微灌滴头设计工作压力取值理论研究

在满足由田间微地形偏差、灌水器制造偏差、水力偏差3因素引起的灌水流量偏差率的前提下,提出了一种新的微灌滴头设计工作压力计算方法,利用该方法可以确定农田不同种植模式下微灌滴头的设计工作压力值,即在加压情况下,地面坡度为零时,首先提出毛管年费用计算公式,然后以毛管年费用为目标函数,用黄金分割搜索法求出满足灌水流量偏差率要求的滴头设计工作压力值。结果表明,田面局部高差和允许流量偏差率是影响滴头设计工作压力的关键因素,田面局部高差越大,工作压力越大,而允许流量偏差率越大,滴头设计工作压力越小。在目前耕作条件下,若以20%流量偏差率作为灌水质量指标,则棉花、温室、果园滴头设计工作压力的最大值分别为0.5,1.0和2.5 m。     

滴灌条件下水溶性肥料对灌水器堵塞影响

为探究滴头流量等因素对水肥一体化滴灌系统灌水器堵塞的影响规律,指导滴灌系统的防堵塞管理工作,以相对流量作为堵塞程度的评价指标,通过单因素试验分析了肥液浓度、滴头流量、滴头工作压力、过滤器类型、滴头类型5个因素对灌水器堵塞情况的影响,采用正交试验筛选出抗堵塞的最佳灌溉模式。结果表明,肥液浓度越大,滴头和过滤器越易发生堵塞;滴头流量越大,相对流量也越大,大流量滴头相对不易发生堵塞;相对流量随着滴头工作压力的增大呈现先增后减趋势,工作压力过大也会引起滴头堵塞,农业灌溉过程中应选取适宜的滴头工作压力;叠片式过滤器比网式过滤器过滤效果更好;压力补偿式滴头抗堵塞性能优于八孔流量可调式滴头。最佳灌溉模式为:水溶性肥料稀释比例为1∶200,滴头工作压力为0.1 MPa,滴头为流量4 L/h的压力补偿式滴头。     

地形坡度下滴灌毛管铺设长度及灌水小区进口压力分析

地形坡度是影响滴灌系统灌水均匀度的重要因素。计算不同地形坡度条件下滴灌毛管铺设长度时,要分析地形坡度对铺设长度的影响。根据滴灌系统灌区实际布置,计算灌水小区水头损失,推导流量偏差率公式,进而计算灌水小区进口压力。结果表明:地形坡度对毛管铺设长度影响明显,地形坡度0.05时,逆坡毛管铺设长度减少一半,顺坡增加1倍。而采用灌水小区进口压力新的计算方法,灌区小区压力计算结果与实际更吻合。     

机采棉滴灌带布置方式的选择

[目的]研究在机采棉种植模式下不同滴灌布的布置方式,对棉花生长的影响.[方法]采用大田试验法,分别选取3个灌水小区,以机采棉种植模式下滴灌系统中的滴头作为研究对象,各灌水小区内布设相同滴头设计流量下的两种不同滴灌布置方式.滴头设计流量分别为1.8、2.6和3.0 L/h;支管管径分别为75和90 mm,3种滴灌带的管径均为16 mm,滴头距均为30 cm.从毛管进口处开始依次为A、B、C、D、E分别计算出5点处的毛管水头,计算出管道系统压力,从而筛选出最适合机采棉种植模式下的最佳滴灌带布置方式.[结果]不同滴头设计流量和不同滴灌带布置方式下,毛管上的工作水头和系统工作压力存在明显差异.认为在设计条件下最佳模式应为1膜2管布置方式,滴头流量为2.6 L/h.[结论]在此种布置方式下棉花对水分的利用率达到最高,可以起到节水、增产的效果.     

地下滴灌灌水器的筛选试验研究

通过对现有滴灌灌水器类型的分析及试验筛选,结果表明,内镶式滴灌管最适宜应用于地下滴灌,在低压运行时,孔口式滴头在土壤中稳定出流量为空气中的3/5,基本可以满足地下滴灌的要求;在较高供水压力时,所选取的几种滴头基本上都可以用于地下滴灌.通过对湿润锋的观测,发现出流量较大的滴头,其湿润锋向上运移速度较快.因此,为防止地下滴灌产生深层渗漏,应选取出流量较大的滴头.     

