 三通广泛使用影响及性能研究现状
“三通”在工业、农业等很多方面被广泛使用。在农业灌溉中，国标三通被大量用来增加出水口。“三通”结构形式的不同会造成不同的局部水头损失，对灌溉运行费用影响很大，所以对国标碳钢三通结构进行优化，减小灌溉水头和局部水头损失有相当大的意义。
在流道形式、壁面糙度和水流流态一定的情况下，减少沿程水头损失只能以减小水流流速的方式进行，这与增大流量的目的相悖。因此，减小局部水头损失就是较好的增大流量的方法之一。局部水头损失的大小取决于边界变化的剧烈程度，在等直径圆管流道中，直角折管比900弯头的局部水头损失系数要大很多。设计一个更利于水流通过的流道形式，能极大的减小局部水头损失。
本文利用计算流体动力学软件(CFD)对等直径的T型三通和圆弧型三通进行三维数值模拟研究，在深入了解两种碳钢三通结构和内部流场的基础上得出两种三通在流道突变处主流、漩涡区之间的质量、能量的交换和局部水头损失，对其进行分析，确定最合适的数学模型及计算方法，并且得出以下结论：
(1)通过对滴灌系统中国标无缝三通的研究，给我们提供了实体建模和网格划分的经验；
(2)通过研究最终确定一套适合无缝三通和圆弧型三通的数学计算方法及数学模型，在Fluent中对两种是三通的数值模型进行求解器设置，采用三维、稳态隐式求解方法，粘度的处理采用RNGk-。模型，能获得理想的预测结果。
在使用数值模拟计算三通内部流场分布的前提下，用物理实验对数值模拟的一部分结果进行了验证。验证表明，数值模拟所得数据能很好的与物理实验的结论相吻合，由此证明采用的数学模型和数学方法对三通内部流场的计算有较高的可信度。在此基础上采用数值模拟的方法对物理实验中难以或不能实现的情况进行数学计算，这样不但节约了费用还减小实验仪器的不稳定性对实验结果的影响。
目前在国内外的滴灌系统中，考虑灌水均匀度和抗堵性能，滴头的设计水头规定为10米。在传统的滴灌系统管网计算中，通常只考虑直管段的沿程水头损失，而没有考虑阀门在内的配件和附件所引起的局部水头损失。但是在管网水力计算中，国标三通阀门等其他附件的局部水头损失却不可忽略，如果仍然忽略这些附件的水头损失，其结果可能会导致滴灌系统中滴头的实际工作压力达不到设计工作压力。局部水头损失产生的地方，主流与边界分离，并在分离区有漩涡存在。在漩涡区内部，紊流加剧，同时主流与漩涡区之间不断有质量与能量的交换，质点与质点间的摩擦和碰撞消耗大量的机械能。
因此，局部水头损失系数的大小取决于边界变化的剧烈程度。为了减少局部水头损失，国外的滴灌系统尽量避免使用国标碳钢三通，而大量采用旁通来增加出水口。由于局部水头损失的产生很复杂，现在国标无缝三通对局部水头损失的研究主要依靠电脑进行数值模拟。
CFD(ComputationFluidDynamics)技术，即为计算流体力学技术，是一种用于分析流体流动性质的计算技术。其优点是适应性强、应用面广，是近代流体力学、数值计算和计算机科学相结合的产物，是一门具有强大生命力的边缘科学。
CFD是在流体基本方程控制下对流动的数值模拟，也是对流体力学的各种问题进行数值实验、计算机模拟和分析研究，以解决各种实际问题。现在CFD方法与传统的理论分析方法、实验测量方法组成了研究流体流动问题的完整体系。理论分析的优点在于所得结果具有普遍性，是指导实验研究和验证数值计算方法的理论基础，但对非线性问题，只有少数流动才能给出解析结果。实验测量方法所得到的结果真实可靠，是理论分析和数值计算的基础，但它往往受到模型尺寸、流场扰动和测量精度的限制，有时特殊条件下的试验很难得到预期的结果，并且这种方法还会出现人力、物力和经费投入等许多困难。与以上两种方法相比，CFD方法正好克服了以上两种方法的缺点，通过在计算机上进行特定的计算，得出流场的各种细节。因此，近年来CFD技术得到了很大的发展，已经越来越广泛的被应用于生产实践中。本文是对碳钢三通和无缝国标三通内部流场的三维数值计算，目前关于在弯头中水流流场的数值模拟，国内外很多学者都作了深入的研究。
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