方形噴灑域變量施水精確灌溉噴頭實(shí)現(xiàn)理論

隨著噴灌技術(shù)快速發(fā)展,非圓形噴灑域問(wèn)題引起人們重視。本文指出了傳統(tǒng)全圓或扇形噴灑域噴頭存在的問(wèn)題,討論了非圓形噴灑域噴頭實(shí)現(xiàn)意義,并對(duì)國(guó)內(nèi)外非圓形噴灑域噴頭實(shí)現(xiàn)方法及其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了歸納總結(jié);在此基礎(chǔ)上,通過(guò)分析噴頭射程的影響因素,給出了非圓形噴灑域噴頭實(shí)現(xiàn)的理論途徑,為以后搖臂式噴頭非圓形噴灑域?qū)崿F(xiàn)方法的研究提供了依據(jù)。

低壓多孔管噴灑灌溉是一種簡(jiǎn)易節(jié)水、節(jié)能灌溉方法。在國(guó)外用于蔬菜、果樹(shù)地灌溉及噴灑農(nóng)藥,國(guó)內(nèi)主要用于保護(hù)地微噴。這種灌溉方法耗能少,運(yùn)行費(fèi)用低,輸水干支管采用雙壁夾線軟管。噴灑器是用軟管按一定間距打孔形成多孔管。經(jīng)過(guò)3a實(shí)踐,初步形成適用大田苗期灌溉的多孔管移動(dòng)噴灑方法。

噴頭又稱噴灑器,是將壓力水噴到空中,形成水滴,進(jìn)行噴灑灌溉的設(shè)備。噴頭與動(dòng)力機(jī)、水泵和管道等組成一個(gè)完整的噴灌機(jī)組或噴灌系統(tǒng)。噴灌時(shí),由于灌溉用水最后由噴頭噴灑到田間,所以噴頭本身性能的好壞和使用是否得當(dāng)(噴頭的選用、布置、調(diào)試、運(yùn)轉(zhuǎn)和維修等),對(duì)整個(gè)噴灌機(jī)組和噴灌系統(tǒng)的噴灑質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)性以及工作的可靠性等起決定性作用。因此,噴頭是噴灌設(shè)備中的關(guān)鍵部分。本文就噴頭的分類、噴頭的結(jié)構(gòu)和使用維修作一簡(jiǎn)單介紹。

研究了為保證均勻噴灌,變量噴頭各水力性能參數(shù)之間應(yīng)具有的理論關(guān)系。采用極限理論和二重積分的數(shù)學(xué)方法推導(dǎo)了描述變量噴頭轉(zhuǎn)速、流量和射程之間瞬時(shí)變化關(guān)系的工作方程。結(jié)果表明,變量噴頭的流量與射程平方和轉(zhuǎn)速的乘積成正比。以方形噴灑域變量噴頭為例,推導(dǎo)了方形噴灑域變量噴頭射程隨轉(zhuǎn)角變化的理論方程,然后應(yīng)用變量噴頭工作方程推導(dǎo)了方形噴灑域變量噴頭理論流量和轉(zhuǎn)速方程。該文的研究結(jié)果為變量噴頭及方形噴灑域變量噴頭的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。

小麥節(jié)水低壓噴灑灌溉技術(shù)

搖臂式噴頭存在噴灑域與地塊形狀不匹配的缺陷,已有的非圓形噴灑域噴頭適應(yīng)能力有限。需要開(kāi)發(fā)一種既能實(shí)現(xiàn)不規(guī)則形狀噴灑,又能掃面覆蓋輪廓內(nèi)所有面積;既能調(diào)節(jié)最大射程,還要便于批量生產(chǎn)的噴頭。采用改變仰角、葉輪驅(qū)動(dòng)的方式開(kāi)發(fā)了一種能滿足上述要求的新型非圓形噴灑域噴頭。試驗(yàn)結(jié)果顯示,單個(gè)使用時(shí),該新型非圓形噴灑域噴頭在節(jié)水性能和噴灑均勻性等方面明顯優(yōu)于搖臂式噴頭。

