迷宮流道局部水頭損失計算.pdf

1、截止目前，滴灌技術是世界上公認的最為節(jié)水高效的灌溉技術。自滴灌技術誕生以來，經過70多年的發(fā)展和改進，滴灌技術已經日臻成熟。隨著我國農業(yè)現(xiàn)代化進程的不斷加快，水資源短缺形勢的不斷加劇，針對滴灌技術進行的開發(fā)與研究顯得尤為重要。
　　灌水器是整個滴灌系統(tǒng)中最為關鍵的部件，而迷宮灌水器以其水力性能相對較好、結構型式相對簡單、制造過程相對簡便、成本相對低廉，同時又具有一定的壓力補償性等諸多優(yōu)點廣泛應用于各類滴灌系統(tǒng)，成為眾多灌水器種類中

2、比較有代表性的，也是最有發(fā)展?jié)摿Φ囊环N。但我國自1974年從墨西哥引進第一套滴灌系統(tǒng)以來，灌水器的開發(fā)與研制主要是依靠引進和仿制。從2001年開始，有學者將快速成型技術引入到灌水器的開發(fā)與研制，從而使灌水器的研發(fā)周期縮短了2/3以上。若能像普通管道設計計算一樣，在迷宮灌水器的設計階段即可計算出迷宮流道內水流的水頭損失，預計可使迷宮灌水器的開發(fā)周期進一步縮短。為達此目的，需要構造迷宮流道內水流水頭損失與迷宮流道結構參數(shù)之間的計算公式。

3、r>　　迷宮流道內水流的總水頭損失可通過測量流道進出口壓力差得到，但其沿程水頭損失或局部水頭損失卻由于迷宮流道結構本身的特點難以像一般管道一樣直接套用宏觀水力學理論進行測算。本文正是以此為出發(fā)點，通過物理模型試驗的方法，對梯形（齒角度為30°、45°、60°）、齒形（齒角度為30°、45°、60°）、三角形（齒角度為30°）、矩形（齒尖參差為0、1倍、4倍流道寬度）共計10種型式的迷宮流道及其中水流的水頭損失進行了試驗研究，分析了迷宮流

4、道內水流的水頭損失與流道結構參數(shù)之間的關系，構造了迷宮流道中水流水頭損失的計算公式，并以某灌區(qū)滴灌系統(tǒng)為例對本文中所構造的迷宮流道各結構參數(shù)的函數(shù)關系式和水頭損失計算公式進行了應用和分析。
　　本文主要得出以下結論：
　?。?）梯形、齒形、三角形、矩形迷宮流道均可以梯形迷宮流道為基礎流道型式通過改變結構參數(shù)變換得到。
　　（2）迷宮流道基本結構控制參數(shù)主要包括7個：迷宮單元數(shù)N、流道深度D、流道寬度w、齒尖參差J、齒角

5、度θ、齒高h、齒尖寬c，其它流道結構參數(shù)（齒寬a、齒底距b、流道高度H、單元長l、流道水平長度L）均可表示為基本結構控制參數(shù)的函數(shù)，通過這7個基本結構控制參數(shù)可唯一確定迷宮流道。
　?。?）小尺寸矩形截面直流道內水流沿程水頭損失系數(shù)隨著雷諾數(shù)的變化規(guī)律與尼古拉茲試驗成果非常相似：當雷諾數(shù)Re<416時，水流位于層流區(qū)；當雷諾數(shù)416

6、管區(qū)；當雷諾數(shù)Re>1445時，水流位于阻力平方區(qū)；迷宮流道內水流流態(tài)轉變的臨界雷諾數(shù)與直流道內水流流態(tài)轉變的臨界雷諾數(shù)存在約10倍關系。
　?。?）迷宮流道內水流壓力沿流道長度呈線性遞減，由流道邊界造成的水頭損失符合線性疊加規(guī)律，且迷宮流道內水流的水頭損失以局部水頭損失為主，沿程水頭損失僅占總水頭損失很小的比例，最大不超過24.4％。
　?。?）梯形、齒形、三角形迷宮流道內水流的水頭損失系數(shù)η均可表示為齒角度θ的函數(shù)，矩形