滴灌用过滤装置的研究现状及发展趋势

由于滴灌灌水器流道较小,滴灌系统对水质要求颇高,因此过滤装置在滴灌中非常重要。国内外学者对其进行了大量的研究和研发工作。在此背景下,在简要阐述滴灌用砂石、网式、叠片式和离心式过滤器工作原理的基础上,对滴灌用过滤器的研究现状进行了系统归纳总结,对过滤器研究存在问题和发展趋势进行了讨论。认为目前针对过滤器水头损失和堵塞的变化规律及影响因素的试验研究较多;在建立过滤器水头损失理论计算方程和模型模拟过滤器内部水流流态等方面已引入流体计算模型;而砂石过滤器滤料和滤帽、网式过滤器自清洗装置、叠片式过滤器叠片以及一体式组合过滤器结构的改进等是过滤器研发的热点。研究认为将来过滤器的研究研发工作可重点针对过滤器模拟技术和适应我国国情的过滤器研制等方面展开。本研究可为滴灌用过滤器的研究提供一定的技术支撑。     

基于流化原理的气吹供种装置的设计与流场仿真

设计了基于固体流态化原理的气吹供种装置,并应用CFD软件Fluent对种子流化室进行流场仿真,分析了供种装置流化室内距离布风板不同高度H的参考横截面和出口处流场的分布。结果表明:气流流场的不均匀性随距离布风板高度H的增加而减小;同时,由于壁面摩擦阻力的存在,近壁附近区域气体流速最小。仿真分析可为气力供种装置的优化提供理论支持。     

一种滴灌带铺设装置

为适应在内陆省份棉花种植区推广棉田膜下滴灌技术的实际需要。由河北国农节水工程有限公司研制开发了一种与小型地膜覆盖、播种机配套使用的滴灌带铺设装置,经在河北省邢台地区实际应用。效果良好。它具有结构简单、易于制造、节省投资和铺膜质量可靠的优点。可由农民自己动手改装。本文以图文形式详细介绍了该装置的设计方法,为棉田膜下滴灌技术在内陆省份的推广应用提供了一个成功的经验和一种设计思路。     

基于Fluent流场分析的拖拉机齿轮泵结构优化设计

由于工作压力和成本相对较低,齿轮泵被广泛用于农业机械中,包括拖拉机、收割机等机械的液压传动系统中。为了准确地捕捉拖拉机齿轮泵内流场的变化,将Fluent仿真软件引入到了齿轮泵的仿真模拟计算过程中,并采用UDF编程动网格技术对齿轮泵进行动了态数值模拟,分析了齿轮泵在齿轮旋转情况下的内部流场的变化。数值仿真模拟计算结果表明:采用Fluent软件和动网格技术,可以实现拖拉机齿轮泵的动态仿真模拟过程,且采用软件模拟的镜像技术可以有效地降低计算量,提高计算精度,为新型拖拉机齿轮泵的结构优化设计提供了借鉴。     

轿车车身空气动力稳定性分析及结构优化设计

针对轿车车身结构优化设计问题,基于有限元分析法建立了轿车车身三维实体模型、网格划分模型,并进行了整车车身空气动力流场分析;考虑到车身(包括底盘)的平滑设计,研究了轿车车身空气动力稳定性能对车身结构优化设计的影响,保证汽车在运行中减少前方的空气阻力,同时减少车尾产生的真空涡流,提高汽车的动力性能。     

滴灌系列水力性能检测装置的研制

论述了滴灌系列水力性能检测装置的总体结构、硬件选择、电气控制系统的设计,以及试验过程说明。该装置适用于滴灌带、滴灌管和滴头等节水灌溉元件的水力性能测试。     

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.     

盘吸式播种机吸盘流场性能分析与优化

盘吸式穴盘育苗播种机是设施农业生产机械化的重要装备,其吸盘结构与真空气室的流场特性对吸排种性能具有显著影响.在传统的吸盘设计与研究中均采用测点试验方法,其不能形象、准确描述内部流场规律.本文利用CFD方法对不同结构形式吸盘的流场进行分析,并对吸盘结构进行优化设计.数值模拟与样机试验表明,改进后的吸盘内部流场与压力场均匀,各吸嘴口处流速一致性明显提高,为吸盘的设计提供了新思路.     

可移动地下滴灌装置的研制开发

在总结不同滴灌形式优缺点的基础上，开发出一种新型移动式地下滴灌装置。它采用定型化设计、标准化配套的全移动操作模式，使得其管材用量少、重量轻，部件间安装、拆卸方便，整体上具有移动简捷、灵活，实用性强，库存方便，维护检修费用较少，使用寿命长的特点，平均亩投资2250元，较适用于干旱、山丘区烟草、蔬菜及其它类似非密植栽培作物的抗旱灌溉。此装置的发明，创造出一种全新的滴灌方式。     

