作物双节给水研究

针对有压节水灌溉的高耗能,提出并试验了用无压负压给水器为作物即节水又节能的双节给水理念,针对间歇灌溉时土壤湿度忽高忽低提出连续适度给水理念,给水理念特点是利用植物水分生理水势特性,与土壤张力特性,利用给水器将水分以无压或负压形式与土壤和植物根系连接成负压水分运动系统,与有压节水灌溉对比节省了加压耗能,与灌溉理念差别是变间歇式灌溉为连续向作物供水,供水过程与作物需水过程平行,具有精准给水特点。简介了双节给水的理论基础、方式方法以及负压给水、超微压给水、毛细给水、寝润给水技术的试验研究数据。     

不同叶片数对离心泵流场诱导振动的影响

为了研究离心泵不同叶片数对振动的影响,在保证泵体和叶轮几何参数不变的情况下,将叶轮叶片数分别设计为6和7,从试验与数值计算2个方面就叶片数对离心泵流场诱导振动进行研究.采用RNG k-ε模型分别对2种叶片数的离心泵进行全流道稳态及非稳态数值模拟,分别获得2种叶片数离心泵的稳态速度、压力及非稳态压力脉动特性,对其进行对比分析,并试验测量了2种叶片数下模型泵机脚的振动信号,对振动信号数据进行了处理,从而验证数值计算结果的正确性及改变叶片数所产生的振动影响.结果表明：6叶片的叶轮及蜗室内各个监测点压力脉动较小,机脚振动在轴频下响应较小;叶片数为7时,轴频的二倍频与叶频的低倍频峰值变大,而叶频的高倍频幅值有所降低.结果对建立低振动低噪声离心泵水力设计方法具有重要的参考意义和指导作用.     

叶片数与叶片厚度协同设计对离心泵性能的影响研究

为了研究叶片数与叶片厚度的协同设计对离心泵叶轮性能的影响,采用k-Epsilon湍流模型在ANSYS CFX商用软件中,分别对3种叶片数和3种叶片厚度协同设计的9种模型在0.8Qd、1.0Qd、1.2Qd三种流量下进行定常和非定常的数值模拟,分析了各组方案的外特性曲线、内部流场及叶轮流道压力脉动特性.研究结果表明:协同...     

热泵空调机组水循环流动特性的试验研究

针对现有热泵机组空调系统能耗高,舒适度低的问题,提出了由多孔介质柠檬酸钾-石膏配制而成的毛细吸液芯辐射冷却顶板,在用水作冷却介质时毛细吸液芯辐射冷却顶板就成了一块内含多孔介质的均布流道.对毛细吸液芯辐射冷却顶板和传统的蛇形辐射换热盘管内部阻力进行了试验研究,在流量为4～40 L/h变化时,比较分析了毛细吸液芯辐射冷却顶板和传统的蛇形辐射换热盘管的阻力,并利用ICP-Optional Emission Spectrometer对循环水在毛细吸液芯辐射冷却顶板内部运行1 200 h的钙离子质量浓度进行了测试.试验结果表明：当流量小于17 L/h时,毛细吸液芯多孔介质的渗透率较低,导致流体在辐射板中流动时阻力损失较大;当流量大于17 L/h时,流体在辐射板中流动时的摩擦因子较小,在辐射板中由惯性力引起扰动造成的阻力损失小于蛇形管中的扰动损失,多孔介质对水的渗透率较大,导致流体在辐射板中流动时阻力小于蛇形管中流动阻力;钙离子质量浓度在运行360 h之后趋于稳定,能够满足循环水在热泵机组中的长期使用.     

