本文關(guān)鍵詞：智能節(jié)水閥門濕敏控制元件濕感靈敏度的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無源自控節(jié)水灌溉技術(shù)的基本原理是利用濕敏材料吸水膨脹失水收縮的特性來指導(dǎo)灌溉。這種技術(shù)利用材料本身的特點(diǎn)而不需要外界提供能源,對(duì)這種技術(shù)的研究給農(nóng)林節(jié)水灌溉技術(shù)提供了一種新的方法,對(duì)我國農(nóng)林業(yè)灌溉向無源節(jié)能化方向發(fā)展具有指導(dǎo)意義。 本文首先選擇了法國SNF保水劑、膨潤土、人造雪、木材、半透膜這五大類材料實(shí)驗(yàn)研究其與土壤的水分交換速率,結(jié)果表明：保水劑和人造雪膨脹量大且膨脹速度快,但是埋在土壤中時(shí)收縮很慢；膨潤土膨脹量小不足以推動(dòng)閥芯關(guān)閉閥門；木材膨脹速度很慢且膨脹量��；半透膜的特點(diǎn)是強(qiáng)度不夠,容易破損。以上材料都不適宜直接作為控制元件。 接下來研究與空氣接觸面積對(duì)濕敏材料濕感靈敏度的影響,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：濕敏材料在土壤含水率下降到15%時(shí),入十深度35mm、50mm、65mm的三組閥門其含水率相比最高點(diǎn)分別下降了：33.19%,17.17%,6.61%.膨脹高度相比最高點(diǎn)下降百分比83.73%,48.99%,29.34%.收縮高度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于打開閥門所需要的5mm的收縮高度。 實(shí)驗(yàn)確定了閥門的控制元件外層鐵絲網(wǎng)目數(shù)為180目,控制元件中砂石直徑定為1-2mm,混合物的比例定為1：1,材料最小總體積為0.9m1.通過方差分析和回歸分析得到閥門在土壤中實(shí)地實(shí)驗(yàn)時(shí),控制元件的總體積、閥門插入土壤的深度和不同滲水性能的土壤三種實(shí)驗(yàn)因素對(duì)閥門打開和關(guān)閉時(shí)的土壤含水率的影響,得到如下結(jié)論： 材料體積越大,閥門打開和關(guān)閉時(shí)土壤含水率越低,材料體積越小,關(guān)閉時(shí)土壤含水率越高,閥門打開和關(guān)閉時(shí)土壤含水率越高。材料體積大于2.5ml時(shí),其土壤含水率均值就可能低于15%,不利于植物正常生長。而體積小于1.5ml,其均值過高,不利于實(shí)現(xiàn)節(jié)水的功能。 入土深度的不同水平只對(duì)閥門打開時(shí)的土壤含水率有極顯著影響,且影響程度大于其它兩個(gè)因素。入土深度越大,閥門打開時(shí)土壤含水率越低。入土深度30mm時(shí),打開時(shí)土壤含水率過高,均值為20.028%,不利于實(shí)現(xiàn)節(jié)水灌溉,入土深度50mm,打開時(shí)土壤含水率均值只有13.218%,小于臨界值15%,影響植物正常生長,因此40mm是一個(gè)普遍適用的入土深度。 土壤的滲水性能越好,閥門打開時(shí)土壤含水率越低,反之則越高,因此應(yīng)根據(jù)不同的土壤類別,結(jié)合線性回歸方程,合理選擇材料體積和入土深度的組合。
【關(guān)鍵詞】：水分交換速率 濕敏材料 節(jié)水閥門
【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：S274;TH134
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1. 引言10-16
• 1.1. 研究智能節(jié)水閥門的意義10
• 1.2. 國內(nèi)外節(jié)水灌溉技術(shù)研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1. 世界發(fā)達(dá)國家節(jié)水灌溉研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2. 我國節(jié)水灌溉研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3. 智能節(jié)水閥門研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.1. 智能節(jié)水閥門工作原理13-14
• 1.3.2. 智能節(jié)水閥門研究進(jìn)展和存在問題14
