微孔陶瓷灌水器流量影响因素研究

制备了3种孔径相同但开口孔隙率不同的粘土基微孔陶瓷,将3种微孔陶瓷加工成圆片并分别组装成灌水器,以灌水器的水力性能研究为基础,详细讨论了灌溉系统的水头以及微孔陶瓷片厚度和开口孔隙率对灌水器流量的影响。结果表明,微孔陶瓷灌水器的流量与灌溉系统的水头呈正比;微孔陶瓷片的厚度和开口孔隙率对灌水器的流量均有影响,其中开口孔隙率的影响最大,厚度的影响次之;由于微孔陶瓷的渗透系数与开口孔隙率满足幂函数关系,故随着微孔陶瓷开口孔隙率的增大,灌水器的流量呈幂函数快速增大;随着微孔陶瓷片厚度的增加,灌水器的流量缓慢降低。     

烧结温度对氧化硅微孔陶瓷灌水器性能的影响

烧结温度是制备微孔陶瓷灌水器的关键控制因素。研究以石英砂主要原料,制备了一种渗灌用氧化硅微孔陶瓷灌水器,分析烧结温度对微孔陶瓷灌水器结构及水力性能的影响。结果表明:氧化硅微孔陶瓷的主要成分为SiO_2和CaAl_2Si_2O_8,其主要物质成分不随烧结温度发生变化;随烧结温度的增大,微孔陶瓷密度和开口孔隙率均有减小,且孔隙的均匀性降低,孔径分布范围增大;灌水器具有稳定的渗流效果和较好的压力~流量关系,且随烧结温度的提高,渗流系数增大。     

粘土基微孔陶瓷渗灌灌水器制备与性能优化

提出了一种渗灌用粘土基微孔陶瓷的低成本制备工艺,通过对比不同制备工艺对粘土基微孔陶瓷的抗弯强度、线收缩率和开口孔隙率的影响规律,筛选出综合具有较高抗弯强度、较小线收缩率和较高开口孔隙率微孔陶瓷的最佳制备工艺。研究表明:烧结温度及炉渣的掺量和粒径对粘土基微孔陶瓷的物相成分、抗弯强度、线收缩率、开口孔隙率和微观结构有较大影响。其中,烧结温度为1 075℃,炉渣掺量质量分数为10%~30%的粗颗粒粘土基微孔陶瓷具有9.0~11.0 MPa的抗弯强度、3.8%~4.7%的线收缩率和36.8%~44.8%的开口孔隙率,是制备渗灌灌水器的理想材料。     

免烧微孔陶瓷渗灌灌水器制备与性能研究

旨在确定免烧微孔陶瓷的配比,开发出一种价格低廉的免烧微孔陶瓷灌水器。通过改变硅藻土的含量,分析了免烧微孔陶瓷开口孔隙率和灌水器水力特性的变化规律,筛选出兼备良好出流能力和耐久性的灌水器。最后测试了灌水器在土壤中的渗流特性,灌水器在土壤中渗流流量随时间逐步减小,最终趋于稳定。结果表明:硅藻土的添加能有效改善灌水器的出流能力,其中硅藻土含量为5%的微孔陶瓷灌水器兼有优良的出流能力和耐久性,是一种适合应用于渗灌灌水器的新型材料。     

原料配比对 α-SiO2基微孔陶瓷灌水器性能的影响

选取石英砂为骨架材料,碳粉为造孔剂,高岭土、钠长石为粘结剂制备α-SiO₂-莫来石复相多孔陶瓷灌水器.研究了原料配比对多孔陶瓷灌水器性能的影响规律,得到了多孔陶瓷灌水器的最优配比.结果表明:石英砂含量过高易引起材料性能的下降.随着碳粉含量的增加,多孔陶瓷的孔隙率逐渐加大,密度逐渐降低.钠长石、高岭土含量的增大使得玻璃相的生成减少,晶相含量的上升,有利于改善强度.灌水器的流量随工作压力的增大而增大,其规律近似于线性.在同一工作压力下,随着造孔剂含量的增加,微孔陶瓷灌水器的流量也随之增加,这归因于微孔陶瓷孔隙的增加.多孔陶瓷灌水器渗透系数与孔隙率成幂函数关系.当原料中石英砂:碳粉:高岭土和钠长石质量比为60∶15∶25时,α-SiO₂基多孔陶瓷灌水器兼备良好的材料性能和水力性能,可以满足田间使用要求.     

