温室滴灌系统支管单元水力特性研究

发布时间：2021-10-08 19:54

　　滴灌系统中一根支管及其所属的毛管构成的管路称作支管单元,由于温室滴灌系统中支管首部一般都设有流量控制阀,从水动力学角度上讲,支管单元是一个相对独立的水力单元,目前滴灌管网的水力分析大多将支管与毛管的相关性割裂开来,且对于多孔管路的水力解析多数是基于沿程均匀泄流的假定,这对于管内流量较大、管件扰流明显的支管不再适合,因此有必要以滴灌系统支管单元为整体,进行水力特性试验研究及相关水力计算。本文在前人研究成果的基础上,进行了滴灌管和支管单元管路上的沿程测压试验研究,并基于实测数据建立了相应的水力预测模型。同时,利用FLUENT软件采用标准k-ε紊流模型对支管分流结点处流场进行了数值模拟研究。通过研究,获得了以下主要结论:（1）支管上的水头损失随毛管间距的减小、支管长度的增大而增大,根据滴灌设计规范并结合滴头的特性参数得出管末允许的最低相对压力为69.15%,通过分析实测数据,得到毛管间距在0.6 m、0.9 m和1.2 m条件下,满足水力偏差要求的支管最大铺设长度分别为20 m、40 m和60 m。入口压力增大在使得损失增大的同时也使得支管沿线压力分布更为均匀。同样地,滴灌管水头损失随管长、... 

【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究目的及意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 温室滴灌概述
        1.2.2 多孔管水力特性研究进展
        1.2.3 微灌水力计算研究进展
        1.2.4 数值模拟研究进展
    1.3 存在的问题
    1.4 研究内容
        1.4.1 滴灌管水力性能影响因素试验研究
        1.4.2 温室滴灌系统支管水力性能影响因素试验研究
        1.4.3 基于CFD数值模拟的支管流场分析
        1.4.4 支管单元的简化水力计算研究
    1.5 技术路线
第二章 滴灌管水力性能影响因素试验研究
    2.1 材料与方法
        2.1.1 试验材料
        2.1.2 试验装置与方法
    2.2 滴灌灌水器压力-流量特性
    2.3 各因素对滴灌管总水头损失及压力分布的影响
        2.3.1 滴灌管长度
        2.3.2 滴头间距
        2.3.3 首部压力
    2.4 本章小结
第三章 温室滴灌系统支管单元水力性能试验研究
    3.1 材料与方法
        3.1.1 试验材料及装置
        3.1.2 试验方案与方法
    3.2 各因素对支管总水头损失及压力分布的影响
        3.2.1 支管长度
        3.2.2 毛管间距
        3.2.3 首部压力
    3.3 支管水头损失组成分析
        3.3.1 局部水头损失
        3.3.2 多孔系数
    3.4 支管数值模拟试验
        3.4.1 理论基础
        3.4.2 网格划分及边界条件
        3.4.3 解算结果分析
    3.5 本章小结
第四章 温室滴灌系统支管单元管路的简化水力计算
    4.1 滴灌管水力计算的简化
        4.1.1 能量坡度线
        4.1.2 局部损失系数经验回归
        4.1.3 滴灌管水头损失量纲分析
        4.1.4 滴灌管沿程压力分布
    4.2 支管水力计算的简化
        4.2.1 能量坡度线
        4.2.2 支管水头损失的量纲分析
        4.2.3 支管沿程压力分布
    4.3 本章小结
第五章 结论与讨论
    5.1 主要结论
    5.2 存在不足及展望
参考文献
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]沿程出流多孔流体分布管压力分布特性[J]. 杜涛,刘焕芳,金瑾,李强,王凌.  化学工程. 2014(09)
[2]滴头插入对滴灌毛管水头损失影响试验研究[J]. 仇振杰,朱德兰,张林.  排灌机械工程学报. 2013(03)
[3]滴灌三角形迷宫滴头水力性能稳健性分析[J]. 刘春景,唐敦兵,何华,陈兴强.  农业机械学报. 2013(01)
[4]建立符合国情的最严格水资源管理制度[J]. 高而坤.  中国水利. 2012(07)
[5]滴灌技术的特点及应用[J]. 王金丽.  农业科技与装备. 2012(01)
[6]我国水资源现状探讨[J]. 范文军,宁站亮,刘勇诚.  北方环境. 2011(07)
[7]我国滴灌发展历程及建议[J]. 姚振宪,王三建.  农业工程. 2011(02)
[8]基于CFD的多孔管热风数值模拟与设计方法[J]. 王新坤,许文博,赵坤,李俊红,许颖.  排灌机械工程学报. 2011(01)
[9]多孔管地下灌溉孔口出流分析研究[J]. 杨宝中,王鹏举,黎明.  安徽农业科学. 2010(26)
[10]多孔管的压力分布特性试验[J]. 刘文华,刘焕芳,黄兴国,徐峰.  水利水电科技进展. 2009(05)

硕士论文
[1]滴灌灌水器内流场消能与气液流动规律研究[D]. 郑锦灿.华中科技大学 2009
[2]多孔软管水力特性实验研究[D]. 黄兴国.石河子大学 2009



本文编号：3424854