從雨鳥(niǎo)園林灌溉噴頭看我國(guó)的差距

以變量噴灑全射流噴頭為研究對(duì)象,對(duì)正方形和三角形噴灑域分別進(jìn)行了水力性能試驗(yàn),測(cè)量并分析了噴頭的射程和噴灌強(qiáng)度等性能參數(shù)。結(jié)果表明:三角形比正方形噴灑域最大射程有所降低;三角形和正方形噴灑域水量分布相對(duì)均勻;變量噴灑噴頭與傳統(tǒng)全射流噴頭相比,雨滴粒徑相差較小;三角形與正方形噴灑域噴頭平均噴灌強(qiáng)度相差較小,三角形噴灑域噴頭的最大噴灌強(qiáng)度相對(duì)平均噴灌強(qiáng)度差值較大。變量噴灑全射流噴頭比全射流噴頭,組合間距增大、重疊率降低,且單位面積所用噴頭數(shù)量減少。在組合間距系數(shù)為1.25,室外風(fēng)速小于1.2m/s情況下,正方形組合噴灑具有良好的噴灑均勻性。

針對(duì)全圓噴灑噴頭性能評(píng)價(jià)指標(biāo)不能充分反映變量噴灑噴頭各參數(shù)連續(xù)變化特點(diǎn)的問(wèn)題,該文加入了時(shí)間變量參數(shù),初步建立了變量噴灑噴頭的評(píng)價(jià)指標(biāo),主要包括:噴頭射程降低系數(shù)、噴頭噴灑形狀系數(shù)、噴灑均勻性系數(shù)、噴灑打擊強(qiáng)度變化系數(shù)及噴灌強(qiáng)度變化系數(shù)。采用模糊數(shù)學(xué)的方法,以上述5個(gè)性能評(píng)價(jià)指標(biāo),分別對(duì)bpxh20變量噴灑全射流噴頭,bpy120變量噴灑搖臂式噴頭和bpy220變量噴灑搖臂式噴頭進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),并根據(jù)不同應(yīng)用場(chǎng)合,探索性能指標(biāo)權(quán)重值變化±20%對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響。結(jié)果表明:噴灑均勻性系數(shù)、噴灑強(qiáng)度變化系數(shù)及打擊強(qiáng)度變化系數(shù)對(duì)權(quán)重變化較為敏感,但不影響評(píng)價(jià)噴頭的性能。說(shuō)明權(quán)重值選取合理,可為今后其它變量噴灑噴頭評(píng)價(jià)提供參考。

為解決全射流噴頭實(shí)現(xiàn)變量噴灑時(shí)由于壓力變化而產(chǎn)生的水量分布不均勻問(wèn)題,以20pxh型變量噴灑全射流噴頭為研究對(duì)象,設(shè)計(jì)不同副噴嘴改善水量分布。通過(guò)射流理論分析設(shè)計(jì)了8種副噴嘴方案,測(cè)量了噴頭徑向水量分布,采用不同壓力下噴灌強(qiáng)度差值分析的方法,得到方案5擋板式副噴嘴結(jié)構(gòu)改善水量情況最好。通過(guò)測(cè)量不同擋板角度及不同壓力下水量分布,以均勻性系數(shù)值最大為目標(biāo),以擋板角度及均勻性取值范圍為約束條件,首次建立了變量噴灑全射流噴頭噴灑均勻性的綜合評(píng)價(jià)函數(shù),并求導(dǎo)得到最佳擋板角度為21.2°。

噴頭的射程及其變化規(guī)律決定噴灑域的大小和形狀,而噴嘴前的水流壓力和噴嘴直徑則是影響噴頭射程的主要因素。在分析噴嘴前水流壓力與噴頭出流量關(guān)系、噴頭射程與噴頭出水流量之間的關(guān)系的基礎(chǔ)上,提出了在噴頭座的下端增加一個(gè)流量調(diào)節(jié)附加裝置可實(shí)現(xiàn)全圓旋轉(zhuǎn)搖臂式噴頭的非圓形域噴灑方案。采用具有“十”字孔結(jié)構(gòu)的流量調(diào)節(jié)器,十字孔的寬度為πd嘴/4,長(zhǎng)度為5πd嘴/8,可實(shí)現(xiàn)方形噴灑。

