喷头的种类及工作原理

1、第二章 喷头第一节 喷头种类及工作原理第二节 喷头基本参数、性能指标和影响原因第三节 摇臂式喷头结构第四节 喷头选型与布置喷头的种类及工作原理第1页第一节 喷头种类及工作原理 喷头是喷灌机与喷灌系统主要组成部分。 它作用是把有压水流喷射到空中，散成细小水滴，并均匀喷洒在浇灌土地上。 所以喷头性能、结构形式及制造质量好坏将直接影响喷灌质量。 喷头的种类及工作原理第2页喷头性能 喷 头喷头种类和工作原理 射流式喷头水力学原理 摇臂式喷头结构 喷水量工作压力 射程喷头的种类及工作原理第3页按其工作压力和射程大小能够分为低压喷头(或称近射程喷头)、中压喷(或称中射程喷头)和高压喷头(或称高射程喷头)其

2、划分界限大致能够按表1所列范围分类。当前用得最多是中、近射程喷头，因为它消耗能量较小，而且比较轻易得到很好喷灌质量。按照喷头结构型式与水流性状能够分为旋转式、固定式和孔管式三种喷头种类和工作原理 喷头的种类及工作原理第4页喷头的种类及工作原理第5页喷头的种类及工作原理第6页喷头的种类及工作原理第7页 喷 头 类 别 性 能低压喷头中压喷头高压喷头 工 作 压 力 （kg/cm2)13355喷 水 量 （m3/h ）40射 程 （m）40喷头按其工作压力和射程大小分类喷头的种类及工作原理第8页喷头按其结构分类旋转式喷头 管孔式喷头 固定式喷头 单列孔管 多列孔管 反作用式 叶轮式 摇臂式 离心式

3、 缝隙式 折射式 喷头的种类及工作原理第9页固定式喷头折射式喷头 离心式喷头喷头的种类及工作原理第10页特点：喷灌过程中，全部部件固定不动，水流以全圆 或扇形同时向四面散开 水流分散，射程小（510m）喷灌强度大 水滴细小，工作压力低 结构简单，工作可靠，寿命长用途： 公园、苗圃、温室等喷头的种类及工作原理第11页旋转式喷头依据转动机构特点，将旋转式喷头分为摇臂式、叶轮式、和反作用式齿轮式四种。齿轮式、摇臂式喷头分别是农业和草坪浇灌中最广泛两种喷头喷头的种类及工作原理第12页第二节 喷头基本参数、性能指标和影响原因 对于一个好喷头，既要要求其机械性能好，即结构简单，工作可靠；又应要求其水力性能

4、好，也就是满足喷灌主要技术要求（喷管强度小于土壤入渗率，水滴直径细和喷头组合以后水量分布均匀），而且在一样工作压力和一样流量条件下射程最远。这些要求事相互矛盾，相互制约。我们在设计和使用喷头时应全方面考虑各方面要求。不能够片面追求某一指标而忽略其它技术要求，比如，我们不能够追求射程远，而不顾水滴直径和水量分布要求。而且影响某一水力参数原因都有好几个。为了能正确使用和设计喷头，我们就需要了解影响这些水力参数（射程、喷洒均匀度和水滴直径）原因，方便实践中依据需要调整或选择这些水力参数，使之符合身产要求。喷头的种类及工作原理第13页1、喷水量 喷水量(或称喷头流量)是指喷头在单位时间内，喷射出来水体

5、积。 表示符号：q 惯用单位： m3/h 有时也用L/s表示 转换关系： 1L/s3.6 m3/h 测定方法：常采取体积法，循环水池三角堰或水表测定。 喷头性能喷头的种类及工作原理第14页 上式中: q喷嘴流量（L/h) Cd流量系数（0.90.96） d喷嘴直径（mm） H喷嘴进口压力（m） A单位换算系数（上述单位时A12.5）计算喷头流量半经验方程：喷头的种类及工作原理第15页 喷嘴直径5mm, 工作压力300kPa, 假定Cd=0.94, 计算其流量。实例：喷头的种类及工作原理第16页 喷头要求在一定水压力下才能正常工作。水压力由水 泵供给或利用天然水头。故：工作压力：喷头正常工作时，

6、所要求喷头进口处水 压力 表示符号：H 2、工作压力喷头性能喷头的种类及工作原理第17页惯用单位：米水柱高或千克平方厘米转换关系： 1千克平方厘米10米水柱 高= 98.07kPa 测定方法：普通用压力表测定 喷头的种类及工作原理第18页工作压力计算公式上式中： Hd工作压力（m） d喷嘴直径（mm） Kd水滴粉碎系数 普通：Kd=1017 好：Kd=1114喷头的种类及工作原理第19页3、射程 射程：指在无风条件下喷头喷洒水流所能到达最远距离。表示符号：R 惯用单位：m测定方法：要求喷灌强度等于各点喷灌强度平均值5那一点，至喷头距离作为喷头射程。影响原因：射程大小，主要决定于工作压力和喷水量

