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《河北农业大学》 2011年
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喷头随机喷洒的性能测试与数学模拟研究

李爽  
【摘要】:喷灌工程作为一种已被人们广为接受的先进灌溉措施,为我国节水灌溉事业的发展发挥了重要的作用。为了进一步保证喷灌工程在运行中的灌溉效果,避免由于喷灌系统中管件经长期拆装等问题而造成对喷灌设计均匀度的影响,因此对喷灌系统运行中的智能模拟研究是十分必要的。只有全面掌握喷灌系统时时刻刻的工作状况,才能确保喷灌均匀度的要求。本文将围绕喷灌工程的特点、喷头喷水特性进行研究,采用室内实验的方法,对喷头喷洒水量分布规律及在可变的工况下喷头喷洒特性进行实验分析。为此,以喷灌运行智能模拟为核心研究内容,本文主要从以下几个方面展开研究: (1)综述了我国喷灌工程发展情况和喷灌工程的优缺点,理性地分析喷灌工程运行过程中所遇到的问题,包括由管件经常拆装所引起的影响喷头实际工作时的喷灌效果和在喷灌系统工程设计中对可变因素影响考虑的固定化。并针对以上喷灌实际运行现状,提出了对喷头喷洒性能进行研究和构建喷灌系统运行仿真体系的思想。 (2)对生产中喷头可能出现的水力条件,在室内对喷头喷洒水滴情况进行实验分析,测定在不同的工作压力下的水量分布等。并对实验测得的数据规律进行分析,得到水滴粒径与水滴落点位置的关系,在一定程度上体现水滴喷出至落地这一复杂的随机过程。 (3)在前人研究水滴在空中运动的理论基础上,结合实验分析结果,建立了水滴随机喷洒数学模型,运用以蒙特卡罗方法随机抽样为主要手段,给出了水滴随机数值计算微分方程的求解方法。 (4)应用水滴随机数学模型模拟无风情况下水滴的喷洒效果,并与之前实验分析结果进行比较分析,验证了该模型的合理性。同时运用此模型对环境风的影响作出了智能模拟,产生的结果显示喷头喷洒效果与实际情况相符。实例分析结果表明该数学模型可以很好地模拟喷灌工程运行情况。
【学位授予单位】:河北农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:S277.94

【参考文献】
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