43灌水方法喷灌2资料PPT学习教案

1、会计学143灌水方法喷灌灌水方法喷灌2资料资料第1页/共93页茶园喷灌茶园喷灌第2页/共93页第3页/共93页第4页/共93页第5页/共93页第6页/共93页喷灌喷灌喷灌系统示意图喷灌系统示意图第7页/共93页二、喷灌组成和类型喷灌就是通过压力管道将水体喷射到空中，并利用专门的装置将水流打碎，然后像降雨一样降落到地面进行灌溉的一种灌溉方式。第8页/共93页第9页/共93页道式机组式第10页/共93页第11页/共93页第12页/共93页第13页/共93页类型优点缺点应用固定式固定式操作方便生产效率高占地少设备利用率低投资大灌水频率高经济效益大地形复杂坡度大移动式移动式设备利用率高单位面积投资低操

2、作灵活田间所需渠道多、路多、占地多、劳动强度大灌水频率不高的作物水源方便半固定式半固定式设备利用率较高投资较省劳动强度一般工作条件较差劳动强度较大多种条件下均可应用，是目前主要发展类型各类喷灌系统的优缺点比较第14页/共93页第15页/共93页第16页/共93页第17页/共93页第18页/共93页第19页/共93页第20页/共93页第21页/共93页类型优点缺点应用旋转式射程远结构简单易于推广安装不平或有风时旋转不匀中远程喷洒、田边地角、大田作物固定式工作可靠造价便宜射程小（5-10m）喷灌强度大（15-20mm/h）水量分布不均易堵塞果园、菜地、苗圃、温室孔管式要求压力低喷灌强度大水舌受风影

3、响大果园、菜地、苗圃、温室不同喷头的优缺点比较第22页/共93页第23页/共93页项目项目高压远射程 中压中射程 低压近射程工作压力工作压力（kPa)500200-500100-200射射 程程（m）4015-405-15流流 量量（m3/h）310.8-310.3-1.2喷头按工作压力和射程分类第24页/共93页pghAQ23600 为流量系数；A为喷嘴过水面积，hp为喷头工作压力。在一定范围内，压力增加射程增加，超出之后压力增加只能增加雾化程度。第25页/共93页第26页/共93页第27页/共93页第28页/共93页第29页/共93页第30页/共93页第31页/共93页土壤类别土壤类别允许

4、喷灌强度允许喷灌强度（mm/h） 砂土20 砂壤土15 壤土12 壤粘土10 粘土8第32页/共93页度系数度系数和雨量雨量图图。第33页/共93页hnhhhhCunii111GBJ85-85喷灌工程技术规范规定：在设计风速下，喷灌均匀系数不应低于75%，对行喷式喷灌系统，不应低于85%。h第34页/共93页第35页/共93页第36页/共93页第37页/共93页第38页/共93页作物种类Hp / d蔬菜及花卉4000-5000果树、粮食作物、经济作物3000-4000牧草、饲料作物、草坪及绿化林木2000-3000各种作物要求的喷头雾化指标第39页/共93页第40页/共93页第41页/共93页

5、第42页/共93页第43页/共93页第44页/共93页土壤类别允许喷灌强度（mm/h）砂土20砂壤土15壤土12壤粘土10粘土8各类土壤允许的喷灌强度第45页/共93页地面坡度(%)允许强度的降低数(%)2075坡地喷灌强度降低坡地喷灌强度降低值值第46页/共93页第47页/共93页2、喷头组合形式确定第48页/共93页喷头组合形式喷头组合形式第49页/共93页第50页/共93页喷头组合形式支管间距b喷头间距L有效控制面积正方形1.42R1.42R2.0R2正三角形1.5R1.73R2.6R2矩形1.73R1.0R1.73R2三角形1.87R1.0R1.87R2喷头组合的支管间距、喷头间距和控

6、制面积的关系喷头组合的支管间距、喷头间距和控制面积的关系第51页/共93页干管干管支支管管风向风向喷头第52页/共93页风力等级风速（km/h）Cm（支管）Cp（喷头）11.11-5.41.31.025.8-11.91.3-1.21.0-0.8312.2-19.41.1-1.00.8-0.6风速对喷头和支管间距的影响系数风速对喷头和支管间距的影响系数干管干管支支管管风向风向喷头第53页/共93页式中： 组合喷灌强度(mm/h) Kw 风系数 CP 布置系数 V 设计风速(m/s) S 无风情况下单喷头 设计喷灌强度(mm/h)式中：Qp喷头设计流量(m3/h) R 单喷头喷洒半径（m）a（L）

