排灌机械工程学报

作者：马光飞, 邱丛威, 刘志鹏, 丁鹏, 方勇

单位：1. 水利部产品质量标准研究所, 浙江 杭州 310012; 2. 水利部杭州机械设计研究所, 浙江 杭州 310012; 3. 浙江理工大学流体传输系统技术国家地方联合工程实验室, 浙江 杭州 310018

关键词：结构型式,水力旋流阀,气液固流动,VOF-DPM模型,工作性能,数值模拟

基金：国家自然科学基金资助项目(51279170)

为研究不同结构型式水力旋流阀的气液固流动特性和工作性能,基于VOF(volume of fluid)模型和DPM(discrete phase model)模型,对3种结构设计水力旋流阀的气液固流动进行了数值模拟计算.研究结果表明:结构设计可以控制气相体积分布,从而影响水力旋流阀的流动特性和工作性能;通过改变当量半径、腔体宽度、出口直径,可以影响集水井、水力旋流阀及下游管道内的速度流线分布、颗粒速度和粒径分布,获得不同工作性能的水力旋流阀;气相分布区域占据了颗粒的空间分布,促进了颗粒在集水井中的沉积;水力旋流阀的阻流和截流特性与气相分布形成的旋流、旋涡有关;在当前工况和集水井设计下,应优先选择R300 mm×L150 mm×d200 mm(其中R为当量半径,L为腔体宽度,d为出口直径)结构,其较小的阻力系数保证了一定的流通能力,且未因集水井溢流而造成二次污染;对于只考虑集水井不发生溢流的错峰调度工况,可根据实际情况选择R300 mm×L200 mm×d280 mm结构和R300 mm×L150 mm×d200 mm结构.研究结果为拓宽水力旋流阀的使用条件和提高选型能力提供了一定的参考依据.

来源：2026年第2期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

查看排灌机械工程学报杂志2026年第2期