变量喷头实现均匀喷灌的研究 被引量：21

1

作者 韩文霆 吴普特 +1 位作者 冯浩 杨青 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第10期13-16,共4页

研究了为保证均匀喷灌,变量喷头各水力性能参数之间应具有的理论关系。采用极限理论和二重积分的数学方法推导了描述变量喷头转速、流量和射程之间瞬时变化关系的工作方程。结果表明,变量喷头的流量与射程平方和转速的乘积成正比。以方... 研究了为保证均匀喷灌,变量喷头各水力性能参数之间应具有的理论关系。采用极限理论和二重积分的数学方法推导了描述变量喷头转速、流量和射程之间瞬时变化关系的工作方程。结果表明,变量喷头的流量与射程平方和转速的乘积成正比。以方形喷洒域变量喷头为例,推导了方形喷洒域变量喷头射程随转角变化的理论方程,然后应用变量喷头工作方程推导了方形喷洒域变量喷头理论流量和转速方程。该文的研究结果为变量喷头及方形喷洒域变量喷头的设计提供了理论依据。 展开更多

关键词 变量喷头 精确灌溉 可控喷洒域 喷灌均匀性 方形喷洒域

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圆形喷灌机条件下水肥耦合对紫花苜蓿产量的影响 被引量：14

2

作者 李茂娜 王晓玉 +2 位作者 杨小刚 田彦军 严海军 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期133-140,共8页

在内蒙古鄂尔多斯市赛乌素地区开展了圆形喷灌机喷灌均匀性试验和苜蓿水肥耦合试验,研究了圆形喷灌机水肥耦合对苜蓿产量的影响。结果表明,建植5a并每年刈割3茬的紫花苜蓿,年需水量为469.4 mm,其各茬产量和水分利用效率(WUE)均逐茬递减... 在内蒙古鄂尔多斯市赛乌素地区开展了圆形喷灌机喷灌均匀性试验和苜蓿水肥耦合试验,研究了圆形喷灌机水肥耦合对苜蓿产量的影响。结果表明,建植5a并每年刈割3茬的紫花苜蓿,年需水量为469.4 mm,其各茬产量和水分利用效率(WUE)均逐茬递减,耗水量逐茬增加。适当减少灌水量(80%ETc)不会造成苜蓿的产量下降,但当灌水量减少至60%ETc时,产量会显著下降。苜蓿全年3茬均采用80%ETc的灌水处理可获得产量和WUE的最佳组合。第1茬施用90 kg/hm2的磷钾复合肥,第2、3茬施用70 kg/hm2的尿素时苜蓿的肥料偏生产力(PFP)最高,但不同肥力水平对苜蓿产量无显著影响,在全生长季内水肥耦合效应对苜蓿产量影响均不显著。圆形喷灌机尾枪控制面积内的实际灌水量超过其余控制面积的1/3,但产量未相应增加,建议合理配置尾枪以提高苜蓿水分利用效率。 展开更多

关键词 紫花苜蓿 圆形喷灌机 喷灌均匀性 水肥耦合 产量

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出口可调式变量喷头喷灌均匀性 被引量：12

3

作者 陈超 李红 +1 位作者 袁寿其 王超 《排灌机械工程学报》 EI 2011年第6期536-541,共6页

以喷洒域形状和水量分布均匀性为指标研究变量喷头的喷灌均匀性,分析了影响PY2系列喷头射程和水量分布的关键因素,得知改变单一参数的变量喷头喷灌均匀性较差.为提高变量喷头的灌溉均匀性,设计了出口可调式的变喷洒域喷头,使用流量调节... 以喷洒域形状和水量分布均匀性为指标研究变量喷头的喷灌均匀性,分析了影响PY2系列喷头射程和水量分布的关键因素,得知改变单一参数的变量喷头喷灌均匀性较差.为提高变量喷头的灌溉均匀性,设计了出口可调式的变喷洒域喷头,使用流量调节机构改变喷头工作压力,使用出口调节机构改变喷头出口面积,通过出口面积和喷头工作压力的同步调节实现均匀喷洒.测试了出口可调式变量喷头的水力性能,对比了圆形喷嘴变量喷头和出口可调式变量喷头水量分布,出口可调式变量喷头不同射程处喷灌强度相近,喷洒性能优于圆形喷嘴变量喷头.计算了变量喷头的方形喷洒域系数和不同间距下的组合灌溉均匀性,结果显示BPY20变量喷头的方形喷洒域系数为97.8%,最佳组合间距为1.66,组合灌溉均匀性为75.4%;BPY30变量喷头的方形喷洒域系数为91.5%,最佳组合间距为1.69,组合灌溉均匀性为77.2%. 展开更多

