导叶长度对囊体间断面螺旋流流速特性的影响

来源：农业工程学报杂志2021年第19期北京时间：

作者：李永业,张奇伟,宋晓腾,鲁一凡,杨小妮,孙西欢,张雪兰,庞雅琦,

摘要：为研究囊体表面的导叶长度对囊体管道水力输送特性的影响，该研究以导叶长度为控制变量，通过物理模型试验对囊体间断面的螺旋流流速特性进行了研究。结果表明：不同导叶长度下囊体间各断面的轴向流速分布基本相同，从轴心处沿径向呈现先增大后减小的变化趋势，且随着导叶长度的不断增长，囊体间各断面轴向流速的波动减小，轴向流速分布更加均匀。不同导叶长度下囊体间沿程各断面的周向流速梯度均呈现出先减小后增大的变化趋势，而周向速度最大值和最小值均出现在靠近上游囊体的区域，且周向流速随导叶长度的增加而增大，最大值能达到1.2 m/s。不同导叶长度下，靠近上游囊体区域的径向流速梯度最大，而囊体间中部断面的径向流速梯度较小，且随着导叶长度的增长，同一断面的径向流速分布逐渐趋于均匀。不同导叶长度下，同一测环上的轴向、周向和径向流速均呈现波浪状分布，其分别在–1.2～3.5、–0.6～1.2和–1.6～1.2 m/s之间波动。且受囊体支脚的影响，轴向、周向以及径向流速值在测轴为60°、180°、300°位置处均出现极值。该研究成果可为囊体管道水力输送的优化设计提供理论依据。

关键词：流场, 试验, 管道, 水力输送, 囊体, 导叶长度, 螺旋流, 流速特性