不同微灌加气设备运行效果试验研究

摘要

微灌加气技术是微灌发展的重要研究方向之一，但目前对于微灌加气装置运行效果的研究尚不多，微灌加气设备的选型没有系统的技术支持。为此，本文采用超微米气泡循环加气装置和空气压缩机2种加气装置，展开加气微灌首部水力性能试验和滴灌带水力性能试验，比较了两种装置首部产生溶解氧的效果和滴灌带运输过程中水气变化分布情况，分析了不同温度、不同通气时间因素下溶解氧变化规律、气泡悬浮时间以及不同滴灌带进口压力、不同滴灌带长度、不同滴头朝向因素下的流量、溶解氧分布规律和气水均匀度等，得出如下结论:
　　空气压缩机加气时水中溶解氧随时间整体变化不大，而超微米气泡循环加气装置的溶解氧衰减明显。从溶解氧含量及加气设备运行能耗上综合考虑，两种加气设备在加气时长为5min时效果最优。升温会造成水中溶解氧含量的降低。因此微灌加气时，为获得更大的溶解氧含量，应尽可能在较低温度下进行。不论加气与否，选用哪种加气设备，滴灌带铺设长度增加时溶解氧含量都没有明显流失;滴头朝上滴灌带的溶氧量比滴头朝下的更多，但溶解氧含量均匀度更低。超微米气泡在水中的悬浮时间比较长，且气泡的存在稳定性较强。在超微米气泡发生机加气、空气压缩机加气、不加气三种条件下，滴头平均流量随滴灌带进口压力的增大而增大，随滴灌带长度的增大而减小。不同的滴头朝向对平均流量的影响很小。加气处理与不加气处理相比，滴头平均流量减少不大，对流量均匀度的影响不明显。不同加气设备之间的平均流量差异也很小。滴灌带铺设长度对两种加气设备下的流量均匀度都存在显著影响，滴头朝向仅对空气压缩机加气时的流量均匀度呈显著作用，且滴头朝下比滴头朝上的流量均匀度高。灌水器流量均匀度随滴灌带进口压力增大而增大，随滴灌带铺设长度增大而减小。对空气压缩机设置不同的加气量（或对应滴灌带中不同气水比）条件下，各取样点滴头出水量随滴灌带铺设长度的分布规律类似，其分布主要与滴灌带本身性能有关。气水比升高，灌水器流量的克里斯琴森均匀系数变化不大，整体上呈稳定趋势。结合滴头出流量及水中溶解氧含量综合分析，采用空气压缩机加气量为3L/mm时节省能源，综合效益为三种加气量下的最优。结论进一步丰富了现有微灌加气理论，为微灌加气技术的推广应用提供了一定的技术参考。

目录

声明

摘要

英文缩略表

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究进展

1．2．1 微灌加气对作物影响

1．2．2 微灌加气对土体环境影响

1．2．3 微灌加气方式与设备

1．2．4 存在问题

1．3 研究内容与技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 技术路线

第二章 试验材料与方法

2．1 试验材料

2．2 试验设计

2．2．1 加气微灌首部水力性能试验

2．2．2 滴灌带水力性能试验设计

2．3 指标与测试方法

2．3．1 超微米气泡水中悬浮时间

2．3．2 溶解氧含量

2．3．3 均匀度计算

第三章 加气微灌首部水力性能分析

3．1 空气压缩机加气的溶氧效果

3．2 超微米气泡发生机加气的溶氧效果

3．2．1 超微米气泡在水中的停留时间

3．2．2 不同通气时间下溶解氧含量变化

3．3 升温过程的溶解氧对比研究

3．4 空气压缩机不同进气量研究

3．5 本章小结

第四章 滴灌带水力性能分析

4．1 平均流量与滴灌带进口压力关系

4．1．1 空气压缩机加气平均流量与滴灌带进口压力关系

4．1．2 超微米气泡发生机加气平均流量与滴灌带进口压力关系

4．1．3 不加气时平均流量与滴灌带进口压力关系

4．2 溶解氧含量与滴灌带长度关系

4．2．1 空气压缩机加气溶解氧含量随滴灌带铺设长度变化规律

4．2．2 超微米气泡发生机加气溶解氧含量随滴灌带铺设长度变化规律

4．2．3 不加气时溶解氧含量随滴灌带铺设长度变化规律

4．3 不同气水比条件下的灌水器流量均匀度分析

4．4 不同气水比条件下出水量研究

4．5 本章小结

第五章 灌水器流量均匀度分析

5．1 灌水器流量均匀度显著性分析

5．2 灌水器流量均匀度指标分析

5．2．2 流量均匀度与长度关系

5．3 气水均匀度效果比较

5．4 本章小结

第六章 结论

6．1 结论

6．2 创新点

6．3 展望

参考文献

致谢

作者简历