微灌系统允许压力偏差确定方法及应用

微灌系统的灌水均匀度是微灌的主要技术要素之一。在微灌系统的设计中，不仅涉及到如何选择灌水均匀度的问题，而且存在如何根据灌水均匀度确定灌水小区允许压力偏差的问题。以往我国有关微灌的书籍中，引用了国外有关根据灌水均匀度确定灌水小区允许水头偏差率的公式，但是实际上只确定了平均水头与最小水头的偏差，而不是最大水头与最小水头的偏差。本文从理论上论证了这两者之间的关系，从而得出确定灌水小区最大允许水头偏差的方法。并用计算机模拟验证了在不同情况下使用该方法的可靠性及误差。     

滴灌灌水小区水力设计的遗传算法研究

以滴灌灌水器平均流量与设计流量的差值为目标函数,将支管末端节点的压力水头作为决策变量,应用二分法与退步法进行毛管和支管的水力计算,建立微灌灌水小区整体水力设计的遗传算法模型。仿真结果表明,模型与算法具有很高的求解效率、计算精度以及良好的通用性和实用价值。在进行灌水小区水力设计的同时,还能够得到支管和毛管的流量、压力分布,以及灌水器平均流量、最大流量、最小流量等特征值及其孔口位置,确定压力偏差、流量偏差、灌水均匀度等灌水质量控制指标。可适用于非均匀坡、变管径、变间距等坡地微灌灌水小区的水力计算与设计,也可用来对已设计或铺设好的灌水小区进行校核与评价。     

某新型灌水器流道水力性能的数值模拟

采用RNG紊流模型,对不同压力进口条件下的某新型灌水器内部流道进行了三维数值模拟,通过与实测结果进行对比,验证了所选数学模型的可靠性和正确性,并得到该新型灌水器水头损失和流量关系以及上下游压差力和流量的关系,可以为微灌灌水器的研发提供技术支撑。     

灌水器局部损失水头的估算

微灌管网中灌水器等局部损失水头估算的正确与否,直接影响到系统的合理设计与工程的灌水质量.本文分析和检验了已有估算方法,给出了新的估算公式.该公式考虑因素全面,结合了已有公式优点,具有理论和实验依据,估算结果更可靠.     

考虑灌水器制造偏差的微灌管网简易设计方法

本文通过对灌水器制造偏差和管道水力偏差对均匀度影响的分割,开发了一种新的考虑灌水器制造偏差的设计方法,该方法与常规不考虑灌水器制造偏差的管网设计方法类似,简单易行.经试验表明,此方法能满足实践精度要求,可为生产应用.     

田面微地形对滴灌灌水均匀度影响的试验

以试验小区内镶贴条式滴灌带为研究对象,测定不同田面微地形、系统工作压力下滴头在各测点的流量分布,计算出各种条件下的灌水均匀度,分析了不同系统工作压力下,田面微地形对滴灌灌水均匀度的影响.结果表明:系统工作压力越大,田面微地形对灌水均匀度的影响越小;压力越小,灌水均匀度受田面微地形影响越大.在比较平缓的微地形条件下,降低系统工作压力,滴灌灌水均匀度并没有显著减小.     

有涡和无涡流道迷宫灌水器水力性能比较

分析迷宫灌水器流道内旋涡存在与否的压力流量情况,得出其对灌水器水力性能的影响。以矩形、三角形、梯形3种有涡流道灌水器模型为基础,并进行结构优化,形成相应的3种无涡流道灌水器模型,利用FLUENT软件模拟和分析6种迷宫流道内水流运动情况,得出各种迷宫灌水器的压力流量关系,从而可知流量系数和流态指数。通过分析可知:同等条件下,3种有涡流道灌水器中,三角形灌水器的流量系数最小,但其流态指数最大;优化后的3种无涡流道灌水器中,三角形灌水器的流量系数最小,其流态指数也最小,说明灌水器流道结构优化后,三角形灌水器的流态指数明显降低,其水力性能得到很大提高,故应优先选用三角形无涡流道灌水器。     

