轻小型喷灌机组能耗计算与评价方法

为客观评价轻小型喷灌机组的能量消耗,应用水力机械能效计算基本方法,根据喷灌机组构成特点与运行特性,推导出喷灌机组与水泵的能耗计算公式,确定喷灌机组能耗评价指标与方法.借鉴多孔出流管道水力计算方法,采用退步法进行输水管道水力计算,应用迭代法求解喷头的流量和压力,提出喷灌机组水力计算步骤与方法.实例分析表明计算与评价方法简单实用、计算方便,进行喷灌机组能耗分析与评价具有可比性、可操作性和可靠性强的特点,计算与评价结果符合喷灌机组工程实际.研究结果能够为水泵的合理选型、管路装置优化配置与设计及喷灌机组产品的开发提供理论依据,对于提高喷灌机组装置效率、降低运行能耗,具有重要的理论意义和实用价值.     

轻小型移动喷灌机组低能耗遗传算法优化设计

合理配置与优化设计喷灌机组有助于实现机组装置效率最大化,有效降低能量消耗.以能耗最小为目标,以水泵一管路运行工况、喷头最小工作压力和喷头压力极差率为约束条件,以喷头配置数量、管道直径和末端喷头压力为决策变量,建立轻小型移动喷灌机组优化数学模型,提出基于遗传算法的优化设计方法.在满足喷灌设计参数条件下,模型与算法能够优化喷头数量、管道直径,还能够对系统流量、压力、效率、单位能耗等工作参数进行计算与设计,同时保证水泵与管路同在优化的工况下工作,算例分析表明优化后机组的能耗降低14.2%.只需输入设计要求的已知条件,算法程序就能自行运算出优化结果,运算结果稳定可靠、求解速度快、精度高,具有良好的通用性和实用性.     

轻小型移动喷灌机组低能耗遗传算法优化设计

合理配置与优化设计喷灌机组有助于实现机组装置效率最大化,有效降低能量消耗。以能耗最小为目标,以水泵-管路运行工况、喷头最小工作压力和喷头压力极差率为约束条件,以喷头配置数量、管道直径和末端喷头压力为决策变量,建立轻小型移动喷灌机组优化数学模型,提出基于遗传算法的优化设计方法。在满足喷灌设计参数条件下,模型与算法能够优化喷头数量、管道直径,还能够对系统流量、压力、效率、单位能耗等工作参数进行计算与设计,同时保证水泵与管路同在优化的工况下工作,算例分析表明优化后机组的能耗降低14.2%。只需输入设计要求的已知条件,算法程序就能自行运算出优化结果,运算结果稳定可靠、求解速度快、精度高,具有良好的通用性和实用性。     

轻小型喷灌机组合理配套的再探讨

根据动力机和水泵的性能特性,讨论了配套系数时配套的可靠性和经济性的影响,提出了配套系数的选择范围。     

轻小型移动式喷灌机组配套及性能试验

对以柴油机为动力机的轻小型移动式喷灌机组的配套进行了探讨,对尝试的3种配套方式下管道沿程各喷头压力变化、组合喷灌强度、雨量分布等机组性能进行了田间试验.研究结果表明:该泵性能良好,喷头工作压力越接近于额定压力,组合喷灌强度的计算结果与测量值越响合;喷头布置方式一定时,组合喻灌的雨量分布沿管道方向受相邻两喷头的压力差及坡度的影响,垂直管道方向则受到单喷头径向雨量分布特性及风速的影响较多.     

轻小型移动式喷灌机组现状及其与国外的差距

节水灌溉是农业现代化的重要组成部分，发展节水灌溉、提高水的利用率是实现农业现代化的必由之路。通过对国内相关厂家的调研，初步分析了我国轻小型移动式喷灌机组的现状及其与国外先进水平之间存在的差距。在此基础上，提出了今后研究工作的具体目标。     

轻小型喷灌机组的运行速率与压力水头损失

为研究轻小型喷灌机组低压喷灌条件下运行速率的合理取值以及工作压力与喷灌机组压力水头损失的关系,以轻小型喷灌机组为研究对象,经过室内喷灌试验,研究了一定工作压力和流量条件下机组的运行速率、灌水定额之间的关系,并对机组的局部水头损失和沿程水头损失进行了分析.结果表明:灌水定额与轻小型喷灌机组的运行速率、工作压力有一定的关系,通过确定灌水定额,能够调制出相应的运行速率.轻小型喷灌机组卷盘车处入口压力增大,喷水车单喷头处的压力也随之增大,但是入口压力增大到一定程度后,单喷头压力的提高幅度减小,因此在机组正常工作范围内,可以通过适当降低机组的入口压力,以减少机组的压力水头损失,节省能耗,降低机组的运行成本.轻小型喷灌机组在中国有广泛的发展前景,该项研究对于中国轻小型喷灌机组的性能改良具有重要意义,为轻小型喷灌机组的发展提供参考依据.     