高压微射流对生物解离大豆膳食纤维特性的影响

采用动态高压微射流(Dynamic high pressure microfluidization,DHPM)技术对生物解离大豆膳食纤维进行改性,探讨其对膳食纤维组成、理化及功能特性的影响。结果表明:生物解离和动态高压微射流技术均可有效提高大豆膳食纤维中可溶性膳食纤维的含量,降低不可溶性膳食纤维的含量,使不可溶性膳食纤维与可溶性膳食纤维质量分数的比值达到1.87;通过对比不同处理压力的生物解离大豆膳食纤维中其余成分的含量可知,DHPM对生物解离膳食纤维中含水率影响不显著(P0.05)。生物解离和动态高压微射流技术能明显改善膳食纤维的水化性质和持油力,但对阳离子交换能力的影响不显著;在pH值7条件下,不同压力处理膳食纤维的重金属离子吸附能力差异不显著,且膳食纤维在pH值7条件下对同种重金属离子的吸附效果优于pH值为2的情况。膳食纤维对葡萄糖吸收能力随处理压力的提高而依次增大,达到200 MPa时略有下降,且不同压力处理膳食纤维的葡萄糖吸收能力均随葡萄糖浓度的增加而提高;200 MPa处理压力下的生物解离膳食纤维的α-淀粉酶抑制能力最高,为18.42%,较0~150 MPa处理的膳食纤维样品分别提高了约36%、32%、28%和27%。随动态高压微射流技术处理压力的增加,膳食纤维结合胆汁酸的能力有所升高。因此,动态高压微射流技术可以作为提高膳食纤维生理功能的有效途径。     

割前摘脱联合收获机惯性沉降分离室能耗研究

4ZTL-1800割前摘脱稻(麦)联合收获机采用惯性沉降分离室来实现谷物与气流的分离。目前对惯性沉降分离室内气体的流动特性、压力损失特性及其受结构参数的影响规律等研究还未见研究报道。为此,建立了惯性沉降分离室内气相守恒方程,在此基础上应用Fluent软件对分离室结构参数对其压力损失的影响规律进行了数值模拟计算,得到了结构参数对压力损失的影响规律。经实验验证表明,模拟值与试验值基本吻合,研究结果为进一步优化惯性沉降分离室的结构、减小体积和降低压力损失提供了理论依据。     

根渗灌管水力性能试验研究

基于室内试验,对2种管径的新型根渗灌管的水力性能进行了初步研究.结果表明,在微压(2.5～20 kPa)水头工作下,2种管径根渗灌管的流量与压力之间都存在很好的幂函数关系;Φ50管各种组合和Ф32管的孔距为1 m、孔径为2 mm组合的流量均匀系数(大于0.89)均较高;同一压力下,孔径是决定流量大小的主要控制因素,而相同管径同一组合条件下,压力是决定流量大小的主要控制因素.     

非定常工况下不同导叶叶片数对潜水泵内部流场的影响

为了研究不同导叶叶片数对潜水泵内部流动和非定常特性的影响，以典型QJ型潜水泵为研究对象，在保证导叶基本参数不变的情况下，建立导叶叶片数为6、7和8的3种不同方案，基于RNG k-ε湍流模型对不同导叶叶片数下潜水泵进行定常及非定常计算。结果表明:导叶叶片数变化对潜水泵外特性曲线影响不大；导叶叶片数变化对叶轮进口和导叶出口两位置的压力脉动影响不大，对叶轮与导叶空腔间的压力脉动影响显著，其幅值随叶片数的增多而增大，8叶片时压力脉动幅值最大。      

基于小型秸秆圆捆机的秸秆摩擦特性研究

针对水稻与甘蔗秸秆利用小型秸秆圆捆机收集打捆效率低的现状,研究了圆捆机卷捆室内打捆的情况,为圆捆机的结构改进提供必要的理论和技术依据。秸秆能否在卷捆室顺利形成草芯主要涉及辊子与秸秆的摩擦因数的问题。为此,利用自制的滑动摩擦因数测试装置,对秸秆进行摩擦特性试验研究,采用三因素三水平的正交旋转组合试验设计方案,探究秸秆含水率、取样部位以及滑板材料3个变量因素对摩擦因数的影响规律。结果表明:含水率对稻秆影响最大,滑板材料对甘蔗叶影响最大,3种滑板材料都是与橡胶的摩擦因数最大。由此得出:小型圆捆机卷捆室内下半部分辊子可以考虑选用橡胶沿着钢辊锯齿形凸起表面贴紧的方式,这种胶辊对快速形成草芯更有利。     

