【摘要】：搖臂式噴頭是節(jié)水灌溉中的重要噴灌設備,噴頭的性能與噴頭結構、噴頭內(nèi)部水流的紊流程度,噴頭外部射流碎裂情況等有關。但是實際應用中該噴頭受風力影響嚴重,當風力達到3-4級時,噴頭射程會大大減小,飄移損失大為增加;而噴頭仰角減小能夠達到抗風減小飄逸損失的目的,所以設計一種仰角調(diào)節(jié)裝置,實現(xiàn)噴頭仰角可調(diào)意義重大。研究結論如下:(1)設計一種仰角可調(diào)噴頭。以ZY-1搖臂式噴頭為研究對象,在噴頭的噴體與空心軸之間加以剛性波紋管連接,再加以支撐裝置,構成仰角可調(diào)噴頭,實現(xiàn)噴頭的仰角在13°、18°、23°、30°四個角度自由調(diào)節(jié),經(jīng)驗證各種條件下噴頭的平均噴灌強度均小于允許噴灌強度(6mm/h),滿足不同土壤的噴灌要求;各象限轉動最大偏差率均小于12%,符合要求。(2)模擬仿真了噴頭仰角變化時副噴嘴位置及主噴嘴出口處短圓柱的長度對噴頭主噴嘴出口處速度的影響。分析得副噴嘴在不同位置時主噴嘴出口處的速度最大誤差為3.5%,最小誤差為0.6%,所以副噴嘴位置的改變對主噴嘴出口處速度影響不明顯;而主噴嘴出口處短圓柱應適當縮短,更有利于噴頭的內(nèi)部流動,這將為噴頭的優(yōu)化設計提供依據(jù)。(3)模擬仿真了噴頭的射流碎裂情況。利用流體動力學仿真軟件COMSOL軟件,采用多相流模型(Level set模型)研究噴頭在仰角及入口壓力變化時的射流碎裂情況,并確定了射流碎裂點,通過試驗進行了對比驗證,模擬數(shù)值與試驗數(shù)值的相對誤差最大為8.1%,最小相對誤差為1.97%,說明了本研究的可行性。本研究設計一種仰角調(diào)節(jié)裝置,實現(xiàn)了噴頭仰角可調(diào);并試驗了其水力性能,仿真了其流場流動情況,確定了射流碎裂點等;達到了研究目的,同時也符合精準灌溉的主題。
【圖文】：

3.3 結論(1) 在不改變噴頭原有結構的基礎上，采用柔性連接方式設計了一種噴頭仰角調(diào)節(jié)機構，能夠?qū)崿F(xiàn)噴頭 4 種仰角的調(diào)節(jié)，，并經(jīng)試驗驗證該機構可行。(2) 噴頭仰角為 23°時，不同工作壓力下噴頭的射程均最大，而在 23°與 30°時組合修正克里斯琴森均勻系數(shù)最大，組合噴灑均勻性較好；不同工作壓力下，平均噴灌強度隨著噴頭仰角的減小而增大。(3) 噴頭仰角由 23°減小到 13°時，噴頭射程減小，噴頭噴灑水滴的飄移損失減圖 3-9 0.30Mpa 下三維水量分布圖Fig. 3-9 Three-dimensional water distribution under 0.30Mpa（a）13o(b) 18o(c) 23o(d) 30o( c )( d )

3.3 結論(1) 在不改變噴頭原有結構的基礎上，采用柔性連接方式設計了一種噴頭仰角調(diào)節(jié)機構，能夠?qū)崿F(xiàn)噴頭 4 種仰角的調(diào)節(jié)，并經(jīng)試驗驗證該機構可行。(2) 噴頭仰角為 23°時，不同工作壓力下噴頭的射程均最大，而在 23°與 30°時組合修正克里斯琴森均勻系數(shù)最大，組合噴灑均勻性較好；不同工作壓力下，平均噴灌強度隨著噴頭仰角的減小而增大。(3) 噴頭仰角由 23°減小到 13°時，噴頭射程減小，噴頭噴灑水滴的飄移損失減圖 3-9 0.30Mpa 下三維水量分布圖Fig. 3-9 Three-dimensional water distribution under 0.30Mpa（a）13o(b) 18o(c) 23o(d) 30o( c )( d )
【學位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S277.9

【參考文獻】

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本文編號：2701897