论文题目: 基于变量技术的圆形和平移式喷灌机水量分布特性的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 农业电气化与自动化
作者: 严海军
导师: 王福军,金宏智
关键词: 圆形和平移式喷灌机,变量技术,水量分布均匀性,低压喷头
文献来源: 中国农业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 作为现代农业节水灌溉、尤其是精准灌溉的重要执行平台之一的圆形和平移式喷灌机,以其灌溉质量高、适用范围广、自动化程度高的优势,在我国发展集约化、规模化农业生产和西部大开发中必将发挥重大作用。本文主要围绕配置非旋转低压喷头的圆形和平移式喷灌机在多种变量条件下的水量分布特性进行研究,采用解析推导、计算模拟和试验验证的研究方法和手段。本文研究内容主要包括以下六个方面:(1) 在研究分析圆形和平移式喷灌机水力学设计的基础上,提出了圆形喷灌机主输水管路末端出流时水力计算的数学模型,与其它模型比较并经实验验证,该模型具有通用性强、计算精度高的特点;通过对圆形和平移式喷灌机常用低压喷头流量系数的理论计算和试验研究,提出了低压喷头流量系数的合理范围和最佳推荐值,提高了喷头配置的精度。(2) 建立了圆形喷灌机启闭特定时段内,主输水管路充化学液时间及此时段内各喷头喷洒水的计算公式;分析了喷洒化学液的启闭时间和走停位置与喷洒化学液均匀性之间的影响关系;提出了圆形喷灌机喷洒化学液的正确操作步骤,提高了圆形喷灌机启闭特定时段的喷洒均匀性。(3) 通过对圆形喷灌机在相邻塔架不同同步角下行走特性的模拟分析,结果表明相邻塔架同步角越小,各塔架车的走停次数明显增加,横向喷水均匀性得到一定程度的提高;塔架车行走距离仅与百分率设定值有关,与相邻塔架同步角和百分率计时器限值无关。(4) 首次用图解法分析了圆形和平移式喷灌机在间歇运行条件下,百分率计时器不同限值对横向水量分布特性的影响,并进行了数学模拟和田间试验。结果表明,百分率计时器限值越小,横向喷水均匀性有一定程度上的提高,但电机减速器启闭频率增加。(5) 建立了圆形和平移式喷灌机在系统连续和间歇运行条件下的水量分布特性的数学馍型,在室内试验测得圆形和平移式喷灌机常用非旋转低压喷头水量分布特性的试验基础上,开发了圆形和平移式喷灌机喷头配置的选型计算软件,并根据软件配置结果在圆形和平移式喷灌机上进行了田间试验。结果表明,影响田间水量分布均匀性的主要因素是配置喷头的水量分布特性,其它依次是喷头配置间距、百分率计时器限值、相邻塔架同步角等。文中还提出了圆形和平移式喷灌机配置D3000和PZ低压喷头的优化配置间距。(6) 首玖提出了平移式喷灌机用变频方式实现连续运行的基本思想和工作原理,并进行了变频条件下纵向水量分布的田间试验,经与相应百分率计时器设定值的试验值对比。结果表明,圆形喷灌机变频连续运行可以获得和电动间歇运行条件下的灌溉质量。
论文目录:
第一章 绪论
1．1 引言
1．2 国内外研究及发展概况
1．2．1 喷灌技术与设备
1．2．2 圆形和平移式喷灌机起源和发展现状
1．2．3 圆形和平移式喷灌机变量精准灌溉技术的研究进展
1．2．4 圆形和平移式喷灌机水量分布特性的研究现状
1．3 主要的研究内容
1．4 研究方法与技术路线
第二章 圆形和平移式喷灌机水量分布特性的影响因素及评价指标
2．1 影响因素
2．1．1 圆形和平移式喷灌机的结构组成与工作方式
2．1．2 灌水器
2．1．3 压力/流量调节器
2．1．4 喷头配置
2．1．5 其它
2．2 评价指标
2．2．1 水量分布均匀系数
2．2．2 平均喷灌强度
2．2．3 灌水效率和平均缺水量
第三章 圆形和平移式喷灌机水量分布特性的数学模型研究
3．1 非旋转低压喷头流量系数的研究
3．1．1 前言
3．1．2 非旋转低压喷头流量系数的理论公式
3．1．3 非旋转低压喷头流量系数的试验研究
3．2 主输水管路水力计算模型
3．2．1 配置喷头流量的计算模型
3．2．2 配置喷头工作压力的计算模型
3．2．3 模型验证
3．3 机组连续运行条件下的水量分布数学模型
3．3．1 单喷头径向水量分布曲线数学模型
3．3．2 单喷头连续运行条件下的水量分布数学模型
3．3．3 组合喷头连续运行条件下的水量分布数学模型
3．4 机组间歇运行条件下的水量分布数学模型
3．4．1 单喷头间歇运行条件下的水量分布数学模型
3．4．2 组合喷头间歇运行条件下的水量分布数学模型
3．5 圆形喷灌机启闭特定时段的水量分布特性研究
3．5．1 喷洒化学液的方法和均匀系数计算公式
3．5．2 主输水管路充化学液时间的计算
3．5．3 主输水管路充化学液的时间与有效喷洒面积的关系
3．5．4 启闭时段正确操作步骤
3．6 小结
第四章 圆形和平移式喷灌机水量分布特性的数学模拟
4．1 单喷头喷洒特性的试验
4．1．1 D3000喷头试验
4．1．2 PZ喷头试验
4．2 喷头选型配置软件的研究
4．2．1 喷头选型配置软件的研究进展
4．2．2 喷头选型配置软件的开发
4．3 相邻塔架不同同步角工况下行走特性的模拟
4．3．1 行走特性的数学模型建立
4．3．2 模拟结果与分析
4．4 百分率计时器不同限值工况下横向水量分布特性的模拟
4．4．1 横向水量分布特性的图解分析
4．4．2 模拟结果与分析
4．5 圆形和平移式喷灌机纵向水量分布特性的模拟
4．5．1 喷头选型与配置
4．5．2 纵向水量分布特性模拟工况
4．5．3 模拟结果与分析
4．6 喷头配置间距的优化
4．7 小结
第五章 圆形和平移式喷灌机田间水量分布特性的试验研究
5．1 试验方法和装置
5．2 试验内容
5．3 结果分析
5．4 小结
第六章 结论与建议
6．1 主要结论
6．2 不足与建议
参考文献
致谢
附表
作者简介
发布时间: 2005-06-13
参考文献
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