引黄灌区浑水管道输水临界不淤流速分析与计算

为了解决引黄灌区浑水管道输水灌溉工程中泥沙淤堵问题,合理确定临界不淤流速,用试验沙样和清水配制了6组不同含沙量的浑水水样,在4种规格管径的管道中进行了浑水管道输水临界不淤流速试验．分析了浑水含沙量、输水管径、泥沙密度和颗粒粒径对临界不淤流速的影响．结果表明:当管径和泥沙密度不变时,临界不淤流速随含沙量的增大而增大;当含沙量和泥沙密度不变时,临界不淤流速随管径的增大而增大;泥沙密度和粒径对临界不淤流速影响也很明显,特别是泥沙颗粒的上限粒径(d90或d95),一般最先沉降到管底的是粒径比较大的泥沙颗粒．同时,基于泥沙悬浮效率系数和悬浮泥沙能量耗损的角度,建立了临界不淤流速计算公式;利用试验数据,确定了泥沙悬浮效率系数计算方法;经试验并比较了临界不淤流速的实测值与计算值,两者之间的最大误差为2958％．     

关于浑水管道输水系统临界不淤流速的试验研究

我国北方渠灌区多以多泥沙河流为水源,管道淤堵问题是影响管道输水灌溉技术在渠灌区推广应用的制约因素之一。而解决浑水管道泥沙淤堵问题的关键在于其临界不淤流速的确定。根据我国浑水渠灌区泥沙特点和运行实际,以泥沙运动力学为理论基础,利用管道输水试验系统,对不同含沙量下的临界不淤流速进行了系统试验研究,得出临界不淤流速经验公式,为浑水渠灌区管道输水系统防淤堵提供了理论依据。     

黄河下游引黄水管道输水沿程阻力实验研究

为确定黄河下游引黄灌区浑水管道输水沿程阻力系数,以黄河泥沙为沙样,在室内用U-PVC管道进行了110、125mm管径条件下不同含沙量、不同流量的浑水管道阻力实验。结果表明,引黄管道水流属于过度粗糙区,管道输水沿程阻力及沿程阻力系数与管径、流量、含沙量、雷诺数等因素有关。得到的浑水管道输水沿程阻力系数经验公式的计算精度较高。     

浑水管道淤堵机理及防淤堵技术研究

我国北方渠灌区多以多泥沙河流为水源,管道淤堵问题是影响管道输水灌溉技术在渠灌区推广应用的制约因素之一。而解决浑水管道泥沙淤堵问题的关键在于确定其临界不淤流速及与之配套的工程技术措施。结合国家“863”研究课题部分成果,根据北方浑水渠灌区特点和运行实际,分析研究了浑水管道淤堵机理,提出了一整套行之有效的管道防淤堵技术措施,并结合工程进行了示范,取得了良好的效果。     

黄河浪店泵站取水防沙水工模型试验

在动床模型试验中,根据黄河浪店水源工程引水闸前设计高水位347.70 m及低水位347.34 m,相应斜坡沟流量为821 m3/s及337 m3/s,对可能出现的各种含沙量条件下运行时闸前后的水流流态、流速分布、含沙量及粒径的分布以及闸前后的河床冲淤变化、拦沙设施的拦沙效果等进行了试验观测,并对浪店泵站取水防沙水工模型试验所测资料进行整理分析。结果表明:在一定水位条件下、水流含沙量不高时可以冲刷形成汊道,为不同时期水泵成功取水进行灌溉提供正确的操作方法。     

低压浑水管道输沙规律研究及水流挟沙力计算

【目的】确定输水工程适宜运行的水力条件。【方法】以巴音沟河流域输水工程为研究对象,通过数值模拟的方法研究不同泥沙质量浓度、压力条件下浑水管道输沙规律及水流挟沙力特性。【结果】(1)管道断面垂向泥沙质量浓度分布受压力、体积含沙量及管径等因素的影响;当压力及管径较小时,泥沙淤积厚度为6.3～8.0 mm,压力及管径较大时,在Y=-0.07区域以下淤积较多,淤积厚度达到8.6～9.4 mm;(2)同一管径及流速下,随着体积含沙量的增大,该区域流速梯度增大,最大增幅为14%;(3)随着水流速度增大,水流挟沙力增大,悬移质质量浓度也越大,但是悬浮指标逐渐变小。【结论】在低压浑水管道中,管径越大、泥沙质量浓度越大、压力越小,水流挟沙力越小,泥沙越容易淤积。     

