波动水压对灌水器水力性能影响的实验研究

论文摘要

滴灌技术是提高作物产量和解决灌溉缺水的最有效技术之一,但是灌水器的堵塞和滴灌系统的运营成本高严重制约了滴灌技术的运用与发展。本文在国家自然科学基金等项目的支助下,在现有的滴灌灌水器实验室综合水力性能测试平台的基础上,通过装备变频控制硬件,提高了工作水压的精确度和水源的均匀度,并通过变频控制技术获得能够为滴灌系统提供波动模式的工作水压,为研究波动水压对灌水器内流场流态及抗堵塞性能提供了平台。在清水条件下波动水压对灌水器水力性能影响方面:以基础水压、波幅和波动周期为变量因素,设计工作水压的波动模式,通过正交方式实施波动因素与流量特性实验,分析了波动因素对灌水器流量的影响规律;通过运用差值和拟合等数学工具,计算和分析了波动因素的对应系数,建立波动条件下等效水压的计算函数关系式;实施以波幅为单变量因素的波动实验,研究和分析了波幅对灌水器内流场流态的影响规律。在堵塞条件下波动水压对灌水器水力性能影响方面:在清水实验的研究基础上,通过设定波动因素中的基础水压H、波动周期T为不变因素,以波幅W为变量因素,实施了四种灌水器在四种波动模式下的强化堵塞实验,分析了四种波动模式下的波动水压对灌水器流量、均匀度和堵塞率的影响规律,结果显示随着波动水压的波幅变大,四种波动模式产生的波动效应逐渐减弱。当波幅为2-3m时,波动效应效果最好。综上所述,本文在微灌综合水力性能测试平台的基础上,通过变频控制技术设计并获得波动工作水压。以基础水压、波幅和波动周期为变量因素,实施不同波动模式下清水和强化堵塞实验,分析了波动因素对灌水器内流场流态、灌水器均匀度和抗堵塞性能,研究成果将为新型滴灌方式的发展与应用提供重要的科学依据和技术参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 微灌技术的发展现状
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 课题来源、目的及意义
• 1.4 本文主要研究内容
• 2 实验条件
• 2.1 实验设备
• 2.2 波动水压
• 2.3 实验方法
• 2.4 本章小结
• 3 灌水器清水波动水力性能实验研究
• 3.1 前言
• 3.2 实验材料与方法
• 3.3 实验结果与分析
• 3.4 本章小结
• 4 灌水器堵塞波动水力性能实验研究
• 4.1 前言
• 4.2 实验材料与方法
• 4.3 实验结果与分析
• 4.4 本章小结
• 5 结论与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录