微灌系统有限元法水力解析和设计（四）

[例4]表2．9中列出的是一条非均匀坡度上的单向毛管的有关条件，由连接件造成的局部压力水头损失不明显，沿毛管的坡度条件与表2．4中的坡度5相同，该毛管的内径应该为多少？毛管的操作压力水头是多少？表29例4的有关条件解：根据MIDESIGNERVZ．0的要求，选择的最小毛管内径值和最大内径值分别为12rum和21nun，当毛管的人口安置在坡度的左边时，在一台微机上运行了MIDESIGNERVZ．0后没有得到计算结果，当毛管的入口安置在坡度的右边时，MIDESIGNERVZ．0计算出的毛管内径为196rum，毛管操作压力水头为684m，图2．22所示的是毛…     

地下滴灌中毛管水力计算的数学模型与试验

为了研究地下滴灌毛管水力特性与水力计算方法,用较短毛管并通过毛管末端泄流的方式,在室内利用地下滴灌毛管水力要素试验测试系统,分别测试了2种滴灌管在轻黏土中毛管上每个滴头的流量和毛管首末两端的压力水头．结果表明：在灌水持续2min之后,地下滴灌毛管上各滴头流量均趋于恒定值;在稳定的压力水头差下,滴头流量沿程依次减少．根据毛管沿程压力变化规律,结合考虑土壤质地、土壤体积质量和初始含水率的地下滴灌滴头流量计算公式,提出了毛管水力计算数学模型．利用该模型计算的滴头流量值与其实测值之间的相对误差在1．0％左右;并计算出考虑毛管局部水头损失的加大系数约为1．20．将该模型推广应用于一般情况下的地下滴灌毛管水力计算,可求解均匀坡、均质土、均匀管径与滴头等间距时的地下滴灌毛管水力特征值．     

微灌系统有限元法水力解析和设计(七)

4．2.1单向毛管构成的支管单元的设计步骤在坡度均匀的规则坡地上,当要求的平均灌水器流量、要求的灌水均匀度及毛管和支管的长度给定,设计毛管和支管的内径及支管单元操作压力水头的设计步骤为：①选择一组从小到大的毛管内径值LD1,LD2,LD3,…LDn和一组从小到大的支管内径SD1,SD2,SD3,…SDn,这时就会有表4－1中设计情况1的n×n个组合;②用第三章中的方法确定当毛管内径分别等于W,＊。,rp,…ton时的毛管流量公式（计算模拟毛管流量公式用的数据样本要用第三章中所论述的利用有限元法的方法来确定,在选择毛管入口的压力…     

微灌毛管水力计算曲线图及其应用(均匀管坡)——微灌水力设计计算方法探讨之四

毛管水力设计,需要计算最小压力孔号,判断最大压力孔位置以及毛管最大压力偏差和极限长度,虽然已提出解析公式,但有相当大的工作量。为了减轻技术人员的设计计算工作量,特将(塑料管)最小压力孔号、压力不小于末孔的最小孔号、毛管最大水头偏差、毛管极限孔数等计算并绘成曲线图,供设计者查用。     

均匀坡下微灌毛管水力设计的平均水头法

“平水头法”是均匀坡下微灌毛管水力设计中一种简单易行的方法。该方法根据流量指数x和允许压力偏差率在特定范围内灌水器平均流量所对应的压力与平均(设计)压力近似相等的原理,建立端压与均压间的关系式,以压力设计结果代替流量设计结果。通过相对误差分析,证明了这种方法在实际应用中的可行性。     

滴头最大流量偏差率计算方法及影响因素评价

首先分析了滴头水力特征曲线方程中流量系数分布规律,当流量系数服从正态分布时,流量系数在其平均值的±3倍标准差之间变化的概率为9973％(近似于100％),因此流量系数最小值为平均值减3倍标准差,最大值为流量系数平均值加3倍标准差,在此基础上提出了综合考虑水力偏差、制造偏差和微地形偏差的综合流量偏差率计算公式;然后以制造偏差系数、流态指数、压力差、平均工作水头及田面局部高差作为影响因子进行流量偏差率及毛管造价敏感性分析．结果表明:对流量偏差率影响程度由大到小的顺序为滴头制造偏差系数、滴头流态指数、压力偏差．当制造偏差系数大于004时,毛管造价急剧增大,在设计中应尽可能选择制造偏差系数小、流态指数小的滴头.对于常规滴灌系统,当滴头工作水头大于10 m时,田面局部高差对流量偏差率影响可忽略．     