基于CFD的双向流道泵站压力脉动混沌特性研究

双向流道泵站受长江水位变化影响,易偏离设计工况运行,引发不良压力脉动,影响泵站安全运行。基于雷诺时均方程和SST k-ω湍流模型,对某双向流道泵站模型进行非定常计算,得到设计工况下的压力脉动时间序列,并结合外特性试验对计算结果予以验证。为研究双向流道泵站压力脉动的混沌特性,对压力脉动的时间序列进行相空间重构,求取最大李雅普诺夫指数、关联维数、分形标度3个混沌特性参数并进行分析。研究表明：各监测点压力脉动的最大李雅普诺夫指数均大于0,表明计算得到的压力脉动时间序列具有混沌特性;叶轮出口处P₉点的关联维数最大,出水喇叭口处P₁₈点关联维数最小,与压力脉动振幅变化大小相对应;分形标度均大于0,导叶中部P₁₅点分形标度值最大,代表在此情况下混沌特性最强。     

小麦不同生育期微喷带水量分布均匀性

试验以常用的机械打孔的Ф32微喷带为研究对象,通过调节微喷带的工作压力,研究2种长度微喷带(20,40 m)下春小麦不同生育期水量分布均匀系数的变化规律,通过对不同高度春小麦遮挡下水量分布均匀系数的分析,探究大田试验中微喷带的水量分布均匀性.试验结果表明:作物遮挡会降低微喷带的水量分布均匀性,改变水量空间分布特征,不同...     

沾益区炎方乡来远银杏苗圃滴灌工程设计

云南省沾益区炎方乡来远银杏苗圃采用滴灌方式灌溉,设计灌溉面积180hm2,支管、毛管铺设是滴灌设计的核心内容.以项目区基本资料和灌溉制度为基础,通过水力计算来确定支管、毛管铺设参数.项目区分10组轮灌,灌水周期5d,灌水延续时间6h,净灌水定额18mm,毛灌水定额20mm.滴头流量2L/h,工作压力水头15m.最终:支管铺设长60m,间距60m,50孔,选用0.8MPa DN63PE100级管;毛管铺设长100m,间距1.2m,100孔,选用0.6MPaDN25PE100级管;选用16(0.15MPa)压力补偿滴头.     

安装高度和工作压力对育苗喷头水力性能影响的试验研究

【目的】探究安装高度及工作压力对育苗喷头水力性能的影响,得到育苗喷头适宜工作条件,优化育苗喷头喷洒水力性能。【方法】选取育苗喷头的安装高度为0.5、0.6、0.7 m,分别测试其在200、250、300、350 kPa工作压力下单喷头的水量分布。基于水量平衡原理,建立移动喷洒水量分布计算模型,将单喷头定喷水量分布转换为喷头移动水量分布,计算出不同组合间距下的均匀性系数,并对组合间距-工作压力-均匀度进行多项式拟合,得到不同安装高度下的拟合公式。【结果】在0.5～0.7 m范围内,增大喷头的安装高度能提高单喷头水量分布的均匀度、降低峰值喷灌强度;单喷头平均喷灌强度随压力的增大而增大;工作压力相同时,组合均匀性系数随着组合间距的增大多呈现先减小后增大再减小的趋势;安装高度相同时,喷头组合均匀性系数随压力的改变所呈现的变化规律不明显;试验条件下,喷头的最优工况为:安装高度0.5m、工作压力300kPa,组合间距0.5m,组合均匀度98.08%。安装高度升高时,单喷头喷洒辐射面积增大,喷头喷灌强度峰值降低,水量分布更均匀,工作压力升高时,各测点喷灌强度增大,喷洒范围更广。【结论】在试验条件下,...     

