文丘里施肥器空化特性数值模拟

采用数值模拟的方法对结构优化后的文丘里施肥器进行空化特性研究,探讨了空化影响施肥器性能的原因,揭示了施肥器内部流动耗能机理.研究结果表明:随着施肥器进出口压差不断增大,吸肥口负压值不断降低,吸肥流量不断增大,当吸肥口负压降低到最低值时,吸肥口负压值保持不变,吸肥流量将保持恒定,此后随着施肥器进出口压差不断增大,首先在喉部与扩散段连接处产生空化,并沿扩散段壁面向下游不断扩大增厚.通过比较不同压差条件下,施肥器不同截面的能量特征发现,未发生空化时,随着压差增大,喉部能量损失也增大,占施肥器总损失的1/2左右;空化发生时,随着压差增大,喉部能量损失保持不变,而扩散段能量损失不断增大,这是由于空化的发展使扩散段流态恶化,空化区域外部及尾部产生大范围的涡,消耗较多能量,大量的无效能量损失使得施肥器吸肥效率急剧下降.     

滴灌用过滤装置的研究现状及发展趋势

由于滴灌灌水器流道较小,滴灌系统对水质要求颇高,因此过滤装置在滴灌中非常重要。国内外学者对其进行了大量的研究和研发工作。在此背景下,在简要阐述滴灌用砂石、网式、叠片式和离心式过滤器工作原理的基础上,对滴灌用过滤器的研究现状进行了系统归纳总结,对过滤器研究存在问题和发展趋势进行了讨论。认为目前针对过滤器水头损失和堵塞的变化规律及影响因素的试验研究较多;在建立过滤器水头损失理论计算方程和模型模拟过滤器内部水流流态等方面已引入流体计算模型;而砂石过滤器滤料和滤帽、网式过滤器自清洗装置、叠片式过滤器叠片以及一体式组合过滤器结构的改进等是过滤器研发的热点。研究认为将来过滤器的研究研发工作可重点针对过滤器模拟技术和适应我国国情的过滤器研制等方面展开。本研究可为滴灌用过滤器的研究提供一定的技术支撑。     

灌溉水盐分对设施番茄生长、产量及品质的影响

以"佳丽14"番茄品种为试材,在日光温室内开展咸水灌溉试验,设置灌溉水盐分浓度为0.4、3.4、6.4g·L~(-1),研究不同灌溉水盐分浓度对设施番茄生长、产量以及果实品质的影响。结果表明:与盐分浓度0.4g·L~(-1)处理相比,盐分浓度6.4g·L~(-1)处理番茄叶面积指数、茎干物质量、叶干物质量、茎叶比等生长指标均受到抑制,盐分浓度3.4g·L~(-1)处理番茄的各项指标生长有一定程度的增大。各处理番茄产量随着灌溉水盐分浓度的增大而减小;盐分浓度3.4g·L~(-1)处理番茄果实品质优于其它处理,盐分浓度6.4g·L~(-1)处理番茄品质指标最低。说明灌溉水中含有适当浓度的盐分有利于番茄的生长和果实品质的提升,但高浓度灌溉水会对番茄生长产生抑制作用,并导致果实品质下降。随着灌溉水盐分浓度的增加,番茄产量逐渐下降。因此,在利用咸水灌溉温室作物时,应加强对土壤盐分含量的监测和调控,以免作物根区盐分累积影响产量。     

