管道變徑調(diào)壓效果試驗(yàn)

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1、廣西水利水電GUANGXIWATERISOURCES＆HYDROPOWERENGINEERING2014(2)·試驗(yàn)研究·管道變徑調(diào)壓效果試驗(yàn)黃凱，郭晉川，姚瑤(廣西水利科學(xué)研究院，廣西南寧530023)【摘要】為解決丘陵坡地發(fā)展滴灌，田間配水管網(wǎng)壓力不均衡、灌水均勻度達(dá)不到要求的問(wèn)題，結(jié)合廣西高效節(jié)水灌溉工程發(fā)展的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出管道變徑的調(diào)壓方法對(duì)支管的壓力水頭進(jìn)行調(diào)節(jié)，并通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式和試驗(yàn)分析管道變徑調(diào)壓方法的效果。結(jié)果：通過(guò)管道變徑調(diào)壓方法能有效地解決因地勢(shì)高差引起的支管水壓不均衡、灌水均勻度達(dá)不到要求的問(wèn)題，且經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算結(jié)果可直接用

2、于支管變徑調(diào)壓設(shè)計(jì)?！娟P(guān)鍵詞】滴灌；管道變徑；調(diào)壓；試驗(yàn)[中圖分類(lèi)號(hào)】TV134【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B【文章編號(hào)】1003—1510(2014)02—0006—031概述、N。lj．廣西是我國(guó)蔗糖最重要的生產(chǎn)基地，種植面積長(zhǎng)期穩(wěn)定在1600萬(wàn)畝左右，蔗糖產(chǎn)量約占全國(guó)的一，2／3。為促進(jìn)糖業(yè)發(fā)展，廣西自2011年起大規(guī)模推．．進(jìn)糖料蔗滴灌工程建設(shè)。由于蔗區(qū)主要分布在丘圖1管道變徑調(diào)節(jié)示意圖陵坡地上，地形起伏較大，滴灌工程田間配水管網(wǎng)普遍存在壓力不均衡、灌水均勻度達(dá)不到要求的問(wèn)其計(jì)算過(guò)程非常復(fù)雜，對(duì)于圓形管道斷面突縮局部題。綜合比較不同壓力調(diào)節(jié)方法，認(rèn)

3、為管道變徑調(diào)水頭損失只有經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算。按照前人的試壓方法投資小、施工方便，若調(diào)壓效果能達(dá)到預(yù)期驗(yàn)成果，突縮管局部水頭損失：要求，則可在廣西丘陵坡地糖料蔗滴灌工程建設(shè)中hil=0．5(1一_A2J．u~=o．5【1一(魯)2】專(zhuān)(1)采用。針對(duì)目前廣西糖料蔗高效節(jié)水灌溉工程普式中：A．——斷面卜1面積；遍按照500畝左右一個(gè)系統(tǒng)，一個(gè)系統(tǒng)分為14個(gè)30d，——斷面1—1直徑；畝左右輪灌組，田間管網(wǎng)中的支管一般采用DN110A——斷面2—2面積；的UPVC管，設(shè)計(jì)流量在50m／h左右的設(shè)計(jì)模式，d，——斷面2—2直徑。筆者以經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算為基礎(chǔ)

4、，并在DN110的UPVC斷面突然擴(kuò)大過(guò)程中，水流進(jìn)人大斷面后，脫管道上開(kāi)展管道變徑調(diào)壓試驗(yàn)。離邊界，產(chǎn)生回流區(qū)(如圖1：斷面3—3與斷面4—4之2管道變徑調(diào)壓試驗(yàn)間的過(guò)渡區(qū)域)，其長(zhǎng)度約(5—8)d，，由于該段較短，2．1基本原理忽略該段的水頭損失。根據(jù)能量守恒方程：管道變徑調(diào)節(jié)方法是在某一管徑的管道上串P3+等P4++(2)聯(lián)小段更小管徑的管道，形成管徑斷面突然收縮和管徑斷面突然擴(kuò)大兩個(gè)過(guò)程，造成管道局部水頭損=+(一+(等一警)(3)失，消耗部分管道水頭壓力(見(jiàn)圖1)。式中：——斷面3—3位勢(shì)水頭；斷面突然收縮過(guò)程中，大管和小管中存在漩

5、渦z——斷面4—4位勢(shì)水頭，且=z；區(qū)(如圖1：斷面1—1與斷面2-2之間的過(guò)渡區(qū)域)，【收稿日期】201403-07【基金項(xiàng)目】水利部公益性行業(yè)專(zhuān)項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目(201301013)【作者簡(jiǎn)介1黃凱(1981-)，男，湖北武漢人，廣西水利科學(xué)研究院工程師，碩士，主用從事水利工程及農(nóng)田水利工程研究工作。6廣西水利水電GUANGXIWATERRESOURCES&HYDROPOWERENGINEERING2014(2)P——斷面3—3水壓；∞∞∞∞∞；。；。；。=+=0．5【1一(魯)】專(zhuān)+[1一(魯)]。t)2z(6)P——斷面4—4水壓；——斷面

6、3-3流速，且3=：，為斷面4—從公式(6)可以看出，管道變徑造成的水頭損4流速；失量與變徑比(變徑管i道直徑}與原}管道直}徑之比i)1以及變徑管道過(guò)流流量m直m接m相m關(guān)mm。mmmmmmmmmm——、動(dòng)能修正系數(shù)，按照經(jīng)驗(yàn)均取值2．2試驗(yàn)為1。為驗(yàn)證經(jīng)驗(yàn)公式推導(dǎo)的變徑管水頭損失是否根據(jù)動(dòng)量守恒方程：符合實(shí)際，進(jìn)行不同變徑比、不同流量條件下管道P3A4一P4A=pg(v4一v3)=pA44(口4一V3)(4)變徑的水頭損失試驗(yàn)，對(duì)比不同變徑比(變徑管道由公式(3)、(4)化簡(jiǎn)整理得：外徑分別為50、63、75、90mm，變徑管管道長(zhǎng)度為4

7、4一3=)+警一魯(魯·l21．0m，壓力表間距為1．25m，原管道外徑110trim)、不同流量下管道壓力分布情況(試驗(yàn)裝置見(jiàn)圖1，試=[1一(d32]'／．／32驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1)。式中：d，——斷面3-3直徑，且d：=d，；d——斷面4-4直徑，且d=d。。由公式(1)、(5)化簡(jiǎn)整理，得出管道變徑水頭損失為：圖2變徑管水頭損失試驗(yàn)裝置示意圖表1不同變徑比、不同流量下變徑水頭損失計(jì)算及試驗(yàn)值45．2103．60．43652．159．O34．7l222．85l7．151．32l4．37945．2103．60．43629．835．171．542

8、16．0o14．O9O．4951．4l545．2103．60．43622．453．890．87312．61l1．520．2960．79445．2103．60．436