曲轴摆缸式阀配流水液压马达工作特性研究

为解决盘配流和轴配流低速大扭矩水液压马达配流副存在的磨损和泄漏问题,提出一种新型阀配流结构的低速大扭矩水液压马达,柱塞配流通过配流凸轮控制配流阀的通断实现。研究柱塞运动学规律和马达输出扭矩形成,揭示配流阀推杆位移、阀芯通断、柱塞进回液间的对应关系,分析马达角排量波动随转角、结构设计参数K的变化规律,当结构设计参数K为0.13时,马达输出扭矩波动率为6.59%。在AMESim中建立了配流阀及单柱塞配流过程的仿真模型,分析配流阀的工作特性及单柱塞动态配流性能,工作中配流阀产生最大压降为0.08MPa,进/回液配流阀无高低压串液。为验证阀配流结构在水液压马达中的工作性能,建立阀配流单柱塞试验台,并研究不同工况下的配流工作特性。试验结果表明,配流阀在马达转速0~60r/min、压力0~21MPa的工况下稳定配流,进液阀口压力在柱塞腔进回液转换时存在瞬间小幅压力波动,但对配流过程基本无影响,阀配流结构能够满足曲轴摆缸式马达柱塞的配流需求,为低速大扭矩水液压马达的配流提供了思路。     

珍珠岩粒径对土壤水分运移的影响

【目的】探究不同粒径珍珠岩对土壤水分运移的影响。【方法】设置大(1～3 mm)、中(50～200μm)、小(<50μm)3种粒径珍珠岩处理,对其表面结构进行扫描电镜观察研究各处理的吸水及在不同温度下的保水性能;向土壤中施加大、中、小3种粒径珍珠岩,通过盆栽与土壤水分入渗试验,探究其对土壤水分的影响。【结果】通过扫描电镜观察到珍珠岩表面孔隙随粒径的减小,孔隙数量减少,且孔径也减小,小粒径(<50μm)珍珠岩不具有孔隙;通过不同温度下珍珠岩持水量测定,表明大粒径(1～3 mm)与中粒径(50～200μm)珍珠岩在常温下具有一定的吸水性和保水性,中粒径珍珠岩在3个处理中吸水量最大,保水性最好;通过盆栽试验,发现大粒径与小粒径珍珠岩能促进土壤水分的蒸发,减少土壤水分,中粒径珍珠岩在土壤中具有一定的保水性;通过水分入渗试验,发现大粒径与中粒径珍珠岩能促进土壤水分入渗,土壤累积入渗量和湿润锋深度随着珍珠岩粒径增大而减小,Horton公式拟合更适合本试验的入渗模型。【结论】不同粒径的珍珠岩对土壤水分运移影响不同。大粒径珍珠岩具有疏松土壤,增加土壤水分散失的作用;中粒径珍珠岩能良好地协调土壤水气状况,促进土壤水分入渗,并且有一定的保水能力;小粒径珍珠岩会对土壤造成不良影响,不宜作为土壤添加基质。     

基于弹道理论有风条件下折射式喷头喷灌均匀度研究

为计算有风条件下折射式喷头水量分布及喷灌均匀度,以弹道轨迹理论为基础,依据风速分布模型,建立有风条件下折射式单喷头水量分布计算方法,采用该方法模拟出有风条件下Nelson D3000型喷头倒挂安装方式下水量分布特性,通过与实测资料进行对比,验证了模拟具有较高的准确度,可应用于有风条件下折射式喷头水量分布计算。在此基础上,选用4.76 mm(24号)喷嘴直径,模拟出不工况下单喷头水量分布,计算出组合情况下喷灌均匀度,分析了风速、风向、喷头间距、工作压力和安装高度5种因素对喷灌均匀度的影响,并对蒸发漂移损失进行了分析。结果表明:95%的置信区间下,喷头布置间距对喷灌均匀度的影响最显著,其次是安装高度和喷头工作压力,风速和风向对喷灌均匀度影响不显著。风速、喷头工作压力和安装高度都会对蒸发漂移损失产生影响,其中工作压力影响最大。当选用Nelson D3000型喷头在风速小于6 m/s的环境下喷灌时,应将喷头安装间距固定在2.13~3.04 m范围内。另外,该安装间距范围内,喷头安装高度和喷灌压力增大后,喷灌均匀度增大的效果不明显,因此应采用低压喷灌以降低喷灌系统运行成本;考虑到较高的喷头安装高度会产生较大的蒸发漂移损失,喷灌时还应适当降低喷头安装高度,以提高喷灌水分利用率。     

