旋轉(zhuǎn)式低壓噴頭流道及阻尼機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計研究.pdf

1、隨著世界能源危機(jī)的加劇，噴灌設(shè)備正朝著低能耗精確灌溉(LEPA)的方向發(fā)展。噴頭是實施噴灌的關(guān)鍵設(shè)備，降低噴頭工作壓力是降低噴灌系統(tǒng)能耗的方法之一。噴頭壓力降低會出現(xiàn)均勻性差和射程變短等問題。針對這個問題本文以Nelson噴頭（型號R33）為研究對象，研究通過轉(zhuǎn)速的變化調(diào)節(jié)射程，改善水量分布，實現(xiàn)不降低射程前提下低壓均勻噴灑。本文分析了空間流道參數(shù)對噴頭性能的影響，研究轉(zhuǎn)速對噴頭水力性能影響規(guī)律，設(shè)計優(yōu)化了變轉(zhuǎn)速阻尼機(jī)構(gòu)齒輪結(jié)構(gòu)參數(shù)。本

2、文主要內(nèi)容如下:
　　(1)以噴頭空間流道對噴頭出口平均速率和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力為試驗指標(biāo)，設(shè)置空間流道仰角、中間截面偏置角度、出口截面偏置角度為試驗因素進(jìn)行正交設(shè)計試驗，通過數(shù)值模擬，分析了空間流道參數(shù)對噴頭水力性能影響。通過分析空間流道參數(shù)對噴頭水力性能影響，得到理想的流道結(jié)構(gòu)?？臻g流道各因素對噴頭出口平均速率影響程度大小依次為:空間流道仰角、中間截面偏置角度、出口截面偏置角度，并且發(fā)現(xiàn)空間流道仰角和中間截面偏置角度對噴頭出口平均速率

3、的影響程度遠(yuǎn)高于出口截面偏置角度;對對噴頭旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力的影響程度大小依次為:中間截面偏置角度、空間流道仰角、出口截面偏置角度。
　　(2)通過轉(zhuǎn)速對噴頭水力性能的實驗研究，掌握利用不同粘度的阻尼油脂，實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的改變。在150kPa和200kPa工作壓力下，無阻尼時，旋轉(zhuǎn)噴頭轉(zhuǎn)速為0.085和0.26r/min，而粘性最大的阻尼油脂（型號KL704）時，旋轉(zhuǎn)噴頭轉(zhuǎn)速為202和229.59r/min。研究發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)噴頭的射程隨著轉(zhuǎn)速的增加

4、而減小。轉(zhuǎn)速低于20r/min時，噴頭射程隨著轉(zhuǎn)速的增大而減小的幅度較大，工作壓力150kPa時，16r/min轉(zhuǎn)速的噴頭射程比0.085r/min降低了25％;轉(zhuǎn)速高于20r/min時，噴頭射程隨著轉(zhuǎn)速變化的幅度趨于平緩。對阻尼機(jī)構(gòu)中的變轉(zhuǎn)速齒輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，在噴頭旋轉(zhuǎn)一周時，整個噴灑域會出現(xiàn)“慢速-快速”交替現(xiàn)象，既保證噴頭射程，又保證低壓時的近處水量分布，實現(xiàn)在低壓下均勻噴灑。
　　(3)測試已設(shè)計的空間流道和阻尼機(jī)構(gòu)的