一种滴灌系统灌水器堵塞特性的综合评价方法及测试系统

摘要

本发明涉及一种滴灌系统灌水器堵塞特性的综合评价方法及测试系统，其包括以下步骤：1)搭建一套灌水器堵塞特性的测试系统；2)按照水流方向对每条滴灌管内的所有灌水器进行编号，确定灌水器在20℃下的额定流量；3)测得某一滴灌管内任意一个灌水器某一运行时刻的流量和此时滴灌系统的水温；4)求取堵塞对灌水器流量影响下的校正流量：5)通过灌水器相对流量、灌水器均匀度、灌水器流量偏差系数和灌水器堵塞率分布的统计对灌水器堵塞状况综合评估：6)根据各评估指标值和灌水器堵塞率的分布，做出灌水器流量随时间变化的折线图或柱状图，直观地实现对灌水器堵塞行为的监测；7)根据对不同灌溉系统灌水器堵塞特性的综合评价，研究其堵塞机理，制定解决灌水器堵塞的方案。

主权项

一种滴灌系统灌水器堵塞特性的综合评价方法，其包括以下步骤： 1)搭建一套灌水器堵塞特性的测试系统； 2)按照水流方向对每条滴灌管内的所有灌水器进行编号，从1至n，n为每条滴灌管内的灌水器总数；确定灌水器在20℃下的额定流量q₂₀； 3)测试系统运行稳定后，开始对滴灌系统进行试验；测得某一滴灌管内任意一个灌水器某一运行时刻的流量和此时滴灌系统的水温T_i；i＝1，2，……，n；其中，是水温所引起的灌水器流量偏差；是堵塞所引起的灌水器流量偏差；是压力变化所引起的灌水器流量偏差；且和三者之间相互独立；4)对灌水器的出流进行校正：灌水器的出流流量主要受灌水器工作压力、水温以及堵塞状况因素的影响；消除水温和工作压力影响对灌水器出流的影响，得到灌水器堵塞对灌水器流量的单独影响值即堵塞所引起的灌水器流量偏差：①式中：为根据每次测量水温进行校正后的流量，单位为m³/s；x为灌水器的流态指数，由灌水器厂商提供；由于因此，水温所引起的灌水器流量偏差为：②式中：k与x为灌水器的流量系数与流态指数，由灌水器厂商提供；h_i为第i个 灌水器的实际工作压力；为灌水器在实际工作压力为h_i、且不堵塞时的流量，仅与实际工作压力h_i有关；计算出所有灌水器上的实际工作压力h_i，带入公式(5)得到则作用在灌水器上的压力变化所引起的流量偏差为：③将步骤①和步骤②中计算所得到的与以及已知的与q₂₀值代入公式(2)：即获得堵塞所引起的灌水器流量偏差因此，仅考虑堵塞对灌水器流量影响下的校正流量记为q_i，有 5)灌水器堵塞状况综合评估：重复上述步骤4)得到一条滴灌管上的所有灌水器校正流量q_i后，采用如下几个指标对灌水器堵塞水平进行评估： ①灌水器相对流量：根据校正的灌水器流量结果，计算灌水器的相对流量Dra，Dra为灌水器校正流量q_i占20℃下灌水器额定流量q₂₀百分比： 其中，q_i表示第i个灌水器的校正流量，单位L/h；q₂₀表示灌水器在20℃的额定流量，单位L/h；n表示每条滴灌管内灌水器的总数量； ②灌水器均匀度：灌水器流量均匀度采用灌水均匀系数CU来表示： ③灌水器流量偏差系数：流量偏差系数Cv等于灌水器最大堵塞流量影响效应与最小堵塞流量影响效应的差值，然后除以灌水器在20℃下的额定流量： 其中，表示灌水器最大堵塞流量影响效应，单位L/h；表示灌水 器最小堵塞流量影响效应，单位L/h；④灌水器堵塞率分布的统计：先计算单个灌水器的校正流量占20℃灌水器额定流量q₂₀的百分比，再分类统计在某个百分比范围内的灌水器个数，最后计算每个百分比范围内灌水器个数在整体灌水器中所占的比例； 6)根据公式(8)、(9)、(10)计算得到的各评估指标值，以及灌水器堵塞率的分布，做出灌水器流量随时间变化的折线图或柱状图，直观地实现对灌水器堵塞行为的监测； 7)根据上述步骤1)～6)，得到不同灌溉系统灌水器堵塞特性的综合评价，通过分析灌水器堵塞的动态变化过程，研究其堵塞机理，制定解决灌水器堵塞的方案。