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《試析卷盤式移動節(jié)水噴灌機軟管最佳彎曲參數(shù)的試驗研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文卷盤式移動節(jié)水噴灌機軟管最佳彎曲參數(shù)的試驗研究姓名：張敏申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：農(nóng)業(yè)機械化工程指導(dǎo)教師：王和平20050601吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文卷盤式移動節(jié)水噴灌機軟管晟佳彎曲參數(shù)的試驗研究摘要節(jié)水灌溉是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要組成部分，發(fā)展節(jié)水灌溉、提高水利用率是實現(xiàn)現(xiàn)代化的必由之路。當(dāng)前我國的情況是：一方面水資源嚴(yán)重不足，另一方面農(nóng)業(yè)灌溉水的利用率很低，浪費十分嚴(yán)重。我國農(nóng)業(yè)灌溉長期沿用原始的灌溉方法，因此節(jié)水空問很大。節(jié)水灌溉是根據(jù)作物需水規(guī)律及當(dāng)?shù)毓┧畻l件，為了有效的利
2、用降水和灌溉水，獲取農(nóng)業(yè)的最佳經(jīng)濟效益、社會效益、生態(tài)環(huán)境效益而采取的多種措施的總稱。灌溉水從水源到田間要經(jīng)過幾個環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)都存在水量無益損耗。凡是在這些環(huán)節(jié)中能夠減少水量損失、提高灌溉水使用效率和經(jīng)濟效益的各種措施，均屬于節(jié)水灌溉的范疇。節(jié)水灌溉的措施主要有以下幾種：(1)合理地開發(fā)和利用水資源．(2)降低渠道水量損失(3)采用節(jié)水型灌水方法和技術(shù)．(4)農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)即從農(nóng)作物本身尋求節(jié)水方法．(5)提高用水管理水平．噴灌技術(shù)是節(jié)水型灌水方法之一，是利用專門的設(shè)備把水加壓，或利用水的自然落差將
3、有壓水送到灌溉地段，通過噴灑器噴射到空中形成水滴，像下雨一樣噴灑到作物上和田間的灌水方法。噴灌不僅可以滿足園林綠地和運動場草坪的養(yǎng)護(hù)需要，而且也為人們的生活環(huán)境增添了一道靚麗的景觀。這種方法具有省水、增產(chǎn)、省工、省地、保土、保肥、適應(yīng)性強和可綜合利用等優(yōu)點。噴灌技術(shù)中常用的噴灌設(shè)備有電動圓形噴灌機，電動平移式噴灌機，滾移式噴灌機，卷盤式噴灌機。本文主要針對卷盤式噴灌機的研制。卷盤式噴灌機是70年代初期在移管式噴灌系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是一種結(jié)構(gòu)緊湊、移動方便、操作人員少和能自動行走進(jìn)行噴灑作業(yè)的噴灌
4、機具。卷盤式噴灌機由噴頭車、軟管、水力驅(qū)動機和卷盤車等部分組成。進(jìn)行噴灌作業(yè)時，軟管被拉鋪在被灌地面上，利用噴灌壓力水驅(qū)動卷盤轉(zhuǎn)動纏繞軟管，牽引噴頭緩慢移向卷盤并進(jìn)行噴灑作業(yè)。其中軟管為特制的中密度聚乙烯黑色半軟管，具有耐高壓、耐拖拉、耐彎曲等特點。這種噴灌機的使用壽命可迭10年以上，操作簡便，可自動化運行，只需1．2人管理。可晝夜工作，每天只需移動一兩次，安裝一次只需20多分鐘。每臺噴灌機可控制3-50hm2土地。可適應(yīng)不同地區(qū)、作物、土壤和水源。被灌地面不需任何工程設(shè)施，也不受田間樹木、電桿等障
5、礙的影響，只要有水源，接上壓力水就可進(jìn)行移動噴灌，灌完即可將整機入庫保管?；谶@些優(yōu)點，進(jìn)一步說明研制卷盤式噴灌機的必要性。吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文卷盤式移動節(jié)水噴灌機軟管最佳彎曲參數(shù)的試驗研究研制卷盤式噴灌機的第一步就是輸水系統(tǒng)中巷盤軸徑尺寸的選取，尺寸選取主要以纏繞在卷盤上的軟管的阻力損失小且變化平穩(wěn)為依據(jù)。通過對流體運動學(xué)中流體的分類、管內(nèi)流動狀態(tài)等一些基本知識的了解，可知，在本試驗給定的參數(shù)條件下，軟管內(nèi)的流體即水的流動為粘挫、不可壓縮的湍流流動。軟管的阻力損失主要是沿程阻力損失和局部阻力損
6、失兩種。造成沿程阻力損失的原因主要是沿流動路程上，各流體層之間的內(nèi)摩擦而產(chǎn)生的流動阻力。而局部阻力損失主要是由于軟管彎曲，當(dāng)水流經(jīng)過時，流動方向受到約束，在流動路程上，產(chǎn)生渦流及二次流，水流不能充分發(fā)展，主流能量損耗造成的。為了確定最佳的軟管彎曲曲率半徑，有必要對軟管的阻力損失進(jìn)_45-試驗研究。本文是采用計算機軟件仿真模擬和臺架試驗相結(jié)合的方法達(dá)到最終試驗?zāi)康牡?。模擬試驗中，使用FLUENT流體運動仿真軟件對彎曲軟管內(nèi)的水流運動進(jìn)行模擬分析。FLUENT是用于計算流體和傳熱問題的程序。該程序由5個
7、部分組成，分別為用于建立幾何結(jié)構(gòu)和網(wǎng)格生成的GAMBIT，用于進(jìn)行流動模擬計算的求解器FLUENT，用于模擬PDF燃燒過程的prePDF，用于從現(xiàn)有的邊界網(wǎng)格生成體網(wǎng)格的Tgfid和轉(zhuǎn)換其他程序生成的網(wǎng)格的Filters(Translators)。彎曲軟管內(nèi)的水流流動模擬主要涉及到該程序的前兩個部分。由于在GAMBIT申繪制螺旋彎管相當(dāng)困難，本試驗是在AutoCAD中應(yīng)用特定程序繪制的1／4彎曲軟管模型，并導(dǎo)入到GAMBIT中的。一經(jīng)導(dǎo)入后，便在GAMBIT申對該模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分和定義邊界類型。為F
8、LUENT5／6輸出網(wǎng)格。啟動FLUENT求解器，讀入網(wǎng)格文件。通過網(wǎng)格檢查、建立求解模型、設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)湍流模型、流體的物理屬性、邊界條件、求解控制后，進(jìn)行求解計算。最后得到不同曲率半徑l，4彎曲軟管的模擬試驗數(shù)據(jù)。在臺架試驗中，根據(jù)試驗裝置的流程圖，將水泵、玻璃轉(zhuǎn)子流量計、閥門、壓力表、鐵管等試驗材料組裝成測定軟管阻力損失的試驗裝置，完成實驗臺的搭建。調(diào)解各閥門的開度，將流量計顯示的流量值控制在5m3／h，記下壓力表讀數(shù)，更換試驗管段。得到曲率半徑分別為215mm，31