液施肥不同畦灌方式对土壤水氮分布及夏玉米生长性状影响

为探究肥料液施条件下波涌畦灌和常规畦灌2种不同畦灌方式的土壤水氮分布及对夏玉米的生长、产量的影响,展开了大田试验,分析水氮空间分布的变异性、水氮储存效率和灌水施肥效率,对夏玉米进行考种及干物质积累的测定。灌后3天,波涌畦灌和常规畦灌在0～60 cm土层内含水率较灌前增加了44.38%、44.77%,硝态氮含量增加了4.94、3.13 mg/kg,波涌畦灌灌水效率为36.01%,较常规畦灌低26.51%,波涌畦灌施肥效率为25.67%,较常规畦灌高57.87%。波涌畦灌考种指标及干物质积累量高于常规畦灌,各项指标较常规畦灌高0.94%～9.31%,产量提升0.75%。由于波涌畦灌灌水量高,导致其灌水效率降低,但施肥效率有所提高,波涌畦灌水氮空间分布优于常规畦灌,更有利于夏玉米生长发育。     

灌溉流量自调节阀的结构设计与性能分析

基于土壤负压原理、产品结构优化设计和信息感知、无线传输、微电子控制等先进技术,研发了适用于输配水管路的灌溉流量自调节阀新型样品,具有土壤实际水分状况感知采集、信息反馈和输水流量实时调节控制等复合功能。根据其工作原理和设计技术指标,通过室内试验对灌溉流量自调节阀进行指标测试和性能分析,结果表明:试制的DN25流量自调节阀样品的开度调节范围0～100%,在100～300 kPa供水压力下,流量自调节精准度达81%～99%,且控制灵敏度较高,阀片响应时间随着阀门开度增大而逐渐延长,单程启闭最长响应时间不足3 s,较好地实现了节水灌溉的流量精量调配功效,为流量自调节阀的进一步结构优化、性能改进和产品定型等提供技术依据。     

不同滴灌频率对大田覆膜小西瓜生长特性及品质的影响

在灌溉定额一定的情况下,研究了不同滴灌频率对大田膜下小西瓜在果实膨大期以及成熟期内有关特性的影响,以期为豫北平原地区大田膜下滴灌小西瓜生长中后期阶段确定最佳的滴灌频率。结果表明:不同灌溉频率对小西瓜生长过程中根粗、茎粗和蔓长的影响不是特别明显。从试验数据来看,以果实膨大期中频(T3),果实成熟期低频(T5)处理效果较好。此灌溉频率组合下不仅小西瓜长势好,而且甜度较大,省工省时又节水。     

微灌石英砂滤层清洁压降计算参数确定与分析

清洁压降是微灌石英砂滤层的重要指标,为了确定石英砂滤层清洁压降经验公式的计算参数,并确定最有效的过滤速度和最有效清洁压降,在对2种石英砂滤层进行清水过滤试验的基础上,利用对Ergun型方程进行无量纲化的方法,确定了石英砂滤层的流态分区。根据多孔介质流体流动特性,给出了经验系数的计算公式,并进行了试验验证。在此基础上,对清洁压降变化规律进行了分析,探讨了最有效的过滤速度和最有效清洁压降计算方法,构建了过滤效果函数,用过滤效果函数计算了最有效过滤速度与最有效阻力压降,得出2种滤层最有效的过滤速度分别为0.018 7 m/s和0.020 7 m/s,相应的最有效清洁压降分别为3 760 Pa和4 202 Pa。     

负压给水技术研究初探

我国水资源短缺,发展节水高效农业已成为现代农业可持续发展的必经之路.负压给水技术是一种新型的灌水技术,与传统灌溉方式相比,它具备节水、节能、精准、高效等多项优势.分析了负压给水技术的优点和技术难点,介绍了负压给水的研究进展.     

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。     

多功能轻小型灌溉机组水力性能试验研究

多功能轻小型灌溉机组是一种新型灌溉机组,具有喷灌和软管灌溉两种灌水方式,满足了不同作物在不同生育期对水分的要求。该喷水车安装有高度调节装置,始终使灌水器处于最佳灌水高度,克服了受风影响较大的弱点,减少了灌溉水分的漂移损失,提高了灌水均匀度和利用效率。在试验室内通过对该机组水力性能试验研究,结果表明,该机组在喷灌方式下灌水均匀度要好于软管灌溉;机组行进速率在不同档位下随压力增大而增加。