田间滴水灌溉试验与应用研究

通过选用较简单设备,按照一定的工作方法做近似模拟田间滴灌试验,观测分析土壤湿润模式,提供微灌技术参数选择依据,为工程设计服务。     

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。     

不同类型滴灌带灌水均匀度田间试验分析

"十二五"规划中指出发展节水灌溉的同时保证低能耗,为此,低压低能耗的微灌技术将成为未来节水灌溉发展的核心。实验选取了自治区节水灌溉重点县自动化滴灌示范基地中使用较多的两种不同类型滴灌带作为研究对象,分析了不同铺设坡度、铺设长度、入口压力等对滴管带灌水均匀度的影响。结果表明,该自动化滴灌示范基地中采用的两种滴灌带均能满足设计的灌水要求,均匀度良好。从试验结果中还发现A型滴灌带在低压条件下进行灌水均匀度良好,综合分析且在耗能上较B型滴灌带低,能够达到低压低能耗微灌技术的要求。     

不同类型滴灌带灌水均匀度的田间测试分析

以4种不同类型滴灌带为材料,在田间测定不同压力条件下滴灌带管末压力损耗变化和单孔出水量变化,不同压力、滴孔间距和管壁厚度对滴灌带灌水均匀度的影响。结果表明:随管入口压力增强,滴灌带压力损耗均增大,以D型滴灌带损耗最大;单孔流量随压力增强也增大,在相同压力条件下D型滴灌带单孔流量明显高于其他3种滴灌带;灌水均匀度随入口压力增强而升高,随滴孔间距增大先升高后降低,随管壁厚度增加而升高。4种滴灌带灌水均匀度以C型最高(Eu98%),受入口压力变化影响小;B型居中,A型和D型较低;在生产实际中应根据田间实际情况,确定适宜的滴灌系统工作压力,选择适宜滴孔间距和管壁厚度的滴灌带,提高灌水均匀度,降低运行成本。     

水肥一体化灌溉装置蠕动泵结构优化

在高精度水肥一体化装置的研究中,蠕动泵作为动力源存在局部回流问题.为了降低蠕动泵回流程度和减少水力损失来提高配肥精度,设计了蠕动泵混肥注肥一体化的精准灌溉装置,建立了性能参数模型,并分别采用蠕动泵辊子数量为2、3和4的不同泵头结构,对流量、压力和泵管温度进行了水力性能试验及分析.结果表明:四辊子结构蠕动泵相比于双辊子和三辊子结构,流量分别增加了22％和7％,回流程度分别降低了23％和8％,最大压力分别提高了0.105 MPa和0.030 MPa,泵管最大温度分别增加了13℃和8℃.经过试验对比,四辊子的泵头结构对泵管高频率挤压,流体回流起到减缓作用,水力损失减小,泵流量和压力均有所提高.得出蠕动泵四棍子结构为水肥一体化动力源较优结构.     

非全流土壤排渗过滤装置对黄河含沙水过滤和滴灌堵塞的影响研究

为解决黄河含沙水滴灌过滤粘粒不易去除的问题,采用对比试验方法,设置了竖直地埋管式(V)、水平地埋管式(L)、辐射井管式(R)、渗水井管式(S)4种非全流土壤排渗过滤装置,进行了非饱和土壤处理(V2、L2、R2)与饱和土壤处理(V1、L1、R1和S)条件下的黄河含沙水过滤性能试验.试验结果表明:V1、L1、R1处理比V2...     

自动化控制滴灌系统在大田棉花方面的应用

滴灌节水技术在农场得到了快速发展,其中提高技术人员、管理人员的知识水平和广大农工的节水意识以及文化素质,是使滴灌节水技术能否持续发展的关键.因此,根据农场条田大、机械化作业程度高等特点,尝试建设大田滴灌自动化系统,介绍了该系统的安装与运行情况以及项目实施效果,为今后发展和建设节水农业探索新路.     

基于磁化装置的滴灌施肥监控系统

在传统滴灌施肥的基础上设计与之结合的磁化装置,并实现以IPC+PLC为中心的监控系统,该系统通过线圈产生可调的稳恒磁场,在外加磁场环境下使肥料与水融合,提高水肥耦合效应,在此基础上由操作人员通过上位机人机界面实现对滴灌施肥过程的全程实时监控。能够实现控制量的输入,控制过程状态变量的采集,显示和保存（时实曲线、历史曲线、数据库操作等）,数据处理结果的输出、打印及数据查询。     

喷雾机预混装置动态流场分析与参数优化

针对喷雾机预混装置预混时间长、预混效果及均匀性参差不齐等植保作业中存在的实际问题,基于现有喷雾机预混装置,结合田间作业过程中1 000 L喷雾机农药制剂使用量和预混药液输送需求,确定了预混药箱、预混喷头、上药阀等关键部件的基础参数。采用ANSYS-Fluent对不同液面高度时预混动态流场特性进行分析,得到预混药箱内流场的动态分布规律;采用二次回归正交旋转中心组合优化试验方法,以预混喷头工作压力和空间位置参数为影响因素,药液均匀度变异系数为评价指标,利用多岛遗传算法优化获得预混效果较好的参数组合：预混喷头工作压力0.3 MPa、与底部平面距离200 mm、与背部垂直平面的距离70 mm。针对粉剂农药进行场地试验,结果表明：预混药液均匀度变异系数为32.99%;上药阀在压力0.2～0.5 MPa下稳定送药,无回流现象。