外取水射流噴頭結(jié)構(gòu)優(yōu)化及試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著世界能源短缺現(xiàn)象的日益嚴(yán)重，我國(guó)的噴灌技術(shù)正朝著大幅降低節(jié)水灌溉裝備能耗和提高灌溉水利用率等方向發(fā)展。全射流噴頭是一種我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的節(jié)能降耗的噴灌裝備，但在低壓條件下存在均勻度較差以及旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)定的問題，對(duì)全射流噴頭進(jìn)行改進(jìn)及優(yōu)化具有重要的意義。本文通過對(duì)全射流噴頭結(jié)構(gòu)改進(jìn)及優(yōu)化提出外取水射流噴頭，采用理論分析、試驗(yàn)研究及數(shù)值模擬等方法，對(duì)外取水射流噴頭進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。
　　本文主要研究?jī)?nèi)容包括:
　　(1)通過對(duì)全射流噴頭

2、結(jié)構(gòu)及工作性能的全面分析，提出低壓條件下全射流噴頭結(jié)構(gòu)存在的不足，針對(duì)全射流噴頭工作時(shí)噴頭取水量不易控制，噴頭及連接豎管出現(xiàn)晃動(dòng)、偏離鉛垂線而影響噴灑均勻性等問題，本文創(chuàng)新性的提出了外取水射流噴頭的結(jié)構(gòu)，采用外部取水方式、雙噴體結(jié)構(gòu)和圓形出口蓋板。外部取水信號(hào)嘴方便調(diào)節(jié)，又可以起到分水針的作用，促進(jìn)射流元件內(nèi)部高速射流的裂變，提高了噴頭噴灑均勻性。雙噴體結(jié)構(gòu)使噴頭整體結(jié)構(gòu)更加平衡。并通過單因素性能試驗(yàn)對(duì)外部取水信號(hào)嘴的最佳工作位置進(jìn)行確

3、定，得到性能良好、工作穩(wěn)定的外取水射流噴頭。
　　(2)以優(yōu)化后的外取水射流噴頭為研究對(duì)象進(jìn)行性能試驗(yàn)，得到外取水射流噴頭性能參數(shù)，并與全射流噴頭進(jìn)行對(duì)比研究。結(jié)果表明，相同壓力下，外取水射流噴頭的射程大于全射流噴頭，由于外部取水信號(hào)嘴對(duì)射流的破碎作用，平均雨滴直徑比全射流噴頭小0.5mm左右，并提出工作壓力分別為0.15MPa、0.2MPa和0.25MPa時(shí)，外取水射流噴頭正方形布置最佳組合間距為R、1.1R和R，組合均勻系數(shù)值

4、分別為78.3％、83.9％和87.6％。
　　(3)通過詳細(xì)的理論推導(dǎo)，對(duì)噴灌均勻性系數(shù)CU和分布均勻系數(shù)（1/4低值分布均勻系數(shù)DU1q、1/4高值分布均勻系數(shù)DUhq、1/2低值分布均勻系數(shù)DU1h和1/2高值分布均勻系數(shù)DUhh）之間的關(guān)系進(jìn)行了深入的分析，并以外取水射流噴頭為研究對(duì)象進(jìn)行均勻性試驗(yàn)，對(duì)理論推導(dǎo)結(jié)果進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明:DUhq和DUhh始終大于等于CU，DU1h和DU1q與CU的關(guān)系與具體試驗(yàn)數(shù)據(jù)相關(guān)