冲洗压力及周期对滴灌灌水器堵塞性能的影响

为了探究不同冲洗压力及周期对灌水器堵塞性能的影响,以提高滴灌系统对含砂率较高的地表水源的适应性,采用室内短周期间歇性浑水滴灌试验,配置浑水的含砂率为3.0 g/L,研究了3种冲洗压力(0.003,0.006,0.012 MPa)和3种冲洗周期(1,4,7 d及无冲洗组)对滴头堵塞性能、管道内泥沙分布及滴头内滞留泥沙的影...     

化学离子对再生水滴灌灌水器堵塞的影响

为探究不同化学离子(Fe2+、Ca2+)对滴灌灌水器堵塞发生过程的影响及堵塞机制,以二级处理再生水和地下水为水源,选取标称流量为1.1~1.8L/h的4种灌水器进行灌水器堵塞试验。试验中每天灌水12h,定期测定灌水器流量,试验结束后测定灌水器生物膜干重及胞外多聚物EPS重量。结果表明:化学离子改变生物膜的形成过程和结构稳定性,增加了堵塞物质的形成和生长速度;向地下水加入Fe2+增大灌水器发生生物化学堵塞的风险,地下水同时加入Fe2+、Ca2+,灌水器以化学堵塞为主;再生水加入Ca2+提高了灌水器化学堵塞风险,加入Fe2+或同时加入Fe2+、Ca2+增加了发生生物化学堵塞的风险。     

滴灌灌水器迷宫流道结构对泥沙运动的影响

采用基于颗粒动力学理论的欧拉-拉格朗日固液多相湍流模型,选用夹角、上底宽、齿高、齿尖参差量、流道宽等五因素四水平组成16个迷宫流道模型,进行水沙运动CFD-DEM耦合数值模拟,分析沙粒群通过率、速度下降百分数、沙粒群运动和分布规律。结果表明:沙粒群通过率能有效描述迷宫流道的抗堵塞性能,沙粒群通过率与沙粒速度下降百分数呈负相关,沙粒群整体速度下降是影响迷宫流道内沙粒通过率的核心因素;沙粒速度的变化取决于流道内水流运动特性,而夹角、流道宽是影响水流特性的主要流道结构参数,其中夹角具有显著性影响;较优结构中可使沙粒始终受曳力牵引,大部分沙粒运行于主流区中,保持较高的运动速度,速度下降较小,动能损失少,通过率高,减少了被堵塞的机率;该方法统计了沙粒群运动及分布规律,从微观角度分析迷宫流道内沙粒运动,将有效提高迷宫流道结构设计效率。     

振动水压下滴灌灌水器水力性能研究

传统的滴灌系统大都是在恒定水压下工作,其核心元件灌水器容易发生堵塞。以由绕流流道单元构成的灌水器为研究对象,通过计算机CFD模拟和实验来研究灌水器在振动水压下的水力性能。振动模式分别选取为梯形波形、正弦波形、三角波形和矩形波形,取基础水压、振动周期和振动幅度3个参数来设计正交试验。研究结果表明,CFD模拟数据和实验数据具有比较高的一致性;灌水器在振动模式下的消能效果和水流波动效应优于恒压下的状态;基础水压对等效水压的影响最为显著。通过对模拟数据进行线性回归,建立了基于振动参数的等效水压计算表达式,为计算灌水器等效水压值提供了一定的参考。     

滴灌灌水器及其设计要点

介绍了灌水器的水力学及其类型，分析了影响滴头选择的多种因素，土壤条件,作物需水量,灌溉水质以及管理限制均能影响滴头的选择,正确评估这些因素可为滴灌设计中滴头的选择提供可靠的依据。     

新型微压滴灌灌水器水力性能试验研究

在试验室内,对研制的微压灌水器进行了水力性能试验。试验结果表明:在微压(2~5 m)工作时,新型微压滴灌灌水器在自由出流状态下的出流规律符合设计要求;在工作压力范围内,微压灌水器的流量稳定,变化小;新型微压滴灌灌水器在连续工作1周后流量略有变化,出流更加均匀;微压滴灌灌水器抗堵塞能力强,性能可靠。     