Models for estimating capillary rise in a heavy clay soil with a saline shallow water table

Summary Shallow saline water tables underlie large areas of the clay soils in the Murray basin of Australia. Accurate estimation of capillary rise is important in formulating management strategies to avoid degradation of such soils. Measured capillary rise from a saline water table was compared with capillary rise estimated by three mathematical models of varying complexity and input requirement. A quasi steady state analytical model (QS-SAM), a transient state analytical model (TSAM) and a numerical model (NM) were used. An undisturbed heavy clay soil core of 0.75 m diameter and 1.4m deep was subjected to a static saline water table at 1.2 m from the surface. A wheat crop was grown on the core and the weekly capillary rise from the water table was measured. The electrical conductivity of a 1:2 soil: water extract was determined at 0.15 m depth intervals before and 21 weeks after the introduction of the saline water table. The QSSAM did not satisfactorily estimate the initial wetting of the subsoil and the estimated capillary rise was considerably lower than the measured values. Capillary rise estimated by the TSAM was reasonably close to the measured values, but the weekly rates fluctuated considerably. The NM estimated capillary rise quite satisfactorily throughout the experiment. Except near the soil surface, the electrical conductivity values estimated by the NM were close to the measured values. For estimating total capillary rise over large areas, the TSAM is preferred over the NM because of its fewer input requirements and shorter execution time.     

水和氯离子在风积沙混凝土中的迁移规律

为解决中国西北部地区普通河砂资源匮乏问题,利用库布齐沙漠风积沙等质量替代普通河砂作为细骨料配制风积沙混凝土.研究不同水胶比、不同浓度NaCl溶液对风积沙混凝土中水分和氯离子渗透规律的影响,通过分层钻孔取粉和化学滴定的方法测定氯离子含量,探讨毛细作用下水分和氯离子传输之间的联系.结果表明:水分作为氯离子传输的媒介,氯离子的侵入深度远小于水分的侵入深度,两者传输呈现非同步性;毛细吸收28 d后,风积沙混凝土水胶比为0.55的试块水分侵入深度约为氯离子侵入深度2倍,水胶比为0.45和0.40的风积沙混凝土试块水分侵入深度大约为氯离子侵入深度1.5倍;毛细吸收超过7 d时,水胶比为0.55的风积沙混凝土试块内部生成大量盐结晶,减缓水分侵入速率;在毛细吸盐前期阶段,风积沙混凝土试块内部水分和氯离子侵入深度近似呈线性关系,随着毛细吸收时间的推移,水分在其基体内部迁移速率减小,在高浓度梯度作用下氯离子以扩散方式继续向更深处渗透;当毛细吸盐浓度超过6%,风积沙混凝土试块内部氯离子侵入量不再随NaCl浓度的增大而增大.该研究可为风积沙混凝土在中国西北地区水利工程耐久性研究提供一定的理论依据.     

旋转锥形射流的参数影响与试验研究

为了研究中心有一小孔(0≤d≤4 mm)的不同头数螺旋流槽的圆柱形结构加旋件的旋转锥形磨料射流特性,通过射流打击断面试验研究,确定加旋件头数、有无中心孔、圆锥收缩角、压力和靶距及其范围等喷头结构参数.采用单因素试验法分析各参数对射流断面形状的影响,得出影响趋势图以及回归分析方程.研究结果表明:射流断面形状为实心圆或圆环.随着工作压力的升高,圆环外径增大,内径几乎不变;单头加旋件的打击效果较2头、3头的差,即射流加旋不均匀;由于加旋件中心孔增大,射流断面外径逐渐减小,收缩角几乎不受影响.靶距存在最佳打击范围,靶距增大导致圆环外径增大,两者呈线性正比例关系.试验为优化喷头及加旋件的结构参数和工作条件提供依据,且为进一步提高射流性能奠定理论和试验基础.