微灌毛管调压设计方法的改进

在微灌系统设计中，当采用毛管进口安装调压管设计方法时，通常将一条支管上的毛管进口调压管长度分成若干等级，而以往分级是根据经验决定。经分析表明，分级不不会导致灌水均匀度的降低，为此提出了改进毛管调压设计的方法。为了满足设计灌水均匀度的要求，调压管的计算长度与分级实际使用长度的偏差值不应大于允许的长度偏差值。     

滴灌灌水小区优化设计的浅论及算例

滴灌工程建设规范规定,一条支管所控制的灌溉面积称为一个灌水小区,它是滴灌系统最基本的设计单元,在支管管径选择及压力均衡的验算方面起到十分重要的规范作用。为了满足系统各灌水小区压力均衡,在各支管入口设置压力调节阀,消除其余管线要求水头与水源设计水头之差,达到系统压力均衡,使系统流量偏率不大于20%。     

光伏提水直驱节水灌溉技术研究

利用光伏提水进行灌溉在很多无常规能源地区得到了广泛的应用,但太阳能辐射量的日变化造成光伏提水直接驱动节水灌溉设备存在不能稳定工作和灌溉均匀度差的问题。利用自动控制技术,通过PLC监测主管压力,控制每条支管上的电磁阀,来控制正常工作的灌水器数量,保证所有灌水器都能正常工作;通过PLC给正常工作的灌水器计时,来控制每条支管的灌水量,使所有支管在正常工作条件下的灌水量相近,从而保证灌溉的均匀度。试验结果表明:自动控制的光伏提水节水灌溉系统不仅能够保证灌溉系统稳定均匀工作,高效利用水资源和太阳能资源,而且与常规的储水、储能方法相比,大大减少了系统的建设和运行成本,是实现无电牧区天然草场灌溉的重要技术手段。     

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。     

多孔式微喷带在低压管灌中的应用

安徽省淮北地区现有低压管道灌溉面积50万亩,其中绝大部分位于井灌区,由于管理及田间灌水技术不配套等多种原因,有很大一部分工程未能投入正常使用。实际上,淮北地区的低压管灌解决的只是输水问题。据调查,目前田间灌水技术仍采用传统的沟、畦灌,由于沟、畦灌水定额大,灌水质量差,水资源浪费严重,特别是淮北地区经常遇到灌后遇雨,极易造成土壤过湿使作物产生渍害。针对这种情况,淮委水科院科研人员在不改变低压管道系统布置的情况下,适当提高管道的供水压力,辅之以多孔式微喷带灌水技术。即在低压管道的出水栓上连接多孔式微喷带,利用这种多孔式微喷带作为田间灌水系统。与沟、畦灌相比,采用这种方法操作简便,节水节能,灌水均匀度较高。     

水泵变频控制技术在梯田滴灌系统中的应用

由于坡耕地高差变化范围较大,坡耕地梯田恒压滴灌系统一直存在局部超压及灌水均匀度差等问题,为解决这一问题,采用分级变频控制灌溉技术,通过调节水泵电机转速控制水泵压力和流量,使整个滴灌系统在不同高程范围内都满足设计要求。工程实例表明:与工频控制灌溉相比,变频控制灌溉提高了灌水质量,可以满足灌水均匀度的要求。     

灌溉管网中变径管水力特性研究

随着管道输水技术的发展,灌溉效率显著提升。如何降低管网水头损失是提升灌溉效率的主要途径。基于国内外研究情况,通过水力学试验和数值模拟对变径管的阻力特性和流场进行了分析。结果表明:随雷诺数的增大,变径管局部阻力系数逐渐减小,管道水流处于阻力平方区;沿流动方向,压力逐渐减小,在下游出现负压梯度区;上游管道的流态较稳定,变径段出现涡流,下游段紊流旺盛。     

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.     

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。     

灌水器的工作水头对微灌系统灌水均匀度影响的研究

本文根据微灌灌水器的基本水力持性和一般通用的水力学计算公式以及微灌系统支、毛管水力计算的基本原理，分析了灌水器的工作水头对灌水均匀度的影响，得出新的结论：灌水器的工作水头对系统灌水均匀度的影响并非是“灌水器的工作水头愈高，则微灌系统的灌水均匀度愈高”的单调关系，而是与灌水器的流态指数ｘ，管道的流量指数ｍ以及地形坡度Ｊ有关。所得结论已通过计算机数值模拟和试验得到验证。     

地埋式自升起喷灌装置设计原理分析

地埋式自升起喷灌装置能够解决固定管道式喷灌妨碍耕作、影响收获和拆装费工等问题。基于湿润土壤抗剪强度降低的原理,系统分析了装置破土过程中所需克服的最大阻力和有效推动力,推导形成了多类型土壤条件下的最小进水压强公式,研究了管径大小对破土的影响。研究结果表明,输水压强需达到0.7 MPa才能保证无出流的灌溉设备在所有类型土壤中实现破土,远大于喷灌的实际工作压力;灌溉设备顶部有出流的情况下,输水压强仅需达到0.15 MPa就可以顺利破土而出;当管径在0.01~0.09 m范围变化时,破土所需的最小进水压强随着伸缩管管径的增大而减小,当管径超过0.09 m,破土所需的压强基本不变。由此可知,本文针对地埋式自升起喷灌装置提出的设计原理分析方法,可为水力驱动自升降灌溉设备的结构优化与设计提供依据。     

