本課題來源于國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)《精確噴灌技術(shù)與產(chǎn)品》(2011AA100506)和江蘇省2011年度普通高校研究生科研創(chuàng)新計劃《基于能耗及均勻度的多噴軟管噴灌系統(tǒng)的建立》(CXZZ11₀565)。 水資源短缺和能耗問題的加劇使得低能耗成為噴灌發(fā)展的主要方向之一。在我國,地形條件及種植作物的多樣性、農(nóng)村經(jīng)濟條件復(fù)雜性等因素使得輕小型移動式噴灌機組的多元化配置成為必然。而農(nóng)村勞動力轉(zhuǎn)移、土地適度規(guī)模經(jīng)營等對噴灌機組的管道布置及組合模式提出了新的要求。因而提高輕小型移動式噴灌機組構(gòu)成方式的靈活性、降低機組能耗、提高單位機組功率的灌溉面積成為噴灌機組應(yīng)用推廣中亟待解決的問題。本文采用優(yōu)化模擬、試驗驗證等方法,開展了低能耗多功能輕小型移動式噴灌機組優(yōu)化設(shè)計與試驗研究。 主要研究工作及創(chuàng)新點分為以下幾個方面： (1)低能耗多功能輕小型移動式噴灌機組設(shè)計 提出一種移動固定多目標(biāo)噴灌系統(tǒng),它使機組靈活性提高,且對作物的適應(yīng)性增強。為了提高機組的便捷性,發(fā)明了一種快速連接管件和一種噴灌用噴頭及管道固定裝置。 提出一種組合式雙支管多噴噴灌系統(tǒng),理論分析結(jié)果表明,該系...

【文章頁數(shù)】：168 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景和目的
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究目的
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 輕小型移動式噴灌機組現(xiàn)有機組型式
        1.2.2 輕小型噴灌機組評價指標(biāo)及評價方法現(xiàn)狀
        1.2.3 噴灌管道水力計算及優(yōu)化方法
    1.3 主要研究內(nèi)容
    1.4 研究方法和技術(shù)路線
第二章 低能耗多功能輕小型移動式噴灌機組設(shè)計
    2.1 輕小型噴灌機組系列
        2.1.1 機組參數(shù)
        2.1.2 基本配置
        2.1.3 存在的不足
    2.2 移動固定多目標(biāo)噴灌系統(tǒng)
        2.2.1 系統(tǒng)組合模式
        2.2.2 機組關(guān)鍵部件改進
    2.3 組合式雙支管多噴噴灌系統(tǒng)
        2.3.1 系統(tǒng)構(gòu)成
        2.3.2 關(guān)鍵部件設(shè)計
    2.4 管道配置方式拓展
    2.5 本章小結(jié)
第三章 輕小型移動式噴灌機組單目標(biāo)優(yōu)化
    3.1 機組優(yōu)化數(shù)學(xué)模型
        3.1.1 噴灌機組水力計算方法
        3.1.2 約束條件
        3.1.3 遺傳算法優(yōu)化
    3.2 機組能耗最低為目標(biāo)
        3.2.1 單位能耗計算方法
        3.2.2 能耗影響因素分析
    3.3 機組成本最低為目標(biāo)
        3.3.1 年造價
        3.3.2 年費用
        3.3.3 總費用
        3.3.4 生命周期成本(LCC)
    3.4 噴灌均勻性最高為目標(biāo)
        3.4.1 噴灌均勻性計算公式
        3.4.2 噴灌均勻性影響因素分析
    3.5 操作時間最少為目標(biāo)
    3.6 本章小結(jié)
第四章 綜合評價指標(biāo)體系與方法
    4.1 技術(shù)性指標(biāo)
        4.1.1 噴灌強度
        4.1.2 噴灌均勻性
        4.1.3 霧化指標(biāo)
    4.2 經(jīng)濟性指標(biāo)
        4.2.1 生命周期成本LCC
        4.2.2 灌水時間
    4.3 環(huán)境指標(biāo)
        4.3.1 單位能耗
        4.3.2 灌水效率
    4.4 社會指標(biāo)
        4.4.1 操作時間
        4.4.2 可靠性
        4.4.3 儲存方便性
    4.5 灰色關(guān)聯(lián)度評價方法
        4.5.1 灰色關(guān)聯(lián)模型
        4.5.2 權(quán)值確定方法
    4.6 實例分析
    4.7 本章小結(jié)
第五章 輕小型移動式噴灌機組多目標(biāo)優(yōu)化配置研究
    5.1 輕小型噴灌機組管道水力設(shè)計方法
        5.1.1 后退法
        5.1.2 前進法
        5.1.3 后退法與前進法相結(jié)合
    5.2 優(yōu)化方法比較
        5.2.1 遺傳算法
        5.2.2 蟻群算法
    5.3 多目標(biāo)優(yōu)化方法
        5.3.1 多目標(biāo)優(yōu)化問題的數(shù)學(xué)模型
        5.3.3 求解方法
    5.4 本章小結(jié)
第六章 輕小型移動式噴灌機組多目標(biāo)優(yōu)化配置實例
    6.1 單目標(biāo)多種噴頭配置對比
        6.1.1 優(yōu)化指標(biāo)的選取
        6.1.2 機組及噴頭的選擇
        6.1.3 優(yōu)化結(jié)果及討論
    6.2 機組多日標(biāo)配置優(yōu)化
        6.2.1 子目標(biāo)擬合公式
        6.2.2 目標(biāo)歸一化及權(quán)重設(shè)置
        6.2.3 計算結(jié)果與討論
    6.3 不同支管布置方式對比
        6.3.1 支管布置選擇依據(jù)
        6.3.2 不同支管布置計算結(jié)果對比
    6.4 機組規(guī)模拓展
        6.4.1 項目區(qū)概況
        6.4.2 機組選擇及管道布置
        6.4.3 性能計算及評價
    6.5 本章小結(jié)
第七章 輕小型移動式噴灌機組田間試驗研究
    7.1 試驗材料
        7.1.1 研究對象
        7.1.2 試驗場地
        7.1.3 試驗設(shè)備
    7.2 機組配置優(yōu)化及能耗試驗研究
        7.2.1 試驗?zāi)康?br>        7.2.2 試驗方案
        7.2.3 測量結(jié)果與分析
    7.3 噴灌均勻性影響因素研究
        7.3.1 噴頭工作壓力的影響
        7.3.2 噴頭間距、管道布置、工作壓力的綜合影響
    7.4 機組配置方式優(yōu)選
    7.5 本章小結(jié)
第八章 總結(jié)與展望
    8.1 結(jié)論
    8.2 展望
參考文獻
攻讀學(xué)位期間參加的研究項目和取得的科研成果
致謝



本文編號：3878967