7、喷头间距（m）b支管间距（m）5、组合喷灌强度计、组合喷灌强度计算算风系数计算式风系数计算式组合系数计算式组合系数计算式第54页/共93页从前面学习知道，单支管多喷头布置系数 CP计算公式复杂繁琐，可通过查曲线图得到喷头间距a（即L）。第55页/共93页 设计中如何确定的支管及喷头间距：通常是设计中如何确定的支管及喷头间距：通常是先先确定确定系统控制参数，系统控制参数，然后然后选择喷头及喷头参数，选择喷头及喷头参数，最后最后计算并计算并校核组合间距并调整校核组合间距并调整即即参数控制法参数控制法。6、组合喷灌支管及喷头间距的确定步骤、组合喷灌支管及喷头间距的确定步骤 （1）系统参数确定：土壤入

8、渗强度、作物要求的雾化指数、设计风速、系统均匀度 （2）选择喷头并确定参数。用公式进行计算确定组合喷灌强度，然后校核喷灌强度是否满足要求，同时计算雾化指数并校核。 （3）在校核各种参数之后，可以按照组合系数计算喷头间距和）在校核各种参数之后，可以按照组合系数计算喷头间距和支管间距。支管间距。为了降低工程成本，喷头间距越大越好，但间距扩大均匀度下降。因此为了降低工程成本，喷头间距越大越好，但间距扩大均匀度下降。因此喷管工程技术规范喷管工程技术规范要求，在设计风速下，均匀系数不低于要求，在设计风速下，均匀系数不低于75%，据此设计的喷头间距即最大可行喷头间距。，据此设计的喷头间距即最大可行喷头间距

9、。第56页/共93页第57页/共93页第58页/共93页hr第59页/共93页Tm土壤含水量土壤含水量B1B2时间时间第60页/共93页干干管管支支管管喷头b第61页/共93页第62页/共93页（1）轮灌方式确定）轮灌方式确定第63页/共93页轮灌的基础是作物灌水周期灌水周期长长,系统灌水时间短,可以把作物分组进行灌溉，从而减少工作规模，节省投资。（2）轮灌组数计算 第64页/共93页A/bl为需要灌水的点数,如图中为15点;n为轮灌组数,设以支管为轮灌组,则n=3;同时工作的喷头数为:N喷头喷头=15/3=53、同时工作的喷头数和支管数第65页/共93页A/bl为需要灌水的点数,如图中为15

10、点；n为轮灌组数,设以支管为轮灌组,则n=3；同时工作的喷头数为:N喷头喷头=15/3=5同时工作的支管数为:N支支=5/5=1 U喷头 一根支管上的喷头数第66页/共93页1、流量计算、流量计算（七）流量及管径计算（七）流量及管径计算（1）支管流量支管流量等于支管上喷头流量之和： Q支=q喷x U喷头（2）干管流量干管流量等于同时工作支管流量之和： Q干=Q支x N支第67页/共93页2、管径计算、管径计算vQd360041000d干管管径，干管管径，mmQ干管流量，干管流量，m3/hV管道经济流速，管道经济流速，m/s， 一般为一般为1.5m/s计算出干管管径后，应向统一的管计算出干管管径

11、后，应向统一的管径调整，并且要向市场规格调整。径调整，并且要向市场规格调整。vdvRQ3600)21000(.22QQd36.155 . 1360041000第68页/共93页在解决实际水力学问题中，广泛应用伯诺里方程式。 水流运动现象多种多样，但其实质都是在一定条件下的能量互相转化，因此，它遵守能量守恒及其转化规律。第69页/共93页 现以闸孔出流为例，图1为闸孔出流的水流状态。从图中流线的疏密程度看出各个断面(断面11、22)的平均流速不一样，而且在同一过水断面上，每一点的流速v和压强p也不一样。因此在分析水流运动的能量转化关系时，就不能用固体运动分析的方法，而必须首先取一微小流束进行分析

