六方四方形摇臂式喷头喷洒效果分析

在室内模拟试验的基础上分析了六方(四方)形摇臂式喷头的压力、流量、能耗等水力学特征,为深入探求该类喷头的水力学本质和进一步优化结构打下了良好的理论与实验基础。

对六方(四方)形摇臂式喷头在一种新型固定式管道喷灌系统中的田间管网布置形式进行了分析。结果表明,方形喷头在该型管网布置形式中的应用可以降低工程投资一半以上,并有效地提高了水资源的利用率和喷灌效率。为促进固定式管道喷灌系统的进一步推广提供了新的证据。

随着喷灌技术快速发展,非圆形喷洒域问题引起人们重视。本文指出了传统全圆或扇形喷洒域喷头存在的问题,讨论了非圆形喷洒域喷头实现意义,并对国内外非圆形喷洒域喷头实现方法及其优缺点进行了归纳总结;在此基础上,通过分析喷头射程的影响因素,给出了非圆形喷洒域喷头实现的理论途径,为以后摇臂式喷头非圆形喷洒域实现方法的研究提供了依据。

该文针对摇臂式喷头副喷嘴为圆形,径向水量分布中部较高不利于组合的问题,根据水射流原理,设计出一种新型结构的副喷嘴,其上端设有盖板,起到阻挡水流的作用,使副喷嘴水流射出后主要分散在近处,从而有利于提高组合喷洒的均匀性。分别对15py、20py、30py摇臂式喷头副喷嘴改进前后的水量分布进行了对比试验,同时,以正方形布置方式为例,计算出不同组合间距下的喷洒匀性系数。结果表明:副喷嘴的改进消除了改进前喷头中间部分水量,使径向水量分布呈"三角形"。改进副喷嘴后提高了均匀性系数,不同组合间距下的值均为80%以上,平均喷灌强度符合喷灌规范中的要求。最后,提出副喷嘴改进后15py,20py,30py摇臂式喷头的最佳组合间距分别为1.2r,1.3r,1.1r,计算出组合均匀性系数值分别为85.6%,86.3%,85.3%。改进后的副喷嘴对喷洒均匀性有较好的改善作用。

喷头的射程及其变化规律决定喷洒域的大小和形状,而喷嘴前的水流压力和喷嘴直径则是影响喷头射程的主要因素。在分析喷嘴前水流压力与喷头出流量关系、喷头射程与喷头出水流量之间的关系的基础上,提出了在喷头座的下端增加一个流量调节附加装置可实现全圆旋转摇臂式喷头的非圆形域喷洒方案。采用具有“十”字孔结构的流量调节器,十字孔的宽度为πd嘴/4,长度为5πd嘴/8,可实现方形喷洒。

插臂式喷头摇臂是变截面、冲击动载荷构件。文中对这一构件进行了强度分析与计算，建立了强度计算的受力模型，给出了摇臂强度计算公式及计算实例。

摇臂式喷头工作的科学原理 摇臂式喷头是很多水利工程都会使用的机器，然而大部分的人 都会想知道摇臂式喷头的一些原理。下面为您精心推荐了摇臂式喷头 工作科学原理，希望对您有所帮助。 在喷头的工作过程中，摇臂它的作用是撞击喷体(或喷灌)使喷 头旋转;偏流板它和导流板的作用是给摇臂的运动加速的，使水流的 动能它最大限度地转换为摇臂的撞击的能量;摇臂弹簧它的作用是使 摇臂回位和蓄、放摇臂的能量。这几个部件它是喷头运转的关键的部 件。摇臂的外形尺寸它和重心位置、摇臂弹簧的弹性大小它和导水器 各部分的尺寸、相对位置都将直接影响喷头的正常工作的。 (1)利用水流的冲击，将水流它的动能传递给摇臂，喷体的静摩 擦转动力矩它大于摇臂的静摩擦转动力矩的，喷体它不转动而摇臂沿 与喷头转动相反的方向转动;由于摇臂弹簧的作用，摇臂它在转过一 定角度后开始向回转动。如不考虑摩擦，出水

中喷ZY系列摇臂式喷头

为了解决现有喷灌系统能耗较高的问题,选取10型号摇臂式喷头为研究对象,设计7组方案的喷头主副喷嘴结构,使其实现低压均匀喷洒。分别对7组方案进行水力性能试验及分析,结果表明:7组方案对它们射程的影响并不明显。方案7在主喷嘴上增加凹槽,径向水量分布较为平缓,性能优越。分别对7组方案在组合间距为1r、1.1r、1.2r、1.3r和1.4r下进行仿真计算,得到方案7组合均匀性最好,均匀性系数值均高于0.8,且在1.4r时均匀性系数最大,值为0.83。与其他方案相比,方案7可以增大喷头的组合间距。研究结果降低了摇臂式喷头的工作压力,低压下提高了喷洒均匀性,实现降低系统能耗的效果。

提出臂式喷头和全射流喷头的计算公式,通过实验对比它们的参数。结果表明,全射流喷头步进角度和步进频率主要由导管长度决定,导管越长则步进角度越大,步进频率越小。对于臂式喷头,它的步进角度和步进频率的可改变幅度不大,因此全射流喷头具有一定优越性。提出了全射流喷头步进角度与管长之间的关系式,左右压差与导管长度和工作压力的经验公式。