节水灌溉技术知识讲座之五 滴头

1滴头 滴头是通过流道或孔口将毛管中的压力水流变成滴状或细流状的装置,其要求工作压力为50～100KPa,流量为1.5～12L/h。现行滴头的相关标准为GB/T17187-1997《农业灌溉设备滴头技术规范和试验方法》。     

滴头流量和间距的优化选择

探讨了滴灌滴头流量、间距的选择,研究了滴头流量、间距与土壤湿润比、一次灌水时间、轮灌组数、小区设计流量及管网设计流量、田间灌水量的关系.结果表明,滴头流量首先应满足湿润比的要求,在满足湿润比的前提下,尽量选择小流量滴头;滴头间距不应大于理想滴头间距,在满足理想滴头间距的条件下,尽量选择大间距,并通过调整滴头间距取得合理的轮灌工作制度.     

压力补偿滴头抗堵塞性的数值模拟研究

【目的】用数值模拟方法研究压力补偿滴头的抗堵塞性,为灌溉滴头的结构改进提供参考。【方法】以孔口式压力补偿滴头为对象,综合运用流固耦合与液固两相流的数值模拟方法,分析压力补偿滴头在不同入流颗粒粒径（0.01,0.02,0.04和0.06 mm）及体积分数（0.2%,0.4%,0.6%,0.8%,1.0%和1.2%）下,压力补偿滴头的内流场及颗粒体积分数分布规律。【结果】在供试颗粒粒径及体积分数范围内,压力补偿滴头流道内局部颗粒体积分数升高,容易发生沙粒沉淀;同一位置处水的速度较固体颗粒大;随着入流颗粒粒径及体积分数的增大,滴头出流量略有减少,但仍达清水流量的94.7%以上;入流颗粒体积分数相同时,颗粒粒径越大,流道内最大颗粒体积分数越大。【结论】改进压力补偿滴头环形流道的入口结构能提高其抗堵塞性;提高灌溉系统抗堵塞性需同时提高滴头抗堵塞性并改进过滤设施。     

地下滴灌灌水器的筛选试验研究

通过对现有滴灌灌水器类型的分析及试验筛选，结果表明，内镶式滴灌管最适宜应用于地下滴灌，在低压运行时，孔口式滴头在土壤中稳定出流量为空气中的3／5，基本可以满足地下滴灌的要求；在较高供水压力时，所选取的几种滴头基本上都可以用于地下滴灌。通过对湿润锋的观测，发现出流量较大的滴头，其湿润锋向上运移速度较快。因此，为防止地下滴灌产生深层渗漏，应选取出流量较大的滴头。     

进口结构对迷宫流道滴头性能影响的模拟研究

【目的】分析进口栅格结构对滴头性能的影响,为迷宫流道滴头的设计提供参考。【方法】应用计算流体力学CFD方法,对不同进口结构的滴头流道流场进行数值模拟,分析进口数目、进口宽度、进口高度和缓水区深度对滴头性能的影响。【结果】进口流量在不同进口栅格之间分配,距离迷宫流道越远的进口栅格流量越小,流量主要集中在靠近迷宫流道的几个进口栅格;在总进口栅格断面面积大于迷宫流道最小断面面积的情况下,不同进口栅格结构几乎对滴头流量没有影响,而对各进口栅格之间的流量分配影响较大;随着进口高度和缓水区深度的增加,不同进口之间流量和流速的分布更加均匀,低速区面积减小,可降低进口处泥沙沉积,提高滴头的抗堵塞性能;单纯增加进口数目并不能从根本上改善进口处的堵塞状况,片式滴头进口数目以3~5个为宜。【结论】进口栅格结构对滴头性能影响很大,应深入研究以优化滴头性能。     

滴头堵塞率及堵塞位置对灌水均匀度的影响

采用控制堵塞试验的方法,在压力恒定的条件下,分析了堵塞率、堵塞位置对灌水均匀度的影响规律。试验结果表明：当压力在4～10 m变化时,压力对于灌水均匀度的影响不显著,其变化范围在1%以内,生产实际中可以适当降低滴灌带的工作压力达到降低造价的目的;堵塞率是影响灌水均匀度的主要原因,堵塞率越高灌水均匀度越差,当堵塞率超过10%时,灌水均匀度CU已经远低于规范的最低值;只有当堵塞率不大于10%时,堵塞位置才对灌水均匀度有一定的影响,当堵塞位置分布在滴灌带前三分之一段和全段时,对灌水均匀度的影响较明显,此时灌水均匀度最小。     

不同类型灌水器滴头对沼液抗堵塞性能的影响

为了研究不同类型灌水器滴头对不同水肥配比沼液的抗堵塞性能,获得适用于沼液滴灌施肥的滴头,选取2种片式滴头、2种圆柱滴头和1种片式补偿滴头共5种滴头,设计了2种沼液配比进行周期性间歇灌水试验,比较了不同滴头的抗堵塞能力。结果表明,沼液水肥配比越大,滴头越容易发生堵塞;滴头流量相同时,片式滴头抗堵塞性优于圆柱滴头和片式补偿滴头;滴头类型相同时,额定流量越大,抗堵塞性越好;堵塞进程较为均匀,堵塞发生从毛管尾端开始;堵塞类型以物理和生物结合的复合性堵塞为主。根据试验结果,建议沼液施肥时,最优灌溉模式为：水肥配比选择1∶3,灌水压力选择80 kPa,滴头选择3 L·h^-1的片式滴头;单级120目过滤器过滤效果有限,可以考虑增加多级过滤。     

