垫片固定式压力补偿灌水器结构设计与水力性能研究

发布时间：2020-04-26 02:48

【摘要】：为了解决山地丘陵地区高差大导致的灌水均匀度低及现有压力补偿式灌水器流量偏差系数大、抗堵性能差等问题,本文通过对压力补偿式灌水器补偿区结构探究,优化设计出一种压力补偿式灌水器结构,利用Pro-E软件进行灌水器的三维制图,激光快速成型技术制作灌水器试验样件,并通过试验测定灌水器的水力性能,利用短周期抗堵试验测试灌水器的抗堵性能,在此基础上确定一种可以定型的压力补偿式灌水器,得到主要结论如下:(1)设计出一种无迷宫流道—垫片固定的压力补偿式灌水器,灌水器具有较好的补偿性能:灌水器额定流量为6.00L/h,压力补偿区间为60—240kPa,流态指数为0.04,灌水器流量偏差系数在补偿范围内均小于0.07,即改善了灌水器的流量偏差系数。(2)通过短周期抗堵塞试验测试,这种无迷宫流道—垫片固定的压力补偿式灌水器在第八阶段的相对流量低于75%,发生堵塞,不满足抗堵要求。对堵塞的灌水器进行剖开观察,发现堵塞位置一般在补偿区过流断面最小处。(3)设计出一种改进流道—垫片固定的压力补偿式灌水器,优选出水力性能较好灌水器的结构参数为:下腔高度1mm,流道深度1mm,垫片硬度30°。(4)根据水力性能测试得到这种最优结构参数的灌水器额定流量为22.52L/h,压力补偿区间为80—320kPa,流量系数为18.37,流态指数为0.07。(5)经测试,这种改进流道—垫片固定的压力补偿式灌水器的流量偏差系数在补偿区间20—320kPa内均小于0.07,满足规范要求。即这种结构的灌水器可以改善流量偏差系数。另外,通过短周期抗堵塞试验,本研究的灌水器实测流量与额定流量百分比始终高于灌水器堵塞流量临界值75%,一直未发生堵塞,满足抗堵要求。(6)通过SPSS软件分析得到,这种改进流道—垫片固定的压力补偿式灌水器,其下腔高度对流态指数影响极显著,对补偿区间和流量影响不显著;流道深度和垫片硬度对流态指数、流量及补偿区间的影响均极显著。因此,设计此种类型的灌水器时,需要综合考虑流道深度、垫片硬度及下腔高度。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S277.9

【参考文献】