉过滤器微灌过滤装置选型
