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《西北农林科技大学》 2017年
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微喷带水力性能及水量分布试验研究

张硕  
【摘要】:微喷灌具有节水、省工和改善小气候等优点,是一种新型微喷灌设备,成本低且便于施工和使用,应用前景广阔。微喷带的水力性能及水量分布的均匀性是影响微喷灌灌溉质量的重要因素,目前研究还不够深入。研究微喷带水力性能及水量分布均匀性的影响因素,对微喷带灌溉系统优化设计、促进我国微喷灌技术的推广具有很好的使用价值。本文通过微喷带水力性能及水量分布试验,根据水力学基本理论及试验结果对微喷带沿程压力分布及压力流量关系等进行了分析,确定了微喷带水量分布的影响因素,提出了以提高微喷带灌溉均匀度、降低投资成本为目标的优化方案,得到了以下主要的结论:(1)微喷带单位长度流量随着压力的增加而增大。Φ32微喷带的压力与流量符合幂函数关系,Φ28微喷带的压力与流量接近线性关系。首端压力越大,首末两端压差越小,水头损失变化越均匀。微喷带的沿程压力分布是研究沿微喷带方向上水量分布的首要条件,压力受沿程水头损失的影响而逐渐减小,但5m间隔下压力减小的数值不都一样。在微喷带的实际应用中,应慎重选择首端压力值的范围和微喷带的长度,以避免过多的水头损失。在微喷带适宜压力范围内,微喷带喷幅随着压力的增加而增大。Φ32微喷带和Φ28微喷带的喷幅与压力接近线性关系。(2)微喷带单孔喷水时,随着喷射角度的增大,射程呈先增大后减小的趋势。对于Φ32微喷带,喷射角度为30°时,射程最大,可达到2.7m左右。在设计微喷带喷孔位置时,应合理布置喷孔间的距离及位置,使其能满足大田不同位置处的灌溉水量及均匀性的要求。随着单孔喷射角度的增大,平均喷灌强度先减小后增大,湿润区面积先增大后减小,湿润区面积与喷灌强度呈现相反的变化趋势。压力值对湿润区面积、干燥区宽度的影响不大。喷射角度为30°时,干燥区宽度最大,可达到2.0m左右。随着喷射角度的不断增大,干燥区宽度与射程的变化趋势相似,都是先增大后减小。干燥区宽度决定了微喷带与作物之间的合适距离,,为保证微喷带灌溉的均匀性需合理布置喷孔。(3)微喷带水量分布均匀性直接影响灌溉效果,水量分布均匀系数与其测量点的压力值密切相关,微喷带存在水量分布均匀的最优运行压力,并不是压力越大水量分布越均匀。微喷带在管首压力为23kPa时水量分布均匀系数值最大,沿微喷带方向上,为使微喷带的整体喷洒均匀度较好,在实际应用中应使微喷带工作压力保持在最优均匀度对应的压力值左右。(4)水肥一体条件下,沿微喷带管长方向肥液浓度逐渐减小。微喷带越长,首末两端肥液浓度差就越大。管道内定点肥液浓度随时间逐渐减小。同一施肥量下,改变压力值对管道中肥液浓度的影响不大。
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:S275.5

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