均匀坡下微灌支管系统允许压力偏差分配比例的数值解法

本文通过对支管系统最大压力偏差计算方法的简化，推导出均匀坡下微灌支管系统允许压力偏差分配比例的解析公式，并对有关问题进行了简要讨论。     

自压滴灌支管灌水单元设计方法

为了解决山地自压滴灌支管灌水单元水力设计问题,以滴头制造偏差、水力偏差和微地形偏差产生的综合流量偏差率作为灌水均匀度衡量标准,计算出支管灌水单元不同压力区允许水压力偏差和最大水压力,根据不同压力区支管水压力递推关系,确定出支管压力偏差分配系数,将支管单元设计转变为支管设计和毛管设计;支管设计采用两阶段设计法,计算出支管各节点水压力,根据该水压力和不同压力区允许最大水压力,对支管进行压力单元的划分,在不同压力区选择不同类型的滴头,使滴头额定工作压力与地形高差提供的工作压力相匹配．研究结果可直接用于山地支管灌水单元设计,计算可在Excel表格中完成,设计方法简单实用．     

微灌支管系统水力设计方法的商榷与建议

本文针对目前微灌设计中存在的相对水头偏差没有真正介入支管；毛管设计参数与支管设计参数之间的关系不明确等两个问题，提出了用平均水头法设计支管的设想，并对支管系统的相对水头偏差的计算方法进行了论证。     

微灌支管系统水力设计方法的商榷与建议

本文针对目前微灌设计中存在的相对水头偏差没有真正介入支管；毛管设计参数与支管设计参数之间的关系不明确等两个问题，提出了用平均水头法设计支管的设想，并对支管系统的相对水头偏差的计算方法进行了论证。     

温室滴灌系统支管水力性能及简化计算研究

我国温室产业近年来发展迅猛,由于面积、种植结构与密度等与大田差异较大,沿用大田滴灌系统的设计方法已不适宜,需要根据温室的具体条件确定设计方法。根据我国普通单栋温室情况,通过室内试验研究分析了入口压力、支管长度、毛管间距3个因素对滴灌系统中支管沿程压力分布的影响。结果表明:支管沿程压力分布的均匀性随支管长度的增加、毛管间距和首部压力的减小而降低。结合滴头的水力特性参数得出支管上的最大允许压力偏差为30.85%。毛管间距0.6、0.9和1.2m条件下,满足水力偏差要求的单栋温室支管最大铺设长度分别为20、40和60m。运用量纲分析方法将影响支管水头损失的基本量导出为3个无量纲量υd/ν、υ2/(g d)和L d/s2,通过多元回归建立支管水头损失的经验预测模型(R2=92.4%)。分析了支管能坡曲线的函数形式,回归得到了支管水头损失比和沿程压力分布模型。以上模型预测值与实测数据拟合效果良好,可用于温室滴灌系统水力计算及规划设计。     

温室滴灌系统支管水力性能影响因素试验研究

通过室内试验研究分析了入口压力、支管长度、毛管间距3个因素对滴灌系统中支管水头损失及沿程压力分布的影响。结果表明:支管上的水头损失随着支管长度和入口压力的增大而增大,随毛管间距的增大而减小,但入口压力增大也同时使得支管沿线压力分布更为均匀。毛管间距0.6、0.9和1.2m条件下,满足水力偏差要求的支管最大铺设长度分别为20、40和60m。支管沿程压力分布曲线服从三次多项式关系,R2均在0.99以上。对支管上水头损失的构成进行了分析,表明局部与沿程水头损失之比fc随支管长度的增加、毛管间距的减小而增加,部分工况下fc会超过1;fc随首部压力的变化较为复杂,与具体的管网铺设s条件相关。多孔系数与来流条件有关,利用克里斯钦森公式计算出的多孔系数比实际值略微偏大,入口雷诺数从22 707增加至50 846时,克里斯钦森公式计算值与实测值之比从1.107降至1.068,表明入口雷诺数越大,克里斯钦森公式的计算精度越高。     