滴灌用灌水器的现状及分析

本文对滴灌用灌水器进行简单分类，针对滴灌用灌水器的发展，以滴灌用灌水器的国内外现状进行分析，对今后的研发方向提出建议。对了解滴灌用灌水器的研究现状及发展方向都有一定意义。     

微压滴灌灌水器的研制

针对目前滴灌研究向低能耗方向的发展趋势,介绍一种新型微压滴灌灌水器。该灌水器主要解决了目前滴灌工程运行费用较高这一难题,实现了灌水器在微压工作条件下流量稳定,而又不易堵塞的目的,达到了非常好的效果。由于其大幅降低灌溉成本,应用前景非常可观。     

滴灌灌水效率和灌水计划

滴灌系统可比其它灌溉系统(如沟灌或喷灌)的灌水效率高。所谓灌水效率是指作物根系活动层要求的储水量与灌入的总水量之比。灌水效率可根据灌溉系统上沿毛管各滴头流量的均匀度,灌溉需水量(灌入根系活动层中的水深)和灌溉中允许的不足水量来计算。     

三角绕流滴灌灌水器结构设计和优化

以三角绕流滴灌灌水器结构的流道单元为研究对象,利用Pro/E软件完成灌水器造型设计,结合计算流体动力学软件Fluent 6.3模拟分析流道的水力性能,研究此类灌水器的湍流特性,揭示其内部湍流流动机理,并对流道结构进行优化。根据分析结果,通过改变外部大三角的形状与内部小三角的形状和位置,对流道单元进行结构优化,得出一种流态指数小于0.5,流道内速度分布均匀,流量在滴灌允许范围内,抗堵性能优良的三角绕流灌水器结构。     

地下滴灌灌水器流量和压力关系的试验

压力和流量的关系是地下滴灌灌水器最重要的水力要素之一,通过地下滴灌灌水器试验装置,测量了流量和压力关系.试验结果表明:压力不变情况下,地下滴灌灌水器流量是恒定的;地下滴灌灌水器流量对压力变化的敏感程度高于地表滴灌.     

滴灌灌水器三角形迷宫流道优化设计

为了研究三角形迷宫流道滴灌灌水器的水力特性,将其结构作为研究单元,以流道转角、流道宽度和齿高3个结构参数为因素,采用均匀设计方法设计出10个结构参数组合方案.对于每个参数方案,通过AutoCAD对灌水器流道进行三维造型设计,采用计算流体动力学软件Fluent 6.2对流道内部流体的流动状态进行数值模拟,并且模拟分析灌水器内部流道的水力性能和流场特性,得到流道内部流场可视化图像,同时计算不同压力对应的流量值,通过回归分析建立压力与流量之间的量化关系和回归曲线图,并获得其流态指数.在此基础上,根据10个组合方案数据,通过多元回归计算,建立流态指数与结构参数之间的数学关系.以流态指数最小为目标,采用遗传算法,获得结构参数优化设计方案,得到一种流道内速度均匀分布、压力变化均匀递减、流量大小控制在滴灌允许范围之内、水力性能优良的三角形迷宫流道灌水器,可为三角形迷宫流道灌水器的参数化结构设计、制造中的精度控制以及最终的研发提供理论依据.     

滴灌灌水器迷宫流道结构与水力性能实验研究

在对迷宫流道结构特征参数提取的基础上,应用快速成形制造技术制作一体化灌水器实验原型,进行了灌水器水力性能实验.应用多元线性回归拟合出了压力-流量关系式和回归曲线图,提出以梯形单元为主特征的流量与结构特征参数关系公式,通过实验验证了其可行性和准确性,建立了此种流道流量-压力-结构之间的关系,进一步分析了流道制造偏差对灌水器流量的影响,为迷宫型灌水器参数化结构设计和制造中的精度控制提供了理论依据.     

