全射流噴頭水滴分布特性試驗(yàn)研究.pdf

1、全射流噴頭是一種新型的灌溉設(shè)備，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、水力性能優(yōu)秀等特點(diǎn)。目前，對(duì)于全射流噴頭的外部噴灑水滴分布特性的研究尚不夠深入，系統(tǒng)研究其外部流場(chǎng)水力特性對(duì)全射流噴頭的結(jié)構(gòu)改進(jìn)、性能優(yōu)化以及推廣應(yīng)用均具有重要意義。本文采用理論分析、試驗(yàn)研究及數(shù)值計(jì)算相結(jié)合的方法系統(tǒng)研究了全射流噴頭噴灑水舌破碎機(jī)理、噴灑水滴分布規(guī)律和噴灑水滴運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
　　本文主要研究?jī)?nèi)容有以下幾個(gè)方面：
　　(1)通過對(duì)全射流噴頭結(jié)構(gòu)及射流附壁原理的全面分析

2、，初步研究了全射流噴頭的射流形式、噴灑水舌破碎過程及噴灑水滴二次破碎理論。對(duì)全射流噴頭噴灑水舌的表面波進(jìn)行了不穩(wěn)定性分析，發(fā)現(xiàn)表面波的振幅隨距離的增大而增大。噴灑水舌由于表面波振動(dòng)而破碎產(chǎn)生的水滴粒徑范圍較大，通過對(duì)噴灑水滴在空氣中運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力分析得到了噴灑水滴的最大穩(wěn)定直徑。
　　(2)采用單因素的試驗(yàn)方法分析了噴頭工作壓力、安裝高度、噴嘴直徑、噴頭仰角對(duì)全射流噴頭射程的影響，得到了多因素下的全射流噴頭射程經(jīng)驗(yàn)公式，并通過理論分

3、析與試驗(yàn)相結(jié)合得到了多因素下多類型噴頭的射程經(jīng)驗(yàn)公式。結(jié)果表明，所得到的全射流噴頭計(jì)算射程與試驗(yàn)值的誤差小于5％，其他類型噴頭小于10%，完全可以滿足實(shí)際工程需要。
　　(3)通過激光雨滴譜儀測(cè)試了全射流噴頭的噴灑水滴信息，采用了“3σ準(zhǔn)則”進(jìn)行了異常數(shù)據(jù)的識(shí)別與剔除，提高了測(cè)試數(shù)據(jù)的可靠性；系統(tǒng)的分析了全射流噴頭噴灑水滴直徑、水滴頻率、水滴速度、水滴打擊動(dòng)能的分布規(guī)律，并建立了相應(yīng)的計(jì)算模型。結(jié)果表明，所建立的數(shù)學(xué)模型能準(zhǔn)確反應(yīng)

4、全射流噴頭的噴灑水滴分布及運(yùn)動(dòng)規(guī)律，各種模型擬合的相關(guān)系數(shù)均在0.9以上。最佳組合間距和動(dòng)能強(qiáng)度分布均勻性系數(shù)分別為1.2R、1.0R、1.1R、1.0R、1.1R和56.6%、71.1%、76.2%、77.2%、72.9%。為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)全射流噴頭的精確噴灌提供了理論依據(jù)。
　　(4)分析了噴灑水滴在空氣中運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力情況，進(jìn)一步探討噴灑水滴空氣阻力系數(shù)對(duì)噴灑水滴運(yùn)動(dòng)軌跡的影響，建立了噴灑水滴的運(yùn)動(dòng)模型，并采用隨機(jī)模擬方法以及MA