为优化选择卷盘式喷灌机螺旋盘管缠绕直径,采用先进CFD技术与实体试验验证相结合的方法,构建与卷盘喷灌机螺旋输水盘管一致的实体模型。对JP50和JP75两种卷盘喷灌机输水盘管的不同缠绕直径,与各工况下压力损失之间的关系开展多方案模拟试验,发现压力损失下降速率具有由快变缓的两段变化趋势,找出了缠绕直径的可能范围,并根据成本和体积等因素,确定了新的卷盘参数,其单位长度压损的下降率在4%左右。为验证模拟的可靠性,对JP50机型进行实体试验,试验与模拟的误差在5%以内。
为优化卷盘式喷灌机驱动结构,研制高效卷盘喷灌机驱动器,需要对卷盘式喷灌机的卷盘负载情况进行计算和分析。为此,以软管牵引式卷盘喷灌机为对象,建立了卷盘负载转矩计算的物理模型,理论推导了在运行时的卷盘负载转矩数学计算模型。以JP50和JP75型卷盘式喷灌机为例,按推导所得数学模型进行计算,得到了运行时卷盘负载转矩随已回卷PE管长度的变化规律和估计值。计算结果表明:JP50型卷盘式喷灌机运行时最大负载转矩约为960N·m,JP75型为6 001N·m;卷盘负载转矩随已回卷长度的增加而减小,且当卷盘回卷半径变化时,负载转矩将突然变大;负载转矩的大小和变化规律只与喷灌机的参数和运行条件有关,与运行时的速度无关。
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