中国轻小型喷灌机组现状及发展建议

为了提高中国轻小型喷灌机组的技术水平,全面分析中国轻小型喷灌机组的研究现状和未来的发展趋势.轻小型喷灌机组是中国应用比较广泛的一种喷灌机具,在农田灌溉、排涝抗旱及生态环境建设等方面发挥着较为重要的作用.经过40多年的发展,中国的轻小型喷灌机组已经具有多种机组型式,可满足各种地形条件、投资水平及劳动力状况等不同场合应用.目前国产机组的水力性能较好,部分配套件质量达到或超过国外同类产品水平,但产品的可靠性、使用寿命和外观等与国外产品仍存在较大差距.中国农业生产力水平和经济发展状况决定了在未来较长时间内,轻小型喷灌机组在节水灌溉设备行业仍有较高的市场份额.因此,国家应加大扶持力度,支持开展轻小型喷灌机组配套模式、机械化技术、低能耗技术和使用可靠性的开发研究,进一步提高轻小型喷灌机组的技术水平.     

轻小型喷灌机组技术评价主成分模型及应用

为解决轻小型喷灌机组喷洒运行、效果检测和能耗分析中涉及到的技术指标综合评价问题，提出采用主成分分析法对喷灌机组进行综合评价的数学模型。总结了喷灌机组喷灌面积、喷灌强度、组合均匀度和能耗等多种单技术评价指标，增加了综合评价的过程。选取评价其技术特性的5个单重要指标，应用所建的评价模型对4套喷灌机组进行综合评价。结果表明：前2个主成分包含了5个指标全部信息的98.75%，最终利用综合主成分公式得到4套喷灌机组综合技术评价指标的排名。该模型可对喷灌机组技术指标进行综合评价，也可为喷灌机组的设计优劣提供评判依据。     

中国喷灌机现状与发展思考

基于水利统计数据,分析了近10 a中国节水灌溉应用分布,发现东北以喷灌为主,西北以微灌为主,华北以低压管灌为主,华东以渠道灌溉为主,具有明显的区域特征,节水灌溉仍有50%发展空间,喷灌技术占比与欧美国家相比仍然偏低.总结回顾了中国喷灌机发展历程、研究进展和发展趋势.从国家政策引导、智慧农业发展、农业种植结构变化和盐碱地耕地改造4个方面,分析了在资源环境约束挑战下中国喷灌机的发展机遇.阐明了喷灌的优势和不可替代作用,指出随着中国高标准农田建设及农业规模化经营稳步推进,喷灌机性能及功能不断增强,使以往喷灌的局限性逐步转变成发展优势.最后从补齐农业全程机械化短板、水肥药一体化作业新模式和无人化智能化方面展望了中国喷灌机未来发展前景.     

太阳能喷灌系统供给能源与水力性能关系

为了解决太阳能喷灌系统应用中无法对喷头水力性能进行有效预测的问题,以光照强度为影响因素,太阳能喷灌系统泵出口流量、泵出口压力、喷洒射程、水量分布及系统灌溉均匀性系数为评价指标,通过在夏季典型天气25~36℃下的系统水力性能试验,寻找不同光照强度下系统喷洒水力性能的变化规律,获得系统最佳工作状态下所需光照强度.试验结果表明:随着光照强度的增大,系统流量及泵出口压力均增大,泵的流量和压力随光照强度的变化规律基本符合指数分布规律.当光照强度大于900.0 W/m²时,系统流量、泵出口压力、射程及水量分布基本保持不变.获得了平均光照强度与均匀性系数函数关系,当光照强度大于900.0 W/m²时,系统喷灌均匀系数大于88%.当光照强度为200.0~600.0 W/m²时,系统喷灌均匀系数为76%~82%.太阳能喷灌系统在光照强度大于200.0 W/m²时可正常工作.该研究为改善太阳能喷灌系统水力性能,促进太阳能喷灌系统在实际工程中的推广应用提供了参考.     

