旋轉(zhuǎn)式噴頭射程計算模型研究.pdf

1、本文以旋轉(zhuǎn)式噴頭在有風(fēng)情況下的射程計算理論模型為研究對象，總結(jié)了噴灌的發(fā)展歷史以及發(fā)展方向，分析了噴頭射程計算模型研究的進展，重點介紹了半經(jīng)驗辦理論公式和理論公式。并通過對大量相關(guān)資料的分析得出：現(xiàn)有的噴灌噴頭射程計算中，未考慮到風(fēng)速的影響，與噴灌實際發(fā)生情況有差異，公式在應(yīng)用過程中受到限制。作者借助牛頓第二定律和空氣動力學(xué)方程，推導(dǎo)出在考慮風(fēng)速情況下，噴頭的理論射程公式模型，并通過實驗對其進行了驗證，結(jié)果表明本文模型具有一定的精度，模

2、型公式可廣泛應(yīng)用于噴頭射程的計算之中，具有一定的參考意義。本文的主要研究成果如下： (1)對無風(fēng)條件下，已有的幾個主要旋轉(zhuǎn)式噴頭射程公式進行了比較和準確性分析，選取其中常文海、加維林、馮傳達、Cauazza、于浙民等公式，通過比較分析認為： 分析結(jié)果認為文中所給公式可分為三類：依次為Cauazza公式、馮傳達公式、于浙民公式為第一類，第二類為加維林公式計算值，常文海公式計算值為第三類。 (2)噴頭射程的預(yù)測涉及因

3、素較多，各因素之間是一種非線性、不確定關(guān)系。文章從影響PY系列噴頭射程的3個主要因素出發(fā)，采用L-M優(yōu)化算法預(yù)測噴頭射程，并與實測值進行對比。應(yīng)用建立好的模型分別預(yù)測噴射仰角、噴嘴直徑和工作壓力等影響因素與噴頭射程的變化規(guī)律，結(jié)果表明該算法精確度高，收斂速度快，誤差小，適用性強，可適用應(yīng)用于其它類型的噴頭射程預(yù)測。 (3)基于空氣動力學(xué)原理，研究了噴頭水滴在空氣中的運動模型，分析了噴灌水滴阻力特性參數(shù)及最大水滴直徑與噴嘴直徑和工

4、作壓力的關(guān)系，推導(dǎo)了考慮風(fēng)速條件下的旋轉(zhuǎn)式噴頭射程的解析計算公式，考慮無風(fēng)條件下用試驗和已有文獻中的多種噴頭射程實測值對模型進行了驗證。結(jié)果表明本文模型物理背景清晰，模型中的參數(shù)與噴頭的型號無關(guān)，適應(yīng)性強，計算值與實測值的誤差小，精度較高，適用于其它類型噴頭的射程計算。 (4)傳統(tǒng)色斑法在測量水滴直徑時簡單易行，能滿足一般的精度要求，但手續(xù)繁瑣，工作量大。本文提出基于Adobe 7.0軟件的水滴直徑測量方法，對形成的色斑圖案進行

5、整體等比例放大處理，然后勾勒出各個色斑的輪廓，采用軟件自動測量其面積值，測量結(jié)果直接導(dǎo)入Excel中，換算為雨滴直徑值。運用該方法對色斑直徑與水滴直徑關(guān)系進行了率定，得出雨滴直徑與色斑直徑率定關(guān)系式。同時對Rainbird 30PSH、46H系列噴頭的水滴直徑進行了測量，得到了三種水滴平均直徑的關(guān)系、水滴直徑與噴頭距離的關(guān)系以及水滴累積體積百分數(shù)曲線圖。所用方法克服了傳統(tǒng)方法在測量一些不規(guī)則色斑時精確度低、以及觀測與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等方面精度低