弹簧板式明渠测流装置的水力特性

为提高灌区精准量水技术,设计了一种基于弹簧形变量与渠道过水断面瞬时流量之间关系的明渠测流装置.该装置的模型试验在矩形渠道中,选定流量范围为20~85 m³/h,共在14个流量工况下进行.结合理论分析及数值模拟对该装置的流量公式、测流精度、水头损失等量测特性进行分析.研究结果表明:渠道过水断面瞬时流量Q同形变量d与参数C₁之和呈5/6次方关系,在量测板板宽为30,40,50,60 mm时Q与d+C₁的5/6次方的线性相关性良好;拟合得到弹簧板式测流装置的流量公式,公式计算流量和试验时的实测流量相吻合,最大相对误差为4.56%,其中板宽40 mm时的最大相对误差为1.43%;量测板上游水位的模拟值和实测值最大相对误差为4.54%,模拟结果与实测结果吻合;量测板产生的水头损失随着板宽的增加而增加,在板宽小于40 mm时,水头损失占比总水头均小于10%.研究成果为弹簧板式测流装置在灌区的应用提供了理论依据.     

微灌系统有限元法水力解析和设计（八）

4．3设计实例表48中列出的是假定的目前找国微灌市场上的材料尺寸及其价格的信息（用于下列例子的设计中）,在下列例子的设计中,假定由连接件造成的局部水头损失可以忽略不计,同时用于安装的劳动力费用将不列入计算。[例1]表4-9中列出的是在一块不规则的地形上（图410）由单向毛管构成的支管单元的有关条件,最适合于该支管单元的毛管和支管的内径是多少？该支管单元的操作压力水头是多少？410不规则地形上由单向毛营构成的一个支管单元解：根据MISUDESGNERV20的要求,分别选择了13组毛管内径和13组支管内径,其中毛管内径的最小值…     

微灌系统有限元法水力解析和设计（六）

如果假设tol,IDZ,W,…,ton是一组选定的毛管内径。SDI,SDZ,SD3,…,SDn是一组选定的支管内径、LLI,LLZ,An3,,Ann是一组选定的毛管长度、SLI,SLZ,SL3,…,SLfl是一组选定的支管长度,对于每种设计情况将有表4－l所列出的nxn种组合,如果对于每个设计情况中的每种组合,用在第三章中介绍的支管单元的设计方法和计算机程序,计算出灌水均匀度、最佳支管位置（双向毛管）及支管单元的操作压力水头,就可以用计算机绘制出设计参数与灌水均匀度、最佳支管位置（双向毛管）及支管单元的操作压力水头的等值线图,在设计…     

微灌系统有限元法水力解析和设计（三）

2．4．2双向毛管的设计当双向毛管的长度给定而设计内径时,跟在均匀坡度上设计双向毛管一样,也要首先选择一组毛管的内径。但因为当由于摩擦而造成的压力水头损失与由于坡度而造成的压力水头的损失相比较不太明显时,灌水均匀度与支管位置的关系曲线将会出现多峰型,加上我们很难确定最小的毛管内径小到什么时候和最大的毛管内径大到什么时候时摩擦损失是明显的或不明显的,所以如果选择由小到大的一组内径时,摩擦损失由不明显转向明显或由明显转向不明显的界限很难确定,因此必须要选择由大到小的一组内径。当毛管的内径选好后,对于第…     

水阻管研究

在滴灌系统中,由于水流的摩阻水头损失和地形高差引起水流压力的变化,在通常情况下,各级管道的不同位置水压力是不相等的,而滴头的流量是工作压力的函数,因而系统内各个滴头的流量也不相等。为了使滴头流量的差异控制在允许的范围内,一般是在支管进口安装流量调节器,调节支管进口流量,以保持进入支管的流量符合设计要求。但是在支管范围内,毛管之间以及同一毛管的不同部位的水压力仍存在差异,为了保持滴头流量变差小于lO％,就得把同一条支管上各条毛管进口处的压力差控制在一定     

孔口式滴灌管沿程压力水头分布及允许最大铺设长度研究

从微灌工程水头损失计算的通用公式出发,通过对孔口出流实际水头线的简化,用微分法建立了毛管沿程水头损失的一般方程,根据能量方程得出了沿程压力水头的计算公式,且给出了在不同坡度下,毛管允许最大铺设长度的确定方法。为判断滴头出流能否满足流量允许偏差率或计算灌水均匀系数提供了依据,同时利用本文提出的方法确定出允许最大长度,并利用该长度布置管网,可以节省投资,为滴灌工程的设计提供一定的理论参考。     

