微灌系统有限元法水力解析和设计(七)

4．2.1单向毛管构成的支管单元的设计步骤在坡度均匀的规则坡地上,当要求的平均灌水器流量、要求的灌水均匀度及毛管和支管的长度给定,设计毛管和支管的内径及支管单元操作压力水头的设计步骤为：①选择一组从小到大的毛管内径值LD1,LD2,LD3,…LDn和一组从小到大的支管内径SD1,SD2,SD3,…SDn,这时就会有表4－1中设计情况1的n×n个组合;②用第三章中的方法确定当毛管内径分别等于W,＊。,rp,…ton时的毛管流量公式（计算模拟毛管流量公式用的数据样本要用第三章中所论述的利用有限元法的方法来确定,在选择毛管入口的压力…     

微灌系统有限元法水力解析和设计（四）

[例4]表2．9中列出的是一条非均匀坡度上的单向毛管的有关条件，由连接件造成的局部压力水头损失不明显，沿毛管的坡度条件与表2．4中的坡度5相同，该毛管的内径应该为多少？毛管的操作压力水头是多少？表29例4的有关条件解：根据MIDESIGNERVZ．0的要求，选择的最小毛管内径值和最大内径值分别为12rum和21nun，当毛管的人口安置在坡度的左边时，在一台微机上运行了MIDESIGNERVZ．0后没有得到计算结果，当毛管的入口安置在坡度的右边时，MIDESIGNERVZ．0计算出的毛管内径为196rum，毛管操作压力水头为684m，图2．22所示的是毛…     

微灌系统有限元法水力解析和设计（六）

如果假设tol,IDZ,W,…,ton是一组选定的毛管内径。SDI,SDZ,SD3,…,SDn是一组选定的支管内径、LLI,LLZ,An3,,Ann是一组选定的毛管长度、SLI,SLZ,SL3,…,SLfl是一组选定的支管长度,对于每种设计情况将有表4－l所列出的nxn种组合,如果对于每个设计情况中的每种组合,用在第三章中介绍的支管单元的设计方法和计算机程序,计算出灌水均匀度、最佳支管位置（双向毛管）及支管单元的操作压力水头,就可以用计算机绘制出设计参数与灌水均匀度、最佳支管位置（双向毛管）及支管单元的操作压力水头的等值线图,在设计…     

利用水阻管调压存在的问题及称补措施

滴灌中水阻管的作用是消除支管传给各毛管首端的多余压力,即由支管末端起到第i排毛管进口之间支管的水头损失与地形变差(支管返坡布置为正,顺坡布置为负)的代数和。毛管进口处安装水阻管以后,它所增加的水头损失应等于毛管首端的多余压力H,即     

微灌系统有限元法水力解析和设计（三）

2．4．2双向毛管的设计当双向毛管的长度给定而设计内径时,跟在均匀坡度上设计双向毛管一样,也要首先选择一组毛管的内径。但因为当由于摩擦而造成的压力水头损失与由于坡度而造成的压力水头的损失相比较不太明显时,灌水均匀度与支管位置的关系曲线将会出现多峰型,加上我们很难确定最小的毛管内径小到什么时候和最大的毛管内径大到什么时候时摩擦损失是明显的或不明显的,所以如果选择由小到大的一组内径时,摩擦损失由不明显转向明显或由明显转向不明显的界限很难确定,因此必须要选择由大到小的一组内径。当毛管的内径选好后,对于第…     

虚拟节点有限元法解析滴灌支管水力学计

滴灌支管和毛管组成的支管单元的水力学计算是滴灌管网水力学设计的关键环节.运用虚拟节点有限元法和虚拟节点平均水头损失有限元法解析支管单元的水力学计算,可以计算出支管和每根毛管的水头损失,同时显著减少计算量,研究结果为包含几十万乃至上百万个滴头的滴灌系统水力学设计提供了新的方法.     

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。     

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     

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.     

