方形喷洒域摇臂式喷头的机理研究及其系列开发

摘要

喷头,作为喷灌技术中的关键设备,其性能好坏将直接影响喷灌技术的大面积推广.传统的全圆喷洒域摇臂式喷头虽然因具备多方面的优点而得到广泛应用,但由于其在设计思想上就没有考虑喷洒域与地块形状的配合,所以不可避免的存在诸多缺陷.首先,在单个或单列配置使用时,往往因为喷洒域与地块现状不配套,造成大量漏喷与界外喷,不但喷洒质量差而且水资源浪费严重.其次,当进行大田管网设计与使用时,一方面,由于全圆喷洒域无法组合成土地直边线,大量的漏喷和界外喷更为严重;另一方面,由于田块内部重叠喷洒面积过大,造成组合间距降低、系统成本提高.因此,无论是从节水的角度还是从节约系统成本的角度出发均应尽快开发替代产品.六方(四方)形喷洒域摇臂式喷头是山东理工大学于2000年率先研制成功的新型异形喷洒域喷头(专利号:ZL00215392.0).本文在已有ZY-2型方形喷洒域喷头样机的基础上设计出了ZY-1和ZY-3型方形喷洒域喷头,并建立了新的室外及室内喷头测试系统.在室外喷洒试验及室内模拟试验的基础上对该型喷头的水力学特征、喷洒机理以及管网设计等问题进行了全面阐述.在内容上与前期研究相比,本文体现出

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于学位论文使用授权的说明

第一章绪论

1.1本文的研究目的及意义

1.1.1我国的水资源形势及节水灌溉的发展

1.1.2喷灌的发展及存在的问题

1.2国内外研究现状

1.3本文的研究内容及方法

1.4本章小结

第二章ZY系列方形喷洒域喷头产品设计

2.1方形喷洒域喷头性能指标

2.2方形喷洒域喷头设计理念

2.3 ZY系列方形喷洒域喷头设计

2.4结构参数的试验优化

2.5本章小结

第三章方形喷洒域喷头测试系统硬件部分设计

3.1传感器的选择与测试试验台的设计

3.1.1待测参数及其变化范围

3.1.2传感器的选择

3.1.3喷头测试试验台的设计

3.2数据采集与通讯

3.3测试场地与供水

3.4本章小结

第四章方形喷洒域喷头测试系统软件部分设计

4.1数据采集软件设计

4.1.1 MCGS简介

4.1.2喷头数据采集软件的生成

4.2试验数据处理软件设计

4.2.1 MATLAB简介

4.2.2数据处理程序的编制

4.3本章小结

第五章方形喷洒域喷头性能测试试验

5.1室外喷洒试验

5.2室内模拟试验

5.3本章小结

第六章方形喷洒域喷头水力学特征及喷洒机理分析

6.1水力学特征分析

6.1.1压力特征

6.1.2流量特征

6.1.3功率特征

6.2喷洒机理分析

6.2.1理论压力曲线分析

6.2.2修正压力曲线分析

6.2.3试验结果验证

6.3本章小结

第七章方形喷洒域喷头田间管网设计

7.1喷灌系统的分类与选择

7.2方形喷洒域喷头管网设计

7.2.1传统型与优化型固定式喷灌系统

7.2.2管网设计实例

7.2.3管网压力波动分析

7.3本章小结

第八章结论与展望

8.1本文工作总结

8.2未来研究展望

攻读硕士学位期间已发或即将发表的论文

致谢

参考文献

附录