喷灌系统中压力调节器性能和喷嘴直径之间的关系研究

发布时间：2020-06-12 23:17

【摘要】：由于环境条件的变化以及水资源的缺乏,亟需研究一种高效且灵活多变的灌溉管理系统。本文提出并研制的自动化灌溉系统可以提高农作物的水利用效率。当进行灌溉系统设计时,使用压力调节器可以显著改善系统效率,因为它可以减小压力波动从而改善分布均匀性(DU)。随着节水节能被日益重视,许多灌溉系统也被设计或者改造成能够在低压条件下运行。因此,系统中压力差占总压力的百分比更大,所以需要对灌溉压力进行更精确的调节。在中心支轴式喷灌系统中,针对不同的压力和喷嘴直径,我们采用压力调节器去调整工作压力和工作流量。本文核心和主要的目标就是研究灌溉系统中压力调节器的性能表现与喷嘴直径之间的关系。研究手段如下:通过使用不同的喷嘴直径、在不同进口压力下喷洒性能,研究调节均匀度并测量压力调节器的出口压力以及喷头流量。本次研究采用了10psi,15psi和20psi三种出口压力规格的压力调节器。同时,喷头处安装了3.18mm,5.16mm,5.56mm,5.95mm和8.33mm五种出口直径的喷嘴,用来测量实际出口压力以及喷头流量。压力调节器的出口压力随喷嘴直径的增加而减小,最终降低了喷头的内部阻力。当喷嘴直径增加到5.16mm时,实际出口压力和设计出口压力之差会随着喷嘴直径增加变得很大。对于固定喷盘式喷头,当采用10psi,15psi和20psi三种规格的压力调节器时,其流量系数会发生变化,分别从0.91变成0.98,0.93变成0.99,以及0.94变成0.99。当喷嘴直径大于5.56 mm时,流量系数会随喷嘴直径增大而增加,因此使用越高规格的压力调节器,喷头的流量系数也越大。当喷头安装了更大直径的喷嘴时,按照推荐使用的入口压力、设计出口压力再加上5 psi,仍然达不到想要的出口压力。所以实际应用时,选择合适的压力调节器对于保证喷灌系统长期稳定的运行至关重要。同时,高质量的低压调节器必须要与对应的低压喷头互相匹配,这样才能得到最理想的结果。通过提高人们认识到压力调节对喷灌系统性能的影响以及准确适当地运用压力调节器的重要性,这对于资源节约有着关键的影响意义。
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S277.94

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