渗灌用黏土基微孔陶瓷灌水器入渗性能研究

针对3种孔径相同开口孔隙率和渗流面积不同的黏土基微孔陶瓷灌水器,进行了水力性能和土壤入渗试验研究。结果表明,相同条件下微孔陶瓷开口孔隙率和渗流面积越大,灌水器渗流量越大;灌水器入渗性能受灌水时间、土壤类型和进口压力的影响。随着灌水时间延长土壤含水率增加,入渗速率减小;在无压条件下,黄绵土入渗速率较砂土大,随着进口压力增大,砂土入渗速率大于黄绵土入渗速率;同时随着进口压力增大灌水器入渗速率增大且稳定时间缩短。     

微孔混凝土渗水管道的水力性能研究

基于水力性能优异的微孔混凝土渗水管道,提出了一种灌溉水输送和渗流同步进行的渗灌方式。以砂子和水泥为原料,采用干压法制备了长度为500 mm、外径为70 mm、内径为50 mm的微孔混凝土圆管,将圆管连接成长20 m的渗水管道,详细研究了渗水管道的水力性能。结果表明:微孔混凝土渗水管道的单位长度流量随系统水头的增大线性增大;系统水头变化对渗水管道前段水头影响较大,对渗水管道后段水头影响较小;渗水管道前段沿程水头减小速度较快,中段沿程水头减小速度逐渐变慢,后段沿程水头减小速度非常缓慢。该研究为微孔混凝土渗灌系统的构建和使用提供了依据。     

不同灌溉模式下微孔混凝土灌水器流量变化规律研究

以尿素、磷酸二氢铵、硫酸钾3种化肥为例,详细研究了微孔混凝土灌水器在不同灌溉模式下的流量变化规律。结果表明:单纯灌水时,灌水器流量会小幅下降,灌水器内少量沙粒被水剥离堵塞微孔是导致其流量下降的主要原因,灌水器的孔径较大,自来水中的离子在其微孔中沉积对其流量影响很小。水肥灌溉时,加入不同的化肥对灌水器的流量影响很大;尿素中不含难溶物质,加入水中不影响灌水器的流量变化规律;磷酸二氢铵和硫酸钾中含较多难溶物质,加入水中会堵塞灌水器的微孔,导致灌水器流量快速下降;将磷酸二氢铵和硫酸钾配成溶液进行过滤后再加入水中,可避免灌水器堵塞,保证灌水器流量稳定。该研究为微孔混凝土灌水器的科学使用奠定了基础。     

绿化混凝土力学性能研究

绿化混凝土既具有混凝土护岸的稳定性和抗冲刷性能,又具有植物护岸的景观适宜性和生态功能,因而在河流护岸工程中得到广泛应用。研究了水灰比、水泥用量、骨料粒径、龄期等对绿化混凝土力学性能、表观密度和孔隙率的影响,发现了其中的规律性。研究表明,当采用最优水灰比时,随水泥用量增加,绿化混凝土的抗压强度、抗折强度和表观密度线性增大,孔隙率线性减小;随骨料粒级增大,绿化混凝土的抗压强度、抗折强度和孔隙率线性减小,表观密度线性增大;绿化混凝土的强度随龄期增长而增大,7 d龄期抗压强度为28 d龄期的0.80倍。     

硅藻土微孔陶瓷灌水器水力性能研究

灌水器是渗灌系统的重要组成部分。针对硅藻土微孔陶瓷灌水器,测试了其在干燥状态和浸泡饱水状态下的压力流量特征;将渭河天然泥沙经140目筛子筛分(d≤300μm)后,配置成3种含沙量的浑水,对灌水器进行短周期灌水试验;用0.75 g/L的浑水进行灌水方法试验和灌水器浸泡饱水后灌水试验。结果表明,硅藻土微孔陶瓷灌水器压力与流量呈对数函数关系,随着压力增大,额定流量增大;清水灌溉时,随灌水次数增加,流量小幅度下降。灌水24次时,流量下降幅度约为10%;浑水试验时,流量除受灌水次数影响外,还受泥沙量的影响:相同灌水次数,含沙量增大时,流量下降幅度较大;浸泡处理减小了灌水器初始流量,减缓流量下降幅度。微观形貌进一步显示微孔陶瓷孔径在10~80μm范围内,因此含沙水灌溉严重影响灌水器使用效果。     

水利工程坝后保温板抗裂防冻害技术应用研究

以新疆某水利枢纽工程坝后混凝土面板保温层为研究对象,研制出一种在无养护条件下,水胶比22％、粉煤灰(I级)掺量10％、单位用水量13 kg/m3、减水剂掺量2％、水泥P.O42.5R、石英砂(细度模数为2.3),3d抗压强度为25.3 MPa、抗折强度为5.1 MPa,与保温板适应性好,适用于严寒地区水工建筑物混凝土表...     

