国内常用大流量喷枪水力性能研究

【摘要】：喷枪作为喷灌系统的重要部件,其水力性能决定了喷灌的整体效果。本研究通过对两种常用大流量喷枪各项水力性能参数的测试,分析各项水力性能参数在不同影响因子下的变化规律,并对比两种喷枪的各项水力性能参数,分析造成各项水力性能参数差异的原因。研究结果主要有:(1)通过对PYC50及HY50两种大流量喷枪的各项水力性能参数(压力、流量、射程、喷灌强度、水量分布等)的测试,测得了两种喷枪各个工作压力下的水量分布。对比两种喷枪水力性能参数,相同条件下HY50型喷枪的射程和流量均大于PYC50型喷枪,具有更大的喷洒面积和更高的过流能力;PYC50型喷枪具有较低的喷灌强度,能适应更多类型的土壤和作物,并从结构上分析了造成两种喷枪水量分布差异的原因。(2)应用视频雨滴谱仪测得了PYC50及HY50型喷枪配备不同直径喷嘴在0.15、0.25、0.35、0.45MPa四个工作压力下沿射程方向的水滴直径分布和各直径水滴对应的落地速度。分析了工作压力、喷嘴直径和两种不同喷枪对径向水滴直径分布的影响。拟合了各工作压力下两种喷枪喷洒水滴直径与至喷枪距离的关系式,水滴直径与距离呈指数函数关系。对比相同喷嘴直径和工作压力的情况下两种喷枪的径向水滴直径分布,并分析了导致差异的原因,HY50喷枪末端水滴直径均大于PYC50喷枪,对作物和土壤具有更大的打击强度。(3)通过水量测试、水滴直径测试试验得到的数据计算PYC50及HY50喷枪的径向动能强度分布。拟合了单个水滴动能与水滴直径、单位体积水滴动能与至喷枪距离的关系式。分析了工作压力和喷嘴直径对径向动能强度分布的影响。对比PYC50及HY50型喷枪相同喷嘴直径和工作压力情况下的径向动能强度分布,分布趋势基本一致,HY50喷枪各测点处的动能强度均大于PYC50喷枪,更容易形成地表径流造成土壤侵蚀。(4)采用正方形布置形式,组合间距为1.0R(1.0倍喷枪射程)、1.2R、1.4R,对PYC50、HY50型喷枪组合喷洒水量和动能强度进行叠加计算,得到两种喷枪组合喷洒的水量和动能强度分布均匀性系数。分析了两种喷枪组合间距和工作压力对均匀性系数的影响规律。相同条件下PYC50型喷枪的水量和动能强度分布均匀系数均高于HY50型喷枪。