支管射流三通结构优化与试验

为了提高支管射流三通水力性能,改善滴灌的灌水均匀性,基于CFX数值模拟技术,对进口宽度为15 mm的支管射流三通进行结构优化.选取位差、劈距、劈尖半径和侧壁倾角为影响因素,通过四因素三水平正交设计了9组模型,边界条件设定为进口压力100 kPa.选取支管射流三通出口设计流量为评价标准,支管射流三通最优结构尺寸为位差5.5 mm、劈距113 mm、劈尖半径13 mm、侧壁倾角10°.此结构尺寸参数下的支管射流三通水力性能试验结果表明:在进口水压为100 kPa时,支管射流三通脉冲频率为148次/min,水头压力振幅为37.9 kPa,水头压力损失为16.7 kPa,出口流量为0.698 L/s;支管射流三通所接滴灌带长度为60 m时,与普通支管三通相比,支管射流三通的灌水均匀系数提高了2.78%,流量偏差率降低了4.72%.该研究可为射流技术在脉冲滴灌系统的研究、开发与应用提供理论依据.     

基于能坡线法的微灌双向异径毛管设计

根据最佳支管位置是位于使两侧毛管灌水器平均工作压力相等处的定义,基于能坡线法推导了微灌双向异径毛管的最佳支管位置、进口工作压力、水力流量偏差系数及极限管长的计算公式,并给出了最佳支管位置参数的数值表。以此为基础,提出了3种常见设计情况下的微灌双向异径毛管设计步骤。通过3个设计实例表明:该方法准确可靠,可以简便快速地设计各种均匀坡条件下的微灌系统双向异径毛管,提高微灌工程设计效率。     

平地情况下允许压力差最优分配比的探讨

本文研究了田间管网优化设计中支、毛管允许压力偏差水头分配的问题。在平地上布置微灌系统时,得出了支、毛管的最优分配比不是一个定值,而是随支管上毛管的根数和支、毛管长度的变化而变化,改进了美国J·凯勒和D·喀麦林提出的只给一个固定常数的方法,对节约管网投资有一定的实际意义。     

坡地上灌水器流量均等微灌双向毛管设计方法

根据最佳支管位置位于左右两侧毛管最小压力水头相等处的定义,结合能量廓线法推导出确定最佳支管位置的简易计算方法,并提出一种满足允许的最大压力水头和最小压力水头的微灌系统双向毛管设计方法.通过对多种存在条件的模拟计算,确定了最佳支管位置计算公式的最终形式、适用条件及其优化试算方式.利用该方法,能简便快速地设计各种坡地条件下微灌系统(灌水器流量均等)双向毛管.     

水阻管研究

在滴灌系统中,由于水流的摩阻水头损失和地形高差引起水流压力的变化,在通常情况下,各级管道的不同位置水压力是不相等的,而滴头的流量是工作压力的函数,因而系统内各个滴头的流量也不相等。为了使滴头流量的差异控制在允许的范围内,一般是在支管进口安装流量调节器,调节支管进口流量,以保持进入支管的流量符合设计要求。但是在支管范围内,毛管之间以及同一毛管的不同部位的水压力仍存在差异,为了保持滴头流量变差小于lO％,就得把同一条支管上各条毛管进口处的压力差控制在一定     

Polyplot TM多功能图解设计方法的应用

Polypolt是一种微灌系统水力设计的图解方法,1970年笫一次提出。微灌系统设计需要考虑许多因素。包括摩擦的影响,断面、距离、毛管出流量、滴头间距及压力允许偏差。因此设计的毛管与支管的手工计算复杂而费时。Polyplot 用一种简单的图解方法考虑     

射流三通组合的水力性能试验研究

【目的】探究支管射流三通与毛管射流三通组合下灌水系统的水力性能。【方法】根据3种支管射流三通进口压力水头(10、12、14 m)和3种滴灌带单侧铺设长度(60、70、80 m)设置9组试验,建立了射流三通水头振幅、脉冲频率、进口流量与水头损失的非线性拟合关系式,并分析了不同射流三通组合对灌水系统灌水均匀度的影响。【结果】水头振幅与水头损失、脉冲频率与水头损失均呈对数函数关系,流量与水头损失呈线性函数关系,且相对误差均小于1%;当支管毛管均采用射流三通时,灌水系统的灌水均匀系数提高了0.43%～0.92%,流量偏差率降低了5.32%～6.68%。【结论】可选择能够提高灌水均匀度的支管射流三通与毛管射流三通的最佳组合,并精确地预测3个模型下灌水系统水头损失的变化规律。     