平坦地形时微灌设计单元内允许压差在支,毛管上的合理分配

本文就平坦地形微灌田间管网设计中单元内允许压差在支、毛管中合理分配理论进行分析，重申了美国Ｊ．Ｋｅｌｌｅｒ提出了平坦地形单元允许压差按０．４５的比例分配给支管设计理论的前提条件，并利用文献提出了允许压差最优分配的计算公式，计算验证了Ｋｅｌｌｅｒ理论在其限定条件下的正确性。     

平坦地形时微灌设计单元内允许压差在支、毛管上的合理分配

本文就平坦地形微灌田间管网设计中单元内允许压差在支、毛管中合理分配理论进行分析，重申了美国Ｊ．Ｋｅｌｌｅｒ提出的平坦地形单元允许压差按０．４５的比例分配给支管设计理论的前提条件，并利用文献［２］提出的允许压差最优分配比计算公式，计算验证了Ｋｅｌｌｅｒ理论在其限定条件下的正确性。     

微灌系统有限元法水力解析和设计（一）

内容介绍一个微灌系统是由灌水器、毛管、支管、主管、化肥和农药注射器、过滤器和泵站组成的。从水力学的角度讲,设计微灌系统的关键是设计毛管和支管单元。在实际应用中,要求的平均灌水器流量是根据土壤物理性质和作物根系分布的范围来决定的,要求的灌水均匀度是用户给定的条件,所以毛管和支管单元必须要设计得满足这两个条件。在过去的25年中,有关学者们研究出了许多微灌毛管和支管单元的水力学解析和设计方法,这些方法在世界范围内大大地推动了微灌的发展和应用。然而,就象在第一章中讨论的,这些方法也存在着许多不足。随着微型…     

均匀坡微灌毛管适宜布置形式优选

根据微灌毛管水力解析模型,通过分析微灌双向布置和单向顺坡布置形式对流量偏差率及毛管进口工作水头的影响,得出均匀坡微灌毛管双向布置的适用条件为最佳支管位置参数大于0.13,当最佳支管位置参数不大于0.13时,微灌毛管宜单向顺坡布置。给出了考虑适宜布置形式的均匀坡微灌毛管设计步骤。通过2个设计实例表明:利用最佳支管位置参数标准可有效选取适宜的毛管布置形式,设计步骤简便可行,可直接应用于微灌工程实践中。     

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。     

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。     

支管或毛管水头损失简化计算方法

前言支管或滴灌毛管的水头损失是灌溉系统优化设计的重要因素。最近,Warick和Yitayew(1987.1989)提出了描述典型支管问题非线性微分方程的解析解,得到相对流量和长度的关系,同时可以用这个解得到沿支管总水头的分布,并应用于滴灌设计(Yitayew     

涌泉灌溉毛管长度与布设方式的确定

涌泉灌是由微管代替滴头出流的一种灌水方式,适用于地形复杂的丘陵地区,近年来被广泛应用于果树灌溉。为此,结合山西省晋城市陵川县丈河村果园灌溉工程,介绍了在涌泉灌溉下毛管极限长度的计算方法,并且通过对同一地块下不同毛管布置形式的水头损失对比,得出结论为:在同一地块下,采用支管双向出流时,比单向出流的情况要更节水。上述结论可作为梯田果园涌泉灌溉工程设计的参考。     

安装不同规格滴头的毛管各分段长度的设计

<正> 安装不同规格滴头的毛管各分段长度可按图解法进行设计,其内容和步骤分述如下。 一、根据灌区内作物、水源、土壤、地形、气象和动力等方面的因素,确定系统规划设计的标准及滴头的平均流量q和安装间距S。经过初步计算,确定毛管上允许的流量偏差率q_v,毛管长度L、毛管内径D以及滴头的类型。 二、根据计算的毛管水头损失h_f和毛管铺设坡度Sd值的大小判断H_l曲线的类型定出H_(nfn)和H_(rax)的大小及位置,然后根据公式绘制H_t曲线图(见图1),H_l为