低压滴灌管及配套过滤器水力性能试验研究

摘要

我国水资源严重缺乏，目前农业用水效率较低，节水潜力巨大。在我国，农业灌溉的技术水平也得到了快速的发展提高，而滴灌技术作为目前比较受欢迎的一种农田灌溉技术，对其进行高效节水性能的优化是十分必要的。低压滴灌管和过滤器作为滴灌系统的重要组成部分，对其进行更深层次的水力性能研究对农田灌溉的实践应用活动提供一定的借鉴作用。
　　本文通过对滴灌系统中低压滴灌管和过滤器国内外的研究现状及理论试验成果进行相应的分析，在此基础上对滴灌管水力性能、过滤器水力性能以及滴灌工程应用实例进行理论和实践探索，力求通过此次研究为滴灌实践应用活动提供一定的理论借鉴和实践帮助。对滴灌管的水力性能研究一方面分析铺设长度、进口压力、出流孔间距对滴灌管的出流特性的影响趋势以及流量系数和流态指数;另一方面分析研究铺设长度、进口压力、铺设坡度、滴孔间距对于灌水均匀度的影响趋势并在此基础上推算出灌水均匀度、流量偏差系数、流量偏差率的计算公式和互相之间的关系。而对于过滤器水力性能的研究则主要通过清水和含沙水流条件下叠片式过滤器和网式过滤器对于水质的过滤能力以及局部水头损失与过流量之间的变化趋势进行相应的研究，并在此基础上总结出局部水头和过流量之间的关系并且推算出局部水头的计算公式。
　　本论文对低压滴灌管及过滤器水力性能的研究主要取得的研究成果有以下几点:
　　(1)滴灌管的平均流量随着铺设长度增加，单孔的平均出流量减小，且工作压力相同的情况下铺设长度的变化对单孔平均流量的影响不是很大，而当压力水头的变的越来越大时，铺设长度对单孔平均流量的影响幅度也会变大;同时单孔平均流量随着滴孔间隔的增加也会增加，同时增速也会因为孔距的增加而逐渐上升。
　　(2)进出口压力水头一定时铺设长度越短，滴灌管的灌水均匀度越好:铺设坡度相同时，毛管进口压力越大，灌水均匀度越好;铺设坡度增加灌水均匀度增加幅度呈现先增后减趋势。
　　(3)试验验证了流量偏差系数和灌水均匀度系数之间的关系式，两者之间呈现出的趋势状态为反比例直线关系。
　　(4)清水条件下局部水头损失随着过流量的增大而增大;含沙条件下，在过流量、原水颗粒质量分数数值较小时，水头损失随时间的增加而较少，但是过流量、原水颗粒质量分数数值较大后，水头损失随时间的增加变化的幅度呈现快速增长的趋势，同时过流量、原水颗粒质量分数数值变大会造成水头损失变动持续周期缩短。
　　(5)对于叠片式过滤器和网式过滤器而言:处于清水条件下，如果水质和过流量条件一致时，在没有安装滤芯的情况下，网式过滤器的水头损失大于叠片式过滤器的水头损失，安装上滤芯之后，叠片式过滤器的水头损失大于网式过滤器的水头损失。
　　(6)在泥沙处理能力方面，不同规格的滤网对泥沙分离的总效率不同，滤网一样的情况下，含沙水质和过流最的波动对泥沙分离总效率的影响并不是很大;高数目的滤网除沙总效率明显高于低数目滤网的过滤器除沙总效率。

目录

声明

摘要

1引言

1．1．2研究的意义

1．2国内外研究进展

1．2．1滴灌管及过滤器产品研发

1．2．2滴灌管及过滤器水力性能试验研究

1．2．3滴灌管水力性能理论研究

1．3研究内容及技术路线

1．3．1研究内容

1．3．2技术路线

2试验设计

2．1．2试验方案设计

2．1．3试验材料与装置

2．1．4试验数据结果

2．2过滤器试验

2．2．1试验内容

2．2．2试验材料

2．2．3试验方案设计

2．2．4试验装置

2．2．5试验数据结果

3低压滴灌管水力特性

3．1．2进口压力对出流特性的影响

3．1．3出流孔距对出流特性的影响

3．1．4流量系数和流态指数

3．2灌水均匀度

3．2．1铺设长度对灌水均匀度的影响分析

3．2．2进口压力对灌水均匀度的影响分析

3．2．3铺设坡度对灌水均匀度的影响分析

3．2．4滴孔间距对灌水均匀度的影响分析

3．2．5 Cv、Cu、qv的计算方法

3．2．6 Cv和Cu之间的关系式推导

3．2．7关系式验证与比较

3．2．8 qv和Cv、Cu之间的关系分析

3．3本章小结

4过滤器水力性能

4．1水力学特性研究

4．1．1清水条件下过滤器的水力学特性研究

4．1．2含沙水流条件下过滤器的水力学特性研究

4．1．3含沙水流条件下过滤器的泥沙处理能力研究

4．2过滤过程中局部水头损失公式研究

4．2．1过滤过程中局部水头损失与流量的关系

4．2．2局部水头损失计算

4．3本章小结

5应用实例

5．1实例分析

5．1．1基本情况

5．1．2滴灌系统设计

5．1．3滴灌应用技术要点

5．2滴灌技术优势与局限性

5．2．1滴灌技术特点与优势

5．2．2滴灌技术的局限性

5．3滴灌技术的改进

6．1结论

6．2展望

参考文献

作者简介

致谢