平移式喷灌机支管管首压力的确定

在平移式、双臂式喷灌机的设计中,支管管首压力的确定方法是至关重要的。其目的在于:一、保证整个支管的压力变化限制在一定范围内,从而使支管上的各喷头能在设计工况下正常工作;二、保证支管的总流量限制在一定范围内,既能均匀供水,发挥最大效益,又不会使系统超负荷。确定支管管首压力的条件可归结为二点:     

基于改进空气阀模型的输水系统支管放空过程分析

为了分析复杂管道系统支管上游阀门关闭所诱发的水力过渡过程现象,采用进气量由空气阀安装处逐步向下游推进的方法,建立改进的空气阀计算模型,并以某输水系统为例,分别采用2种空气阀模型开展相应的水锤计算.研究结果表明:采用经典空气阀计算模型时,受支管上游高程较大的影响,支管产生了“虚假”流量,导致仿真结果与工程实际偏离较大;而采用改进的空气阀计算模型时,支管流量逐步减小为0,汇流点主线上游流量逐步增大,下游流量逐步减小,过渡过程中主线各调压井水位有所下降,但并未出现漏空现象;各调压井水位及汇流点稳定压力与恒定流计算(主线流量为121.5 m³/s,支线流量为0)结果最大偏差仅0.16 m.计算结果证明了该改进空气阀计算模型的适用性,并为复杂输水系统的放空及充水过程研究提供了一种新的方法.     

滴灌灌水小区优化设计的浅论及算例

滴灌工程建设规范规定,一条支管所控制的灌溉面积称为一个灌水小区,它是滴灌系统最基本的设计单元,在支管管径选择及压力均衡的验算方面起到十分重要的规范作用.为了满足系统各灌水小区压力均衡,在各支管入口设置压力调节阀,消除其余管线要求水头与水源设计水头之差,达到系统压力均衡,使系统流量偏率不大于20%.     

园林喷灌系统支管管径优化研究

根据园林喷灌系统多采用多孔口出流变径支管的特点,以支管的分段管径和分段长度为决策变量,以支管投资最小为目标函数,以长度约束、压力约束和非负约束为约束条件,建立了园林喷灌系统支管管径优化的数学模型,阐述了采用遗传算法求解该优化模型的步骤.将优化模型和优化方法应用到工程实例中,达到了在满足灌溉均匀度要求的前提下节省工程投资的目的.     

常压灌水器在低压条件下水力性能试验研究

鉴于目前国内低压滴灌系统中的滴灌带(管)基本沿用常压滴灌下使用的滴灌带(管),对常压滴灌系统中使用较多的国内6种单翼迷宫和内镶片式滴灌带在低压下的水力性能进行了试验研究,试验结果表明,在2~8 m和6~14 m水头压力范围拟合的流量与压力关系式不相同,在2~8 m水头压力范围的流态指数明显高于在6~14 m水头压力范围的流态指数。在较低压力下测定灌水器的制造偏差时,相比额定压力下所测定的结果表现出增大的趋势,即由于灌水器制造工艺和材料配方引起的制造偏差,在工作压力较低时表现的更为明显。     

HDPE管件、LDPE管材组合管件消能段的应用

ＨＤＰＥ管件、ＬＤＰＥ管材组合管件消能段的应用肖宏（陕西省澄城县水利电力工作队７１５２００）微喷系统的灌水均匀度，由限制同时灌水小区内微喷头的工作水头偏差来保证。目前我国一般将工程设计允许水头偏差全部分配于毛管，要求同时灌水小区内毛管进口压力均等──...     

微喷灌工程中支管经济管径图解法计算及应用

现代农业节水工程的经济学问题非常重要,节水灌溉工程管道经济管径选择是一项重要的工程决策。在工程设计中,一般对干管的经济管径进行计算选择,而支管的经济管径选择常常没有得到足够的重视,其主要原因在于选择方法是太复杂,并且设计出的灌溉系统工程造价往往偏高。因此,借鉴《美国国家灌溉工程手册》,根据微喷灌系统支管特征值、流量、保持期望的压力水头差以及产生期望的灌水器平均流量所需的进水口压力等,通过图解方法,计算出支管的经济管径,确定变径支管各种不同管径的长度,能较简便地完成支管经济管径的选择工作。实践证明,应用图解法进行支管径济管径选择,计算结果较为精确,能满足设计要求,而且工程造价可以降低10％左右。