射流振荡三通与毛管脉冲特征及计算方法研究

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脉冲滴灌具有抗堵塞性能强、灌水均匀度高的特点,受到世界各国的广泛关注与应用。但现有的脉冲滴灌系统的发展受到系统造价、理论与应用技术研究滞后及可靠性等因素的制约,针对这一现象发明了射流振荡三通。为了研究射流振荡三通的性能,设计了三种不同的喷嘴宽度参数,并初步确定了其余的参数。搭建射流振荡三通试验系统,通过试验研究射流振荡三通的脉冲特征;接上毛管后,研究射流振荡三通毛管水力性能,并与普通三通进行对比。主要研究内容和结论如下:  1、通过对射流振荡三通关键结构的初步研究,确定了射流振荡三通各结构参数的取值范围,阐述了各个参数的变化对射流振荡三通的脉冲性能的影响。  2、对不同喷嘴宽度的射流振荡三通进行脉冲特征试验,发现射流振荡三通的进口流量、脉冲频率及水头振幅分别与水头损失密切相关,通过整理分析拟合出公式并进行验证,发现拟合公式符合射流振荡三通水力特征;根据试验数据,得出射流振荡三通进口水头上下限公式,为射流振荡三通脉冲系统设计提供了计算依据。  3、研究不同喷嘴宽度的射流振荡三通与普通三通连接毛管的水力特性,试验结果表明:  (1)因为有水力损失,滴头水量分布呈凸形。随着毛管和水头的增加,四种三通的进口流量都会随之变大。从整体上来看在相同压力和相同毛管长度下,普通三通的进口流量最大,其次是喷嘴宽度为4mm和喷嘴宽度为5mm射流振荡三通的流量,两者流量比较接近,最后是喷嘴宽度为3mm射流振荡三通。不论毛管长度如何变化,只要在同一长度下,随着射流振荡三通的喷嘴宽度增大,进口流量是呈先增大后变小的趋势,且增大的幅度比减少的幅度要大。滴头最大值和最小值流量随着压力的增大,最大值和最小值流量都相应的变大;随着毛管的长度增加,滴头的最大值流量和最小值流量都减小。滴头流量最大值和最小值的差,随着毛管长度的增加,差值会随之增大。  (2)对射流振荡滴灌三通流量均匀性及偏差率进行了研究,并与普通三通进行对比。发现当毛管越长,射流振荡三通的灌水均匀流量均匀性越低,流量偏差率就越大;当压力增加时,总体来说,流量均匀性就越大,偏差率就越小。在相同毛管和压力条件下,总体来说,当毛管一定时,喷嘴宽度为4mm的射流振荡三通的灌水均匀性能最好,其次是普通三通,最后是喷嘴宽度为5mm和喷嘴宽度为3mm的射流振荡三通。即灌水均匀性随着射流振荡三通的喷嘴宽度的增大,呈先增大后减小的趋势。
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