六方(四方)形摇臂式喷头喷洒效果分析(三)

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1、节水灌溉·2003年第4期11文章编号：1007—4929(2003)04—0011—04六方(四方)形摇臂式喷头喷洒效果分析(三)邓鲁华，郝培业(山东理工大学，山东淄博250012)摘要：介绍了利用MATLAB软件，采用解析算法编制程序对六方(四方)形摇臂式喷头单喷头喷洒实验数据进行的分析处理，以及对该型喷头不同形式喷灌组合的喷灌效果进行的分析，讨论了现在比较流行的MATLAB软件在喷头实验数据处理及分析方面的应用及其优点。关键词：六方(四方)形摇臂式喷头；MATLAB软件；组合喷灌强度和均匀度；解析算法；可视化中图分类号：5"277

2、．94文献标识码：A如前文所述，六方(四方)形摇臂式喷头是一种既能基本保喷洒，辐射线夹角为30。。然而，单喷头辐射状雨量筒实测资料持全圆式喷头性能，又简单、方便、故障少、互换性好、成本低的是不能直接用来进行组合叠加计算的，必须通过计算，转化为新型非圆喷洒域喷头，它的发明思路是在全圆喷头的基础上，网格状数据表。在进水管处设置由喷头空心轴控制的周期性水流调节阀，使喷目前，将单喷头辐射状雨量简实测资料转化为网格状数据头的喷洒域为四方形或六方形(专利号ZL一002153920)，这表普遍采用的是解析算法，该算法已在实际使用中得到验证，样，喷头就

3、可以喷洒出直线边界。在大田喷灌中可以通过该型计算精度满足喷灌系统规划设计的需要。解析算法原理见参喷头的组合来适应直线边界的地块，消除漏喷、界外喷等现象，考文献1，简述如下：提高喷灌的质量。但是，六方(四方)形摇臂式喷头在组合喷洒时的平均喷灌强度和均匀度等指标是否可以满足大田喷灌的要求呢，为此，采用计算机进行了喷洒实验结果处理和组合喷洒效果分析。1实验、分析方法喷灌的喷洒质量，在喷灌系统中是以实际的多喷头组合喷灌时的组合喷灌强度和均匀度以及水滴打击强度等指标来表＼征的。组合喷灌强度和均匀度是喷灌系统规划设计中的重要技图1解析算法原理图术指

4、标。组合喷灌强度和均匀度最好是现场实验测定，在受条如图1所示。设A点为两条相邻辐射线之间任意一网格件限制的情况下，采用单个喷头的水量分布表进行叠加计算的点，那么A点的水深取决于这两条幅射线上在不同方位最靠方法同样也可以满足喷灌系统规划设计的需要。近A点的4个测点的水深。设这4个点的极坐标位置分别为测试有风及无风条件下单个喷头的水量分布情况，最好的P(1D，)，P2(ID2，2)，P3(ID3，3)，P(ID，)，则这4个点的方法是采用网格状布置雨量筒，其好处是可以直接利用测试结网格坐标位置为P1(1，Y1)，P2(2，Y2)，P3(3，

5、Y3)，P4(4，果进行组合叠加计算，缺点是测试工作量过大如测试射程Y4)，其中,／7=cos8。(1，2，3，4)，Y=sin(1，2，3，30I'D-的喷头，需约70n12的实验场地，测点间距2I'D-，则需要4)，设这4个测点的水深分别为H、H、H3、H，A点到这41156个雨量筒，过于放宽间距，势必影响精度。个测点的距离分别为r．、r、r、r，则A点水深根据最大权若采用辐射状布置雨量筒，虽然内密外稀，但测点少，同样原理可以表示为：70n12的实验场地，则只需要204个雨量筒。目前，我国多数喷HA=C1H1+C2H2+C3H3+C

6、4H4(1)头测试场地采用辐射状布置雨量筒，间距为2I'D-，进行全圆[基金项目]本课题由杨陵国家节水灌溉工程研究中心资助[作者简介]邓鲁华(1977一)，男，硕士研究生。[收稿日期]2003—01—16～～———j酉■12六方(四方)形摇臂式喷头喷洒效果分析(三)邓鲁华郝培业式中：HA表示A点水深；C。、、C3、G为权系数，C。=(r2三角形组合布置中，组合喷灌强度和均匀度的典型计算面积的r4)／R，C2=(rlr3r4)／R，C3=(rlr2r4)／R，C4=(rlr2选取如图6所示。r3)／R，R：(r2r3r4)+(rIr3r4

7、)+(rIr2r4)+(rlr2r3)，=~／(～A)+(Y一YA)(=1，2，3，4)，(，Y)为最靠近A点的4个测点的网格坐标，(，YA)为A点的网格坐标。这样，通过式(I)就可以根据l2条辐射线上实测点的水深计算出每一个网格点上的水深值，进行多喷头叠加计算。在实验中，根据四方形摇臂式喷头喷洒域形状的特点，对辐射线＼、———／／J的条数及布置进行了相应的改动。在四方型摇臂式喷头的实验中，采用16条辐射线布置雨图6三角形组合布置典型计算面积从矩形组合布置和三角形组合布置的典型计算面积的选量简，每隔22．5。布置一条辐射线，辐射线的布置

8、与四方形喷洒取中可以发现，根据单喷头降水量网格表进行组合叠加计算域的关系如图2所示。时，参与叠加的喷头数目与喷头之间的间距及喷头的射程有关，需要进行判断。有了组合喷洒典型计算面积内的降水量分布网格表，就可．