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ANALYSIS OF TRACING ABILITY OF DIFFERENT SIZED PARTICLES IN DRIP IRRIGATION EMITTERS WITH COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS

Authors


  • Analyse de l'aptitude au traçage de particules de différentes tailles dans des émetteurs d'irrigation au goutte à goutte en utilisant la dynamique des fluides computationnelle

Correspondence to: Li Yunkai, China Agricultural University - Centre for Agricultural Water Research in China, p.o.57, No.17, Qinghua Donglu, Haidian District, Beijing 100083, China. E-mail: liyunkai@126.com

ABSTRACT

The tracing ability of particles in the flow path is the key to digital particle image velocimetry (DPIV) testing and clogging control in drip irrigation emitters. Six different kinds of particles with respective diameters of 0.01, 0.02, 0.04, 0.05, 0.06 and 0.08 mm were considered, and the tracing ability was carried out by using the computational fluid dynamics (CFD) turbulence simulation method. Results showed that standard k-ε model could well describe the transportation process of particles in drip irrigation emitters in terms of precision, applicable extensibility and computational expense. Clogging most likely occurred in the corner of the whole flow path of the drip irrigation emitter region, sections 1 and 8 plus sections 4 and 5. The tracing ability of the particles of 0.01 mm diameter was good enough to be used for a single-phase test. And for a two-phase test, diameters of the particles should be more than 0.04 mm. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.

RÉSUMÉ

L'aptitude au traçage de particules dans le chemin d'écoulement d'un émetteur d'irrigation est la clé de la vélocimétrie par images de particules (Digital DPIV) pour tester et contrôler le colmatage dans les émetteurs d'irrigation au goutte à goutte. Six différents types de particules avec des diamètres respectifs de 0,01 mm, 0,02 mm, 0,04 mm, 0,05 mm, 0,06 mm et 0,08 mm ont été pris en considération, et la capacité de suivi a été effectuée en utilisant la dynamique des fluides computationnelle (CFD) et la méthode de simulation de turbulence. Les résultats ont montré que le modèle k-ε standard pourrait bien décrire le processus de transport des particules dans les émetteurs d'irrigation au goutte à goutte en termes de précision, de généralisation et de coût de calcul. Le colmatage a lieu très probablement dans le coin du chemin d'écoulement de toute la région d'émetteur irrigation goutte à goutte, aux sections 1 et 8 ainsi qu'aux sections 4 et 5. La capacité de traçage des particules de 0,01 mm de diamètre a été assez bonne pour être utilisée pour une seule phase de test. Si deux phases de test sont envisagées, le diamètre des particules doit être supérieure à 0,04 mm. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.

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