7、，但也受喷头结构、自转速度等原因影响。 喷头性能喷头的种类及工作原理第20页上式中：L射程（m）d-喷嘴直径（mm）h-压力水头（m）B-单位换算系数，当 B=1.4 当 射程分别降低2和4%射程计算喷头的种类及工作原理第21页 计算以下条件下喷头射程，喷嘴直径1.2英寸，压力水头h=600kPa，实例:利用公式：喷头的种类及工作原理第22页射流式喷头水力学原理 工作压力、喷水量和射程之间关系自由出流喷嘴流量可按下式计算：式中： 喷嘴流量系数，普通等于0.90.95 喷嘴过水断面积（以平方米为单位） 喷嘴出口压力（以米为单位，等于喷头工作压力减去喷头内水头损失）。由这个公式能够看出：在喷嘴大小

8、相同时，流量与水头平方根成正比。 喷头的种类及工作原理第23页影响射程其它原因喷射仰角喷头自转速度喷管结构流 量喷头的种类及工作原理第24页 喷射仰角：固体在真空中抛射，射程以仰角45最远。但水舌在空气中喷射仰角与射程关系，依据试验结果分析得知，当其它原因相同时，喷射仰角为2832时射程最远。 喷射仰角喷头自转速度转速：当喷头以13分转速度旋转时，比喷头在静止状态射程降低1015，射程越大降低百分数越大，转速越大降低百分数也越大。喷头的种类及工作原理第25页喷管与整流器 为了争取更大射程，就必须力争从喷嘴射出水舌密实透明(即掺气少)，表面光滑，水舌内水流紊动小。 为抵达达些要求，除了喷嘴加工应

9、尽可能光滑之外，更主要是进入喷嘴水流应经过整直，使水流平稳抵达大部分流线都平行于水舌轴线。喷头的种类及工作原理第26页第三节 摇臂式喷头结构 当前农业上使用最广泛是摇臂式喷头，本节将详细介绍摇臂式喷头结构，并说明各部分结构对喷头影响。 摇臂式喷头由流道、旋转密封机构、驱动机构和扇型机构四大部分组成，对于全圆喷洒喷头则没有扇型机构。喷头的种类及工作原理第27页棉花固定式喷灌喷头的种类及工作原理第28页摇臂式喷头结构 喷 嘴 喷 管整 流 器 弯 管摇 臂弯 管 摆臂弹簧 摇 臂 轴 扇形机构 空 心 轴 轴 套 防沙弹簧 垫 圈 喷头的种类及工作原理第29页第四节 喷头选型与布置 选择喷头时，除

10、需考虑其本身性能，如喷头工作压力、流量、射程、组合喷灌强度、喷洒扇形角度可否调整之外，还必须同时考虑诸如土壤允许喷灌强度、地块大小形状、水源条件、用户要求等原因。另外，同一工程或一个工程同一轮灌组中，最好选取一个型号或性能相同喷头，方便于浇灌均匀度控制和整个系统运行管理。在已建项目中，有为片面追求水景效果，安装了各种性能截然不一样喷头，致使浇灌均匀度无法确保。选择喷头时需尤其注意是，浇灌系统不是喷泉，其目标是为了填补植物需水时空上不足，而不是创作人工水景。所以，只能在首先满足需水前提下，尽可能照料到景观效果。 喷头的种类及工作原理第30页选择喷头组合形式喷头选择喷头组合方式计算喷头和支管间距计

11、算组合平均喷灌强度喷头的种类及工作原理第31页喷头选择考虑浇灌作物：蔬菜水滴小和喷灌强度较小中低压喷头玉米、高粱等水滴较大和喷灌强度较大高压喷头考虑土壤：砂壤土喷灌强度较大喷头粘壤土喷灌强度较小喷头喷头的种类及工作原理第32页考虑风速：风速大地方宜选取喷灌强度较大、水滴直径较大中高压喷头比如：浇灌作物为蔬菜，砂壤土，宜选取喷灌强度较大而水滴直径较小喷头。如选取ZY2喷头，喷嘴直径7.0mm，工作压力350kPa，喷头流量q=3.2m3 /h，射程R18m喷头的种类及工作原理第33页喷头组合方式标准：在确保喷洒均匀、不留空白情况下，使喷头和支管距离应尽可能大组合方式有：正方形、矩形、正三角形、三角形和扇形等喷头的种类及工作原理第34页计算喷头和支管间距设计射程：R设KR (K=0.70.9, K反应了风影响)不一样布置方式及喷头、支管间距喷头的种类及工作原理第35页计算组合平均喷灌强度按以下公式计算：喷头的种类及工作原理第36页管网布置 布置标准：1、管道总长短，造价低 2、有利于管理（轮灌或分） 3、平原区，支管与作物种植方向一，在山区， 支管沿等高线布置 4、管线纵剖面应力争平顺，