朱梦楠 季 均 曹 云 胡金源 赵俊杰

(江苏大学能源与动力工程学院 江苏 镇江 212013 )

前言

随着我国经济的快速发展，越来越多的卫浴产品进入普通百姓的家中。其中，便器几乎是每家必备的卫浴类产品。相比于国外便器，国产便器用水量高一直为人们所诟病。究其原因，国外卫浴产品生产厂家(如：KOHLER公司)利用CFD软件优化设计排污管道，使其产品的冲水量降至6 L[1]。而国内卫浴企业很多仍然沿用手工建模方式进行开发和设计新产品。造成便器用水量过大的原因有很多，但其中冲水过程的流体力学设计不合理是最重要的因素之一[2]。国内一些研究学者已经开始相关研究工作，但是研究对象大多是家庭所用虹吸式便器，对于在公共场所更常见的蹲便器，相关的科技文献资料还很少。因此，有必要对蹲便器进行节水优化研究。

1 蹲便器冲水基本过程

蹲便器主要由水箱、水流通道、污物池和排污管道4部分组成。根据排污方式的不同，主要分为冲落式、虹吸式、喷射虹吸式3种。冲落式便器主要依靠水的势能产生冲击力将污物冲出便器[3]。水箱中的水在重力作用下，经水流通道流入污物池，依靠水的动能将污物冲入排污管道，整个冲水过程持续时间很短。综上所述，便器冲水过程为带自由表面的三维瞬态三相流动过程，其中三相分别是：气相、水相和固相。总体上来看，便器的冲水过程，属于液相、固相，两相域部分或全部重叠在一起，难以明显地分开，使描述物理现象的方程，特别是本构方程需要针对具体的物理现象来建立，其耦合效应通过描述问题的微分方程而体现[4]。……