管道变径调压效果试验

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1、广西水利水电GUANGXIWATERISOURCES＆HYDROPOWERENGINEERING2014(2)·试验研究·管道变径调压效果试验黄凯，郭晋川，姚瑶(广西水利科学研究院，广西南宁530023)【摘要】为解决丘陵坡地发展滴灌，田间配水管网压力不均衡、灌水均匀度达不到要求的问题，结合广西高效节水灌溉工程发展的实践经验，提出管道变径的调压方法对支管的压力水头进行调节，并通过经验公式和试验分析管道变径调压方法的效果。结果：通过管道变径调压方法能有效地解决因地势高差引起的支管水压不均衡、灌水均匀度达不到要求的问题，且经验公式计算结果可直接用

2、于支管变径调压设计。【关键词】滴灌；管道变径；调压；试验[中图分类号】TV134【文献标识码】B【文章编号】1003—1510(2014)02—0006—031概述、N。lj．广西是我国蔗糖最重要的生产基地，种植面积长期稳定在1600万亩左右，蔗糖产量约占全国的一，2／3。为促进糖业发展，广西自2011年起大规模推．．进糖料蔗滴灌工程建设。由于蔗区主要分布在丘图1管道变径调节示意图陵坡地上，地形起伏较大，滴灌工程田间配水管网普遍存在压力不均衡、灌水均匀度达不到要求的问其计算过程非常复杂，对于圆形管道断面突缩局部题。综合比较不同压力调节方法，认

3、为管道变径调水头损失只有经验公式进行计算。按照前人的试压方法投资小、施工方便，若调压效果能达到预期验成果，突缩管局部水头损失：要求，则可在广西丘陵坡地糖料蔗滴灌工程建设中hil=0．5(1一_A2J．u~=o．5【1一(鲁)2】专(1)采用。针对目前广西糖料蔗高效节水灌溉工程普式中：A．——断面卜1面积；遍按照500亩左右一个系统，一个系统分为14个30d，——断面1—1直径；亩左右轮灌组，田间管网中的支管一般采用DN110A——断面2—2面积；的UPVC管，设计流量在50m／h左右的设计模式，d，——断面2—2直径。笔者以经验公式计算为基础

4、，并在DN110的UPVC断面突然扩大过程中，水流进人大断面后，脱管道上开展管道变径调压试验。离边界，产生回流区(如图1：断面3—3与断面4—4之2管道变径调压试验间的过渡区域)，其长度约(5—8)d，，由于该段较短，2．1基本原理忽略该段的水头损失。根据能量守恒方程：管道变径调节方法是在某一管径的管道上串P3+等P4++(2)联小段更小管径的管道，形成管径断面突然收缩和管径断面突然扩大两个过程，造成管道局部水头损=+(一+(等一警)(3)失，消耗部分管道水头压力(见图1)。式中：——断面3—3位势水头；断面突然收缩过程中，大管和小管中存在漩

5、涡z——断面4—4位势水头，且=z；区(如图1：断面1—1与断面2-2之间的过渡区域)，【收稿日期】201403-07【基金项目】水利部公益性行业专项经费项目(201301013)【作者简介1黄凯(1981-)，男，湖北武汉人，广西水利科学研究院工程师，硕士，主用从事水利工程及农田水利工程研究工作。6广西水利水电GUANGXIWATERRESOURCES&HYDROPOWERENGINEERING2014(2)P——断面3—3水压；∞∞∞∞∞；。；。；。=+=0．5【1一(鲁)】专+[1一(鲁)]。t)2z(6)P——断面4—4水压；——断面

6、3-3流速，且3=：，为断面4—从公式(6)可以看出，管道变径造成的水头损4流速；失量与变径比(变径管i道直径}与原}管道直}径之比i)1以及变径管道过流流量m直m接m相m关mm。mmmmmmmmmm——、动能修正系数，按照经验均取值2．2试验为1。为验证经验公式推导的变径管水头损失是否根据动量守恒方程：符合实际，进行不同变径比、不同流量条件下管道P3A4一P4A=pg(v4一v3)=pA44(口4一V3)(4)变径的水头损失试验，对比不同变径比(变径管道由公式(3)、(4)化简整理得：外径分别为50、63、75、90mm，变径管管道长度为4

7、4一3=)+警一鲁(鲁·l21．0m，压力表间距为1．25m，原管道外径110trim)、不同流量下管道压力分布情况(试验装置见图1，试=[1一(d32]'／．／32验结果见表1)。式中：d，——断面3-3直径，且d：=d，；d——断面4-4直径，且d=d。。由公式(1)、(5)化简整理，得出管道变径水头损失为：图2变径管水头损失试验装置示意图表1不同变径比、不同流量下变径水头损失计算及试验值45．2103．60．43652．159．O34．7l222．85l7．151．32l4．37945．2103．60．43629．835．171．542

8、16．0o14．O9O．4951．4l545．2103．60．43622．453．890．87312．61l1．520．2960．79445．2103．60．436