大库盘水库自吸式管道排沙系统研究

大库盘水库是指那些库面宽阔且横向泥沙淤积严重,通过传统的排沙方式不仅费用高,而且只能清除局部淤积泥沙的水库,对于大库盘水库,研究高效、节能的清淤方式非常有意义.通过自吸式管道排沙模型试验,得出了管道含沙量不仅与水库有效水头、泥沙粒径而且和管道长度与管径有关的结论;通过水力计算确定了管道的临界不淤流速和管道的摩阻损失,进而计算了管道排沙系统的年排沙量.从试验和计算结果可以看出管道排沙系统的优越性,高效、节水、耗能低的优点也为管道排沙系统应用于工程实践提供了前期研究基础.     

镫口扬水灌区输水干渠来沙特性解析

内蒙古镫口扬水灌区是内蒙古自治区的大型灌区,近年来渠道泥沙淤积严重,严重影响灌区灌溉运行。【目的】探明水沙条件与渠道淤积之间的关系,保障灌区的正常运行,提高灌区灌溉水利用效率。【方法】在取水口,通过对灌水期前后测定水位来确定淤积厚度以及对泵站进水口泥沙野外监测及采样分析,并测定了流速及流量,室内分析了泥沙颗粒级配及特性等,综合分析确定了取水口来沙特性。【结果】由于停泵时间长、水流含沙量高,第1和第4灌水期前,泵站进水口前泥沙淤积厚度最厚;同时,由于泵站运行的抽吸作用,进入总干渠的泥沙量也最多,近80%以上为粒径小于50μm的细砂,只有约20%为泥沙粒径大于50μm的粗砂。泵站运行流量越大,停水时取水口淤积厚度越小,进入渠道的泥沙越多。在来水来沙条件不变的情况下,取水口淤积厚度受停泵时间影响,与停泵时长成正比;随着泵站的运行,在一定的含沙量下,存在一定的渠道不冲不淤临界流量。【结论】因此在缓减干渠淤积方面需要有特定的工程和管理措施。     

引黄灌区管道输水防淤技术措施探讨

泥沙是制约引黄灌区发展管道输水灌溉的重要因素之一,采用管道输水灌溉首要的问题是解决泥沙淤积问题。本文利用归纳分析方法,分析了管道淤积影响因素、淤积原因及干支管的淤积部位;提出了防止管道泥沙淤积的管网规划方法,包括管径、流量、灌溉工作制度、泥沙等参数的确定方法,以及防止管道泥沙淤积的管理运行制度。     

基于CFD-DEM油茶果负压吸附系统数值模拟及试验研究

针对研发的负压吸附系统在对油茶果进行气力收集时有阻塞及能耗高等问题,从输送管道的管径、弯径比及输送气速3个方面对系统收集性能进行研究,开展管道内油茶果气固两相流的数值模拟。数值模拟通过离散元素法(DEM)和计算流体力学(CFD)耦合求解,组成离散元模型与计算流体力学模型,以CFD求解连续气相流场,以DEM求解离散颗粒运动及受力。仿真结果表明:对吸附性能的影响因素从大到小为管径、输送气速、弯径比,在输送气速为38m/s、弯径比为1及管径为80mm时,系统质量流量达到最优。同时,对此参数下管道内不同阶段颗粒平均动能及不同位置处颗粒速度进行分析,并进行了样机吸附性正交试验,结果表明:管径对吸附性能影响最大,其次为输送气速、弯径比,与数值仿真结果一致;管径为80mm、弯径比为1及输送气速为38m/s时,负压吸附系统质量流量的试验值最优为0.66kg/s,同一条件下的仿真值为0.902kg/s,两者之间相对误差为26.8%,试验与数值模拟结果基本吻合。     

