新型微压侧翼迷宫滴灌带设计方法研究

利用计算流体动力学(CFD)技术对设计的一种新型微压滴灌带的水力特性进行了数值模拟,得到了灌水器内部的压力和流速分布,预测了压力流量关系。研究结果表明:该滴灌带灌水器的流量系数为0.4858,说明流道内为全紊流状态,有利于灌水器的消能,并可提高其抗堵塞性;灌水器进口及出口的压力变化很小,流道内沿水流前进方向压力均匀下降,流道单元相同时,压力变化幅度相同;流道内的流速可分为流道齿尖附近的主流区及齿脚附近的旋流区二个区,每二个单元之间的速度分布基本一致。采用CFD技术进行微压滴灌带结构设计是一种新方法,可快速准确地获得灌水器的水力特性,为其结构设计提供理论指导,同时大大缩短了研制周期,降低开发成本。     

压片式微喷带水力特性试验研究

水力特性是衡量灌溉设备灌溉质量的重要技术指标。在参照微喷带水力特性检测方法的基础上,从流量变异系数,流量压力关系,水量分布均匀系数等角度对新型压片式微喷带水力特性进行试验研究,从而为压片式微喷带的推广利用提供理论基础。试验结果表明:压边热合和打孔工艺可以保证压片式微喷带产品质量均一;压片式微喷带流量变异系数较小,低于5%,流量变异系数随着压力的增大先减小后增大;压力和流量之间具有良好的幂函数关系;水量分布均匀系数为50%～62%,与市场上普通微喷带相比,处于中等以上水平,工作压力的增加可以提高水量分布均匀度。     

涌泉根灌灌水器螺纹流道水力特性研究

针对涌泉根灌灌水原理,提出了一种新型的螺纹式涌泉根灌灌水器,并运用Pro／E三维造型、CFD数值模拟、快速成形及试验验证等方法对该新型灌水器的水力性能进行了研究,得到了不同长度流道的压力流量关系曲线和内部压力、速度分布图。结果表明,该流道水力性能良好,流态指数约为0．5,处于紊流状态,消能形式以局部水头损失为主,试验验...     

低压条件下滴灌带的水力特性及温度影响效应试验

通过比较低压滴灌系统与常压滴灌系统,对滴灌带的水力特性及与温度的关系做了一些试验研究。结果表明:在同一条件下,小流量的滴灌带沿程的流量变化不大,滴头的流态指数与常压比较会有不同的变化。此外试验中发现:低压条件下滴灌带滴头流量受温度变化影响显著。     

低扬程泵站箱涵式出水流道水力特性试验

对泵站箱涵式出水流道5种不同出水喇叭口悬空高度、4种不同后壁距及矩形、半圆形和对称蜗壳形3种后壁型线以及导叶后无扩散喇叭管方案进行了试验研究。测得了喇叭口不同悬空高度时流道的水力损失,分析得出了不同佛汝德数下流道水力损失随喇叭口悬空高度变化的规律。对4种不同后壁距及不同后壁型线时流道的水力损失进行了测试和分析比较并观测了流道内流态。     

大型泵站虹吸式出水流道水力特性

分析了影响虹吸式出水流道水力特性的主要设计参数，在数值模拟流道内部三维流动和定性分析流道内部流态的基础上，建立了虹吸式出水流道水力特性评价指标体系。通过分析2个设计方案虹吸式出水流道的流场，定量比较驼峰和出口断面的流速分布均匀度和流道水力损失，客观评价虹吸式出水流道的水力特性，为实现水力设计优化提供了可靠依据，可有效地节省物理模型试验费用和时间，提高水泵装置效率。     

大型泵站虹吸式出水流道水力特性分析

分析了影响虹吸式出水流道水力特性的主要设计参数，在数值模拟流道内部三维流动和定性分析流道内部流态的基础上，建立了虹吸式出水流道水力特性评价指标体系。通过分析2个设计方案虹吸式出水流道的流场，定量比较驼峰和出口断面的流速分布均匀度和流道水力损失，客观评价虹吸式出水流道的水力特性，为实现水力设计优化提供了可靠依据，可有效地节省物理模型试验费用和时间，提高水泵装置效率。     

翼柱型量水槽水力特性分析与对比

【目的】为探究翼柱型量水槽在自由出流和淹没出流时的量水性能。【方法】试验观测10种流量条件下,量水槽进口到出口13个测流断面的水位,对自由出流和淹没出流两种工况下的水面线、佛汝德数、测流精度等水力参数进行分析与对比。【结果】自由出流状态下在断面11到断面12之间形成了临界流,流量在0.044 m3/s以下时没有产生临界流从而得到了U形渠道翼柱型量水槽的最小工作流量。翼柱型量水槽过槽流量与上游水深具有良好的相关关系,通过拟合得到了自由出流和淹没出流状态下的流量公式,其中自由出流状态下最大误差为-2.54%,淹没出流下为6.50%,二者平均误差均小于0.3%,满足现行渠道量水规范的误差要求。本文拟合的淹没出流流量公式最大淹没度高达0.958,适用范围较大。此外,U形渠道翼柱型量水槽具有较大的自由出流范围,临界淹没度可达0.890。【结论】经试验确定临界流断面位于距进口约为量水槽4倍翼高处。翼柱型量水槽可满足小比降既成渠道的测流要求,进一步解决了量水槽流量公式在淹没出流情况下测流误差较大的问题。     