• 1.4. 本研究的主要內(nèi)容14-16
• 1.4.1. 目的和意義14
• 1.4.2. 研究的內(nèi)容和方法14-16
• 2. 濕敏控制元件與土壤水分交換的實(shí)驗(yàn)研究16-42
• 2.1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>16
• 2.2. 實(shí)驗(yàn)材料16
• 2.3. 實(shí)驗(yàn)儀器16-18
• 2.3.1. 透明模擬閥門16
• 2.3.2. 差動(dòng)變壓器式位移傳感器16-17
• 2.3.3. 數(shù)據(jù)采集卡17
• 2.3.4. 土壤水分傳感器17-18
• 2.4. 實(shí)驗(yàn)方法18-41
• 2.4.1. SNF保水劑18-27
• 2.4.2. 膨潤土27-30
• 2.4.3. 保水劑與膨潤土混合30-31
• 2.4.4. 人造雪31-32
• 2.4.5. 木材32-34
• 2.4.6. 半透膜34-37
• 2.4.7. 保水劑與空氣接觸的實(shí)驗(yàn)37-41
• 本章小結(jié)41-42
• 3. 濕敏控制元件成分的確定42-50
• 3.1. 控制元件外層紗網(wǎng)目數(shù)的確定42-43
• 3.2. 閥門控制元件成分的確定43-49
• 3.2.1. 砂石直徑的選擇44-46
• 3.2.2. 混合物的體積和比例的確定46-49
• 3.3. 本章小結(jié)49-50
• 4. 土壤中的灌溉試驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析50-68
• 4.1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>50
• 4.2. 實(shí)驗(yàn)器材50-51
• 4.3. 實(shí)驗(yàn)因素及水平51
• 4.4. 實(shí)驗(yàn)安排及步驟51-52
• 4.5. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果52-53
• 4.6. 閥門關(guān)閉時(shí)土壤含水率的方差分析與討論53-56
• 4.6.1. 閥門關(guān)閉時(shí)土壤含水率影響因素主次順序53-54
• 4.6.2. 閥門關(guān)閉時(shí)土壤含水率影響因素顯著性分析54
• 4.6.3. 閥門關(guān)閉時(shí)土壤含水率均值描述54
• 4.6.4. 因素主效應(yīng)及交互作用對(duì)閥門關(guān)閉時(shí)土壤含水率均值影響分析54-56
• 4.6.4.1. 閥門關(guān)閉時(shí)土壤含水率在材料體積的不同水平上的均值描述54-55
• 4.6.4.2. 閥門關(guān)閉時(shí)土壤含水率均值差異性分析55-56
• 4.6.4.3. 各因素對(duì)閥門關(guān)閉時(shí)土壤含水率均值影響分析結(jié)論56
• 4.7. 閥門打開時(shí)土壤含水率的方差分析與討論56-61
• 4.7.1. 閥門打開時(shí)土壤含水率影響因素主次順序56-57
• 4.7.2. 閥門打開時(shí)土壤含水率影響因素顯著性分析57
• 4.7.3. 閥門打開時(shí)土壤含水率均值描述57
• 4.7.4. 因素主效應(yīng)及交互作用對(duì)閥門打開時(shí)土壤含水率均值影響分析57-61
• 4.7.4.1. 閥門打開時(shí)土壤含水率在不同因素的不同水平上的均值描述57-58
• 4.7.4.2. 閥門打開時(shí)土壤含水率均值差異性分析58-60
• 4.7.4.3. 各因素對(duì)閥門關(guān)閉時(shí)土壤含水率均值影響分析結(jié)論60-61
• 4.8. 閥門打開時(shí)土壤含水率的回歸分析61-65
• 4.8.1. 砂土條件下線性回歸分析61-62
• 4.8.2. 壤土條件下線性回歸分析62-63
• 4.8.3. 粘土條件下線性回歸分析63-65
• 4.9. 本章小結(jié)65-68
• 5. 總結(jié)和建議68-70
• 5.1. 總結(jié)68
• 5.2. 建議68-70
• 附錄70-86
• 參考文獻(xiàn)86-88
• 個(gè)人簡介88-90
• 導(dǎo)師簡介90-92
• 獲得成果目錄92-94
• 致謝94

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：296878