设施农业环境控制课设.docx

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1、微喷灌水器的设计及应用（旋转式微喷头）一、旋转式微喷头旋转式微喷头的主要特征是微喷头中设有运动部件，辅助水流成束状喷出并产生旋转。旋转式微喷头的喷洒图形一般呈圆形或扇形。依据不同的原理，旋转式微喷头有多种，但均用了水的反作用力，及水流流经可以转动的弯曲流道或可产生反作用效果的专用部件时，水的反作用力，使喷嘴产生转动，喷洒出水束随之做周向运动。并用喷洒的方式消能。旋转式微喷头的特点为：①出流流道相对较长，可有较远的射程；②水束做周向运动，降水强度大大降低。通过对出流流道的专门设计，可以获得不同降水

2、曲线和满足不同的用途，从而获得较高的均匀度。微喷灌与滴灌相比，微喷灌的湿润面积较滴灌大，这样有利于消除含水饱和区，使水分能被土壤随时吸收，改善了根区的通气条件，可以调节田间小气候。且微喷灌适用于育苗和片状种植的叶菜类植物。鉴于微喷灌和旋转式喷头的各种特点，我选择设计旋转式微喷头。二、旋转式微喷头设计及工作性能的主要参数（一）、工作压力H工作压力是指微喷头水流入口处的水流压力，由于此处距喷嘴的距离很短，实用中往往可以反映喷嘴处的压力大小。工作压力影响微喷头性能的关键参数，微喷头的流量和雾化程度均随

3、工作压力的升高而增加。设计时通常将微喷头进水口处的工作压力当作喷嘴的工作压力。且工作压力的设计不应过大，虽然喷洒水的粉碎性好，但射程小，可能使水量分布图产生极大的变化。因此，通过查相关资料，选取旋转式微喷头的工作压力为200kp,通过转换运算。P=ρgh，得到h=20.41ｍ(二)、流量q根据旋转微喷头的特性，选择了大旋轮微喷头，即旋选用微喷头流量为50L/h的旋转微喷头,该微喷头在200Pa工作水头时的流量为50L/h，湿润直径为8.0m(三)、孔口直径其工作水头是20.41m，孔口流量为50

4、/h，管嘴特性的流量系数Cq取为0.7。根据滴头流量计算公式有：可解的滴头的流到面积为：进而可求滴头流到的直径为：旋转微喷头的具体形式和生产性图纸见图一和图二。三、利用所设计旋转微喷头进行微喷灌工程设计（一）、基本情况北方有两个日光温室，种植番茄，此温室使用微喷灌的方式灌溉。温室内的土壤为沙壤土，温室长为30m，宽为10m，两温室间距为1m，温室墙体厚1m，有0.5m的过道。（二）、设计参数的确定根据当地气候和作物灌溉的要求，确定温室微灌设计的有关参数如下：计耗水强度取8.9㎜/d；②采用全面喷

5、洒灌溉方式，设计土壤湿润比为80%；③灌水均匀系数的确定：为了保证微灌的灌水质量，要求灌水均匀度达到一定要求。微灌灌水器的流量偏差率与工作水头偏差率的关系qv=-1+1+0.61-xHV0.3×X1-X且x<1x取为0.5，HV=0.2则求得设计流量偏差率qv=-1+1+0.61-0.50.20.3×0.51-0.5=9.9%，只考虑水力因素，由与关系（%）989592（%）102030可查得=98%（三）、主要设备的选择1、微喷头，按照设计的旋转式微喷头，额定工作压力250KPa时，流量为55

6、.8L/h，湿润直径为5.5m。因此，考虑到温室的长和宽，横向布置三根毛管，每根毛管上有11旋转微喷头，每根毛管和每个喷头之间的距离如附图所示。2、微喷头的组合方式，考虑到温室长度，微喷头选择矩形的组合方式，组合间距Se=2.25m,Sl=2.3m,R=2.75m,,组合喷灌强度计算，ρs=qηs有效=qηseSl==9.7<15,故根据土壤特性表7-23知该喷头组合方式符合要求。3、管道与管件，选用国产管道与管件，其中温室田间输水管道采用耐候性好、易加工PE管，外部引水及给水支管和干管采用UP

7、VC管并埋于地下。4、灌溉自动控制，选用进口灌溉时间控制器、配合进口的优质电磁阀实施全部温室的自动灌溉作业。比较时间控制器选择美国亨特公司生产的控制器，电磁阀选择美国Hunter公司生产的ICV系列灌溉用电磁阀。传感器选择Hunter生产的，自动灌溉施肥机选择以色列爱尔达公司生产的Fertigal系列施肥器，注意的是要按实际情况（流量、压力选则）5、施肥装置，采用德国MSR公司生产的可调施肥比例的水动注肥泵，该水动注肥泵技术含量高，结构复杂，投资较高，但是其产生的供水压力比较小，能够根据灌溉水量

8、大小调节废水吸入量，是灌溉系统实现按比例施肥。6、首部设备①水泵的选择水泵的选择要按最不利轮灌组的流量和扬程进行选择。②过滤器的选择为满足干管的流量要求，水沙过滤器应选择其流量范围满足干管流量要求，使其符合要求。网式过滤器，与叠片式过滤器配合使用，提高过滤的精度。③其他设备的选择压力表、测量与控制设备、安全设备等的选择则根据经济等具体情况进行考虑选择即可。7、灌溉自动控制器，我们采用的时间控制器，可以预先设定的灌溉时间、灌溉延续时间、灌溉次数等自动化实现各轮灌区的灌溉作业。该控制器同时自动控制灌