基于灌水器水力性能的紊流模型对比研究

采用计算流体动力学软件Fluent提供的3种最常用的紊流模型,对不同压力进口条件下的某新型灌水器内部流道进行了三维数值模拟,获得了水头损失及堵头上下游压差力的数值模拟结果,通过与实测结果进行对比可知,RNGk-ε模型是最适合模拟该灌水器水力性能的紊流模型,可以为今后灌水器的研发提供参考。     

弧形迷宫流道灌水器数值模拟分析

应用计算流体动力学CFD数值软件FLUENT6.3,模拟了滴灌灌水器弧形迷宫流道结构流道内不同压力下流场变化关系,分析不同弧高、齿间参差量结构参数的改变对灌水器水力性能影响,为弧形迷宫流道灌水器的研发提供了一些基础理论依据。     

不同灌水方式下灌水均匀度评价

从灌溉系统均匀度和土壤湿润均匀度两方面对不同灌水方式下灌水均匀度的研究概况进行了归纳总结.指出畦灌对水分分布的动态过程研究较少,喷灌应加强降低工程能耗、提高灌水均匀度等的研究,滴灌对大田尺度及线源或面源研究较弱等.预计在未来几年内,有关灌水均匀度的研究可望在两方面取得进展:①通过对土壤水分运移的复杂性以及土壤水分分布均匀度的影响因素进行区分,找出每一种因素与土壤水分分布均匀度间的定量关系;②通过对滴头点源、线源灌溉下土壤湿润特性的研究,进一步延伸到面源灌溉等方面,从而达到点、线、面、体的有效结合,提高灌水均匀度.     

迷宫流道断面形状对灌水器水力性能的影响

为研究矩形迷宫流道断面形状对灌水器水力性能的影响,利用软件FLUENT6.1软件对5种流道断面形状不同的矩形迷宫流道内水流运动进行数值模拟,通过模拟得到的灌水器压力～流量关系和灌水器内水流流速分布分析得出：1）流量系数、流态指数均与断面湿周呈正相关,断面湿周越大流量波动性及对压力的敏感程度越大;2）流道断面湿周较小的L1型迷宫灌水器其流态指数小于其它4种,小于0.57,说明该灌水器内水流为紊流,其压力补偿性较高;3）灌水器流道内水流具有重复性;4）流道断面形状对灌水器内水流流速分布不会产生较大影响。因此,在灌水器流道断面为矩形且面积相同的情况下,流道断面为正方形的灌水器的水力性能要优于其它断面形状的灌水器,且流道断面湿周越小,灌水器的压力补偿性越高,系统灌溉均匀度越高。     

螺旋消能补偿式灌水器的研制与试验研究

针对辽宁省补充性灌溉地区的特点,开发以补充灌溉为主,移动式、农民易于接受的新型节水灌溉设备,即螺旋消能补偿式灌水器,以丰富辽宁省的节水灌溉技术手段。通过改变灌水器的结构形式,开展其结构参数、水力性能参数测试试验,确定了应用此灌水器的输水带长度及灌水均匀度,可用于改进地面灌灌溉技术、管灌末级改造和应急抗旱使用等方面,促进了辽宁省避灾农业、高效农业、现代农业的发展,保障全省粮食安全、农民增收。     

滴灌灌水器迷宫式流道内部流体流动特性分析与试验研究

选取目前中国农业灌溉领域中最为典型的六种迷宫式流道滴灌管，利用精密读数显微镜与AutoCAD技术相结合的测量方式测定了流道几何参数，利用自行研制的灌水器水力性能测试平台测量了六种滴灌灌水器在不同压力条件下的自由出流流量，并研究了灌水器流道内部的流动特性。结果表明：低压运行对灌水器的水力性能有一定影响，但不显著；流道断面统计平均流速在0．08—0．90m／s之间；迷宫式流道内部流体流动的雷诺数R,为105—930，层流和紊流的流态转捩的临界雷诺数比常规尺度流道的值要小，低于255。     