土壤质地对地下滴灌灌水器水力要素的影

为研究不同质地土壤中灌水器水力要素的变化规律及其差异,选取灌水器工作压力、土壤容重和土壤初始含水率为因素,分别在粘土、壤土和砂土中采用混合水平均匀设计安排试验.试验结果表明,不同土壤中的灌水器出流规律一致:即当工作压力不变时,灌水器流量在灌水初期略大,而后减小并趋于恒定,这个变化过程仅1～2min;在相同压力下,地下滴灌灌水器流量比地表滴灌小5%～20%,压力越大,二者越接近;灌水器流量随工作压力的增加而增大;土壤因素对灌水器流量有微弱的制约作用,使流量减小.相同条件下,土壤质地越轻,灌水器流量越大;但随着土壤容重和土壤初始含水率的增加,土壤质地越轻,流量减小程度越大.     

地埋式内镶贴片滴灌灌水器水力性能模拟研究

[目的]探究地埋式内镶贴片滴灌灌水器的水力性能。[方法]对具有M型双肩过滤出口的地埋式内镶贴片滴灌灌水器进行了不同工作压力条件下的流量测试试验,并采用RNGk-ε湍流模型分别对平面简化流道、实际微弯流道、实际微弯流道+进口、实际微弯流道+M型双肩过滤出口以及实际微弯流道+上述进出口的5种情况进行了相应工作压力下的三维数值模拟。[结果]三维全流道数值模拟流量与实测流量相近,其最大误差为8.87%。无控制的出口结构,水流在出水孔中心处形成旋涡,采用M型双肩过滤机构的出口会在主流两侧产生2个旋流,出水孔中心处无旋涡。[结论]地埋式内镶贴片滴灌灌水器流道模型的微弯对贴片灌水器水力性能有一定的影响。滴灌灌水器采用M型双肩过滤机构的出口有利出流且提高了抗堵塞性能。     

自适应地下滴灌灌水器的设计开发

针对最为节水、高效用水的地下滴灌技术,主要分析了目前地下灌水器产品的结构、使用特点和功能,并运用土一水系统中土壤水分理论知识,提出并设计了一种非电子控制的地下滴灌灌水器产品.该产品以土壤负压为控制动力,以土壤水分为控制条件,当灌水器附近土壤发生干湿变化时,土壤表现出不同大小的负压,并作用于灌水器内部的弹性膜囊,使之发生变形,从而改变灌水器内部流道的通断,使灌水器的出流状况始终与土壤含水量自动相适应,具有出流量自调节的功能.     

滴灌用灌水器的发展及研究

本文对滴灌技术的发展历史进行了回顾,对灌水器的发展历史以分类和工作原理进行了总结,对新型的重力滴灌做了介绍,对滴灌系统的堵塞原因及防治措施进行分析,还对灌水器的水力特性分析研究现状作了简单介绍,对今后的研究方向提出了建议,这些对于子解滴灌的历史以及研究现状都有一定意义。     

矩形迷宫式滴灌灌水器的模拟研究

利用Fluent软件对滴灌灌水器流道内流体流动进行了数值模拟,得到了流道压力图、流速矢量图。根据流道内流线变化对灌水器流道结构进行了优化设计,采用了圆弧形流道结构。通过优化前、后的速度矢量图可知:优化后的滴头流道涡旋区和低速滞止区基本消除,虽然在流道拐弯处的小部分区域内流体流动速度仍有些偏高,但是从流道整体来看,优化后的流道内主流速度分布比较均匀,且流体充满整个流道,大大提高了灌水器的抗堵塞性能。     

滴灌灌水器多类型流道的微压水力性能研究

微压条件下灌水器的水力性能相对于常压时会发生不同程度的变化。通过试验研究了八种灌水器在微压条件下的流态特征、出水均匀度及抗堵塞性能。结果表明,非压力补偿式滴灌产品在微压和常压下的流量变化率没有明显波动,清水下出水均匀性良好,而抗堵塞性能较差;压力补偿式滴头因为在微压下存在启动水压而影响了工作状态,当超过启动水压后其出水均匀性与常压时没有明显变化,抗堵塞性能良好,但是流量随压力增大而增大,没有起到压力补偿作用。