迷宮流道局部水頭損失計(jì)算.pdf

1、截止目前，滴灌技術(shù)是世界上公認(rèn)的最為節(jié)水高效的灌溉技術(shù)。自滴灌技術(shù)誕生以來，經(jīng)過70多年的發(fā)展和改進(jìn)，滴灌技術(shù)已經(jīng)日臻成熟。隨著我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷加快，水資源短缺形勢(shì)的不斷加劇，針對(duì)滴灌技術(shù)進(jìn)行的開發(fā)與研究顯得尤為重要。
　　灌水器是整個(gè)滴灌系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的部件，而迷宮灌水器以其水力性能相對(duì)較好、結(jié)構(gòu)型式相對(duì)簡單、制造過程相對(duì)簡便、成本相對(duì)低廉，同時(shí)又具有一定的壓力補(bǔ)償性等諸多優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)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(jìn)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(jìn)和仿制。從2001年開始，有學(xué)者將快速成型技術(shù)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(shè)計(jì)計(jì)算一樣，在迷宮灌水器的設(shè)計(jì)階段即可計(jì)算出迷宮流道內(nèi)水流的水頭損失，預(yù)計(jì)可使迷宮灌水器的開發(fā)周期進(jìn)一步縮短。為達(dá)此目的，需要構(gòu)造迷宮流道內(nèi)水流水頭損失與迷宮流道結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的計(jì)算公式。

3、r>　　迷宮流道內(nèi)水流的總水頭損失可通過測(cè)量流道進(jìn)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(jié)構(gòu)本身的特點(diǎn)難以像一般管道一樣直接套用宏觀水力學(xué)理論進(jìn)行測(cè)算。本文正是以此為出發(fā)點(diǎn)，通過物理模型試驗(yàn)的方法，對(duì)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(jì)10種型式的迷宮流道及其中水流的水頭損失進(jìn)行了試驗(yàn)研究，分析了迷宮流

4、道內(nèi)水流的水頭損失與流道結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系，構(gòu)造了迷宮流道中水流水頭損失的計(jì)算公式，并以某灌區(qū)滴灌系統(tǒng)為例對(duì)本文中所構(gòu)造的迷宮流道各結(jié)構(gòu)參數(shù)的函數(shù)關(guān)系式和水頭損失計(jì)算公式進(jìn)行了應(yīng)用和分析。
　　本文主要得出以下結(jié)論：
　　（1）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(chǔ)流道型式通過改變結(jié)構(gòu)參數(shù)變換得到。
　　（2）迷宮流道基本結(jié)構(gòu)控制參數(shù)主要包括7個(gè)：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(yuǎn)、齒尖寬c，其它流道結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)控制參數(shù)的函數(shù)，通過這7個(gè)基本結(jié)構(gòu)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(nèi)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(yàn)成果非常相似：當(dāng)雷諾數(shù)Re<416時(shí)，水流位于層流區(qū)；當(dāng)雷諾數(shù)416

6、管區(qū)；當(dāng)雷諾數(shù)Re>1445時(shí)，水流位于阻力平方區(qū)；迷宮流道內(nèi)水流流態(tài)轉(zhuǎn)變的臨界雷諾數(shù)與直流道內(nèi)水流流態(tài)轉(zhuǎn)變的臨界雷諾數(shù)存在約10倍關(guān)系。
　?。?）迷宮流道內(nèi)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(nèi)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(nèi)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