12、得出能量方程，然后推广到实际总体水流中，得出总流的能量方程。（A）伯诺里方程式第70页/共93页取微小流束过水断面11的面积为dw1，其形心点到某一基准面的高度为Z1，形心点的压强为p1，流速为v1。由于流束的过水断面积是微小的，可忽略过水断面上压强分布与流速分布的不均匀性而近似地认为是均匀分布。因此其形心点的压强和流速就可看作是该微小面积上的平均值。同理，相应于断面22的各值为dw2、Z2、p2和v2。第71页/共93页作用于微小流束12水体上的力，有周界上的压力、重力以及水体在流动过程中所受到的阻力。上述各力所作的功如下：1、压力作功dAPdAP=P1dl1-P2dl2 =p1dw1dl1

13、-p2dw2dl2 =p1dw1v1dt-p2dw2v2dt =(p1-p2)dQdt第72页/共93页2、重力作功dAGdAG=dQdtg(Z1-Z2) =rdQdt(Z1-Z2)第73页/共93页3、阻力作功dAr 假定单位重量水体在流束12段上流动时所受的阻力作功为-hw，则dt时间内，通过整个流束的水重为dG=rdQdt，所以阻力所作功为： dAr=-rdQdthw第74页/共93页4、动能的增量dEu=从图看出，从图看出，1-2之间的之间的动能的增量仅为动能的增量仅为1-1和和2-2两段水体动能两段水体动能的变化量，并且两段的变化量，并且两段水体的质量相等：水体的质量相等： dm=r

14、dQdt因此，动能的变化表因此，动能的变化表现为速度的变化。现为速度的变化。第75页/共93页5、微小流束的能量方程-伯诺里方程dAP+dAG+dAr=dEu即 (p1-p2)dQdt+ rdQdt(Z1-Z2) -rdQdthw=第76页/共93页6、能量方程的应用条件（1）水流必须是恒定流。（2）作用于水体上的质量力只有重力。 （3）在所选取的两个过水断面上，水流应符合渐变流条件，但在所取的两个过水断面之间，水流可以不是渐变流。 （4）在所取的两个过水断面之间，要求流量保持不变，其间没有流量加入或分出。 （5）液体是连续的和不可压缩的，即密度=常数。第77页/共93页（B）水头损失计算水从

15、水源到喷头，沿程要有能量损失，要使水从喷头喷射出去，必须在水源处提供足够的能量（即压力）才行，究竟需要多大的压力，需要计算能量损失量。喷灌系统示意图喷灌系统示意图第78页/共93页1、水头损失的种类一类是在均匀的或渐变的水流中(图a等直径管流)为克服沿全部流程水流的摩擦阻力而损失的水头，叫做沿程水头损失，用hf表示一类是在边界突然改变的局部地区(图b)的突变如阀门、方向等，引起主流脱离边界并形成漩涡，使水流运动状态发生急剧变化，从而产生能量损失，叫做局部水头损失，用hj表示。按产生水头损失的外部条件分为两类：第79页/共93页 总流伯诺里方程式中的总水头损失，可用下式表示： hw=hf+hj

16、由于水流运动很复杂，目前水头损失尚不能采用纯理论分析方法计算，必须借助于实验进行分析研究确定。 第80页/共93页 在水力学中，水头损失hf以流速水头v2/2g乘以一阻力系数来表示，即2、沿程水头损失hf的计算公式gvdlgvhf2.222d1式中：式中：为沿程损失系数为沿程损失系数 d为管径（为管径（mm） l 为管长度（为管长度（m）第81页/共93页沿程损失系数第82页/共93页 管道局部水头损失，是水流经过底阀、阀门、弯头和在管道突然扩大或收缩时所产生的碰撞、冲击所引起的阻力损失，它与管道装置附件的类型、数量有关，一般可用下式计算：3、局部水头损失 gvhj22由于计算繁琐，一般局部水头损失以沿程水头损失的由于计算繁琐，一般局部水头损失以沿程水头损失的10%-20%计算即可。计算即可。第83页/共93页局部阻力系数第84页/共93页（九）、水泵及动力配置喷灌系统示意图喷灌系统示意图第85页/共93页第86页/共93页一种喷灌布置示