水库由无砂混凝土管渗流取水能力与效率试验研究

根据渗流理论,结合工程实际,以不同配比的无砂混凝土管为研究对象,探讨无砂混凝土管在不同粒径滤料的颗粒级配和多种防冲层材料条件下对渗流取水效能所产生的影响和变化规律。根据试验结果可以得出：水库采用无砂混凝土管取水的能力是可观有效的,滤料颗粒继配良好,防冲层为无砂混凝土板时无砂混凝土管的渗流能力和取水效率较为理想。     

微喷灌稳流器流道水沙两相流数值模拟

针对微喷灌压力补偿灌水器流量调节不稳定、流态指数不达标的难题,设计一种结构紧凑且适用于微喷灌大流量的稳流流道结构,并通过数值模拟分析流道结构的消能机理和抗堵塞性能.应用ANSYS FLUENT软件,采取RNG k-ε模型获得消能流道内的压力场、速度场、涡量场以及颗粒物沉积分布情况.结果显示,流场结构的自冲洗性能优良,流道内局部沙粒浓度最高不超过8.5%,300 kPa工作压力下的抗堵塞性能最好.流道内部的涡量是反映含沙量的重要参数,涡量值与沙粒浓度成反比.W型圆弧流道及变径流道结构可以增加流体的紊动程度,有效地消能稳流,使灌水器在大流量下保证稳定良好的水力性能.研究结论为压力补偿灌水器的内部流道结构的优化提供了一定的参考.     

风积沙混凝土力学性能及孔隙特征

为了解决中国西北地区天然河砂分布不均及资源短缺的问题,利用库布齐沙漠风积沙替代部分天然河砂作为细骨料配制风积沙混凝土,通过立方体抗压强度、劈裂抗拉强度与核磁共振孔隙等因素对风积沙混凝土进行试验研究.结果表明:随着风积沙掺量增加,混凝土立方体抗压强度与劈裂抗拉强度均呈先增高后降低的趋势,且风积沙掺量分别为20％,30％与...     

农水建筑物混凝土双掺及真空脱水技术的应用研究

为将混凝土双掺和真空脱水工艺在农田水利装配式配套建筑物上应用，在江苏铜山县采用电厂粉煤灰和木钙减水剂配制了双掺混凝土，并进行真空脱水试验。结果表明，双掺混凝土可节约水泥１０％～１５％，强度也能达到设计要求，具有一定的技术经济效益；混凝土拌和物经真空脱水处理后，早期强度提高，拆模时间提前，可提高工效。     

石羊河流域咸水灌溉对土壤物理性质的影响

为揭示咸水灌溉对土壤水力特性的影响机制,探求西北内陆干旱地区的合理灌溉模式,对石羊河流域中游地区开展制种玉米咸水灌溉田间试验,通过设置4种灌溉水矿化度水平(0.71,3.00,6.00,9.00 g/L),研究土壤盐分对土壤容重、孔隙度、质地和饱和导水率的影响.研究结果表明:对土壤进行咸水灌溉会引起土壤容重、孔隙度的改变,从而改变土壤饱和导水率.随着灌水次数的增多,各个处理土壤容重都越来越大,孔隙度越来越小,从而使得饱和导水率越来越小.此外咸水灌溉还会引起土壤质地的改变,特别是黏粒含量的增大,会使土壤饱和导水率减小.研究成果对咸水资源的高效利用及农业的可持续发展,具有重要的理论意义和实用价值.     

新型微压滴灌灌水器水力性能试验研究

在试验室内,对研制的微压灌水器进行了水力性能试验。试验结果表明:在微压(2~5 m)工作时,新型微压滴灌灌水器在自由出流状态下的出流规律符合设计要求;在工作压力范围内,微压灌水器的流量稳定,变化小;新型微压滴灌灌水器在连续工作1周后流量略有变化,出流更加均匀;微压滴灌灌水器抗堵塞能力强,性能可靠。     

基于MATLAB的BP神经网络对特细砂混凝土强度预测的研究

混凝土抗压强度是混凝土最重要的性能之一,是混凝土质量控制最核心的内容。通过介绍混凝土强度的预测方法、BP神经网络预测的过程,在主要考虑水灰比、砂率和水泥用量3个因素的情况下,基于MATLAB用BP神经网络预测特细砂混凝土强度。分析表明：通过BP神经网络模型拟合的计算期望值和实际值的相关系数达到0．96287,相关性非常显著。