喷灌系统力计算.ppt

上节课内容回顾 1、水头损失概念及其分类？ 2、树枝状管网的计算目的？ 五、喷灌系统的设计 　　 喷灌是喷洒灌溉的简称，是借助一套专门的设备将具有压力的水喷洒到空中，散成水滴降落到地面，供给植物水分的一种灌溉方法。 　喷灌的优点 近似于天然降水，对植物全面进行浇灌，可以洗去树叶上的尘土，增加空气的湿度。 节约用水。 节省空间。 喷头 1．按非工作状态分类 (1)外露式喷头： 指非工作状态下暴露在地面以上的喷头。这类喷头构造简单、价格便宜使用方便，对供水压力要求不高，但其射程、射角及覆盖角度不便调节，且有碍园林景观。因此般用在资金不足或喷灌技术要求不高的场合。 管材和管件 管材和管件在绿地喷灌系统中起着纽带的作用。它将喷头、闸阀、水泵等设备按照特定的方式连接在一起，构成喷灌管网系统，以保证喷灌的水量供给。 在喷灌行业里，常用的管材有 聚氯乙烯(PVC) 聚乙烯(PE) 聚丙烯(PP) (二 ) 固定式喷灌系统设计 喷灌的缺点之一就是受风影响大,所以做喷灌工程设计应特别注意此问题。风速风向是确定喷头布置形式和管道布置方式的重要依据。 风向:一般可分为8个方位， 即东、南、西、北、东北、西北、东南、西北八个方向。设计风向是指灌区主要农作物灌水时期内灌水日的主风向。 如此季节没有时显的主风向，应按多风向设计。 风速：指喷灌工作日的平均风速。 2、灌溉制度的设计 （1）设计灌水定额 （2）设计灌溉周期 （3）喷洒方式和喷头组合形式 （4）喷灌强度与喷灌时间 （1）设计灌水定额 灌水定额—一次灌水的水层深度（mm)或一次灌水单位面积的用水量（m3/亩)。 设计灌水定额—作为设计依据的最大灌水定额。 注：若以m0表示m3/亩的灌水定额，以m表示mm的灌水定额，则两者之间的关系为 m0=2/3m 即10mm水深相当于6.67m3/亩的灌水量。 其求解方法： ①利用土壤田间持水量资料计算 ②利用土壤有效持水量资料计算设计灌水定额（略） 利用土壤田间持水量资料计算 　 田间持水量—是指排水良好的土壤中，排水后不受重力影响而保持在土壤中的水分含量，通常以占干土重量的百分比表示，是确定灌水时间和灌水水量的一个重要指标。 　　 　　 几种常见土壤的容重和P、P′可参照教材1表2-1-8。 （2 ）设计灌溉周期 　 灌水周期—也叫轮灌期，即植物耗水最旺时期的允许最大灌水间隔时间。 　　 一般大田作物设计喷灌周期常取5-10日，蔬菜1-3日，绿地灌溉周期可参考以上数据。 （3）喷洒方式和喷头组合形式 　 　喷嘴喷洒的形状有圆形和扇形，一般扇形只用在场地的边角上，其他用圆形。 　 也叫喷头的组合形式，指各喷头的相对位置的安排。在喷头射程相同的情况下，不同的布置形式，其支管和喷头的间距也不相同。教材1表2-1-11是常用的几种喷头布置形式和有效控制面积及使用范围。（常用三角形布局） 　 在确定喷头的布置形式后，选择合适的喷嘴，每个正规厂家的产品都标明了喷嘴的型号、射程、喷嘴流量、直径、工作压力等，然后根据风速和喷嘴的射程R确定喷头的间距和支管间距。 （4）喷灌强度与喷灌时间 ①喷灌强度—单位时间喷洒于田间的水层深度，（mm/h)。 　 相邻多行支管上的多个喷头使用时作全圆形喷洒，其单喷头实际控制面积为S=ab，故其喷灌强度可直接按公式计算而不必采用换算系数。 　　②喷灌时间—为了达到既定的灌水定额，喷头在每个位置上所需的喷洒时间。 3、喷灌系统管道的水力计算 　　 水头损失包括沿程水头损失和局部水头损失。沿程水头损失计算公式： 　　曼宁公式： 表3：各种管材的粗糙系数n值 　　将有关数值代入公式并化简，则： 局部水头损失，可按沿程水头损失值的10%计算。 求多孔口管道的水头损失时，可引入“多口系数”，即假定孔口流量相同，依孔口数目求得的一个折算系数。 可据孔口数查教材1表2-1-16。 其中X按第一个喷头至支管进口的距离与喷头间距是否相等分别取1或1/2。 表6：多口系数F值 4、计算管径 　　 喷嘴选定后，据其布置形式、支管上喷嘴的数量和喷嘴流量（Qp），得出支管的水流量（Q） Q=ΣQp 流量（Q）计算出来后，同给水管道系统一样，查水力计算表，即可得到支管的流速（v）和管径（DN）。 主管管径（DN）的确