关键词 摇臂喷头 变量喷洒 喷灌均匀性 出口调节装置 结构设计

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提高喷灌均匀性的喷头结构改进措施 被引量：11

4

作者 徐敏 李红 +1 位作者 陈超 涂琴 《节水灌溉》 北大核心 2013年第2期44-47,共4页

详细总结了提高喷灌均匀性的改进措施,主要有四类:第一,采用副喷嘴;第二,应用异形喷嘴;第三,采用多股流道结构;第四,增加粉碎机构或者压力流量调节机构等辅助装置。其中异形喷嘴和增加粉碎机构能改善喷头低压条件下的水量分布,具有降低... 详细总结了提高喷灌均匀性的改进措施,主要有四类:第一,采用副喷嘴;第二,应用异形喷嘴;第三,采用多股流道结构;第四,增加粉碎机构或者压力流量调节机构等辅助装置。其中异形喷嘴和增加粉碎机构能改善喷头低压条件下的水量分布,具有降低喷头工作压力,节省系统能耗的优点。目前这些改进措施都未形成系统的设计方法,应加强主副喷嘴尺寸配比、异形喷嘴的设计方法、散水机构入水深度等方面的基础理论研究。 展开更多

关键词 喷灌均匀性 喷头结构 改进措施 低压 节能

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平移式喷灌机组的研制及性能试验 被引量：8

5

作者 田坤 朱兴业 +1 位作者 万景红 鲍亚 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期357-361,共5页

针对目前国内外喷灌机组的研究发展趋势,研制了一种新型平移式喷灌机组.该机组采用异形连接机构,实现装置的快速连接、拆卸;采取多跨特殊桁架连接,可以根据地形需求,灵活改变跨数,避免机组的过喷和漏喷现象;桁架的特殊开槽方式,可以根... 针对目前国内外喷灌机组的研究发展趋势,研制了一种新型平移式喷灌机组.该机组采用异形连接机构,实现装置的快速连接、拆卸;采取多跨特殊桁架连接,可以根据地形需求,灵活改变跨数,避免机组的过喷和漏喷现象;桁架的特殊开槽方式,可以根据作物需水要求,灵活改变喷头安装高度与间距,减少喷灌的漂移蒸发损失,提高喷灌的均匀性;搭载的低压折射式喷头,降低了系统工作压力,节省了机组能耗.采用间歇式控制系统,实现机组的自动化作业,满足了现代化农业精准灌溉的要求.对该机组的性能进行试验,结果表明:喷头工作压力在0.07 MPa,安装间距为3 m,高度为1 m时,喷灌均匀性系数达到86.5%,分布均匀性系数达到80.9%.与现有产品相比,该机组易拆卸、适应性广、节水、节能、均匀性高,应用前景可观. 展开更多

关键词 喷灌 平移式喷灌机组 快速装拆 间歇式控制系统 喷灌均匀性

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考虑工作压力的垂直摇臂式喷头可调结构参数优化与试验 被引量：7

6

作者 汤攀 李红 +1 位作者 陈超 孙彩珍 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第20期99-107,共9页

