单翼迷宫式滴灌带进出水口数、梯形流道齿数对抗堵塞性能的影响

【目的】研究进水口数、梯形流道齿数、出水口数对单翼迷宫式滴灌带抗堵塞性能的影响。【方法】采用物理试验、数值模拟、建立线性数学模型等方法,设计9组工况进行数值模拟,研究额定流量为1.8 L/h的单翼迷宫式滴灌带的水沙两相流流场,以及滴灌带不同进出水口数、梯形流道齿数对流态指数、流量系数的影响。【结果】SST k-ω两方程低雷诺数紊流模型更加适用于单翼迷宫式滴灌带流场的数值模拟;从进水口到梯形流道再到出水口,泥沙颗粒质量浓度逐渐变小;滴灌带第5进水口为主要进水口,第3出水口为主要出水口;进水口数、梯形流道齿数、出水口数对流态指数影响极小,对流量系数的影响显著性排序为梯形流道齿数>出水口数>进水口数;构建了流量系数与三因素之间的多元线性模型,该模型决定系数为0.987,精度较好。【结论】在梯形迷宫流道尺寸相同时,梯形流道齿数越少流道内部流速越大,更有利于泥沙颗粒排出流道。构建的流量系数与三因素的公式可实现出水口位置精准灌溉植物,合理利用土地资源。

基于正交结果分析的内镶贴片式滴灌带性能优化设计

【目的】探究铺设坡度、含沙量、工作压力对内镶贴片式滴灌带的灌水均匀度和流量降幅的影响。【方法】开展了三因素三水平的均匀正交试验,采用极差分析和层次分析研究了铺设坡度、含沙量、工作压力对内镶贴片式滴灌带的灌水均匀度和流量降幅影响的主次顺序,运用PPR模型、NSGA-Ⅱ模型、线性回归模型进行对比分析。【结果】①各因素对灌水均匀度的影响排序为含沙量>铺设坡度>工作压力;对流量降幅的影响程度排序为含沙量>工作压力>铺设坡度;层次分析结果与极差分析结果一致,均表明含沙量对灌水均匀度和流量降幅的影响大。②基于试验数据构建灌水均匀度和流量降幅的线性回归模型,灌水均匀度线性回归模型的标准均方根误差为19.15%,流量降幅线性回归模型的标准均方根误差为14.81%,模型表现效果好。③构建灌水均匀度和流量降幅的投影寻踪回归模型,灌水均匀度投影寻踪回归模型的标准均方根误差为2.98%,流量降幅投影寻踪回归模型的标准均方根误差为2.42%,模型表现效果极好。【结论】PPR模型预测效果优于线性回归模型,且PPR模型与NSGA-Ⅱ预测结果较为一致,最优工况为:铺设坡度为0%,含沙量为1g/L,工作压力为96kPa,灌水均匀度为0.9585,流量降幅为0.0835。

不同因素对内镶贴片式滴灌带抗堵塞性能指标的试验研究

【目的】探究内镶贴片式滴灌带灌水均匀度和流量降幅与滴灌带铺设坡度、灌水水源含沙量、进水口运行压力的关系,提高灌水均匀度和降低流量降幅,减少滴灌带堵塞。【方法】设计铺设坡度(-1%、0、1%)、含沙量(1、2、3 g/L)及运行压力(40、70、100 kPa)三因素三水平的均匀正交试验方案,开展滴灌带长度为35 m的室内物理试验。【结果】灌水均匀度的影响因素大小为:含沙量>铺设坡度>运行压力;流量降幅的影响因素大小为:含沙量>运行压力>铺设坡度;构建了含沙量、铺设坡度及运行压力与灌水均匀度和流量降幅的投影寻踪回归模型,2个模型的标准化均方根误差为2.98%和2.42%,预测模型表现效果极好。【结论】含沙量是影响内镶贴片式滴灌带堵塞的重要因素,以及构建了不同含沙量、铺设坡度、运行压力与灌水均匀度和流量降幅的关系。研究成果可对一定范围内不同含沙量、铺设坡度、运行压力下内镶贴片式滴灌带的灌水均匀度和流量降幅进行预测,在滴灌系统设计和运行理论体系中起到一定的参考作用。