有风条件下喷灌系统组合均匀度的计算理论与方法研究

喷灌系统组合均匀度是规划设计时的重要技术参数。在无风或微风条件下，可通过室外组合喷洒试验或依据单喷头试验资料用计算方法求得。在有风条件下，目前普遍采用的是以大量观测数据为基础的统计方法，由于试验条件、手段所限以及风的多变性，不但试验结果再现性差、且很难比较精确地求得某些特征风速（如灌溉期间的平均风速、设计风速）下的均匀度。本文提出了一种计算有风条件下喷灌系统组合均匀度的方法，经与实测值比较，表明具有较高精度。     

基于弹道理论有风条件下折射式喷头喷灌均匀度研究

为计算有风条件下折射式喷头水量分布及喷灌均匀度,以弹道轨迹理论为基础,依据风速分布模型,建立有风条件下折射式单喷头水量分布计算方法,采用该方法模拟出有风条件下Nelson D3000型喷头倒挂安装方式下水量分布特性,通过与实测资料进行对比,验证了模拟具有较高的准确度,可应用于有风条件下折射式喷头水量分布计算。在此基础上,选用4.76 mm(24号)喷嘴直径,模拟出不工况下单喷头水量分布,计算出组合情况下喷灌均匀度,分析了风速、风向、喷头间距、工作压力和安装高度5种因素对喷灌均匀度的影响,并对蒸发漂移损失进行了分析。结果表明:95%的置信区间下,喷头布置间距对喷灌均匀度的影响最显著,其次是安装高度和喷头工作压力,风速和风向对喷灌均匀度影响不显著。风速、喷头工作压力和安装高度都会对蒸发漂移损失产生影响,其中工作压力影响最大。当选用Nelson D3000型喷头在风速小于6 m/s的环境下喷灌时,应将喷头安装间距固定在2.13~3.04 m范围内。另外,该安装间距范围内,喷头安装高度和喷灌压力增大后,喷灌均匀度增大的效果不明显,因此应采用低压喷灌以降低喷灌系统运行成本;考虑到较高的喷头安装高度会产生较大的蒸发漂移损失,喷灌时还应适当降低喷头安装高度,以提高喷灌水分利用率。     

正三角形组合喷灌均匀度计算方法

喷灌均匀度是衡量喷头水力性能和喷灌质量的重要指标,为研究雨量筒取样间距、计算网格点间距以及插值方法对喷灌均匀度计算结果的影响规律,利用雨量筒径向间隔为1 m和2 m的Nelson R33型喷头无风喷洒试验数据,取1 m和0.5m的计算网格点间距,采用线性插值、立方插值、三次样条插值的两次插值法、距离插值法和平面插值法计算了克里斯琴森均匀度.结果表明,采样间隔1 m比2m计算出的均匀度小1.3～3.4个百分点;计算网格点间距越小,喷头组合均匀度越大,但相差都小于1.2个百分点.采用线性插值、立方插值、三次样条插值的两次插值法和距离插值法,喷灌组合均匀度计算结果非常接近,但平面插值法计算结果的差异较大.均匀度影响因素正交试验的方差分析结果表明,雨量筒采样间距、计算网格点间距、插值方法对均匀度的影响依次降低.     

有风条件下组合喷灌均匀度电算

一目的喷头组合喷洒均匀度是评价喷洒效果的一个重要指标,是设计喷灌系统时,确定喷头布局和末级管道间距必不可少的一个重要设计参数。由于进行设计时往往忽视组合均匀度问题,而造成在使用中的漏喷或喷洒极不均匀的现象,在有风情况下,问题更为严重。     

组合方式对喷灌均匀度的影响研究

【目的】研究喷头不同组合方式对喷灌均匀度的影响,得到最佳的组合方式。【方法】根据FYRB471 型喷头在不同工作压力下间距1 m采样所得的无风喷洒降水强度,针对喷头分别呈正三角形、正方形、正六边形等组合方式,拟合出了喷头在不同工作压力及组合间距下的降水强度,采用克里斯琴森均匀系数计算了相应的喷灌均匀度。【结果】当工作压力一定时,不同组合方式下的喷灌均匀度都随喷头间距的增大而减小;当喷头间距一定时,组合均匀度与工作压力正相关。当间距小于5.5 m时,不同工作压力下3 种组合方式的均匀度相差不大;当间距大于5.5 m时,随着工作压力或者组合间距的增大,正三角形组合方式所提供的喷灌均匀度最优,正方形组合方式次之,正六边形组合方式最低。正三角形组合方式喷头间距变大时,喷灌均匀度降低;工作压力过大或间距过小时会增加成本,因此农业生产可兼顾考虑效率和成本选择喷头的组合方式以及工作压力,制定合理的喷灌方案。【结论】当组合间距介于5.5 m和8.5 m之间,工作压力介于200 kPa 与320 kPa 时,应考虑采用正三角形组合方式,此时的喷灌均匀度最高,达80%以上;当组合间距小于等于5.5 m时,不同工作压力下的均匀度基本相同,应考虑采用正六边形组合方式,单个喷灌设备覆盖范围最广,成本最低。     