为了使垂直摇臂式喷头运行时处于最优水力性能状态,采用中心复合试验设计与响应曲面分析对喷头的可调工作参数进行优化研究。以配重与旋转中心的距离、工作压力和喷嘴直径为变量,以喷灌变异系数、平均喷灌强度、正方形布置均匀系数和正... 为了使垂直摇臂式喷头运行时处于最优水力性能状态,采用中心复合试验设计与响应曲面分析对喷头的可调工作参数进行优化研究。以配重与旋转中心的距离、工作压力和喷嘴直径为变量,以喷灌变异系数、平均喷灌强度、正方形布置均匀系数和正三角形布置均匀系数为响应指标,建立了不同响应指标与变量的多元回归模型,研究了各因素及其交互作用对不同响应指标的影响。利用回归模型进行单目标与多目标的参数优化,并对其进行试验验证。结果表明:各因素对喷灌变异系数的影响顺序依次是:工作压力、喷嘴直径、配重与旋转中心的距离;对平均喷灌强度的影响顺序依次是:喷嘴直径、配重与旋转中心的距离、工作压力;对正方形布置均匀系数的影响顺序依次是:工作压力、配重与旋转中心的距离、喷嘴直径;对正三角形布置均匀系数的影响顺序依次是:工作压力、配重与旋转中心的距离、喷嘴直径。多目标优化下的最佳组合参数为:配重与旋转中心的距离116 mm、工作压力543 k Pa、喷嘴直径12.6 mm,其对应的喷灌变异系数、平均喷灌强度、正方形布置均匀系数和正三角形布置均匀系数分别为:0.27、6.37 mm/h、87.60%、87.93%,预测值与试验值的误差小于5%,预测回归模型具有较高的可信度。该研究可为垂直摇臂式喷头的设计以及合理调节配重与旋转中心的距离、工作压力和喷嘴直径使喷头运行时处于最优水力性能提供参考。 展开更多

关键词 灌溉 喷头 优化 工作压力 喷灌均匀性 响应面法

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圆形PWM变量喷灌机喷灌特性的仿真研究 被引量：4

7

作者 周志宇 陶帅 莫锦秋 《农机化研究》 北大核心 2020年第5期15-24,共10页

变量喷灌(Variable Rate Irrigation,VRI)是精准农业的一个重要分支,目前的发展方向是单喷头变量喷灌(Individual Sprinklers VRI,IS-VRI),即每个喷头均采用脉宽调制(Pulse Width Modulation, PWM)变量技术控制水量。为此,通过分析面向I... 变量喷灌(Variable Rate Irrigation,VRI)是精准农业的一个重要分支,目前的发展方向是单喷头变量喷灌(Individual Sprinklers VRI,IS-VRI),即每个喷头均采用脉宽调制(Pulse Width Modulation, PWM)变量技术控制水量。为此,通过分析面向IS-VRI应用的圆形PWM变量喷灌机在喷灌过程中水量累积的过程后,数值仿真研究了PWM脉冲占空比、PWM脉冲周期、喷灌机行进角速度及喷头离围转中心距离4个参数对喷灌均匀性及喷灌水深误差的影响规律。采用Nelson R3000喷头的圆形PWM变量喷灌机数值仿真结果表明:喷灌水深与喷灌机行进角速度和喷头离围转中心距离成反比,与PWM脉冲占空比成正比,与PWM周期存在较弱的负相关关系;PWM周期和喷灌机行进角速度越小,喷灌均匀性越好,当PWM周期取10s或行进角速度取1(°)/min时,径向和周向克里斯琴森均匀系数均可达到75%和80%以上;喷灌水深误差主要出现在喷灌机中间段的径向水深误差上,约为8%,其余误差均在5%以下,水深误差可以通过调整PWM脉冲占空比补偿消除。 展开更多

关键词 圆形喷灌机 变量灌溉 脉宽调制 喷灌均匀性 喷灌水深误差

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基于正交试验法下对喷灌均匀性影响因子的综合分析 被引量：2

8

作者 唐玉婷 杨盛翔 +2 位作者 杨进平 郭依剑 袁寿其 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第11期1145-1150,共6页