泥沙粒径及压力对滴头抗堵塞性能的影响

根据滴灌实际运行情况,采用分段粒径浑水持续灌溉的试验方法,分析了泥沙颗粒粒径及进口压力对迷宫式流道滴头的流量、均匀度及堵塞的影响。结果表明:在粒径小于0.125mm的泥沙颗粒中,较小颗粒的制紊效应要大于较大颗粒的制紊效应,泥沙颗粒粒径及进口压力均是影响灌溉均匀度的因素;含沙量较低时(0.5g/L),粒径是影响滴头堵塞的主要因素,在0.030 8~0.125mm粒径范围内,粒径较小时更容易引起堵塞,进口压力不同时容易引起堵塞的敏感粒径范围不同,压力为0.15及0.105MPa时,敏感粒径为0.045~0.075mm,进口压力降至0.075MPa后,敏感粒径为0.0308~0.045mm;连续灌溉条件下压力不是影响滴头堵塞的主要因素。     

引黄灌渠泥沙迁移特性与渠道挟沙力模型试验研究

【目的】探索灌渠泥沙迁移特性及泥沙级配的沿程变化规律,找出减少渠道泥沙淤积的方法,保障灌区正常运行。【方法】通过对尊村灌区典型干渠高含沙水流实时监测采样,分析了悬移质泥沙沿程含沙量变化及级配特征,并根据实测数据带入4个典型挟沙力公式,筛选出适合尊村灌区的挟沙力公式,进一步改进得到尊村灌区渠道挟沙力计算公式.同时,通过一干渠改造段实测数据,推求出一干渠冲淤平衡比降计算公式。【结果】不同粒径泥沙的输移特性不同,总干渠悬移质含沙量随来水含沙量的增加而增加,渠道淤积主要与粉粒和砂粒量有关,其中砂粒对来水含沙量的变化表现得最为敏感,而黏粒更多的被水流带走,渠道由非平衡输沙经冲刷、淤积达到冲淤平衡输沙的过程比较缓慢。同时沉沙池能有效地减小引水中砂粒量。二干渠末清淤修缮段依旧存在泥沙淤积问题,一干渠剩余未改造部分,在条件允许的情况下,建议增大比降。【结论】含沙量在2 kg/m3内时,一级站来水量在8 m3/s左右,渠道基本实现冲淤平衡。     

引黄灌区首部枢纽泥沙输移特性与流速试验研究

为了探究引黄灌溉枢纽挟沙水流沿程含沙量变化规律和悬移质泥沙的垂向分布规律,推求首部枢纽有害泥沙悬浮的临界不淤流速,阐明减少有害泥沙引入的措施与方法,以提高输配水利用效率.以山西尊村灌区为主要研究对象,通过对一级站首部枢纽2019年5—7月取黄河水样及工况、断面流速、水深、水面宽度数据监测,分析了泥沙含量、沉起流速,采用...     

硅藻土微孔陶瓷灌水器水力性能研究

灌水器是渗灌系统的重要组成部分。针对硅藻土微孔陶瓷灌水器,测试了其在干燥状态和浸泡饱水状态下的压力流量特征;将渭河天然泥沙经140目筛子筛分(d≤300μm)后,配置成3种含沙量的浑水,对灌水器进行短周期灌水试验;用0.75 g/L的浑水进行灌水方法试验和灌水器浸泡饱水后灌水试验。结果表明,硅藻土微孔陶瓷灌水器压力与流量呈对数函数关系,随着压力增大,额定流量增大;清水灌溉时,随灌水次数增加,流量小幅度下降。灌水24次时,流量下降幅度约为10%;浑水试验时,流量除受灌水次数影响外,还受泥沙量的影响:相同灌水次数,含沙量增大时,流量下降幅度较大;浸泡处理减小了灌水器初始流量,减缓流量下降幅度。微观形貌进一步显示微孔陶瓷孔径在10~80μm范围内,因此含沙水灌溉严重影响灌水器使用效果。     

微灌用含沙水非全流过滤模拟实验研究

针对引黄灌区含沙水灌溉作物所造成的微灌设备堵塞问题,采用非全流过滤方法,在5 cm定水头(含沙量2 kg/m~3、进水流量0.69 m~3/h)情况下,设计了"PVC打孔滤水管+无纺布+石英砂+土壤"过滤装置,装置设有竖直滤水管(处理1)、短水平滤水管(处理2)、长水平滤水管(处理3)三套处理对引黄灌区含沙水进行非全流过滤实验,研究结果表明:①以单位时间、单位长度管道滤出水流量观测,处理2流量最大;②装置滤出水含沙量较低,可用于微灌;③装置滤出水中泥沙颗粒粒径较小,装置除沙效果较好。     