支管管径变化对枝状管网水锤压力的影响

随着节水管网技术的大力推广, 管网水锤问题变得日益突出。为了探讨管网中支管管径变化对管网水锤压力的影响, 采用Pipenet软件对带有一个分支管的枝状管网在支管球阀突然关闭(工况1)和直管球阀关闭(工况2)2种操作工况下的水锤压力波动进行了数值计算, 支管型号分别取DN110、 DN90、 DN75、 DN63和DN50共5种; 并采用理论方法分析了2种工况下最大水锤压力的变化规律。结果表明: 随着支管管径的减小, 2种工况下各自阀门处产生的最大水锤压力和管网水锤压力均呈增大的趋势, 相比之下支管管径减小对工况1时的影响更大。理论分析表明工况1时最大水锤压力随支管管径减小而增大的主要原因是支管流速的增大; 工况2时最大水锤压力随支管管径减小而增大的主要原因是反射回的降压波逐渐减小。研究成果可以为管网设计提供参考。     

基于SVMs-GA模型的微灌系统管网优化设计

为了优化农业管道输水灌溉中管网的组合方式,提高灌溉效益,节约灌溉成本,在不限定灌溉面积的假设下,以支、毛管的标准段数为决策变量,以系统允许的最大压力差和构成管网的最低管道数目为约束条件,以单位面积的管材成本最低为目标函数建立模型,采用支持向量机耦合遗传算法对模型进行求解,得到满足约束条件和目标函数的不同管径支管的标准段数最优组合。结果表明:当毛管双向铺设时,单位面积的管材成本达到最低,最低值为8 755.7 元/hm²,灌溉面积为24.15 hm²,管网水头差达到系统允许的97.6%~99.7%;与毛管单向铺设相比,每公顷的管材成本降低了6.5%,灌溉面积增加了103%。与已有文献相比,每公顷成本降低了5%,灌溉面积增加了23%。因此支持向量机耦合遗传算法可以较好地优化管网设计,为农业节水灌溉提供了可借鉴的依据。     

地下输水软管变形量实测方法研究

依据金属材料弹性应变规律和电测技术,提出用电测法实施遥测地下受压小孔径软管变形量的实用新方法.分析及实际应用结果表明:该方法有效地解决了实测此类软管变形量的技术难题,可为农田排、灌水软管规格选择研究及埋管方式、埋管深度设计提供准确的基础数据     

EXPERIMENTAL AND NUMERICAL ANALYSIS OF LAMINAR AND LOW TURBULENT FLOW DISTRIBUTIONS IN INLET DIVIDING HEADER OF SHELL AND TUBE HEAT EXCHANGER

Flow distribution headers play a major role in heat exchangers. The selection of header diameter, branch pipe diameter, branch pipe spacing etc. is based on the designer's experience and general guide lines. The proper selection of the header dimensions will yield uniform flow distribution in heat exchangers, which in turn will enhance the heat exchanger efficiency. In this work, the flow distribution in branch pipes and the pressure variation across the branch pipes in laminar and low turbulence region is studied with two models of the inlet dividing headers. When the numerical analysis has been applied, its inability to predict the no flow condition through the branch pipes is revealed. The results are presented in the form of flow rate ratio through branch pipes and nondimensional coefficients across branch pipes which are useful to apply the existing mathematical models for the present experimental setup.     

石羊河流域井灌区管道灌溉系统优化模式研究

为了探求石羊河流域井灌区管道灌溉系统优化模式,对喷灌、滴灌、管灌等高效节水技术与变频调速技术进行配套,采用"恒压变量"研究方案对各灌溉技术间流量与压力协调进行了试验。结果表明:水泵的转速大于最低合理转速1 710 r/min时,在喷灌、滴灌、管灌3种工作条件下,水泵效率均较高,基本在高效区运行,同时也说明"恒压变量"一整套水泵调速工况点参数计算公式和计算方法正确可靠。     

浅井低压灌溉优化配套技术研究及应用

本文对已有的浅井工程进行抽水试验、灌溉试验，经过理论分析，推导出了单井低压管道输水灌溉系统的最21-优出水量、最佳降深、最佳扬程、经济管径及田间多孔软管配水计算方法，确定了浅井灌溉费用最小、效益最大的浅井低压灌溉优化配套技术。     

对灌溉管路系统经济管径计算方法的探讨

经过多年对农田（果树）灌溉压力管路系统工程设计的实践，对以往沿用的计算烦琐且计算精度较低塑料压力管路经济管径的确定方法进行了改进和简化，并在管道灌溉工程实践中进行了验证和推广使用。实践证明，这种灌溉管路系统经济管径计算方法，比以往沿用的计算方法，计算精度较高，简单易行，且实用性强，易于掌握。     

河曲县膜下滴灌项目区玉米灌溉制度设计

膜下滴灌的灌溉制度设计比其他灌溉制度的设计更为复杂,因为它要细化到每一个滴头、每一株农作物的浇灌,所以膜下滴灌灌溉制度的设计是整个灌溉工程设计的关键。只有灌溉制度确立后才能对整个管网的布置和管材、管径的选择提供必要的计算参数。文中阐述了河曲县膜下滴灌项目区玉米灌溉制度设计的步骤和方法。     

灌区低压管道输水灌溉技术

灌区管道输水系统占地少，能减少灌溉水量的渗漏和蒸发损失，是农田灌溉实现节水、渠系输、配、灌水自动化的一条经济有效途径。该文针对灌区低压管道输水系统规划设计参数确定、管网布置、管材选择、附属设备选择等方面进行了概述。