为了优化轻小型平移式喷灌机组灌溉施肥工况,在喷灌工作压力为0.25 MPa,比例吸肥泵进出口压力为0.22 MPa情况下,设计正交试验以研究施肥浓度、喷头车行走速度和喷灌高度3个因素对轻小型平移式喷灌机组水肥一体化性能的影响;对试验结果... 为了优化轻小型平移式喷灌机组灌溉施肥工况,在喷灌工作压力为0.25 MPa,比例吸肥泵进出口压力为0.22 MPa情况下,设计正交试验以研究施肥浓度、喷头车行走速度和喷灌高度3个因素对轻小型平移式喷灌机组水肥一体化性能的影响;对试验结果进行极差分析和方差分析,获得三因素的最佳水平组合并对比三因素影响因子大小.试验结果表明:影响轻小型平移式喷灌机组肥液浓度均匀度(CU_(1))及肥液浓度分布均匀度(DU_(1))的主要影响因素是喷灌高度,而施肥浓度和行走速度对其影响较小,显著性均大于0.05.影响肥液质量均匀度(CU_(2))最主要因素是喷头车行走速度,其次是喷灌高度,而施肥浓度对其影响不具有统计学意义.施肥浓度、喷灌高度和行走速度对肥液质量分布均匀度(DU_(2))影响因子显著性均大于0.05.最优施肥技术水平组合为A1B2C2,即施肥浓度为0.4 g/L,喷灌高度为1.2 m,行走速度为30 m/h. 展开更多

关键词 喷灌机组 水肥一体化 肥料浓度 喷灌均匀性 喷灌高度 行走速度

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R2000WF喷头与摇臂式喷头组合喷灌均匀性的田间试验对比 被引量：2

9

作者 刘洋 严海军 +1 位作者 马开 刘继昂 《节水灌溉》 北大核心 2012年第3期33-35,39,共4页

为了比较Nelson公司生产的R2000WF喷头和相近摇臂式喷头的组合喷灌性能,分别对两种喷头采用正方形布置12m×12m和矩形布置12m×16m条件下的组合喷灌均匀性开展了田间试验研究。结果表明:在工作压力0.20～0.30MPa时,R2000WF喷头... 为了比较Nelson公司生产的R2000WF喷头和相近摇臂式喷头的组合喷灌性能,分别对两种喷头采用正方形布置12m×12m和矩形布置12m×16m条件下的组合喷灌均匀性开展了田间试验研究。结果表明:在工作压力0.20～0.30MPa时,R2000WF喷头和摇臂式喷头的喷灌均匀系数Cu分别为0.78～0.85、0.68～0.83;由单喷头水力性能曲线组合模拟求得的Cu值也表明,在相同工作压力、组合形式及间距条件下,与摇臂式喷头相比,R2000WF喷头具有更高的喷灌均匀性,更适合于低压条件下工作。 展开更多

关键词 R2000WF喷头 摇臂式喷头 喷灌均匀性 田间试验

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圆形喷灌机泵注式施肥装置设计与田间试验 被引量：10

10

作者 严海军 马静 王志鹏 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期100-106,共7页

圆形喷灌机水肥一体化作业时对喷洒肥液均匀性有较高要求,需要采用比例施肥装置,确保注入喷灌机的肥液流量保持恒定。为此设计了基于柱塞式注肥泵的泵注式施肥装置,并以注射喷嘴的孔口直径、安装位置以及注肥泵的电源频率为变量,进行了... 圆形喷灌机水肥一体化作业时对喷洒肥液均匀性有较高要求,需要采用比例施肥装置,确保注入喷灌机的肥液流量保持恒定。为此设计了基于柱塞式注肥泵的泵注式施肥装置,并以注射喷嘴的孔口直径、安装位置以及注肥泵的电源频率为变量,进行了圆形喷灌机应用泵注式施肥装置的喷灌施肥均匀性试验。结果表明,圆形喷灌机停止状态下,注肥泵电源频率50 Hz运行时,3种注射喷嘴孔口直径和3种安装位置的组合工况下喷灌施肥的均匀系数CU为99.00%~99.65%,变异系数CV为0.46%~1.37%,其中当注射喷嘴孔口直径为2.5 mm、安装在进水管水平段位置的工况时获得的喷灌施肥均匀性最佳。圆形喷灌机行走状态下,测得单列雨量筒喷灌施肥均匀系数C*UH为88.77%~90.66%,表明圆形喷灌机采用泵注式施肥装置能够获得较高的喷灌施肥均匀性。此外,通过对比注肥泵电源频率在50 Hz和46 Hz时的喷灌施肥均匀性,发现喷头喷洒肥液的电导率总平均值与电源频率之间具有显著的正相关性,表明改变注肥泵的电源频率是圆形喷灌机实现高均匀度变量喷灌施肥的一种有效途径。 展开更多