微喷带抗堵塞性能影响因素试验研究

为探究泥沙浓度与进口压力对微喷带堵塞的影响,采用含沙水短周期连续灌溉的试验方法,将粒径小于1 mm的泥沙,配置成3种泥沙浓度的浑水,分别在4种进口压力下,观测微喷带单循环孔组流量变化,结合孔组相对流量分析微喷带堵塞规律.结果表明:在本次试验的泥沙粒径条件下,相同进口压力下,微喷带孔组堵塞程度并不完全随浑水含沙量增大而增大;同一泥沙浓度时,进口压力低于额定工作压力时易造成喷孔堵塞.泥沙浓度与进口压力均对微喷带抗堵塞性能影响显著,利用含有泥沙粒径与级配与本次试验相似的含沙水灌溉时,应尽量避免泥沙浓度为1.0 g/L,并使用较高的首部压力或在灌溉结束时用高于工作压力(不高于爆破压力)的首部压力冲洗微喷带.     

射流水冷结构对离心泵性能影响的试验研究

与风冷系统对离心泵电动机进行散热相比,采用水冷系统能降低离心泵机组运行过程中电动机的噪声.为模拟水冷电动机冷却水的循环过程,设计了一种引射流装置,测试了去除电动机风扇前后离心泵机组在不同流量下噪声变化情况,研究了引射管径分别为6 mm和10 mm情况下离心泵的能量性能及空化特性.结果表明:相比较于风冷电动机,去除电动机风扇后泵机组随流量变化的系统噪声至少降低8.70 dB;引射管径为6 mm时能满足电动机的散热需要,对泵的性能和空化特性影响不大,并且在小流量工况下有改善泵驼峰的趋势;引射管径为10 mm时,泵的能量性能和空化特性变化较大,且在大流量工况下下降明显,这主要是由于引射管径太大,加大了泵的泄漏量,增加了其容积损失;引射管径为10 mm时,流量在0~15 m³/h范围内,泵扬程略有上升,关死点扬程提高了0.30 m.     

高畦地膜安装滴灌设备应注意的问题

1.选择清洁的水源 最好用自来水,以免水中的泥沙、杂物堵塞滴孔。 2.要有压力设备 用架高塑料大桶或高位压力罐(小水塔)均可,只要有29.4～39.2kPa的压力就能保证滴灌的运行。 3.要有輸水管道 安装不同口径的地下输水管,把灌溉用水引到温室附近,适当安装几个地面出水管及阀门,以利灌溉。同时应备足地面进水干管、三通、堵头等配件。     

第二讲 现代地面灌溉机械设备(五)

6 田间灌水设备与机械 6.1 新型灌水管 用于直接将水送至灌水沟、畦的管道,均在地表面上使用. 6.1.1 聚乙烯薄膜管(LDPE或改性LLDPE俗称"小白龙") 折径300～400 mm(折径即管子扁平时的直径),直径×厚度为192×0.23 mm,256×0.45 mm,过流量可达40～80 m3/h(在地坡为2‰,工作水头0.2～1 m时),每卷长约50 m,使用时长150～250 m,中间卡环箍联接(有内外锥度的双环塑料套件),需要时还可热合塑膜管三通.     

低压输水管道的水力计算程序

<正> 低压管道灌溉技术是发展节水型农业的有效措施。在低压管道输水系统中,要使水在管道中顺利地流动并压出地面,需要克服各种阻力,损失一定的水头。因此,选配适宜的流量、输水管的管径、长度,力求减少水头损失,是低压灌溉管道的主要设计任务。当前我们在大规模推广低压管道输水技术时,必须进行管道水力性能的参数计算,为管道设计提供科学依据。 一、管道水力计算数学模型 农用灌溉地下管道一般为低压管道,当我们取两分水井或出水口之间的管段进行计算时,则属于等直径长管路的范畴,其沿程水头损失可用下列公式求出: V=C(RJ)~(1/2)(1) h_f=λL/d·v~2/(2g)