關于微噴帶水力特性的試驗分析研究

摘要：本文采用試驗方法對微噴帶水力特性進行了分析，確定了微噴帶沿程水頭損失公式參數，通過多元線性回歸得到沿程水頭損失公式，探究了水頭損和微噴帶的鋪設長度的關系、壓強和流量的關系，從而得到微噴帶相關的水力特性，為微噴帶的實際應用提供理論依據，僅供參考。

0前言

微噴帶灌溉模式自20世紀80年代傳入我國，微噴帶具有經濟實用、灌水均勻、不傷害農作物、抗堵塞性能好等優點[1]。微噴帶的應用在我國發展迅速，微噴帶展開了系統研究，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]通過條件下微噴帶流量、沿程壓力和水量分布試驗，對微噴帶噴灑水量分布的影響因素進行分析。竇超銀[5]從流量變異系數、流量壓力關系、水量分布均勻微噴帶進行水力特性試驗分析。吳政文[6]研究了微噴帶沿程水頭損失的確定方法，提出了更加科學的微噴帶沿程水頭損失的經驗計算公式。本文通過多析微噴帶試驗數據得到參數，以此得到沿程水頭損失公式。通過設計相應試驗探究了水頭損失和流量與長度的關系、壓強和流量的關系。

1試驗材料和方法

1.1試驗裝置

微噴帶水力特性試驗裝置如圖1所示，試驗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，在相應的行試驗。由蓄水池蓄水，經穩壓水泵進行控制穩定水頭輸水到管道入口，經過閘閥控制適應流量和壓強進入微噴帶，在相應長度的微噴帶噴射。在兩閘閥

精密壓力表。

1.2試驗步驟

進行試驗時，安裝好試驗裝置，開啟水泵，經過一段時間水流噴射，使微噴帶充滿水流，再進行壓力調節，使首端壓力表穩定在試驗數值。記錄流經微噴流量和微噴帶首端和末端壓力表的讀數和首端流量儀讀數。對N50mm、N43mm的微噴帶，分別選取20m、30m、40m、50m、60m的微噴帶試樣，進行一組首末壓力測量，首末端壓強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，每個壓力進行3次試驗。

2沿程損失系數計算公式：計算微噴帶的沿程水力損失可采用通用經驗公式為（1）式，根據微噴帶的特性確定參數f、m、b的值。式中：hf為沿程水頭損失（等于微噴帶首末端之間的壓力差），m；L為管長，m；Q為入口流量，L/h；d為管內徑，mm；f為摩阻系數；m為流量系數

數。

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數據，進行多元線性回歸，得出微噴帶沿程水頭損失的經驗公式。

3試驗數據分析

3.1沿程水頭損失經驗公式系數的確定：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算。

3.2水頭損失和首端流量的關系：給出了不同折徑的水頭損失與流量關系。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首端流大。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系：給出了不同折徑的鋪設長度與水頭損失的關系，在同等壓力下，相同折徑的水頭損失隨長度的增加而增加。微噴帶在首端壓力為不同壓力下，在30m、40m、50m、60m的長度下的水頭損失呈線性變化。首端壓力越大的微噴帶水頭損失也越大。

3.4壓強和流量的關系：給出不同折徑首端壓強與首端流量關系，由圖6和圖7可知，微噴帶的壓強在同一長度條件下隨著流量的增大而增大。在同等壓力下，長度約長折徑越大，微噴帶壓強變化隨流量變化較小；折徑越小，壓強變化隨流量變化越大。

3.4壓強和流量的關系：給出不同折徑首端壓強與首端流量關系，由圖6和圖7可知，微噴帶的壓強在同一長度條件下隨著流量的增大而增大。在同等壓力下，長度約長折徑越大，微噴帶壓強變化隨流量變化較小；折徑越小，壓強變化隨流量變化越大。

4結論

本文設計流量壓力試驗裝置，選擇折徑N50mm、N43mm的微噴帶進行試驗，對其水力特性、水頭損失進行分析得到以下結論：

1）微噴帶的沿程水頭損失試驗設施合理，通過對數據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首端流量和長度關系，微噴帶的水頭損失隨首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）微噴帶的首端壓強和流量成遞增關系，微噴帶的流量在長度和壓強相同時，隨折徑增大而增大。