滴灌技术参数对南疆棉花生长和土壤水盐的影响

为确定最适宜南疆棉花生长的滴灌技术参数,2018和2019年的4-10月在新疆库尔勒31团（86°56′58″E,40°53′03″N）进行2年大田试验,试验设置3个灌水量（W1：60%ETc,W2：80%ETc,W3：100%ETc,ETc为作物蒸腾蒸发量）和2个滴头流量（D1.8：1.8L/h,D2.4：2.4L/h）,通过测定棉花生长、产量及其构成要素和土壤水盐分布的相关指标,研究不同灌溉定额和滴头流量对南疆棉花生长、干物质积累、产量和土壤水盐分布的影响,为棉田节水控盐高效生产提供理论依据。结果表明：1）同一滴头流量条件下,W3处理的株高、茎粗、叶面积指数、干物质累积量、产量、有效铃数和百铃质量显著高于W1和W2处理。2018和2019年吐絮期,滴头流量为D1.8时,W1处理的株高较W3分别下降了11.38%和11.22%;W1处理的叶面积指数较W3分别降低22.52%和44.16%,滴头流量为D2.4时,W1处理的株高较W3分别下降了12.84%和4.64%;W1处理的叶面积指数较W3分别低24.55%和53.83%。同一灌溉定额下,D2.4的株高、茎粗、LAI、干物质累积量、产量、有效铃数和百铃质量显著高于D1.8处理。2018和2019年,滴头流量为D2.4处理的产量比D1.8分别增加4.81%、8.39%、4.69%和4.98%、7.23%、11.06%。2）水分利用效率和灌溉水分利用效率随灌溉定额的增加而降低,同一滴头流量条件下,W1处理的灌溉水分利用效率和水分利用效率显著高于其他灌水处理;同一灌水处理下,D2.4处理的水分利用效率和灌溉水分利用效率显著高于D1.8处理。2018和2019年,D2.4处理的水分利用效率分别比D1.8高出13.48%、5.44%、8.99%和5.61%、5.36%、0.84%。3）同一滴头流量条件下,W3处理土壤含水率更高,同一灌溉定额下,D2.4处理的土壤含水率均匀性更好;0～40 cm土壤含盐量随整个生育期推进呈上升趋势,土壤含盐量随灌溉定额和滴头流量的增加而降低。综合分析,灌溉定额为W3（100%ETc）、滴头流量为2.4 L/h处理棉花生长最好,产量最高,2018和2019年最高产量分别为7 361.44 kg·hm-2和7 837.91 kg·hm-2,是南疆棉田适宜的灌水技术组合,可为指导该地区棉花节水控盐高效生产提供理论依据。     

迷宫流道转角对灌水器抗堵塞性能的影

以转角分别为45.0°、60.0°、67.5°和75.0°的齿形流道灌水器为研究对象,应用CFD流场速度数值分析、PIV颗粒运动轨迹线和速度观测对比以及浑水抗堵塞测试相结合的方法,研究了转角对灌水器水力性能和抗堵塞能力的影响.结果表明转角与流量系数及流态指数均呈负相关关系,而灌水器的抗堵塞能力随着转角的增加呈下降趋势.综合分析转角对水力性能和抗堵塞性能的影响,提出迷宫流道结构灌水器的合理转角为60.0°.     

面向制造的灌水器产品快速定型与模具CAE研究

对3种滴灌灌水器进行了线性回归分析,得到了收缩率和壁厚的数学模型,为灌水器滴片结构优化提供了理论依据;通过注塑成型工艺参数的正交试验设计得到了最佳注塑工艺参数;由极差与方差分析得到影响尺寸精度的主要因素,为实际生产提供参考依据.针对迷宫灌水器微细流道精细复杂的特点,应用快速成型RP与数控线切割NC相结合的方法制作精密原型,结合快速模具RT技术进行灌水器试制,并通过灌水器水力性能和抗堵性能试验对产品进行了性能验证.     

灌水器水力性能参数的计算方法

在充分考虑灌水器流道边界条件以及各种微尺度因素影响的前提下,具体描述了灌水器的灌水均匀度、流道长度、流量、压力等主要水力学性能参数。应用流体力学的一般原理分析了灌水器微小流道中流体流态特征,并且利用N-S方程和灌水器的水头损失描述灌水器微内流场,并建立了微小流道中流体K-E紊流模型。对国内外现有的滴灌灌水器流道设计理论进行综述,为新的高性能、低成本灌水器的自主开发打下基础。     

额定压力及低压下内镶片式滴头抗堵塞性能试验

依据ISO短周期滴头堵塞测试方法,测试了12种内镶片式齿型迷宫滴头在额定压力和低压情况下的抗堵塞性能.结果表明:滴头抗堵塞性能随着流道断面最小尺寸增加而提高,当滴头流道断面最小尺寸大于等于0.6 mm时滴头将获得较好的抗堵塞性能,但在0.04 MPa时滴头流道设计形式对滴头抗堵塞性能有更为明显的影响.在过滤器滤网孔径大小选择方面,压力为0.10 MPa时,可选用流道断面最小尺寸的1/5作为有效孔径,而压力为0.04 MPa时,则应按流道最小断面尺寸的1/7来选择.研究还表明,滴灌系统在低压运行时,可通过间歇灌溉的方式来预防和减少滴头的堵塞.