Investigación sobre propiedades hidráulicas y mecanismo de disipación de energía de los nuevos emisores de canal de laberinto con retención de agua
Autores: Li, Yanfei; Feng, Xianying; Liu, Yandong; Han, Xingchang; Liu, Haiyang; Sun, Yitian; Li, Hui; Xie, Yining
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Investigación sobre propiedades hidráulicas y mecanismo de disipación de energía de los nuevos emisores de canal de laberinto con retención de agua
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Riego por goteo
Emisores
Estructuras de canal de flujo
Rendimiento hidráulico
Mecanismo de disipación de energía
Dinámica de fluidos computacional
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Como un componente clave de un sistema de riego por goteo, el rendimiento de los emisores de riego por goteo está principalmente determinado por las estructuras de los canales de flujo y los parámetros estructurales. En este estudio, se propuso un nuevo tipo de emisor con estructura de canal laberíntico circular con retención de agua (CWRLC), inspirado en el efecto de las rotondas que hacen que los vehículos disminuyan la velocidad y giren. Utilizando el método de experimento de un solo factor, se investigó la influencia del rendimiento hidráulico de los emisores CWRLC bajo diferentes radios circulares. Las características internas del flujo y el mecanismo de disipación de energía fueron analizados mediante una simulación de dinámica de fluidos computacional (CFD). Se puede observar a partir del análisis que las capacidades de disipación de energía del canal de flujo dependen de la proporción de áreas de vórtice de baja velocidad. Cuanto mayor sea la proporción de áreas de vórtice de baja velocidad, menor será el índice de flujo del emisor CWRLC. Las estructuras de canal laberíntico cuadrado con retención de agua (QWRLC) y canal laberíntico estrellado con retención de agua (SWRLC) se obtuvieron mediante mejoras estructurales para aumentar la proporción de áreas de vórtice de baja velocidad. Los resultados de la simulación mostraron que los índices de flujo de los dos emisores estructurales mejorados disminuyeron significativamente. Los emisores CWRLC, QWRLC, SWRLC y los emisores de canal laberíntico con dientes (TLC) ampliamente utilizados se fabricaron utilizando tecnologías de mecanizado por descarga eléctrica (EDM) y moldeo por inyección (IM). Los resultados de las pruebas físicas mostraron que el emisor SWRLC logró el mejor rendimiento hidráulico en comparación con los otros tres emisores. Por lo tanto, el emisor SWRLC tiene una amplia perspectiva de aplicación en el riego para el ahorro de agua.
Descripción
Como un componente clave de un sistema de riego por goteo, el rendimiento de los emisores de riego por goteo está principalmente determinado por las estructuras de los canales de flujo y los parámetros estructurales. En este estudio, se propuso un nuevo tipo de emisor con estructura de canal laberíntico circular con retención de agua (CWRLC), inspirado en el efecto de las rotondas que hacen que los vehículos disminuyan la velocidad y giren. Utilizando el método de experimento de un solo factor, se investigó la influencia del rendimiento hidráulico de los emisores CWRLC bajo diferentes radios circulares. Las características internas del flujo y el mecanismo de disipación de energía fueron analizados mediante una simulación de dinámica de fluidos computacional (CFD). Se puede observar a partir del análisis que las capacidades de disipación de energía del canal de flujo dependen de la proporción de áreas de vórtice de baja velocidad. Cuanto mayor sea la proporción de áreas de vórtice de baja velocidad, menor será el índice de flujo del emisor CWRLC. Las estructuras de canal laberíntico cuadrado con retención de agua (QWRLC) y canal laberíntico estrellado con retención de agua (SWRLC) se obtuvieron mediante mejoras estructurales para aumentar la proporción de áreas de vórtice de baja velocidad. Los resultados de la simulación mostraron que los índices de flujo de los dos emisores estructurales mejorados disminuyeron significativamente. Los emisores CWRLC, QWRLC, SWRLC y los emisores de canal laberíntico con dientes (TLC) ampliamente utilizados se fabricaron utilizando tecnologías de mecanizado por descarga eléctrica (EDM) y moldeo por inyección (IM). Los resultados de las pruebas físicas mostraron que el emisor SWRLC logró el mejor rendimiento hidráulico en comparación con los otros tres emisores. Por lo tanto, el emisor SWRLC tiene una amplia perspectiva de aplicación en el riego para el ahorro de agua.