喷灌压力管网系统水力特性的模拟模型研究

本文从系统的观点出发，首先分析了水泵直接加压式喷灌压力管网系统的组成，继而运用图示模拟技术，着重研究探讨了计算各类水力单元直至全系统水力特性的模拟模型，并针对一个规模较大，地形较为复杂的坡地喷灌工程，具体介绍了运用该模型进行图示模拟计算的方法和步骤。计算结果表明，该模型能如实地反映喷灌压力客网系统的运行客观规律，从而为了解把握喷灌压力管网系统的水力特性提供了一种行之有效的实用计算方法。     

环状喷灌系统水力解析的数值方法

分析了环状喷灌系统中存在的节点流量连续性方程、管段压降方程和节点流量压力方程等水力学关系式,建立了环状喷灌系统水力解析的方程组,并提出了方程组切实可行的数值求解方法,编制了相应的计算机程序。通过算例,验证了该算法的正确性。根据对计算结果的分析,评价了算例系统的优缺点,并提出了合理的改进建议。     

太阳能喷灌系统供给能源与水力性能关系

为了解决太阳能喷灌系统应用中无法对喷头水力性能进行有效预测的问题,以光照强度为影响因素,太阳能喷灌系统泵出口流量、泵出口压力、喷洒射程、水量分布及系统灌溉均匀性系数为评价指标,通过在夏季典型天气25~36℃下的系统水力性能试验,寻找不同光照强度下系统喷洒水力性能的变化规律,获得系统最佳工作状态下所需光照强度.试验结果表明:随着光照强度的增大,系统流量及泵出口压力均增大,泵的流量和压力随光照强度的变化规律基本符合指数分布规律.当光照强度大于900.0 W/m²时,系统流量、泵出口压力、射程及水量分布基本保持不变.获得了平均光照强度与均匀性系数函数关系,当光照强度大于900.0 W/m²时,系统喷灌均匀系数大于88%.当光照强度为200.0~600.0 W/m²时,系统喷灌均匀系数为76%~82%.太阳能喷灌系统在光照强度大于200.0 W/m²时可正常工作.该研究为改善太阳能喷灌系统水力性能,促进太阳能喷灌系统在实际工程中的推广应用提供了参考.     

喷灌塑料管道水力阻力系数λ的实验研究

实验是在水头59m,管长234m,以及水头24m,管长扣一99m的两处坡度均一的测试场进行的。通过对硬聚氯乙烯管、改性聚丙烯管和无缝钢管等八种不同口径的管道的测试（场地布置见图1）,初步研究了常用喷灌管道沿程阻力系数人的变化、水头损失与流速的关系、管流在不同水头下的变化,进而求出塑料管道水力计算经验公式。图1第一测试场布置示意囹1塑料管道水力阻力系数人的实验1．l输水管阻力系数人的变化山区自压喷灌管道多属长管型,水头损失主要是沿程损失,局部损失较小,可忽略不计。此次测试只考虑由沿程阻力引起的沿程水头损失。试验时,…     

自压喷灌管网系统优化设计

着重研究了杈形自压喷灌管网系统的优化问题。根据各级管道的特点及相互关系，采用了线性规划与动态规划相结合的方法，用线性规划对各级管道进行优化；用动态规划寻求整个管网系统的优化方案。两种方法交替进行，最终求得管网系统投资最小的设计方案。这一方法便于计算机求解，具有占用内存少、运算速度快的特点。     

喷灌系统隐定运行状态的数学模拟

本文根据水力平衡原理，建立了稳定运行状态下喷灌系统的计算机模拟模型。对于某一具体的喷灌系统，利用本模型可以准确地模拟稳定运行时，①各喷头的工作、流量、射程、雾化指标和喷灌强度；②管道各处的总水头压力和流量；③水泵的流量、扬程、、轴功率和允许吸上高度（或必需汽蚀余量）等状态参数，因而为喷灌系统全面的技术评价提供了一种有效的方法。实例计算表明，本模型使用简便，所获结果符合实际。本文所提出的模拟模型，对     

基于标准k-ε紊流模型的泵站进水管路水力特性研究

[目的]针对黄河下游某提水灌溉泵站进水管路布设不合理引起的水泵进口水流流态恶化、水泵叶片断裂、水泵机组振动及超载运行等问题,对泵站进水管路进行技术改造.[方法]运用三维不可压缩流体的N-S方程和标准k-ε模型对改造前后的进水管路的水力特性进行了数值模拟,分析了 5种流量下进水管路不同断面的流速分布和流线分布、出口(水泵...     

喷灌系统稳定运行状态的数学模拟

本文根据水力平衡原理，建立了稳定运行状态下喷灌系统的计算机模拟模型。对于某一具体的喷灌系统，利用本模型可以准确地模拟稳定运行时，①各喷头的工作压力、流量、射程、雾化指标和喷灌强度；②管道各处的总水头压力和流量；③水泵的流量、扬程、效率、轴功率和允许吸上高度（或必需汽蚀余量）等状态参数，因而为喷灌系统全面的技术评价提供了一种有效的方法。实例计算表明，本模型使用简便，所获结果符合实际。本文所提出的模拟模型，对喷灌系统的设计和管理均有较大的参考价值。     

基于流固耦合方法的压力补偿滴头水力特性研究

采用流固耦合方法对压力补偿滴头水力特性进行了数值模拟,得到了该滴头的压力流量关系、内流场分布及膜片变形量。通过与试验实测结果的对比分析表明,数值模拟与实测的滴头压力流量关系较接近,为研究压力补偿滴头内流场分布与水力特性之间的关系提供了一种新途径。     

