隨著節(jié)水灌溉事業(yè)的發(fā)展,我國農(nóng)田噴微灌面積占比將會大幅提高,噴灌技術(shù)將會得到大規(guī)模應(yīng)用和快速發(fā)展。噴頭作為噴灌系統(tǒng)的關(guān)鍵部件,決定著噴灌系統(tǒng)的造價及灌溉質(zhì)量。負(fù)壓反饋射流噴頭是基于射流附壁切換原理設(shè)計的一種具有脈沖特性的新型雙噴嘴旋轉(zhuǎn)射流噴頭,具有結(jié)構(gòu)簡單、造價低、射程遠(yuǎn)、穩(wěn)定性好等特點。本文在前人研究基礎(chǔ)上對噴頭的流道結(jié)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)性優(yōu)化,并對噴頭水量分布有較大影響的驅(qū)動板結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,進(jìn)一步改善噴頭的水量分布,提高噴頭的水力性能,為射流噴頭的研發(fā)及工程應(yīng)用提供理論支撐。論文的主要內(nèi)容和結(jié)論包括:(1)根據(jù)現(xiàn)有的研究,確定位差比、側(cè)壁傾角、劈距比、深寬比、彎頭曲率半徑比、主副噴管相對長度、仰角等7個流道參數(shù)的設(shè)計區(qū)間。通過對162組負(fù)壓反饋射流噴頭流道模型的數(shù)值模擬,確定了主噴嘴半徑與副噴嘴半徑的設(shè)計區(qū)間,依次為4.0⁴.5、3.5⁴.5mm。在以上流道結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計區(qū)間內(nèi)設(shè)計正交試驗,將進(jìn)口流量和射程作為評價指標(biāo)對各結(jié)構(gòu)流道的水力性能進(jìn)行分析,確定進(jìn)口流量小、射程遠(yuǎn)的流道結(jié)構(gòu)為最優(yōu)模型,其具體參數(shù)為位差比0.475、側(cè)壁傾角12.0°...

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 噴頭理論及水力性能研究現(xiàn)狀
        1.2.2 射流噴頭研究現(xiàn)狀
    1.3 存在的問題
    1.4 研究內(nèi)容
    1.5 研究方法
第二章 負(fù)壓反饋射流噴頭理論及工作原理
    2.1 負(fù)壓反饋射流噴頭的相關(guān)射流理論
        2.1.1 射流的類型
        2.1.2 射流附壁與切換
    2.2 負(fù)壓反饋射流噴頭的結(jié)構(gòu)與工作原理
        2.2.1 負(fù)壓反饋射流噴頭的結(jié)構(gòu)
        2.2.2 負(fù)壓反饋射流噴頭工作原理
    2.3 負(fù)壓反饋射流噴頭優(yōu)化方向分析
    2.4 小結(jié)
第三章 基于負(fù)壓反饋射流噴頭數(shù)值模擬的流道結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    3.1 數(shù)值模擬理論
        3.1.1 三維水體模型及網(wǎng)格劃分
        3.1.2 內(nèi)部流動方程
        3.1.3 湍流模型
        3.1.4 初始條件
    3.2 基于脈沖性能的流道結(jié)構(gòu)參數(shù)研究
        3.2.1 負(fù)壓反饋射流噴頭的流道結(jié)構(gòu)參數(shù)
        3.2.2 基于噴嘴直徑設(shè)計區(qū)間的數(shù)值模擬結(jié)果
        3.2.3 進(jìn)口壓力、主噴嘴直徑和副噴嘴直徑的耦合分析
    3.3 基于正交試驗的噴頭流道結(jié)構(gòu)模型優(yōu)化
        3.3.1 正交試驗?zāi)康?br>        3.3.2 正交試驗設(shè)計
        3.3.3 正交試驗結(jié)果分析
    3.4 優(yōu)化后噴頭水力性能的數(shù)值模擬
        3.4.1 脈沖特性及出口流速
        3.4.2 進(jìn)口壓力-流量關(guān)系
        3.4.3 進(jìn)口壓力-射程關(guān)系
    3.5 本章小結(jié)
第四章 負(fù)壓反饋射流噴頭驅(qū)動板結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    4.1 噴頭水力性能參數(shù)計算方法
        4.1.1 射程
        4.1.2 噴灌均勻系數(shù)
        4.1.3 步進(jìn)頻率
        4.1.4 噴灌強(qiáng)度
        4.1.5 轉(zhuǎn)動均勻性
    4.2 噴頭部件的加工及試驗系統(tǒng)的搭建
        4.2.1 射流元件、彎頭與噴管組合體
        4.2.2 噴嘴
        4.2.3 驅(qū)動板
        4.2.4 旋轉(zhuǎn)密封機(jī)構(gòu)
        4.2.5 試驗系統(tǒng)的搭建
    4.3 六種傾角驅(qū)動板的試驗結(jié)果分析
        4.3.1 射程
        4.3.2 副噴嘴的噴灑半徑
        4.3.3 壓力流量關(guān)系
        4.3.4 轉(zhuǎn)動均勻性
        4.3.5 噴灌強(qiáng)度
        4.3.6 水量分布
        4.3.7 噴灌均勻度
        4.3.8 最優(yōu)傾角驅(qū)動板的確定
    4.4 五種齒槽曲率半徑驅(qū)動板的試驗結(jié)果分析
        4.4.1 副噴嘴的噴灑半徑
        4.4.2 轉(zhuǎn)動均勻性
        4.4.3 水量分布
        4.4.4 噴灌均勻度
        4.4.5 最優(yōu)齒槽曲率半徑的確定
    4.5 五種齒槽深度驅(qū)動板的試驗結(jié)果分析
        4.5.1 副噴嘴的噴灑半徑
        4.5.2 轉(zhuǎn)動均勻性
        4.5.3 水量分布
        4.5.4 噴灌均勻度
        4.5.5 最優(yōu)齒槽深度的確定
    4.6 本章小結(jié)
第五章 噴頭水力性能對比及最優(yōu)組合間距的確定
    5.1 優(yōu)化前后的射流噴頭及搖臂式噴頭水力性能對比試驗
        5.1.1 射程
        5.1.2 壓力流量關(guān)系
        5.1.3 噴灌強(qiáng)度
        5.1.4 水量分布
        5.1.5 噴灌均勻度
    5.2 最優(yōu)組合間距的確定
    5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間參加的科研項目和取得的研究成果
    一、參加的科研項目
    二、發(fā)表的論文
    三、獲獎情況



本文編號：3835001