滴灌压差施肥技术研究概况与发展趋势

压差施肥是目前滴灌上应用最普遍的一种灌溉施肥技术,具有广阔的应用前景。按照施肥时肥料的运动过程,从压差施肥装置的水力性能、滴灌水肥点源入渗、田间水肥施用管理3个方面,对滴灌压差施肥研究现状进行了总结,并指出研究存在的问题。分析认为未来的研究应进一步突出压差施肥特点,尤其是把握浓度衰减的特征,在此条件下研究施肥器的水力性能和点源入渗规律,制定合适的灌溉施肥制度,使压差施肥技术的研究更系统、全面。为滴灌压差施肥技术的研究和推广提供一定借鉴。     

小管径滴灌带性能试验及应用研究

介绍了一种管径为8mm的小管径温室专用滴灌带的结构与工作原理，研究了小管径滴灌带的水力性能并对其进行了经济分析。根据其田间推广情况，认为小管径滴灌带具有较好的水力性能和价格优势，有较强的市场竞争力，是符合中国国情的一种新型滴灌产品。     

滴灌用水动活塞叠片式自动过滤装置的研制

以滴灌过滤装置自动化、节能和降低运行成本为目标,攻克了高效过滤、自动反冲洗和连续出水等关键技术难题,自主开发了水力驱动活塞反冲洗装置、螺旋盘、凹槽式叠片组合结构,成功研制了水动活塞叠片式过滤装置,并已批量生产和应用。试验结果表明,该装置具有自动过滤、清洗和排污功能,节能降耗效果显著,过滤洁净率大于95%,可替代进口产品。该装置的成功研制与推广应用对促进我国滴灌系统自动化和国产化具有重要意义。     

肥液种类及浓度对滴灌施肥系统水力性能的影响

为探索肥料因素对滴灌施肥系统水力性能的影响,通过试验研究了肥液种类和浓度对滴灌带滴头流量和均匀度等水力特性的影响.结果表明:滴灌出流特性受肥料溶解性能影响,溶解性能越好,影响越小;水溶肥因其全溶于水的特性,对出流基本无影响,是滴灌施肥的首选肥料种类;复合肥随浓度增大,滴头平均相对流量Dra和灌水均匀度系数CU减小,且浓度越大,Dra、CU减小越大,堵塞率增大,滴灌带堵塞风险加大;不同温度复合肥加肥浓度阈值不同,10℃、20℃、30℃、40℃时其浓度阈值分别为4.0 g/L、5.0 g/L、7.0 g/L和8.0 g/L.实际应用中滴灌施肥系统根据温度等环境条件选取相应肥液浓度可控制系统堵塞风险.     

基于CAD的滴灌系统水力自动计算模

针对滴灌CAD系统中水力计算与管网布置的耦合问题,研究了管网图形识别及有效性判定,并基于AutoCAD二次开发思想,应用步进法水力学解析原理,建立了滴灌系统计算机辅助设计水力计算模型,有效地将管网图形与水力计算耦合,使水力计算结果及时反馈到管网图形中,为实际工程管网水力性能的优化提供了技术手段。通过算例对该模型进行了验证,结果表明,应用该模型计算出的流量和水头偏差率均在允许范围内,管网识别及水力计算过程可在     

间接地下滴灌导水装置规格参数模型研究

根据灌水过程中质量守恒原理建立了导水装置规格(直径,高度)参数求解模型,该模型中综合考虑了滴头流量、灌水定额、土壤水力特性参数以及活动水位等因素对导水装置规格的影响。通过室内恒定水头积水入渗试验的设计和研究,定量化了土壤水力特性参数对导水装置规格参数模型的作用,并研究了导水装置内水位深度的动态变化规律。结果表明,当忽略导水装置内积水深度的动态变化对土壤水力特性参数的影响时,与一维垂直入渗规律相似,导水装置内积水入渗累计入渗量与时间的关系可用菲利普公式进行拟合,但在土壤类型一定时,间接地下滴灌的参数渗吸系数S和稳定入渗速率if还与土壤上方的积水面积有关。当滴头流量大于土壤入渗速率时,导水装置内开始产生积水,且积水深度处于不断上升的过程。该模型的建立为间接地下滴灌导水装置规格的选取提供了理论指导。     

基于CAD的滴灌系统水力自动计算模型

针对滴灌CAD系统中水力计算与管网布置的耦合问题,研究了管网图形识别及有效性判定,并基于AutoCAD二次开发思想,应用步进法水力学解析原理,建立了滴灌系统计算机辅助设计水力计算模型,有效地将管网图形与水力计算耦合,使水力计算结果及时反馈到管网图形中,为实际工程管网水力性能的优化提供了技术手段.通过算例对该模型进行了验证,结果表明,应用该模型计算出的流量和水头偏差率均在允许范围内,管网识别及水力计算过程可在10min内完成.     

微压滴灌灌水器设计及快速开发平台技术

针对目前滴灌技术研究向低能耗方向发展的趋势,为降低滴灌系统成本,基于计算流体力学两相流CFD数值计算,进行了新型的微压抗堵灌水器结构CAD设计,并应用微PIV系统测量研究其内部流动特性,着重进行了微流道两相流PIV测量和分析.结合高精度激光快速成形技术(RP＆M),建立了微压滴灌灌水器快速开发平台,制作微压灌水器实验件并进行其水力性能及抗堵性能分析,经过回归分析得到微压滴灌灌水器的结构参数水力性能经验公式,为设计新型抗堵微压灌水器提供理论依据.     

滴灌泵站调速工况等效性理论分析

为了探明滴灌加压泵站调速运行条件,分析了滴灌泵站运行特点,并在叶片泵基本方程基础上分析了滴灌泵站装置运行工况与离心泵调速运行工况之间的关系,以及影响调速工况等效性的因素。结果表明,虽然在理论上滴灌泵站调速运行中离心泵运行工况可以无条件等效,但是,实践中滴灌系统过滤装置水头损失升高,使系统装置特性曲线斜率增大,并且还随着水泵调速幅度的增加而增大,不仅使得水泵调速前、后工况效率不相等,还将导致滴灌系统不能正常工作。所以滴灌泵站的调速范围应小于允许的单泵调速运行范围。另外,水泵降速超过一定范围后造成叶轮内速度三角形夹角α2（叶轮出口处叶片的牵连速度与流体绝对速度之间的夹角）增大,叶轮水力条件不再相似,水泵调速前、后的运行工况的效率不再相等。本研究对完善滴灌泵站管理理论有帮助。     

立式轴流泵装置的三维湍流流动数值模拟

采用三维湍流数值模拟方法对南水北调东线工程某泵站立式轴流泵装置进行了优化水力设计研究工作;分别建立了轴流泵模型和立式轴流泵装置几何型体数学模型,并分别对轴流泵模型和立式轴流泵装置的内部流动进行了三维湍流数值模拟,计算所得的轴流泵模型的水力性能与模型试验的结果一致;轴流泵装置数值计算所得的水力性能与装置模型试验结果的基本规律相符。计算结果表明:采用数值计算的方法研究立式轴流泵装置内部的三维湍流流动及其水力性能是可行的,在此基础上对立式轴流泵装置进行深入的优化水力设计,可以最大限度地提高泵装置的水力性能。