喷灌条件下冬小麦田间水分运移数值模拟

本文用数学模拟的方法，研究了冬小麦在喷灌条件下田间水分运移规律，并与实测结果作了对比，结果表明，数学模拟计算的结果是可靠的。在此基础上研究了冬小麦喷灌条件下的灌溉模式，并提出了合理的模式，与群众现行的灌水量相比，可节约灌溉水２０％以上。     

喷灌柑桔需水量和需水规律的研究

本文通过某柑桔喷灌试验研究试点，经过７年的试验观测，研究分析了柑桔需水量和需水规律，测定了柑桔各生长期的需水量，建立了柑桔需水量与水面蒸发的回归方程，以及柑桔需水量与产量的回归方程。为柑桔生产合理灌溉提供了可靠依据，对提高柑桔产量、节水、节能等具有指导意义。     

水力驱动带状喷灌机喷头的优化设计

为了使水力驱动带状喷灌机喷洒均匀度高、受风影响小,能够在作物行间进行喷洒作业,本研究选取不同参数的喷头对其喷头流量、射程、条带宽度及喷灌强度进行试验对比分析,试验结果表明,喷头的喷灌效果与工作压力、喷孔大小、喷射仰角及叶轮之间均存在紧密联系。该结果能够为水力驱动带状喷灌系统的喷头选型及参数设计提供参考。     

水力自动控制渠系串连系统仿真模

水力自动闸门是目前应用较为常用的渠道自动控制设备，其设计和使用主要基于试验和经验，尤其是对于多渠道串连控制系统的稳定性，国内外尚缺乏系统的理论研究。本文通过建立多渠段串连系统的数学模型并进行仿真计算与分析，得出其稳定的条件，对于水力自动控制渠系的设计与运行有较好的指导价值。     

膜缝灌入渗特性的数值模拟及简化模型研究

基于非饱和土壤水运动的基本方程建立了膜缝灌的土壤水分运动基本方程,利用SWMS-3D软件模拟了不同处理下膜缝灌的累积入渗量及土壤湿润体含水量分布,模拟值与实测值比较接近,表明所建模型能较好的表征膜缝灌的土壤水分运动。分析了不同要素组合下膜缝灌的入渗特性、土壤湿润体水分分布和平均入渗水深,在此基础上建立了膜缝灌的平均入渗水深简化模型,试验验证结果分析表明所建膜缝灌平均入渗水深简化模型可用于计算膜缝灌平均入渗水深。     

喷头水星分布仿真及组合优化软件系统研究

喷灌以其适应性广、易于机械化作业等优点成为目前世界上广泛采用的节水灌溉技术之一.喷灌均匀度是衡量灌溉质量和喷头水力性能的重要指标,是喷灌系统规划设计中的重要参数.通过接口软件MATCOME4.5,结合MATLAB与VisualC++工具混合开发出喷头水量分布仿真及组合优化软件系统.该系统操作简单,功能强大,能够脱离混合开发环境独立运行.用户只需输入雨量筒实测数据,选择喷头组合方式,插值方法及插值间距等指令,系统即可快速得出基于给定组合方式下的多种喷灌均匀度系数,喷洒水量分布图,或以某种均匀度系数为评价指标的喷头组合间距优化结果.系统给喷灌质量或喷头性能的评价分析工作以及喷灌系统的规划设计工作带来了极大便利.     

高产高效冬小麦节水喷灌模式研究

采用田间试验和数学模拟相结合的方法研究了喷灌条件下冬小麦田间水分转化规律，以喷灌水量无效消耗（土面蒸发＋深层渗漏）最小为目标，提出了节水型合理喷灌定额为４０～６０ｍｍ。以此为基础，结合田间土壤墒情和麦田苗情，总结出高产高效冬小麦节水喷灌模式。经过两年度田间示范试验，取得了高产（６９３０ｋｇ／ｈａ）、高效（水分生产效率达２．４３ｋｇ／ｍ３）的效果     

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。     

射流式喷头水量分布动态仿真及试验

【目的】研究工作压力,喷头组合间距、组合斱式和旋转速度对射流式喷头及多喷头组合喷灌均匀性系数(CU)和分布均匀系数(DU)的影响。【斱法】采用不同工作条件下单喷头和多喷头组合喷灌水量分布的动态仿真代码,对射流式喷头开展了水力性能试验;研究了射流式喷头在不同工作压力及安装高度条件下对喷灌强度、水量分布的影响;建立了水量峰值强度与工作压力的回归关系式;模拟了单喷头在正斱形和三角形组合喷灌下的空间水量分布。【结果】喷头在1.5 m安装高度、100~300 kPa压力条件下,水量峰值集中在5 mm/h附近,标准偏差(STD)为0.23。喷头在100 kPa工作压力,安装高度为1.1、1.3 m的水量峰值强度分别可高达8.9、10.5mm/h。不同工作压力下的单喷头喷灌的DU和CU标准偏差分别为15.5%、9.3%,且DU对压力的变化相对更为敏感。【结论】在实际喷灌工程中正斱形组合喷灌的间距应小于8m,三角形组合喷头之间的间距应布置在8m附近,此时的喷灌均匀度最高,单个喷灌设备覆盖范围最广,成本最低。     

井灌区喷灌管路系统的效率分析

就井灌区低压管道输水灌溉工程改造成喷灌工程后 ,对影响喷灌管路系统效率的因素进行了分析 ,给出了其管路系统效率的计算公式。最后探讨了提高喷灌管路系统效率的途径