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1、灌溉排水学报2015年10月第34卷第10期JournalofIrrigationandDrainage文章编号:1672-3317(2015)10-0025-05轻小型喷灌机组的水力性能试验与喷灌均匀度的研究曹华1,郭凤台1,范永申2,段福义2,韩启彪2,贾艳辉2,陈震2(1.河北工程大学水电学院,河北邯郸056038,2.中国农业科学院农田灌溉研究所,河南新乡453002)摘要:为研究轻小型喷灌机组的水力性能及喷灌均匀度是否满足规范要求,以自行研制的轻小型喷灌机组为研究对象,通过室内试验,分析了轻小型喷灌机组的水量分布、喷灌均匀度和运行速度。结果表明,当进口压力为0.20、0.25
2、、0.30、0.35、0.40、0.45MPa时,轻小型喷灌机组的最小运行速度为10.25m/h,最大运行速度为68.40m/h,压力越大,速度越低,机组的喷灌均匀度越高,喷灌均匀度的范围在87.60%~91.40%之间,满足规范要求。关键词:轻小型喷灌机组;水力性能;喷灌均匀度中图分类号:S275.5文献标志码:Adoi:10.13522/j.cnki.ggps.2015.10.006曹华,郭凤台,范永申,等.轻小型喷灌机组的水力性能试验与喷灌均匀度的研究[J].灌溉排水学报,2015,34(10):25-29.0引言我国是一个水资源极其短缺的国家,2012年全国总用水量6131.2
3、亿m3,其中农业用水3902.5亿m3,[1]占总用水量的63.6%。农业用水效率较低,节水空间很大。发展节水农业,在农业用水量基本稳定的前提下,增加灌溉面积,提高灌溉保证率,是促进我国水资源的可持续利用、保障我国粮食安全、加快转变农业发展方式的重要举措。喷灌是一种很好的节水灌溉方式,喷灌机以类似于降雨的形式湿润土壤,又称“人工降雨机”。在我国,轻小型喷灌机组具有结构简单、操作方便、省时省工的特点,在我国农村较为常见,但是机型较为老化,急需更新换代。我国于20世纪70年代开始研制轻小型喷灌机组,但是对轻小型喷灌机组的研究还远落后于发展需求,且多集中于轻小型喷灌机组的优化配置、结构设计方
4、面。例如,研制了一种可调幅[2]式轻小型喷灌机组;对一种新型喷灌和软管灌溉二用轻小型喷灌机组进行了配置2种灌水器的水量分布[3][4][5]试验,并分析了轻小型喷灌机组的特性;研究了多喷头轻小型移动式喷灌机组的优化配套。目前,评价和衡量喷灌机组水量分布特性的常用技术指标有喷灌均匀度、喷灌强度、灌水效率、雾化程度等。但对轻小型喷灌机组水力性能、喷灌均匀度与运行速度方面的综合研究较少。为此,对自主研发的轻小型喷灌机组进行水力性能试验与分析,研究不同压力、不同档位与轻小型喷灌机组的喷灌均匀度与运行速度的关系。1材料与方法试验使用的轻小型喷灌机组由喷水车和绞盘车2部分组成,喷水车为悬臂桁架式结
5、构,中间采用固定式桁架,二边采用快速拆装式桁架,可以根据地块宽度调节喷洒范围,每跨桁架的外侧上下二端用嵌套式插销进行固定连接,保证每跨桁架的稳定。桁架上安装的是低压折射式喷头,供水管的材质是薄壁铝管,在每跨桁架的连接处,供水管采用的均是快速承插连接,便于喷灌系统在桁架上的安装与拆卸;喷水车中间跨为固[3]定式桁架,通过底部的套管与支撑柱的水平段承插相连。工作状态下,压力水源通过绞盘车入水管口进入,冲击水涡轮,水涡轮通过变速箱、驱动链轮和链条把动收稿日期:2015-04-14基金项目:国家“十二五”863项目(2011AA100506);国家农业科技成果转化资金项目(2013GB2332
6、0624)作者简介:曹华(1989-),女,河南新乡人。硕士研究生,主要从事节水灌溉技术与设备研究。E-mail:15093398467@163.com通讯作者:范永申(1975-),男,河南范县人。副研究员,博士研究生,主要从事节水灌溉理论与技术研究。E-mail:ngsfany@126.com25[3]力传到绞盘。因此,缠绕在绞盘车上的PE软管也随着绞盘架的转动而转动,从而牵引着喷水车运行。图1为绞盘车实物图。喷水车二边可拆卸式桁架安装的是全圆折射式喷头,中间固定式桁架安装的是半圆折射式喷头,喷嘴直径均为7.6mm,试验在中国农业科学院农田灌溉研究所喷灌试验大厅进行。试验设置0.2
7、0、0.25、0.30、0.35、0.40、0.45MPa共6个目标压力,分别分析喷灌机运行速度Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个档位下的运行状态。试验所采用的喷灌机为中国农业科学院农田灌溉研究所自行研制的轻小型喷灌机组,喷灌机的桁架跨度为26m,喷头间距为2.55m,喷头距地面高1.3m,绞盘车与喷水车进水口位置均安装有压力表(红旗YB-150A),喷灌机组进口处安装有流量计(XSL-1A型智能涡轮流量传感器)。雨量筒直径为11cm,用1000mL量筒量取雨
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