自控变频调速式灌溉水注肥装置的研究

为现代农业节水灌溉与精准施肥所需的配套注肥装置的开发，研究采用输液泵将肥料原液和酸碱调节液强行注入灌溉管网，并与灌溉水按比例混合获得一定浓度和酸碱度(EC & pH)的灌溉液。灌溉液浓度和酸碱度通过EC传感器和pH传感器检测并反馈PLC控制系统，通过变频调速进行EC值与pH值动态调节，实现节水灌溉系统的精准施肥灌溉。采用自控变频调速技术的灌溉水注肥装置经过实际运行，完全满足设计要求，可实现灌溉液的正常输送和EC值与pH的动态调节。特别是射流自吸泵变频调速技术的实现，不仅有效实现了灌溉液浓度（EC值）的动态调节，同时降低了设备成本，完全可用于节水灌溉注肥装置的开发。     

微小迷宫流道中的沙粒沉积规律

为了分析迷宫型微小流道中沙粒沉积规律,通过计算流体动力学软件FLUENT对灌水器内部流场进行了分析,研究了灌水器中沙粒运动轨迹及沉积规律。研究表明：碰撞反弹系数对沙粒沉积规律影响很大,灌水器各流道单元速度场分布相似,压力场差异较大,沙粒运动轨迹基本不受各单元压力场变化的影响;粒径是影响沙粒沉积的最主要因素,粒径越大,沙粒的沉积危险系数越大;灌水器入口压力越大,沙粒的沉积危险系数越小。对沙粒沉积规律的研究,有利于深入地了解灌水器的堵塞机理,为灌水器抗堵塞设计提供一定的依据。     

微灌长流道灌水器结构特性的研究综述

针对微灌长流道灌水器的发展过程，分别从理论分析、试验研究、数值模拟三个角度总结了国内外诸多学者对长流道灌水器结构特性的研究状况，在此基础上提出基于平台技术的灌水器快速开发路线并分形其可行性，从此路线中引出基于特征参数提取的试验方案，并结合当前微小流道的研究思路对迷宫型长流道灌水器的研究方向提出了若干建议，有助于今后快速研发出性能优良的迷宫型长流道灌水器。     

基于快速成型制造技术的滴灌滴头的快速定型

该文阐述了滴灌设备关键部件——滴头的快速定型过程。详细论述了根据滴头结构设计生成其结构CAD模型,并应用快速成型制造技术制作滴头原型和其一体化实验原型。通过滴头流体实验可看出,与传统制造工艺相比,产品性能良好,并且滴头的生产成本可大大降低。定型后的滴头可直接应用于滴灌实验和生产实际中,实现了滴头的快速制造过程     

滴灌灌水器迷宫流道主航道抗堵设计方法研究

为从结构设计上解决灌水器的堵塞问题,针对滴灌灌水器的各种微小迷宫流道形式,应用计算流体力学(CFD)数值模拟可视化地揭示了迷宫流道内部流动场的情况,并通过流体力学相似实验,用激光多普勒测速仪(LDV)测量了流道中的速度流场,验证了流态模拟计算的正确性.在此基础上,分析了迷宫流道的堵塞机理,针对流道中存在的流动滞止区结构,提出迷宫流道主航道抗堵优化设计方法,使优化后流道中不存在流动滞止区,提高迷宫型灌水器的抗堵性能,并通过了实验验证.     

灌水器微细流道水沙两相流分析和微PIV及抗堵实验研究

为可视化研究灌水器微细迷宫流道内含有未过滤掉的沙粒的实际流动状况,进而探索迷宫流道的堵塞机理,针对灌水器复杂且微细的迷宫流道结构(1 mm左右),该文选取常用的矩形和锯齿形迷宫流道滴片结构,根据液固两相流理论,对其微细流道进行了水沙两相流计算流体力学数值模拟了CFD分析,得到了迷宫流道内流体的速度和流线分布及沙粒的运动轨迹和浓度的瞬时分布,分析认为流道内的低速区及涡旋区是造成堵塞的主要原因.并根据灌水器迷宫流道水沙两相流实验的需要,构建了微细流道中流动状态可视化测试的微粒子图像测速(Panicle Image Velocimetry PIV)实验台,尝试应用微PIV测速技术对流道内两相流流场进行了测定,而且配合短周期堵塞实验验证了CFD计算的正确性.通过短周期堵塞实验分析得到了流道单元的最佳结构参数.     

农业节水灌溉微滴头的快速开发

介绍了根据流道的流体力学原理进行的微滴头迷宫形流道设计，面向工艺的结构CAD模型的生成，以及利用快速成形制造技术进行样件和一体化实验原型的快速制备，通过水流量实验完成微滴头的快速定型。开发的微滴可直接应用于灌溉生产实际中，实现了节水微滴头的快速开发。     

微压滴灌灌水器设计及快速开发平台技术

针对目前滴灌技术研究向低能耗方向发展的趋势,为降低滴灌系统成本,基于计算流体力学两相流CFD数值计算,进行了新型的微压抗堵灌水器结构CAD设计,并应用微PIV系统测量研究其内部流动特性,着重进行了微流道两相流PIV测量和分析.结合高精度激光快速成形技术(RP＆M),建立了微压滴灌灌水器快速开发平台,制作微压灌水器实验件并进行其水力性能及抗堵性能分析,经过回归分析得到微压滴灌灌水器的结构参数水力性能经验公式,为设计新型抗堵微压灌水器提供理论依据.     

直接金属成形技术的工艺性能研究

基于等离子弧焊的直接金属成形方法是一种新型的快速成形工艺。对采用304L不锈钢作为单一熔覆材料的成形试验研究表明：电流、成形速度与成形轨迹宽度的关系可以采用平面几何关系表示。对成形件进行的密度、强度和硬度指标测试和金相组织观察表明：基于弧焊的直接金属成形件的组织结构和力学性能指标明显优于选择性激光烧结工艺成形件，达到或高于铸造零件。     

滴灌管内嵌管状滴头的快速制造方法研究

针对我国干旱半干旱地区节水灌溉的需要，应用快速成型制造技术（RP&M）进行滴灌管内嵌管状滴头的快速制造方法研究的设计及其模具的快速制备，详细介绍了管状滴头CAD设计中所进行的工艺设计，RT工艺模型的生成，样件的制备和金属喷涂快速注塑模具的制造。利用快速成型制造技术，设计制造周期短，模具质量高，从而可以实现对市场的快速响应。