棉花膜上灌水技术的研究与推广应用

对棉花膜上灌的灌水技术、节水机理、增产效应、经济效益、水分入渗规律、水力特性、水流运动方程、灌水均匀度、灌溉效率做了系统的论述,并对膜上灌的发展前景和存在的问题做了分析。通过1998～1999年在石家庄地区以及2004～2006年在保定地区大面积推广棉花膜上灌水技术,收到了显著的节水、增产效益。     

浅谈滴灌系统中灌水器的选型

滴灌系统中,灌水器的选择关系到灌水均匀性和工程造价的问题.灌水器的选择需要考虑多种因素的影响,本文论述了在灌水器选型时需要考虑的一些主要因素,为滴灌系统设计者提供一些帮助.     

地膜栽培的灌水问题及科学灌水方法

本文从地膜栽培给不带来的新问题出发，揭示了当前地膜种植的几种主要灌水方法存在的问题，然后根据现代灌溉农业对灌水技术的要求，得出提高灌水的均匀度和延伸灌水长度是当今世界灌水方法和灌水技术研究的主攻方向，据此设计了膜孔灌水方法，不仅解决了当前地膜栽培中存在的膜下灌水不足，膜间露地不有余和上游不有余，下游灌水不足问题，同时又能满足现代灌溉农业节水，高产，优质，高效的要求，所以说膜孔灌是地膜种植的科学灌水     

适用于庭院种植的微压微管滴灌系统试验研究

一般而言,常压滴灌灌溉效果较好,但系统成本相对较高,在我国贫困农村无法得到大面积推广;微压滴灌虽降低了成本,但时常灌水均匀度较低。针对该问题,将无泵恒定供水装置与悬挂式微管滴头应用于庭院式农田微压滴灌灌溉,其毛管入口端设计水头为0.35~0.55 m。试验结果表明：利用此微压微管滴灌系统,在不需水泵提供连续动力的情况下,能够为滴灌系统提供连续稳定的工作水头,且滴灌灌水均匀度达到95%以上。同时试验亦初步揭示了微压下该系统不同几何尺度微管滴头的水力性能与其结构参数之间的关系。     

基于动网格模型的弹簧式灌水器流场数值模拟研究

弹簧式灌水器因其灌水均匀,流量稳定等优点得到广泛应用,但由于弹簧式灌水器内部结构复杂,进一步研发和优化受到阻碍,为获得灌水器流道相关水力性能的关系,采用动网格及UDF(用户自定义函数)技术,对弹簧式灌水器的流动进行了三维静态及三维动态数值模拟对比研究,将计算值与试验值对照分析,获得水头损失、上下游压差力与流量之间的关系。结果表明:三维动网格模型与三维静网格模型的计算精度接近,但三维动网格模型能更真实地模拟出三维静网格模型所不能反映的运动边界。     

三角形迷宫流道滴灌灌水器结构参数及水力特性研究

以滴灌灌水器三角形迷宫流道结构为研究单元,利用均匀设计方法,结合计算流体动力学软件Fluent6．2对流道内部流体的流动进行了数值模拟,通过多元回归计算．获得流道各结构参数与流量系数和流态指数的量化关系。分析这一量化关系表明．流道转角与流量成负相关,与流态指数成正相关;流道宽与流量成正相关,与流态指数成负相关;齿高与流量成负相关,与流态指数成正相关。同时分析了灌水器内部流道的水力性能和流场特性．为三角形迷宫流道滴灌灌水器的研发提供了相应的理论依据。     

三角形迷宫流道滴灌灌水器结构参数及水力特性研究

以滴灌灌水器三角形迷宫流道结构为研究单元,利用均匀设计方法,结合计算流体动力学软件Fluent6.2对流道内部流体的流动进行了数值模拟,通过多元回归计算,获得流道各结构参数与流量系数和流态指数的量化关系。分析这一量化关系表明,流道转角与流量成负相关,与流态指数成正相关;流道宽与流量成正相关,与流态指数成负相关;齿高与流量成负相关,与流态指数成正相关。同时分析了灌水器内部流道的水力性能和流场特性,为三角形迷宫流道滴灌灌水器的研发提供了相应的理论依据。