关键词 圆形喷灌机 泵注式施肥装置 喷灌施肥均匀性 田间试验

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尾枪开闭对圆形喷灌机变量喷灌施肥均匀性的影响与改进 被引量：3

11

作者 马静 严海军 王春晔 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第12期1577-1584,共8页

为了增加方形地块四角的灌溉面积,工程应用时经常在圆形喷灌机末端安装尾枪,而尾枪周期性地关闭和打开会改变喷灌机入机流量,导致喷灌施肥均匀性降低。为此本文设计了基于北斗技术控制尾枪开闭的圆形喷灌机变量施肥系统,并以安装D3000... 为了增加方形地块四角的灌溉面积,工程应用时经常在圆形喷灌机末端安装尾枪,而尾枪周期性地关闭和打开会改变喷灌机入机流量,导致喷灌施肥均匀性降低。为此本文设计了基于北斗技术控制尾枪开闭的圆形喷灌机变量施肥系统,并以安装D3000低压喷头和P85A摇臂式喷头为尾枪的圆形喷灌机为对象,研究了在尾枪关闭和打开两种工况下变量喷灌施肥均匀性。结果表明,圆形喷灌机行走状态下,尾枪关闭和打开两种工况时喷灌施肥均匀C＊（UH）系数为66.1%-68.4%,电导率变异系数CV为0.9%-3.7%;圆形喷灌机停止状态下,尾枪关闭和打开两种工况时克里斯琴森均匀系数CU为98.2%-99.2%,电导率变异系数CV为0.9%-2.1%。试验过程中尾枪定位和开闭切换由变量施肥系统自动控制,表明研发的变量施肥系统运行稳定可靠。 展开更多

关键词 圆形喷灌机 尾枪 变量 喷灌施肥均匀性 试验

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基于柱塞泵与单片机的可控施肥机设计与喷灌试验 被引量：3

12

作者 朱梅 顾佳林 +2 位作者 储诚癸 李晓乐 朱德泉 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第11期1169-1176,共8页

为了实现水肥一体化施肥装备流量精确且无水头损失,设计了一种基于柱塞泵与单片机的高精度可控施肥机,开展了恒流模式下6个流量梯度的喷灌系统施肥均匀性试验;以喷头总流量变化幅度为变量,设计了在1∶10的水肥配比下2种灌溉总流量变化... 为了实现水肥一体化施肥装备流量精确且无水头损失,设计了一种基于柱塞泵与单片机的高精度可控施肥机,开展了恒流模式下6个流量梯度的喷灌系统施肥均匀性试验;以喷头总流量变化幅度为变量,设计了在1∶10的水肥配比下2种灌溉总流量变化幅度的不同工况,对比启、闭可控施肥机恒定水肥比例模式对水肥一体化支管内肥料浓度稳定性的影响效果.试验结果表明,高精度可控施肥机在流量分别为100,200,400,600,800,1000 L/h的6种恒流模式时,喷灌均匀系数C_(U)为99.33%~99.71%、变异系数C_(V)为0.35%~0.75%;C_(U),C_(V)与施肥机流量分别呈正相关与负相关关系,且喷头喷洒肥液的电导率总平均值EC与施肥机流量之间具有显著的正相关性.在恒定水肥比例模式时,试验组管道内肥液浓度在160 s时趋于稳定,且稳定后肥液电导率与目标值偏差率小于4%.高精度可控施肥机恒流模式试验表明施肥机大流量下施肥均匀性变异系数仅为小流量下的50%,且改变施肥机的流量是水肥一体化喷灌系统实现高均匀度变量施肥的一种有效途径;试验证明恒水肥配比模式可有效减小支管肥料浓度受外界的影响. 展开更多

关键词 施肥机 水肥一体化 柱塞泵 电导率 喷灌施肥均匀性

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