科创中国

《农业工程学报》2022年第38卷第12期刊载了山东农业大学等单位侯加林、张二鹏、孙宜田、张亮与周凯的论文——“纽扣式压力补偿灌水器结构优化与性能分析”。该研究由山东省重点研发计划（重大科技创新工程）项目（项目号：2020CXGC010807）等资助。

引文信息：侯加林,张二鹏,孙宜田,张亮,周凯.纽扣式压力补偿灌水器结构优化与性能分析[J].农业工程学报,2022,38(12):100-108.

研究目的与方法：

针对传统压力补偿灌水器生产工艺复杂、补偿效果不佳的问题，该研究以纽扣式压力补偿灌水器结构为基础进行压力补偿元件的优化与性能分析。基于COMSOL双向流固耦合数值模拟平台，对灌水器多物理场耦合的瞬态过程进行力学建模与数值模拟，确定了球型限位曲面与空间螺旋副流道配合的最佳构型。

结果与结论：

以流态指数为目标，针对副流道深度、宽度、副流道螺旋角度、压力补偿元件硬度等关键因素开展了单因素水力性能试验与正交试验，得出流态指数影响因素由大到小的次序为副流道宽度、压力补偿元件硬度、副流道深度；经响应面分析获得最优参数为：副流道宽度0.65 mm、副流道深度0.14 mm、压力补偿元件硬度53 HA。验证试验结果表明，所设计的灌水器流态指数为0.067，压力补偿区间为0.075～0.30 MPa，满足流态指数不超过0.1、起调压力不超过0.10 MPa、压力补偿区间大小不小于0.15 MPa的设计要求，压力补偿区间内平均流量为2.32 L/h。研究结果可为灌水器产品的研发提供参考。

来源：农业工程学报