低压条件下蓄水灌灌水均匀度实验分析

[目的]研究分析毛管供水长度与管径、供水压力、蓄水时间、不同规格末级导水微管水量对灌水均匀度的影响关系.[方法]通过不同低压条件下单条供水毛管上各蓄流灌水器的流量观测试验,得到不同的供水管长度与直径,不同的供水压力下的蓄流灌水器出水流量值以及分析了蓄流灌水器出水量均匀度.[结果]当其它影响因素相等条件下,灌水均匀度随供水毛管铺设长度的减少而增加,随管径的增大而增大;灌水均匀度随供水时间延长而增长;末级导水微管管长为3.5m,管径为4 mm的微管最合理.[结论]当供水压力从30～ 60 cm变化时,供水压力对灌水均匀度没有太大影响,并且灌水器均匀度都能达到0.9以上.这表明蓄流灌溉方式是解决和处理自然低水头微灌系统灌溉均匀性差的一种有效技术方法.     

灌水器流量对涌泉根灌湿润体肥液入渗影响研究

为了提高涌泉根灌灌溉模式下的水肥利用效率,在西北农林科技大学米脂试验站原状土上进行了涌泉根灌湿润体肥液入渗试验,研究不同灌水器流量对湿润体特征值的变化特性及水氮运移规律的影响。结果表明：灌水器流量对涌泉根灌肥液入渗湿润体内含水率以及氮素分布均有不同程度的影响,入渗能力、湿润锋运移距离均随灌水器流量的增大而增大,并分别得到灌水器流量与涌泉根灌累计入渗量以及湿润锋运移距离的数学模型。肥液入渗条件下形成的湿润体形状近似为椭球体,湿润体内土壤含水率表现为表层低（18.55%）、中间高（20.39%）、底层低（14.46%）的趋势,在实际生产过程中,应当以分布1 d时湿润体特征值作为灌水技术指导依据。相同土层深度处NO-3-N和NH+4-N含量均随灌水器流量的增大而增大,再分布时间越长,土壤中NO-3-N含量总体呈增加趋势,表层土壤NO-3-N含量最大,深度越深NO-3-N含量越低;土壤中NH+4-N含量总体呈减少趋势,而深层土壤NH+4-N含量减少更明显。水分运动对NO-3-N含量的分布及运移较显著,水分运动对NH+4-N含量的分布及运移不显著。上述结果为涌泉根灌水肥高效利用提供了技术参考。     

微灌灌水器设计工作水头优选的研究

微灌系统灌水器的工作水头与灌水均匀度的关系并非是“灌水器的工作水头越高,则微灌系统的灌水均匀度越高”,而是与所选灌水器的流态指数及管道的流量指数有关。本文根据灌水器工作水头与灌水均匀度的关系,以支管单元单位面积年费用最小为目标函数,以田间管网允许水头偏差及其在支、毛管上的最优分配比为约束,建立了经济上最优的灌水器设计工作水头模型,并以此为依据确定出经济合理的支、毛管管径。     

乡村转型视角下山地丘陵区农地规模经营影响因素与分区

乡村发展转型下,结合地理空间差异探讨农地规模经营,对厘清山地丘陵区规模经营条件空间差异及经营模式分区配置具有重要意义。以重庆市合川区太和镇为研究区,并以乡村转型发展为研究视角,运用Pearson分析方法对村域农地规模经营影响因素进行识别与探讨,构建评价指标体系对农地规模经营条件进行评价及分区。结果表明：水田面积比重、流转租金、农村剩余劳动力指数、灌溉保证率、道路网密度与农地规模经营呈显著正相关,地块细碎化程度、坡度及距城镇距离等与农地规模经营呈显著负相关;农地规模经营条件空间差异显著,可分为规模农业示范区、农业综合拓展区、山地农业特色区、生态农业发展区。因此,山地丘陵区农地规模经营应全面考量经营条件并引导经营模式分区配置。     

储气罐容积的计算

压缩空气系统所联接的储气罐有多种尺寸规格,但它的形状基本是一样的;过去对储气罐容积都近似地用圆柱体容积的计算公式来粗略计算,这样很不准确.本文经过分析、研究、推导的公式,能较准确地计算出的储气罐容积.