摘要：本文采用試驗(yàn)方法對微噴帶水力特性進(jìn)行了分析，確定了微噴帶沿程水頭損失公式參數(shù)，通過多元線性回歸得到沿程水頭損失公式，探究了水頭損失與shou端流量和微噴帶的鋪設(shè)長度的關(guān)系、壓強(qiáng)和流量的關(guān)系，從而得到微噴帶相關(guān)的水力特性，為微噴帶的實(shí)際應(yīng)用提供理論依據(jù)，僅供參考。
0前言
微噴帶灌溉模式自20世紀(jì)80年代傳入我國，微噴帶具有經(jīng)濟(jì)實(shí)用、灌水均勻、不傷害農(nóng)作物、抗堵塞性能好等優(yōu)點(diǎn)[1]。微噴帶的應(yīng)用在我國發(fā)展迅速，眾多研究者對微噴帶展開了系統(tǒng)研究，主要研究了不同壓力、不同噴射角度下的噴水量分布規(guī)律[2]，鄭迎春等[3]研究了微噴帶噴水孔的壓力—流量公式。張碩[4]通過不同shou部壓力條件下微噴帶流量、沿程壓力和水量分布試驗(yàn)，對微噴帶噴灑水量分布的影響因素進(jìn)行分析。竇超銀[5]從流量變異系數(shù)、流量壓力關(guān)系、水量分布均勻系數(shù)等角度對微噴帶進(jìn)行水力特性試驗(yàn)分析。吳政文[6]研究了微噴帶沿程水頭損失的確定方法，提出了更加科學(xué)的微噴帶沿程水頭損失的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式。本文通過多元線性回歸分析微噴帶試驗(yàn)數(shù)據(jù)得到參數(shù)，以此得到沿程水頭損失公式。通過設(shè)計(jì)相應(yīng)試驗(yàn)探究了水頭損失和流量與長度的關(guān)系、壓強(qiáng)和流量的關(guān)系。
1試驗(yàn)材料和方法
1.1試驗(yàn)裝置
微噴帶水力特性試驗(yàn)裝置如圖1所示，試驗(yàn)選用市場常見的折徑為N50mm、N43mm，長度分別取20m、30m、40m、50m、60m的微噴帶，在相應(yīng)的shou端壓力下進(jìn)行試驗(yàn)。由蓄水池蓄水，經(jīng)穩(wěn)壓水泵進(jìn)行控制穩(wěn)定水頭輸水到管道入口，經(jīng)過閘閥控制適應(yīng)流量和壓強(qiáng)進(jìn)入微噴帶，在相應(yīng)長度的微噴帶噴射。在兩閘閥間和shou端安裝精密壓力表。
1.2試驗(yàn)步驟
進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，安裝好試驗(yàn)裝置，開啟水泵，經(jīng)過一段時(shí)間水流噴射，使微噴帶充滿水流，再進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)，使shou端壓力表穩(wěn)定在試驗(yàn)數(shù)值。記錄流經(jīng)微噴帶管道內(nèi)工作流量和微噴帶shou端和末端壓力表的讀數(shù)和shou端流量儀讀數(shù)。對N50mm、N43mm的微噴帶，分別選取20m、30m、40m、50m、60m的微噴帶試樣，在每個(gè)長度下進(jìn)行一組shou末壓力測量，shou末端壓強(qiáng)差為微噴帶的沿程水頭損失，在等距組別噴射孔處接水并量測水量并記錄，每個(gè)壓力進(jìn)行3次試驗(yàn)。
2沿程損失系數(shù)計(jì)算公式
計(jì)算微噴帶的沿程水力損失可采用通用經(jīng)驗(yàn)公式為（1）式，根據(jù)微噴帶的特性確定參數(shù)f、m、b的值[6]。
式中：hf為沿程水頭損失（等于微噴帶shou末端之間的壓力差），m；L為管長，m；Q為入口流量，L/h；d為管內(nèi)徑，mm；f為摩阻系數(shù)；m為流量系數(shù)；b為管徑系數(shù)。
對公式（1）變換后求導(dǎo)得出：
由上述的公式，通過分析在不同管徑和長度的微噴帶在不同流量和工作壓力的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行多元線性回歸，得出微噴帶沿程水頭損失的經(jīng)驗(yàn)公式。
3試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
3.1沿程水頭損失經(jīng)驗(yàn)公式系數(shù)的確定
通過多元線性回歸得到：
公式（4）符合0.02MPa～0.06MPa壓力和長度20m～60m的微噴帶的沿程水頭損失計(jì)算。
3.2水頭損失和shou端流量的關(guān)系
圖2與圖3給出了不同折徑的水頭損失與流量關(guān)系。由圖2和圖3可知，可以看出折徑N43mm和折徑N50mm的30m～60m的微噴帶水頭損失隨著shou端流量的增大而增大。微噴帶長度在20m～30m的水頭損失的增速隨著流量的增長速度較緩，在40m～60m的的水頭損失的增速隨著流量的增長速度較快。
3.3水頭損失與長度的關(guān)系
圖4與圖5給出了不同折徑的鋪設(shè)長度與水頭損失的關(guān)系，在同等壓力下，相同折徑的水頭損失隨長度的增加而增加。微噴帶在shou端壓力為不同壓力下，在20m、30m、40m、50m、60m的長度下的水頭損失呈線性變化。shou端壓力越大的微噴帶水頭損失也越大。
3.4壓強(qiáng)和流量的關(guān)系
圖6與圖7給出不同折徑shou端壓強(qiáng)與shou端流量關(guān)系，由圖6和圖7可知，微噴帶的壓強(qiáng)在同一長度條件下隨著流量的增大而增大。在同等壓力下，長度約長流量也越大。折徑越大，微噴帶壓強(qiáng)變化隨流量變化較��；折徑越小，壓強(qiáng)變化隨流量變化越大。
4結(jié)論
本文設(shè)計(jì)流量壓力試驗(yàn)裝置，選擇折徑N50mm、N43mm的微噴帶進(jìn)行試驗(yàn)，對其水力特性、水頭損失進(jìn)行分析得到以下結(jié)論：
1）微噴帶的沿程水頭損失試驗(yàn)設(shè)施合理，通過對數(shù)據(jù)得多元線性回歸分析，得到了微噴帶的沿程水頭
2）微噴帶的水頭損失與shou端流量和長度關(guān)系，微噴帶的水頭損失隨shou端流量的增大而增大，微噴帶的水頭損失在相同壓力下隨著長度增加而增加。
3）微噴帶的shou端壓強(qiáng)和流量成遞增關(guān)系，微噴帶的流量在長度和壓強(qiáng)相同時(shí)，隨折徑增大而增大。
關(guān)注我們 實(shí)現(xiàn)共贏