船用喷水推进泵装置水力特性的数值模拟

为了更好地分析喷水推进导叶式混流泵装置的水力特性,通过选取标准k-ε湍流模型,采用计算流体动力学分析软件CFX对包括推进泵、进水流道、船底水体和喷嘴在内的船用喷水推进装置在各流量工况下的运行情况进行了数值模拟,分别从流道水力损失分布、装置水力性能、轴向力和内流场特性等方面展开分析.模拟结果表明:流道进口断面到方变圆断面段几何形状较为复杂,水力损失占总损失比重最大,特别是小流量工况,该比重超过了90%,但随着流量的增大,该比重会减小,其余各段水力损失的比重则增加;装置在0.50Q_d附近进入水力不稳定区,0.76Q_d~1.10Q_d为装置运行的高效区,喷水推进泵装置受到的轴向力随着流量的增大而减小;在小流量工况下,叶槽内流态较为复杂,展向涡、径向涡和泄漏涡均较为明显,随着流量的增大,这些涡均逐渐缩小直至消失.     

生物炭混掺对沼液间接地下滴灌土壤水力特性的影响

为了探究生物炭混掺量对不同配比沼液间接地下滴灌土壤水力特性的影响,采用室内土箱模拟试验,设置4个生物炭混掺水平（生物炭、土壤质量百分比分别为0、1%、2%、5%（B0、B1、B2、B5））和4个沼液配比水平（沼液、水体积比分别为0、1∶8、1∶6、1∶4(Z0、Z1∶8、Z1∶6、Z1∶4））,探求小麦秸秆生物炭混掺对沼液间接地下滴灌土壤持水性能、土壤饱和导水率和土壤湿润体特征的影响。结果表明：土壤持水性能随生物炭混掺量和沼液配比的增大而提升;Van-Genuchten模型能够准确拟合各处理土壤水分特征曲线;生物炭混掺和沼液灌溉可以增加土壤孔隙度和毛管孔隙度;土壤饱和导水率随生物炭混掺量的增加呈先降低后升高的趋势,随沼液配比的增大而趋于减小;幂函数能够准确描述不同处理湿润锋运移距离与灌水时间的关系;生物炭混掺量为5%时,湿润锋垂直向下运移距离增大,垂直向上和水平方向运移距离减小,存在深层渗漏可能;湿润锋运移距离、湿润体体积、土壤高含水率分布区域面积均在生物炭混掺量为2%、沼液配比为1∶4时结果最优。综合考虑各项指标, 处理Z1∶4B2的生物炭混掺量和沼液配比能够使间接地下滴灌下的粉壤土获得较好的土壤水力特性。     

澳大利亚棉花地下滴灌技术

随着水资源的短缺以及人们对农业可持续发展的认识，地下滴灌(SDI)已经成为世界各国研究和应用的热点。目前，SDI在美国、法国、日本、澳大利亚等已有较大面积应用，在一些严重缺水的国家和地区，如中东地区的部分国家也得到应用，我国地下滴灌的研究刚刚起步。分别从地下滴灌的设计、安装、管理和经济效益角度，介绍了地下滴灌在澳大利亚棉花上应用情况。重点分析了滴灌带的布置方式、设计耗水强度、过滤器选择和出苗问题以及地下滴灌对棉花产量的影响。     

地下滴灌中毛管水力计算的数学模型与试验

为了研究地下滴灌毛管水力特性与水力计算方法,用较短毛管并通过毛管末端泄流的方式,在室内利用地下滴灌毛管水力要素试验测试系统,分别测试了2种滴灌管在轻黏土中毛管上每个滴头的流量和毛管首末两端的压力水头．结果表明：在灌水持续2min之后,地下滴灌毛管上各滴头流量均趋于恒定值;在稳定的压力水头差下,滴头流量沿程依次减少．根据毛管沿程压力变化规律,结合考虑土壤质地、土壤体积质量和初始含水率的地下滴灌滴头流量计算公式,提出了毛管水力计算数学模型．利用该模型计算的滴头流量值与其实测值之间的相对误差在1．0％左右;并计算出考虑毛管局部水头损失的加大系数约为1．20．将该模型推广应用于一般情况下的地下滴灌毛管水力计算,可求解均匀坡、均质土、均匀管径与滴头等间距时的地下滴灌毛管水力特征值．     

插入式地下滴水器的研制与水力性能试验分析

在对现有滴头、滴箭等产品结构改进与优化设计的基础上,研制开发出一种具有快速装拆、移动灵活、抗堵塞功能的插入式地下滴水器产品,通过产品的具体结构组成与工作原理分析,进行了其流量均匀性、压力-流量关系的试验研究,结果表明:插入式地下滴水器所需起始工作压力低,额定流量小,具有较稳定的水力性能,适合用于对缺水区非密植作物的补充性抗旱灌溉,起到提高设备利用率、有效降低灌溉系统投资的作用,且能成功地把地表滴灌转化为地下滴灌的应用模式.     

