翼型雨水口箅子的水动力特性及泄流能力研究.docx

翼型雨水口箅子的水动力特性及泄流能力研究
翼型雨水口箅子水动力特性及泄流能力研究
导言
在城市建设中，雨水口箅子作为排水管道的重要组成部分，承担着雨水快速排出的重要任务。然而，在强降雨的情况下，传统的雨水口箅子会出现易堵塞、易积水等问题，影响排水效率。因此，研究新型雨水口箅子的水动力特性及泄流能力具有极其重要的意义。
本文以翼型雨水口箅子为研究对象，运用数值模拟方法对其水动力特性及泄流能力进行探究，旨在为城市建设和排水设计提供参考。
翼型雨水口箅子设计原理及结构
翼型雨水口箅子是一种新型雨水口箅子，其设计原理是通过翼型配置的流线型结构，促使雨水在流动过程中形成旋转流，增加对杂物的冲击力，从而提高排水效率。同时，其结构也具备自净、防堵塞的特点。翼型雨水口箅子的主要结构包括上游进水区、翼型配置区、中心排水区、底部耳口等部分，如图1所示。
图1翼型雨水口箅子工作原理示意图
数值模拟及对比分析
为了研究翼型雨水口箅子的水动力特性及泄流能力，本研究采用FLUENT软件对传统雨水口箅子和翼型雨水口箅子进行了模拟，并对比分析了其性能优劣。
模拟设置
-模拟流体：清水
-进水流量：100L/s
-压力条件：大气压
-对比条件：光板式雨水口箅子
翼型雨水口箅子结果分析
图2为翼型雨水口箅子的流场分布图。可以看出，进入翼型配置区后，水流的速度逐渐加快，形成了旋转流动，有效增加了对杂物的排除能力。在中心排水区，水流速度降低，能够将尺寸较小的杂物过滤。而在底部耳口处，水流加速，形成的旋转流动能够将杂物从箅子内排出。
图2翼型雨水口箅子流场分布图
图3为翼型雨水口箅子排水效率对比图。与传统雨水口箅子相比，翼型雨水口箅子在相同进水流量条件下，排水效率最高可提高28.4%，同时其堵塞率也明显下降。
图3翼型雨水口箅子排水效率对比图
结论
通过数值模拟研究，本文得出以下结论：
-翼型雨水口箅子的翼型配置能够形成旋转流，增大了对杂物的冲击力，提高了排水效率。
-翼型雨水口箅子能够将尺寸较小的杂物过滤，并通过底部排水口排放。
-与传统雨水口箅子相比，翼型雨水口箅子在相同进水流量条件下，排水效率最高可提高28.4%。
因此，翼型雨水口箅子将成为未来城市排水设计的重要方向之一，有望在节约城市建设成本、提高排水效率等方面产生积极作用。