微灌砂过滤器石英砂滤料颗粒粗糙度参数测算与分析

微灌砂过滤器砂滤料颗粒的表面粗糙度直接影响到砂滤层水头损失和对水中杂质的滞纳能力,从而影响到滤层过滤效果。为了对砂滤料颗粒表面粗糙度进行定量分析,以粒径范围为1.0~1.18、1.18~1.4和1.4~1.7 mm的3种滤料的砂滤料颗粒为研究对象,每种滤料选取15粒石英砂作为样本,以砂滤料颗粒表面形貌的均方根偏差、表面高度分布的偏斜度和表面高度分布的峭度表征颗粒表面粗糙度,采用三维表面形貌仪对粗糙度参数进行测量,采用统计分析方法对粗糙度参数进行分析。结果表明,3种滤料砂滤料颗粒表面波峰波谷的波动幅度分别占滤料当量粒径的15.6%、14.6%和13.1%,说明微灌砂过滤器砂滤料颗粒表面粗糙度比较大;石英砂滤料颗粒表面高度分布的峭度比较大,说明砂滤料颗粒表面形貌高度分布比较集中;石英砂滤料颗粒表面高度分布的偏斜度都为负,说明砂滤料颗粒表面凹陷部分所占比例偏大,影响过滤效果。通过研究认为,要使过滤器石英砂滤料获得更好的过滤效果,应选取相对较大颗粒的石英砂滤料,并对砂滤料的生产工艺进行改进,使砂滤料粗糙度适当增大。     

三级流道结构滴灌带的水力性能试验

该试验测定了两种三级流道结构滴灌带压力－流量关系和出水口流量偏差系数，并采用模拟堵塞方法对各级流道堵塞情况下出水口流量变化进行观测，试验表明：相同的流道断面，不同的流道结构对出水口流量和流态指数产生较大的影响；当某一级流道堵塞时，全程贯通式多级流道具有明显的流量互补效果；第I级流道堵塞影响范围较大、出水口流量减少率较高。     

微灌石英砂滤层流态特性与分形阻力模型参数确定

石英砂是微灌过滤中常用滤料,具有多孔介质属性。该文将多孔介质模型和分形理论相结合,对3种粒径的微灌石英砂滤层的过滤过程展开研究。将Ergun型方程无量纲化,并结合试验确定了石英砂滤层的流态分区。构建了石英砂滤层清洁压降的分形阻力模型,在模型中,过滤通道曲线分形维数、滤层横截面分形维数为待定参数。为了确定二者的值,将Ergun型方程与分形阻力模型相对比,得出了Ergun型方程经验系数的分形表达式,从而确定待定参数的值。首先,结合试验数据,拟合出湍流区经验系数的值,根据经验系数的分形表达式,确定了过滤通道曲线分形维数、滤层横截面分形维数等参数,得出了湍流区分形模型的表达式。然后,以湍流流区分形参数的值为边界值,确定了Forchheimer流区过滤通道曲线分形维数表达式和滤层横截面分形维数的值,并得出了Forchheimer流区分形模型的表达式。在此基础上,分析了滤层过滤特性:1)根据Forchheimer流区过滤通道曲线分形维数的变化规律,得出了在Forchheimer流区滤层存在成熟期的结论;2)探讨了滤层最佳过滤速度和最佳清洁压降的计算方法,构建了石英砂滤层过滤性能函数,并利用过滤性能函数计算出了滤层的最佳过滤速度和最佳清洁压降。3种滤层最佳过滤速度分别为0.02、0.024和0.027 m/s,最佳清洁压降分别为6 045、9 660、14 500 Pa。研究为微灌砂过滤器运行和设计优化提供了技术依据。     

不同过滤方式下沉积在滴灌带中的颗粒粒度分布研究

水源中的固体颗粒在灌溉过程中随着水流沉积在滴灌管(带)中并引起滴灌系统的堵塞。利用田间灌溉用过的滴灌带作为研究对象.选用了堵塞明显的与堵塞不明显的两类滴灌带,每一种滴灌带从进口分为5段,取出每一段的泥沙颗粒利用激光粒度分布仪对沉积在滴灌带中的颗粒粒度进行分析。分析结果得出:不管滴灌带是否堵塞,较大颗粒都沉积在第2~4段,第1、5段的颗粒粒径相对较小。由于挟沙能力随水流流速迅速减小,在第2、3段的滴头被堵塞的可能性较大。从不同的过滤方式对比分析得出:单独的网式过滤器不能作为滴灌系统的过滤设备,两级网式过滤器可有效减小滤后水中颗粒的粒径。     

