压力补偿式灌水器结构设计与材料研究

发布时间：2020-08-09 19:25

【摘要】：灌水器水力性能是评价灌水器的重要指标,为了解决压力补偿式灌水器结构复杂导致其制造偏差系数大、生产成本高、抗堵性能差。同时探究不同材料生产的同一灌水器水力性能的差异。本研究从灌水器水力特征参数的设计入手,以灌水器水力性能、材料特性优化为出发点,设计出一种新型的压力补偿式灌水器结构。运用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该灌水器的抗堵性能,获得最优结构参数灌水器,并对最优结构参数灌水器进行开模,使用不同材料生产本文研究的最优灌水器,测试其水力性能,最终优选出一种最佳的灌水器结构形式和材料组合。本研究主要结论包括以下几点:(1)设计出一种由上盖,压力补偿垫片,基座构成组合结构的压力补偿式灌水器,具有结构简单、补偿性能良好等优点,该灌水器补偿区间10~38 m,流态指数0.065,额定流量14 L/h。(2)采用SPSS分析得出,最小流量控制口深度对该灌水器流量、流态指数和补偿区间极显著,垫片硬度和垫片厚度对流量的影响极显著,灌水器补偿区结构参数对灌水器流态指数的影响显著顺序为:最小流量控制口深度垫片硬度垫片厚度,因此在设计此类型的灌水器时,需综合考虑灌水器最小流量控制口深度、垫片硬度和垫片厚度的选取。最优灌水器结构参数为:最小流量控制口深度0.5 mm,垫片硬度23°,垫片厚度1.7 mm。(3)通过测试,压力补偿式灌水器在其压力补偿区间10~38 m内,灌水器流量偏差系数均在0.07以下,满足规范要求。(4)在短周期抗堵塞试验中,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。灌水器结构简单,可以采用较广泛的水质进行灌溉,降低对过滤器的要求,大大提高了该灌水器的推广性。(5)通过测试压力~流量关系,均匀度、流量偏差系数等参数优选出适合该压力补偿式灌水器的最佳材料为ABS,与试验阶段使用光敏树脂制作的灌水器的水力特征参数相吻合,使用ABS材料生产的压力补偿式灌水器焊接性能良好,使用寿命长,压力补偿区间为6~38 m,流态指数为0.087,额定流量为12 L/h。
【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】：2016
【分类号】：S277.9

【参考文献】

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本文编号：2787449