基于灌水小区的射流三通灌水均匀度试验研究

为探究支、毛管射流三通组合的水力特性,用支管射流三通、普通支管三通与毛管射流三通、普通毛管三通组成了4组灌水小区,对不同总进口压力水头(9.5、12、14、15.5 m水头)和不同滴灌带长度(60、70、80 m)下的射流三通组合进行水力性能研究。试验结果表明:总进口压力相同时,连接射流三通的滴灌灌水器的平均流量要小于普通三通;进口压力和滴灌带长度相同时,Ⅰ号灌水小区灌水均匀度最高,Ⅳ号灌水小区灌水均匀度最低,且Ⅰ号灌水小区灌水均匀系数比Ⅳ号提高了2.56%～3.32%,流量偏差率降低了5.06%～8.20%;滴灌带长度相同时,4种灌水小区灌水均匀系数随进口压力的增大整体呈上升趋势;进口压力相同时,灌水均匀系数随滴灌带长度的增加而减小。该研究结果为新型灌水小区的开发与应用提供理论基础。     

重力滴灌灌水器水力性能及其流道内流体流动机理

对以色列最典型的3种重力滴灌灌水器的水力性能与内部流动机理进行研究。结果表明：经典的流量一压力关系模型完全适合于0．5～15．0m水头压力范围;灌水器流道断面统计平均流速在0．07～1．15m／s之间;流道内部流体流动的雷诺数为73～930,临界雷诺数比常规尺度流道的值要小;上下边界层厚度在0．12～0．65mm之间,占流道深度的15％～67％,表现为上下边界层充分发展的复杂流动。     

滴灌设计中毛管水头损失计算应注意的问题

本文提出了在滴灌毛管设计中在计算毛管沿程水头损失时应考虑流态的影响,根据作者的计算,在利用哈—威公式计算滴灌中毛管水头损失时有一定出入,误差可达25％以上。作者还认为,毛管局部水头损失仅为沿程水头损失的3％,故计算时局部水头损失可忽略不计。     

掩埋多孔毛管水流特性的试验研究

以渗灌毛管的灌水试验为研究对象,通过试验分析得到了掩埋毛管流量和压力的变化特性。对于任一出水孔,随着供水时间的延长,压力水头和总水头都在不断增大。但是,这个增加值并不大,仅仅只有最大压力值的10%。随着四周土壤含水量的增加,孔口内外水势梯度不断减小,出水速率也逐渐减小,流量和压力随管长方向不断减小。由于流量随时间不断减小,使得水头损失也不断减小,压力随时间增大。同时在试验中还发现,水流运动的界面并不是管道的出水孔界面,而是在出水孔四周形成的不规则多边形界面。     

射流三通组合的水力性能试验研究

【目的】探究支管射流三通与毛管射流三通组合下灌水系统的水力性能。【方法】根据3种支管射流三通进口压力水头(10、12、14 m)和3种滴灌带单侧铺设长度(60、70、80 m)设置9组试验,建立了射流三通水头振幅、脉冲频率、进口流量与水头损失的非线性拟合关系式,并分析了不同射流三通组合对灌水系统灌水均匀度的影响。【结果】水头振幅与水头损失、脉冲频率与水头损失均呈对数函数关系,流量与水头损失呈线性函数关系,且相对误差均小于1%;当支管毛管均采用射流三通时,灌水系统的灌水均匀系数提高了0.43%～0.92%,流量偏差率降低了5.32%～6.68%。【结论】可选择能够提高灌水均匀度的支管射流三通与毛管射流三通的最佳组合,并精确地预测3个模型下灌水系统水头损失的变化规律。     

喷雾机喷头流量在线测量系统设计与试验

为实现精确喷雾,需要对各类喷雾机喷雾性能进行测试并校准。为此,设计了一套喷雾机喷头流量在线测量系统,可同时测量喷雾机主管道压力值和6个喷头流量值。药液由自制转换接头引流至流量传感器,由药液收集槽收集,流量传感器输出信号经处理模块处理后上传至上位机界面显示。试验时,针对 ALBUZ-ATR80型喷头进行流量测量。结果表明,当压力为0．3～1．5MPa、流量为0．53～1．25L/m 时,最大相对误差为4．40％;当压力为0．7MPa、流量为0．83～0．91L/m时,最大相对误差为3．88％。系统具有较高测量精度,操作方便,便于对各类喷雾机喷头流量进行测量与校准。     

地下压力渗灌的水力学研究

本文论述了压力渗灌毛管形变的水力学问题的实验室试验研究。试验研究使用了4种渗灌管:两种是双腔室孔口式渗头毛管;另两种是单腔式毛管式渗头毛管。渗灌毛管长度为30m,压力均匀。试验表明,渗灌毛管的水头损失和流量的实测值与用含布拉修斯摩阻系数的达西—韦斯巴赫公式预测的数值完全相符。由于土壤压力使渗灌毛管发生形变,在主     

一种新型微灌技术——微灌地膜

本文介绍了微灌地膜的基本性能、结构型式、并通过水力性能的测试，分析了微孔出流流量q与工作水头H的关系，探讨了微灌地膜毛管的水力计算公式，对毛管水流流态进行了分析，可供微灌地膜设计和进一步研究参考。