玉米地下滴灌适宜出苗灌水定额试验研究

为探索解决地下滴灌玉米出苗难的问题,通过土箱试验,对内蒙古自治区具有典型代表性的3种土壤,开展了毛管铺设参数(滴头流量、埋深)和灌水定额对地下滴灌湿润半径的影响规律试验,结合玉米播种深度、水分向上及向下运移的距离及种子周围土壤含水量,研究了玉米适宜出苗灌水定额,以提高出苗率,指导实际生产.结果表明:按显著性水平0.05检验,土壤类型和灌水定额均对土壤湿润半径影响具有统计学意义,而滴头流量和埋深对湿润半径影响不具有统计学意义.在黏壤土中,玉米出苗灌水定额37.5~52.5 mm基本可满足毛管埋深25~35 cm的出苗要求;在壤土中,玉米出苗灌水定额37.5 mm左右基本可满足毛管埋深25~30 cm的出苗要求,灌水定额52.5 mm左右基本可满足埋深30~35 cm的出苗要求;在砂壤土中,灌水定额22.5~37.5 mm基本可满足毛管埋深约25 cm的玉米出苗要求,灌水定额52.5 mm基本可满足毛管埋深25~35 cm的玉米出苗要求.     

滴灌带设计参数优化研究

为测定不同铺设长度、入口压力下的滴头沿滴灌带的流量分布,计算出不同情况下滴灌带的设计参数。通过室内实验的方式分析了在正常工作压力下要达到该滴灌带滴头设计流量的最佳铺设长度以及采取低压小流量设计时要达到毛管滴头设计流量的最佳铺设长度。结果表明：当滴灌带铺设长度100m时,滴头流量在8～10m水头的工作压力下为2,4L／h;铺设长度低于70m时,滴头流量为2．5L／h。     

喷水带的设计参数

研究了喷水带的工作原理和设计技术参数，分析了灌溉设计中喷水带的设计方法，提出了喷水带的设计参数如孔间距，单位长度流量，布置间距以及最大铺设长度等的计算方法。采用水头损失控制喷水带最大铺设长度的设计方法，将首末端的水头损失限定在30％以内。利用水头损失与铺设长度的关系，确定喷水带的最大铺设长度，并分成平地和坡地两种情况进行了研究，就喷水带最大铺设长度的计算，讨论了画图法及计算机处理法，为喷水带的设计提供参考。     

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。     

Discharge rates,salinities, and the performance of subsurface collector drains in Egypt

To evaluate the hydraulic performance of subsurface collector drains and to study the relationships between discharge rates, crop patterns, and the salinity of drainage water, subsurface drains were monitored in different parts of the Nile Delta and Valley.Actual discharges were much smaller than design discharges. Also, overpressure in the pipes occurred frequently, indicating too small a capacity in the design. From research in one pilot area, it was concluded that if construction methods and materials are not improved, the roughness factor in the design should be increased by 100% to allow sufficient capacity.The cultivation of rice increases discharges. Salinity of drainage water is higher in winter than in summer, and higher in the north of the Delta than in the south.     

改进的滴灌双向流道结构参数对水力性能影响

为了在现有滴灌管(带)生产设备加工成型,改进了滴灌双向流道结构.针对这一新型流道,探索分析流道结构参数对其水力性能的影响.以流道4个关键结构参数为因素,基于正交试验设计方法,设计16组方案并制作流道样件,进行水力性能试验.采用极差分析和方差分析研究各结构参数对水力性能的影响效应.利用多元线性回归,建立流态指数和流量系数与4个结构参数的回归模型.结果表明,流道过水宽度,对流态指数的影响最显著,分水件与边壁距离的影响最小;分水件与边壁距离对流量系数的影响最大.回归模型效果显著,且准确度较高,可用于流道流态指数、流量系数的预测,研究结果可为新型双向流道的参数化设计及其结构优化,提供一定的理论指导.     

灌溉量及滴灌管埋深对无膜地下滴灌棉花产量的影响

通过设置灌溉量和滴灌管埋深的二因素三水平田间小区试验,研究灌溉量和滴灌管埋深对无膜地下滴灌棉花产量的影响,以明确在无膜条件下地下滴灌棉田灌溉量和滴灌管埋深的最优指标。结果表明,无膜灌溉量为4 200m3/hm2,滴灌管埋深5cm时,产量最高,为最佳无膜覆盖滴灌量和滴灌管埋深设置,当灌溉量较低时,滴灌管要深埋,反之,则要浅埋。仅从经济效益来看棉花种植采用地膜覆盖更好,但无膜覆盖具有较好的社会效益和生态效益。