微灌灌水器结构特征对其水力性能的影响研究

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1、中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心硕士学位论文微灌灌水器结构特征对其水力性能的影响研究姓名：王永功申请学位级别：硕士专业：水土保持与荒漠化防治指导教师：范兴科20050601摘要灌水器是微灌系统设备中的最为关键的部分，它的性能和质量直接决定着灌溉系统的工作性能。而灌水器的质量和水力性能又取决于灌水器的微结构特点及加工成型工艺。目前我国对微结构与水力性能之间关系的研究还不十分成熟，造成微灌灌水器的设计、加工等方面缺乏理论依据，直接影响我国微灌技术的发展，因此微灌灌水器微结构特性（流道断面形式、流道断面面积、流道长度及流道形式）对灌水器水力性能影响及其相

2、互关系的研究非常必要。本研究针对微灌灌水器设计方面迫切需要解决的问题，采用先进的激光快速成型制造技术制造实验样品，在对实验样品试验和理论分析相结合的基础上，开展微小管径水力学性能和灌水器结构特征对其水力学性能影响两方面的研究，首先分析微结构水力性能影响的因素，通过实验验证传统水力学公式在微结构中的适应性问题，提出微结构中流量及压力损失的经验公式，最后，并以此为依据，通过实验研究和回归分析，研究灌水器微结构的设计方法，并得出如下结论：1、管径为1.0-2.0mm的微小管道，由于管道对水流的粘滞层影响大于其它因素，因此传统水力学半经验公式并不能很好地描述微小管道

3、内的水流水力特性。2、通过对实验数据的分析，初步建立了计算1.0-2.0mm管径微小管道沿程压力损失和流量关系的回归公式：0.933.239−0.815HhLD=+−+0.9820.0110.0610.039；Qh=0.75DLf式中：Hf沿程水头损失，m；Q流量，l/h；h工作压力，m；L管长，m；D管径，mm。3、局部水头损失是微灌灌水器消能的主要形式，局部水头损失约占工作压力的90％；流道断面面积对灌水器流量大小的影响要比流道长度影响大；矩形结构单元灌水器水力性能优于梯形和齿形单元结构的灌水器。4、通过对试验数据的分析，初步建立了不同流道形式灌水器流量

4、与微结构特性之间的回归公式：1.3420.581.360.8281.1560.794ShShSh矩形：Q=6.23梯形：Q=4.293齿形：Q=6.0190.5520.4680.501NNN2式中：Q流量，l/h；h工作压力，m；S面积，mm；N，流道单元数，个。关键词：微灌微结构灌水器水力性能TheeffectofMicro-irrigationemitterconstructioncharacteristictohydraulicperformanceWangYongGong(waterandsoilconservationanddesertificat

5、ionprevention)Directedbyvice-professorFanXingKeAbstractTheemitteristhekeyequipmentofmicro-irrigation,itshydraulicperformanceaffecttheirrigationsystem.Thequalityandhydraulicperformanceoftheemitterdecidebyitsmicro-structureandmakingcraft.Nowthestudyofrelationshipbetweenmicro-structur

6、eandhydraulicperformancearenotmaturity,soitslacktheoryofemittersdesigningandmaking,infectionthedevelopmentofourmicro-irrigation.Itisveryimportanttostudytheeffectofmicro-structure(flowform、areaandlong)tohydraulicperformanceThepaperthataimattheimminencyproblemofmiro-emitterdesignings

7、tudythemicro-tubehydraulicperformanceandtheeffectofMicro-irrigationemitterconstructioncharacteristictohydraulicperformancethroughanalysisandtestingsamplewhichmadebylaserrapidprototypetech.Itsmainpurposevalidateiftheclassicalhydraulicformulacanbeuseinthecalculationofmicro-structure.

8、Throughdataanalysis,wegett