不同坡度条件下薄壁型微喷带铺设长度优化分析

为确定薄壁型微喷带在不同坡度下的铺设长度与坡度的关系,选取市场上常见的折径为N43,64 mm的薄壁型微喷带,结合灌水小区水头分配系数,取β为0.55作为微喷带水头分配系数,计算其允许水头偏差。并以能量守恒定律为基础,建立微喷带在不同坡度铺设条件下的首末端相对压力函数模型及微喷带允许水头偏差与首末端相对压力之间的数学计算关系。发现在逆坡铺设时相对压力与铺设长度的关系为减函数、顺坡铺设时为抛物线函数,当微喷带的铺设长度铺到L_0时,相对压力ΔP(L_0)有最大值。最后通过在3种不同铺设长度下的数学模型,对微喷带铺设长度进行优化分析,确立了微喷带在顺、平、逆坡条件下铺设的3种铺设长度的计算公式,计算了坡度分别为0.01、0.03、0.05的顺坡铺设长度与逆坡铺设长度以及平坡铺设长度,以期为实际工程提供理论计算依据。     

薄壁微喷带组合均匀度及铺设间距试验研究

【目的】研究薄壁微喷带组合均匀度及最佳铺设间距。【方法】选取市场常用的N44 mm微喷带,开展不同压力下微喷带喷洒强度、均匀度和喷洒宽度试验,利用Surfer软件克里金插值法按照水量组合原理对数据进行网格化处理,在1.0~2.0 R(喷洒宽度)范围内,分析微喷带组合喷洒强度、组合均匀度,确定微喷带合理组合间距。【结果】发现单管微喷带喷洒强度随喷洒距离增大呈双峰或单峰分布,喷洒宽度也随压力的增大而增大。组合喷洒强度随铺设间距的增大而减小;组合均匀度随铺设间距增大呈"大-小-大-小"的趋势,当微喷带铺设间距为1.6 R时,组合均匀度达到峰值。【结论】针对市场上常用的折径44 mm微喷带,发现当铺设间距为1.8 R与1.9 R时,组合喷洒强度较小,组合均匀度较大,满足规范要求。     

薄壁微喷带喷洒宽度模型构建

为了更好指导微喷带在农业灌溉系统中规划与设计,在天津市农业水利技术工程中心开展了薄壁微喷带喷洒水滴直径试验与喷洒宽度试验,考虑了微喷带喷洒水滴运动过程中受空气阻力、重力、浮力等因素,建立了基于牛顿力学与流体力学理论的微喷带喷洒水滴运动数学模型,推导了微喷带喷洒宽度理论计算式,确定了计算式中的参数,并对微喷带喷洒宽度影响因素进行分析。结果表明:微喷带喷洒宽度计算公式计算结果与实测数据吻合较好,对于不同型号微喷带相对误差均小于10%。理论计算公式及试验结果均反映微喷带喷洒宽度随着喷孔仰角呈先增加后减小变化,且当喷孔仰角为40°左右喷洒宽度达到最大。微喷带喷洒宽度理论计算公式精度较高,可广泛应用于喷洒宽度的计算,为微喷带灌溉系统规划设计提供理论依据。     

薄壁微喷带沿程水头损失试验研究

【目的】研究薄壁型微喷带沿程水头损失的水力性能。【方法】采用控制变量法与L9(34)正交试验方案,对折径为N43、N45、N50、N64 mm的微喷带进行沿程水头损失水力性能试验,获取流量、长度、折径与水头损失等试验数据,分析流量、长度、折径三因素对沿程水头损失的影响程度以及水头损失相关水力性能参数,提出了沿程阻力系数,对沿程水头损失计算公式参数进行修改,得出了薄壁型微喷带水头损失计算参数。【结果】薄壁型微喷带沿程水头损失随着压力与铺设长度的增大而增大;折径、流量、长度的F值分别为90.314、26.056、19.041,表明对沿程水头损失影响依次减小。【结论】采用修改后的沿程水头损失计算参数计算薄壁型微喷带沿程水头损失值与试验值吻合较好。