微纳米加气灌溉对温室番茄生长、产量和品质的影响

为了探究微纳米加气灌溉对番茄的影响,采用温室小区试验,选择不同的水分控制下限条件,研究了其对番茄生长发育、产量、品质的影响。结果表明,微纳米加气灌溉模式下番茄株高、茎粗、单株叶面积增长速度较常规灌溉得到显著提高,表现为苗期、开花期、坐果期番茄生长优势明显,生长后期增长速度近似相同。基于番茄产量和灌溉水利用效率2个指标条件,微纳米加气灌溉较常规灌溉增长效果更好。微纳米加气灌溉改变番茄产量分布特征,促进番茄提早成熟从而获得更大的经济效益。微纳米加气灌溉对番茄VC量、可溶性固形物和蛋白质均有不同程度提高,有机酸呈降低趋势,对糖酸比的影响不大。综合认为,微纳米加气灌溉应用在温室番茄种植是可行的。     

自适应滴头的控制体受力分析

为分析自适应滴头的自动调流功效,研究了自适应滴头控制体的弹性调节膜原始尺寸和装配后的预变形挠度,进行了弹性调节膜的综合受力分析,并运用力学的作用应力、挠度和有效面积以及接触面的密封比压等理论分析与计算方法,得出控制合力对接触面的实际密封比压。结果表明：自适应滴头弹性膜片在装配变形挠度产生的预紧力和土壤负压20 kPa等控制分力的共同作用下,产生的最小实际密封比压为0.61 MPa,而计算的理论密封比压也为0.61 MPa,符合两个接触面正向压紧密封需要的“实际密封比压不小于理论密封比压”条件,足以维持滴头的初始断水模式,并处于止水、通水的临界状态。当土壤继续干旱、土壤负压微微变大到21 kPa以上时,实际密封比压降至0.54 MPa,远小于理论密封比压,滴头即开始滴水,进入自动调节通水状态,有效地实现了自动调流功效。     

插入式地下滴水器的研制与水力性能试验分析

在对现有滴头、滴箭等产品结构改进与优化设计的基础上,研制开发出一种具有快速装拆、移动灵活、抗堵塞功能的插入式地下滴水器产品,通过产品的具体结构组成与工作原理分析,进行了其流量均匀性、压力-流量关系的试验研究,结果表明:插入式地下滴水器所需起始工作压力低,额定流量小,具有较稳定的水力性能,适合用于对缺水区非密植作物的补充性抗旱灌溉,起到提高设备利用率、有效降低灌溉系统投资的作用,且能成功地把地表滴灌转化为地下滴灌的应用模式.     

地下滴灌增温对盆栽花椰菜生长、产量和营养品质的影响

以盆栽花椰菜为研究对象,在温室开展滴灌水增温处理(2、4、6℃)对花椰菜生长、生理、产量和营养品质的影响研究。结果表明:增温处理花椰菜株高、茎粗和叶片数增加;生长旺盛期,4℃和6℃增温处理叶片叶绿素相对含量增加(P0.05),增幅分别为13.7%和22.0%;4℃和6℃增温处理花球产量增加(P0.05),增幅分别为20.5%和26.6%;4℃和6℃增温处理花球氮、磷含量增加(P0.05),氮增幅分别为8.4%、14.5%,磷增幅分别为25.0%、36.7%;2、4、6℃增温处理,花球铁含量降低(P0.05),降幅高达50.2%~83.1%;增温处理花球钾、锌和钙含量增加,但未达差异显著水平(P0.05);增温处理根干重增加。     

干旱区水氮耦合效应对棉花生长性状及产量的影响

旨在分析干旱区水氮耦合效应对膜下滴灌棉花的生长机制。采用灌溉定额和施氮量二因素完全随机试验,研究水氮耦合效应对棉花生长性状及产量的影响。结果表明：灌溉定额为3300 m³/hm²时棉花苗期-蕾期天数增加,开花期-吐絮期天数缩短,地上部干物质积累量较低。灌溉定额为4500 m³/hm²时随着施氮量的增加,棉花株高、地上部干物质积累量增加,但产量呈先增加后下降的趋势。不同的灌溉定额下,施氮量为150 kg/hm²时,棉花蕾期-盛铃期天数最短,蕾铃脱落率较高,施氮量增加至 375 kg/hm²时,棉花株高、地上部干物质积累量较高,但叶面积指数、单株有效铃数和单铃重呈下降趋势。灌溉定额为3900 m³/hm²施氮量为300 kg/hm²时,棉花蕾期-盛铃期天数延长,优化了产量构成因素,产量达到最高为6992.33 kg/hm²。