針對(duì)渦輪式草坪噴頭變域噴灑的要求,根據(jù)正方形噴灑域的旋轉(zhuǎn)角度-射程以及工作壓力-射程邊界方程,得出了變域噴灑系統(tǒng)所需提供的時(shí)間-工作壓力模型。應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù),建立了變域噴灑系統(tǒng)供水的控制結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)傳遞函數(shù),采用matlab進(jìn)行了模擬仿真,利用臨界比例度法確定pid控制參數(shù),從得到的系統(tǒng)響應(yīng)特性可以看出:響應(yīng)時(shí)間約30s,超調(diào)量很小,調(diào)節(jié)效果較好,為今后進(jìn)一步開(kāi)展變域噴灑噴頭的試驗(yàn)驗(yàn)證研究提供了理論基礎(chǔ)。

經(jīng)中央項(xiàng)目辦(cpmo)和四省(市)及項(xiàng)目縣(市、區(qū))項(xiàng)目辦、貸款辦的共同努力,“世行貸款節(jié)水灌溉項(xiàng)目”實(shí)施計(jì)劃執(zhí)行情況良好,各項(xiàng)工作進(jìn)展順利。經(jīng)世行十一次檢查團(tuán)對(duì)節(jié)水灌溉項(xiàng)目的檢查,對(duì)結(jié)果均表示滿意。其中第八次和第十一次,世行檢查團(tuán)將該項(xiàng)目評(píng)為“非常滿意”項(xiàng)目。2006年10月,世行竣工驗(yàn)收檢查團(tuán)(icr)對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行了全面的檢查驗(yàn)收,初步評(píng)價(jià)意見(jiàn)為“非常滿意”項(xiàng)目。

我國(guó)自古以來(lái)都是農(nóng)業(yè)大國(guó)，在發(fā)展農(nóng)業(yè)的過(guò)程中，水資源是當(dāng)前農(nóng)業(yè)發(fā)展的必要因素，所以我們必須要節(jié)約水資源，提高水資源的利用率，將水資源平均分配于不同的領(lǐng)域。現(xiàn)階段，政府鼓勵(lì)各個(gè)重點(diǎn)農(nóng)業(yè)發(fā)展區(qū)進(jìn)行農(nóng)田水利的節(jié)水灌溉，這在一定程度上能夠節(jié)約水資源，也避免了大水漫灌對(duì)土壤酸堿性造成的破壞，從而保證農(nóng)田的既定產(chǎn)出。但是，當(dāng)前我國(guó)的節(jié)水的效果并不顯著，所以我們必須要找尋出其中的原因，并采取相關(guān)措施加強(qiáng)政府及相關(guān)部門的監(jiān)督與管理?；诖?，文章介紹了農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉存在的問(wèn)題，并提出了相應(yīng)的優(yōu)化措施，以供參考。

虎林市雖有較豐富的水資源,但開(kāi)發(fā)利用不均衡,地表水利用率低,地下水開(kāi)采過(guò)量,制約著我市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。為此,要大力發(fā)展節(jié)水灌溉,實(shí)現(xiàn)水資源的高效可持續(xù)利用。

近年來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)取得了高速發(fā)展,這也使環(huán)保問(wèn)題日益突出,水資源短缺現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重。在種情況下,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中通過(guò)大力興建水利工程設(shè)施,以此來(lái)實(shí)現(xiàn)灌溉用水的節(jié)約,即將農(nóng)田灌溉與節(jié)約水資源有效結(jié)合,在滿足農(nóng)業(yè)灌溉用水需求的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)水資源的持續(xù)利用。文中從發(fā)展節(jié)水灌溉的意義入手,分析了節(jié)水灌溉的方法,并進(jìn)一步對(duì)發(fā)展節(jié)水灌溉實(shí)現(xiàn)水資源的持續(xù)利用的措施進(jìn)行了具體的闡述。