喷灌条件下不同茬次紫花苜蓿的耗水规律与灌溉制度

紫花苜蓿每年刈割多次,其不同茬次间的耗水规律与灌溉制度存在较大差异.在鄂尔多斯市鄂托克前旗牧区节水灌溉示范区进行紫花苜蓿中心支轴式喷灌灌溉试验,利用水量平衡原理计算得出喷灌条件下不同茬次紫花苜蓿耗水量,研究分析不同茬次紫花苜蓿耗水规律、产量、水分生产率和灌溉制度.结果表明:研究区第一、二和三茬紫花苜蓿耗水量总体呈现递增趋势,而不同茬次紫花苜蓿耗水强度呈现低-高-低变化规律;不同茬次紫花苜蓿产量差异明显,其中第二茬紫花苜蓿产量最高,第一茬产量次之,第三茬产量最低,对应不同茬次紫花苜蓿水分生产率也呈现相同的变化规律;一般年份紫花苜蓿喷灌条件下推荐灌溉制度为全生育期灌水7次,灌溉定额270~315 mm,其中第一茬灌水3次,灌溉定额120~135 mm,第二茬灌水2次,灌溉定额75~90 mm,第三茬灌水2次,灌溉定额75~90 mm.该研究成果对于多茬牧草灌溉决策和牧区节水灌溉工程设计具有一定意义.     

中国农业节水喷微灌装备研究进展及发展趋势

喷灌装备还存在大型喷灌机单井水量不足、中小型喷灌机智能化程度不高、整机效率低、工况适应性较差、系列化程度不足等方面的问题,微灌灌水器不同水质下的抗堵性能还需进一步加强,微灌水肥一体化系统智能决策的精准算法、实用性和可靠性有待提高.对"十三五"以来在中国喷微灌装备研发方面取得的新进展进行综述,重点阐述了中小型喷灌装备、滴...     

喷滴灌两用轻小型机组设计及能耗分析

为丰富我国灌溉机组的灌溉模式,针对喷、滴灌系统各自的优缺点,在此基础上设计了喷滴灌两用机组的初步构成型式.该系统首部与管道的连接采用快速拆装结构,可根据不同作物或不同地形的需求自如地进行喷、滴灌两种灌溉方式的转换,并可实现两种运行工况.最后采用优化算法并进行优化配置,对该机组的能耗进行了分析,当机组在两个工况下运行时,与单一(额定)工况相比,能耗降低了17.9％.与常规单一灌溉机组相比,该系统可实现灌区的轮作及倒茬,减少土壤盐渍化,起到保护土壤的作用.同时,该灌溉机组拓展了轻小机组适应功能,有利于提高我国的农业装备技术水平,是一种值得推广的灌溉模式.     

桔园喷灌增产机理和灌溉制度探讨

喷灌是柑桔等经济作物先进的灌溉方式,充分认为柑桔喷灌增产机理,采用合理的灌溉制度,对提高柑桔产量和品质有十分积极的意义。     

滚移式喷灌机关键部件的设计与试验

针对节水灌溉技术中存在自主研发能力弱、技术性能低、设备可靠性差、经济成本过高等问题,设计研制出一种节省材料、降低油耗、工作可靠、喷灌均匀度高的滚移式喷灌机.根据输水支管受力特点,通过Matlab对支管壁厚进行优化设计,优化出3种不同壁厚的输水支管,不仅能够节省材料,降低油耗,还能增加机组爬坡能力.对滚移式喷灌机的自动泄水阀进行了结构设计,计算并确定结构参数,利用ANSYS CFX进行模拟仿真试验.田间性能试验结果表明,该滚移式喷灌机各项指标都满足要求,喷灌机向前移动时支管产生的最大挠度为2.7 m,喷灌均匀度为92.45%,喷灌强度为12.59 mm/h.该研究为滚移式喷灌机的进一步发展提供参考.     

浙江省推广喷滴灌技术措施

浙江省推广喷滴灌技术,采用了以下3种做法:一是技术创新,采用单元小型化、管径精准化、肥药简约化等多项措施,降低了喷滴灌工程造价;二是应用创新,把喷滴灌应用于竹笋、杨梅、水稻(育秧)等30多种作物,并应用于灌水,施肥、施药、除霜、除雪,淋洗沙尘等多种用途, 还用于猪兔羊、鸡鸭鹅、石蛙蚯蚓等养殖场降温、消毒,提高了综合效益;三是政府主导,通过制订规划、增加投资、技术培训,加快了喷滴灌技术推广.