Published January 1, 2021
| Version v1
Publication
Open
Numerical simulation of flow in trapezoidal labyrinth-channels of drip irrigation
Description
The clogging of emitters has been considered as one of the most troublesome problems inhibiting the extension of drip irrigation. This paper investigates the flow field of water and behaviour of suspended particles in the trapezoidal labyrinth-channel. Computational Fluid Dynamics methods has been executed on liquid-solid two-phase flow in labyrinth-channel emitters. RNG k-e turbulence model was used to evaluate four types of emitters that have the same characteristics and differ in the elbow width S. This study has shown that as the value of S increases, the maximum velocity in the labyrinth-channel decreases and the number of vortices increases. However, emitter with a high S value are more subtle to clogging. In addition, it was also observed that smaller diameter particles behave best when they pass through the channel and follow the streamline flow. As the particle diameters become larger, the particles tend to leave the mean stream and enter the vortex zones under the force of inertia. So, more suspended particles trapped in the vortex area , more the chances of emitter clogging increase. All of these furthermore confirm that vortex and low speed regions were the main causes leading to emitter clogging.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يعتبر انسداد البواعث واحدة من أكثر المشاكل المزعجة التي تمنع امتداد الري بالتنقيط. تبحث هذه الورقة في مجال تدفق الماء وسلوك الجسيمات العالقة في قناة التيه شبه المنحرف. تم تنفيذ طرق ديناميكيات الموائع الحسابية على التدفق السائل الصلب ثنائي المرحلة في بواعث قناة المتاهة. تم استخدام نموذج الاضطراب RNG k - e لتقييم أربعة أنواع من البواعث التي لها نفس الخصائص وتختلف في عرض الكوع S. أظهرت هذه الدراسة أنه مع زيادة قيمة S، تنخفض السرعة القصوى في قناة المتاهة ويزداد عدد الدوامات. ومع ذلك، فإن الباعث ذو قيمة S عالية يكون أكثر دقة في الانسداد. بالإضافة إلى ذلك، لوحظ أيضًا أن الجسيمات ذات القطر الأصغر تتصرف بشكل أفضل عندما تمر عبر القناة وتتبع التدفق الانسيابي. عندما تصبح أقطار الجسيمات أكبر، تميل الجسيمات إلى مغادرة التيار المتوسط والدخول إلى مناطق الدوامة تحت قوة الجمود. لذلك، فإن المزيد من الجسيمات العالقة المحاصرة في منطقة الدوامة، تزيد فرص انسداد الباعث. علاوة على ذلك، تؤكد كل هذه العوامل أن المناطق الدوامية والمنخفضة السرعة كانت الأسباب الرئيسية التي أدت إلى انسداد الباعث.Translated Description (French)
Le colmatage des émetteurs a été considéré comme l'un des problèmes les plus gênants inhibant l'extension de l'irrigation goutte à goutte. Cet article étudie le champ d'écoulement de l'eau et le comportement des particules en suspension dans le canal labyrinthe trapézoïdal. Des méthodes informatiques de dynamique des fluides ont été exécutées sur un écoulement diphasique liquide-solide dans des émetteurs à canaux en labyrinthe. Le modèle de turbulence RNG k-e a été utilisé pour évaluer quatre types d'émetteurs qui ont les mêmes caractéristiques et diffèrent par la largeur du coude S. Cette étude a montré que lorsque la valeur de S augmente, la vitesse maximale dans le canal labyrinthe diminue et le nombre de tourbillons augmente. Cependant, les émetteurs avec une valeur S élevée sont plus subtils à colmater. En outre, il a également été observé que les particules de plus petit diamètre se comportent mieux lorsqu'elles traversent le canal et suivent l'écoulement de la ligne de courant. Au fur et à mesure que les diamètres des particules augmentent, les particules ont tendance à quitter le flux moyen et à entrer dans les zones de vortex sous la force d'inertie. Ainsi, plus il y a de particules en suspension piégées dans la zone du vortex, plus les chances de colmatage de l'émetteur augmentent. Tous ces éléments confirment en outre que les vortex et les régions à faible vitesse étaient les principales causes de colmatage des émetteurs.Translated Description (Spanish)
La obstrucción de los emisores ha sido considerada como uno de los problemas más problemáticos para inhibir la extensión del riego por goteo. Este trabajo investiga el campo de flujo del agua y el comportamiento de las partículas en suspensión en el canal laberíntico trapezoidal. Los métodos de dinámica de fluidos computacional se han ejecutado en el flujo bifásico líquido-sólido en emisores de canales laberínticos. Se utilizó el modelo de turbulencia RNG k-e para evaluar cuatro tipos de emisores que tienen las mismas características y difieren en el ancho del codo S. Este estudio ha demostrado que a medida que aumenta el valor de S, disminuye la velocidad máxima en el canal laberíntico y aumenta el número de vórtices. Sin embargo, los emisores con un valor S alto son más sutiles a la obstrucción. Además, también se observó que las partículas de menor diámetro se comportan mejor cuando pasan por el canal y siguen el flujo aerodinámico. A medida que los diámetros de las partículas se hacen más grandes, las partículas tienden a abandonar la corriente media y entrar en las zonas de vórtice bajo la fuerza de la inercia. Entonces, más partículas suspendidas atrapadas en el área del vórtice, más aumentan las posibilidades de obstrucción del emisor. Todo esto confirma además que los vórtices y las regiones de baja velocidad fueron las principales causas que llevaron a la obstrucción del emisor.Files
1451-20922101147O.pdf.pdf
Files
(1.4 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:8fbd09d1c6ea7b784970a05a8e0daead
|
1.4 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- المحاكاة العددية للتدفق في التيه شبه المنحرف - قنوات الري بالتنقيط
- Translated title (French)
- Simulation numérique de l'écoulement dans des canaux labyrinthiques trapézoïdaux d'irrigation goutte à goutte
- Translated title (Spanish)
- Simulación numérica de flujo en canales laberínticos trapezoidales de riego por goteo
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3114483308
- DOI
- 10.5937/fme2101147o
References
- https://openalex.org/W1968159154
- https://openalex.org/W1985832049
- https://openalex.org/W1989168456
- https://openalex.org/W1994771361
- https://openalex.org/W2023801686
- https://openalex.org/W2047376716
- https://openalex.org/W2051097448
- https://openalex.org/W2083496403
- https://openalex.org/W2088708907
- https://openalex.org/W2099174657
- https://openalex.org/W2106876537
- https://openalex.org/W2343994485
- https://openalex.org/W2387322824
- https://openalex.org/W2895175069
- https://openalex.org/W2980041165