反作用式噴頭是一種旋轉(zhuǎn)式噴頭,它與搖臂式噴頭、葉輪式噴頭都是農(nóng)業(yè)上常見(jiàn)的噴灑設(shè)備。在我國(guó),噴灌系統(tǒng)上多數(shù)還是采用搖臂式噴頭,這是因?yàn)閾u臂式噴頭的設(shè)計(jì),制造都比較成熟,噴頭的各項(xiàng)性能又都能滿足生產(chǎn)需要。近幾年來(lái),隨著噴灌的發(fā)展,具有我國(guó)特色的全射流式噴頭,垂直搖臂式噴頭等相繼通過(guò)鑒定并投入生產(chǎn),豐富了旋轉(zhuǎn)式噴頭的品種,給使用部門選擇噴灑設(shè)備創(chuàng)造了更為有利的條

農(nóng)用灌溉器噴頭的類型較多,下面介紹搖臂式和葉輪式噴頭常見(jiàn)的故障及排除方法。1水舌射程不夠（1）射程不夠,但水舌霧化尚好。主要原因是噴頭轉(zhuǎn)速太快,應(yīng)調(diào)低噴頭轉(zhuǎn)速。（2）射程不夠且水舌霧化差。原因是工作壓力不夠,可按要求調(diào)高壓力。2水舌性狀異常旋轉(zhuǎn)式噴頭如果工作正常,在無(wú)他物（導(dǎo)水器或葉輪）阻擋時(shí),水舌在噴嘴的附近應(yīng)有一光滑、透明的圓形密實(shí)段,在密實(shí)段之后水舌才逐漸變白并呈霧狀；其射程不應(yīng)小于標(biāo)準(zhǔn)值的85％，且應(yīng)霧化良好。

農(nóng)用灌溉器噴頭的類型較多,下面介紹搖臂式和葉輪式噴頭常見(jiàn)的故障及排除方法。1水舌射程不夠(1)射程不夠,但水舌霧化尚好。主要原因是噴頭轉(zhuǎn)速太快,應(yīng)調(diào)低噴頭轉(zhuǎn)速。(2)射程不夠且水舌霧化差。原因是工作壓力不夠,可按要求調(diào)高壓力。2水舌性狀異常旋轉(zhuǎn)式噴頭如果工作正常,在無(wú)他物(導(dǎo)水器或葉輪)阻擋時(shí),水舌在噴嘴的附近應(yīng)有一光滑、透明的圓形密實(shí)段,在密實(shí)段之后水舌才逐漸變白并呈

本文根據(jù)微噴灌系統(tǒng)全濕潤(rùn)噴灑灌溉的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和生產(chǎn)考核,分析了微噴灌為正方形布置時(shí),在相應(yīng)的組合間距下,達(dá)到的均勻度指標(biāo)。swp-j,swp-2折射式微噴頭正方形布置時(shí),建議其組合間距a×b采用0.7～0.8r,dlxd1.5離心式微噴頭組合間距a×b=0.8～0.9r(風(fēng)速在0～3.8m/s范圍),此時(shí)噴灑均勻系數(shù)不低于0.85。

為了實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)噴頭的任意形狀噴灌域,本文將圓形域等分為n個(gè)扇形,然后分別控制各扇形的半徑ri,可得到n個(gè)半徑大小不同的扇形域,由這些大小不同的扇形域構(gòu)成任意形狀噴灌域。為此,在不同的扇形域內(nèi),采用不同的水泵轉(zhuǎn)速ω實(shí)現(xiàn)各扇形域內(nèi)的不同水壓p和不同的噴射半徑ri。為了實(shí)現(xiàn)噴灌精度的控制,采用了負(fù)反饋閉環(huán)控制技術(shù),通過(guò)對(duì)噴射距離l檢測(cè)來(lái)調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速ω以改變水壓pi最終獲得較精確的噴射半徑ri或噴灌域。

1微噴頭分類微噴頭是將壓力水流以細(xì)小水滴噴灑在土壤表面的灌水器。單個(gè)微噴頭的噴水量一般不超過(guò)250l/h,射程一般小于7m。按照結(jié)構(gòu)和工作原理微噴頭分為:1.1射流式微噴頭水流從噴頭嘴噴出后,集中成一束向上噴射到一個(gè)可以旋轉(zhuǎn)的單向折射臂上,折射臂上的流道形狀不僅可以使水流按一定噴射仰角噴出,而且還可以使噴射的水舌反作用力對(duì)旋轉(zhuǎn)軸形成一個(gè)力矩,從而使噴射出來(lái)的水舌隨著折射