喷灌水量分布的遗传神经网络模拟与组合均匀度计算

喷头的水量分布与工作压力 H、风速 V等密切相关 ,但难以找出描述其间关系的显式方程。这使得喷灌系统的布置优化、模拟仿真乃至运行控制不太方便 ,不利于电算。采用遗传神经网络较好地模拟了喷头水量分布及其与 H、V的关系 ,给出了基于这种模拟的喷灌组合均匀度计算方法 ,并通过实例验证了该方法。     

行喷式喷灌机喷灌强度和均匀度的计算

本文根据国外机组引进课题以及几次喷灌机设计计算的总结与研究,说明并推求出时针式喷灌机和平移式喷灌机喷灌强度和均匀度的计算公式,且提出了喷头水量分布的模拟计算方法。文章主要解决了行喷式喷灌机的喷灌强度和均匀度的计算问题。     

喷灌条件下土壤水分分布的数值模拟研究

现有试验研究结果表明,喷灌水量在土壤中的分布比其在地面的分布要均匀得多。通过建立三维土壤水分运动数学模型来模拟喷灌条件下土壤水分运动情况,并用经济解法对方程进行求解。使用编制的程序进行实例计算的结果表明,喷灌水量在土壤中的分布要比在地表的分布均匀得多。喷灌水量在土壤中分布的均匀性与初始的土壤水分分布均匀性有较大的关系。     

动态水压坡地喷灌水量分布特性与均匀度研究

针对坡地喷灌水量分布不均匀、灌溉质量较低的问题,将动态水压供水技术引入坡地喷灌,以雨鸟LF1200型喷头为研究对象,分析了动态水压喷灌对喷头流量、射程、喷洒湿润面积、单喷头水量分布和组合喷头水量分布及均匀度的影响。结果表明:对于单喷头而言,采用动态水压喷灌的上下坡射程差在2.3 m左右,动压参数中动压振幅对射程影响较显著,动压喷灌时,振幅建议采用喷头正常工作压力范围内的较大值;单喷头水量分布均匀度在56%左右,动态水压参数对单喷头水量分布和喷灌均匀度影响不显著。在组合喷头的情况下,采用正三角形和矩形布置的均匀度高于正方形布置,其中采用矩形布置喷灌质量最佳。综合考虑工程投资、水量分布以及均匀度,动态水压喷灌时,当喷头采用三角形布置方式时,建议喷头间距为1.0～1.2R(R是喷头平地射程),当喷头采用矩形布置方式时,坡向间距宜采用0.6～0.8R,垂直坡向间距宜采用1.0～1.2R。     

有风条件下喷灌水滴微物理特征与抗风性研究

风力作用易引起喷灌水滴的漂移,造成喷灌水利用系数和喷洒均匀系数的降低.采用2D-Video-Distrometer实测了通过风场水滴的轴比、速度与落地角度等微物理特征,构建了风场中的水滴漂移模型.结果表明:风力作用导致水滴形状发生改变,水滴粒径越大,变形越明显.受风力驱动,水滴具有水平分速度,落地角度产生明显的倾角;风...     

有风条件下多喷头组合喷洒均匀度的解析计算方法

喷头喷洒均匀度一方面是评价和研究喷头水力性能的一个重要指标,另一方面也是喷灌系统规划设计中确定喷头布局和间距必不可少的一个重要设计参数。多喷头喷洒组合均匀度取决于单喷头喷洒雨量分布状况。在无风条件下,由于单喷头     

恒压喷灌系统喷洒水特性变化规律的试验研究

针对恒压喷灌系统压力变化的特性,通过试验得到了在不同工作压力及压力的周期变化情况下,ZY-1、ZY-2型喷头组合喷灌强度及均匀度的变化规律。结果表明,不同工作压力下,平均喷灌强度及组合均匀度与压力之间基本成线性关系;在一定的压力变幅下,系统压力的周期变化对平均喷灌强度及组合均匀度的影响较小,在压力周期不变的情况下,不同...     

自压喷灌设计中干管管径计算方法的探讨

自压喷灌设计中,对干管管径的选择,目前计算方法较多,但受各种条件、参数的限制,又有不同的适用范围。在工程设计中选用哪一种计算方法较合适,不易掌握。现列举一设计实例,对4种简单易行的计算方法进行探讨,分析4种计算方法的适用条件和范围,为工程设计提供一些帮助,在实际工程设计中可因地制宜选用。     

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.