分析了摇臂式喷头摇臂断裂的主要原因，根据对摇臂动应力变化的实际测量，对如何分析与提高摇臂强度进行了探讨。

用pro/e软件建立喷头内流道的三维实体模型,选择rngk-ε模型在cfd软件fluent中模拟了雨鸟30psh型摇臂式喷头在10种入口压力和4种主喷嘴直径组合下的内流道流场,分析了喷头主副喷嘴的流量、入口压力与出口平均速度等参数的关系。研究结果表明:主喷嘴直径增大时,副喷嘴流量几乎不变;主、副喷嘴的流量分配比例由主喷嘴直径决定,与入口压力无关。入口压力增大,主喷嘴出口平均速度增大,但副喷嘴出口平均速度不变。喷头主、副喷嘴的平均湍动能随入口压力增大而增大,不受主喷嘴直径变化的影响。主喷嘴出口静压力、湍动能和速度的标准差、副喷嘴出口静压力标准差与入口压力近似成正比;而副喷嘴出口湍动能和速度的标准差随主喷嘴直径或入口压力增大产生较大的无规律变化。喷头内流道流场的可视化结果显示喷头副喷嘴与弯管连接处静压力较大,接近喷头入口静压力。

我国摇臂式喷头的研究与发展 摘要：综述了国内外摇臂式喷头的发展历程和未来趋势，详细分析了近期摇臂式喷头的新型 结构与适用特点，结合我国实际情况论述了我国在摇臂式喷头的研究与生产中存在的研究手 段单一、研究力量单薄、企业缺乏产业化等问题，提出要应用新发展的计算流体动力学、计 算结构动力学和粒子成像速度场仪等技术进行喷头基础理论研究，加强联合攻关，建立质量 监督体系等发展摇臂式喷头的对策和建议。 关键词：摇臂式喷头；喷灌设备；节水灌溉 前言 当前，推广以喷灌、微灌为代表的先进节水灌溉技术是发展节水农业、提高水利用系数的重 要举措。截止到2002年底，我国的喷微灌技术推广面积已达273万h㎡。摇臂式喷头是喷 灌系统和喷灌机组中最重要的设备之一，对其基础理论、设计方法和喷洒性能等的研究一直 是关注热点。近几年，新发展的理论与技术在摇臂式喷头（包括垂直摇臂式喷头）中

浙江新昌喷灌机厂和江苏金坛喷灌机厂制造十种py_1系列单双喷嘴、低仰角摇臂式喷头(型号见附表).上述十种喷头是py_1系列摇臂式喷头的新品种.它具有高度的三化水平,除喷体外其余另部件与已鉴定的同型号喷头通用.并在江苏工学院排灌机械研究所试验场进行了水力性能试验,全部达到或超过

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用线切割机床将雨鸟30ibh摇臂式喷头内流道切割成a,b两部分,使三维光学扫描仪的投影光束能够到达其表面进行多视扫描,获取不同视角下流道a,b的点云数据。去除多视点云中的噪点后,用三点法拼接多视点云,得到流道a,b的点云数据;再将流道a,b的点云数据拼接成喷头内流道的点云数据;采用弦偏差采样法将点云数据精简后,用基于边的方法把点云分割成喷管和小喷嘴两部分,选择非均匀有理b样条(nurbs)模型分别按照点-线-面的顺序进行曲面重构。曲面重构的精度分析结果表明,最大几何误差为0.2929mm,平均几何误差为0.0762mm,满足预期的精度要求,实现了摇臂式喷头的内流道曲面重构。

摇臀式喷头在农业灌溉中已得到广泛的应用。无论在滚轮式《沃尔壤卡》дкцц-64,水动圆形的《弗列加特》дм和平移式的《第聂泊》дф-120喷灌机上,

有六个系列:50py_2、40py_2、30py_2系列各有6种型号,喷射仰角为27°、22.5°,均有单、双喷嘴。可作全圆或扇形喷洒。20py_2、15py_2、10py_2系列各有10种型号,喷射仰角为30°,22.5°,15°,

全射流及摇臂式喷头水量分布形状分析及组合计算

应用cfd通用软件fluent模拟了py140型摇臂式喷头的内流道在安装两种常用稳流器和不安装稳流器情况下的三维黏性流场,分析了三种稳流器情况下喷头流量、内流道静压力分布以及出口断面平均湍动能随进口工作压力的变化规律,并进行了试验验证。研究结果表明不同进口工作压力下喷头流量的计算值要高于实测值约11%,但两者的变化趋势非常一致。喷头安装稳流器有助于消除内流道中的涡流和横向流,降低喷头出口湍动能值,但在一定程度会增加内流道阻力损失,影响喷头的过流能力。此外,常用的90°出口扩散角的圆锥形喷嘴容易在喷嘴出口附近产生逆流。数值模拟和试验表明,减少喷嘴出口扩散角可改善喷嘴出口流态,提高喷头流量。

以全射流喷头和摇臂式喷头为例,分析喷头喷洒水力性能,总结7组不同喷头主副喷嘴结构参数和不同工作参数下对应的水量分布形状,并选取水量分布函数进行拟合;同时,计算不同间距下的组合均匀性。结果表明,选取的水量分布函数拟合效果较好,形状基本一致,误差较小。1r、1.1r、1.2r、1.3r和1.4r组合间距下,第3组、第4组水量分布的均匀性系数较高,且大部分超过0.85,第7组水量分布的均匀性系数最低。

江苏工学院排灌机械研究所等单位研制的“py2型金属摇臂式喷头”通过了机械电子工业部工程农机司的科技鉴定,且河南驻马店喷灌机厂已销售py2型中的40py2型喷头数万只。py2型喷头有六个系列:50py2、40py2、30py2、20py2、15py2、10py2,共48个型号293个规格。在三个系列中每个系列有三种喷头仰角,30°、22.5°、157°;另三个系列中每个系列有两种喷头仰角为27°、23.5°。整个系列均有单、双喷嘴,可作全圆或扇形喷洒。