专利名称：一种毛管水流扰动区及孔口处理的方法
技术领域：
本发明专利属管道水力学领域，具体涉及一种毛管水流扰动区及孔口处 理的方法。
二背景技术：
面对农业用水供需矛盾日益尖锐，农田灌溉水量损失和浪费相当严重的 现实，国内外水利学者们提出了不少新的农田节水灌溉理论和方法，并根据 不同的用水环节提出节约灌溉用水的方法，微灌法就是这些技术中田间灌水 节水技术的主要方法。而滴灌、微喷灌、小管出流灌水、渗灌、微喷带灌水 等微灌技术都是在毛管上直接开孔或通过安装专用灌水器灌水。对于不同毛 管，灌水器出流的均匀性对灌水质量的影响极为重要，但目前相关研究成果 仅反映直接测试结果，对于管道内部力的水流力学分布规律成果尚缺少。
三
发明内容
本发明的目的在于提供一种毛管水流扰动区及孔口处理的方法，可以更 好地设计灌水器出口、准确计算管道水头损失和微灌系统设计，克服了目前 现有设计方法和制造方法的缺陷。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为
一种毛管水流扰动区及孔口处理的方法，其特征在于包括以下内容-
(1) 测量出毛管孔口附近管道内水流扰动区出水孔后压力变化区，孔前1/8 孔间距 孔后1/2孔间距，扰动区与孔间距的比值在孔前1/8 孔后1/2;
(2) 利用扰动区水流力学分布规律，合理选择灌水器开口方向或安装方向 考虑扰动区对水头损失影响的出流孔入射角75° 120° (不含卯°)的灌水器入口角度；
(3) 根据不同出流角度测量出毛管水流扰动区灌水器入射角或插入角度与 管道轴线呈75。 120。(不含90°)管内水流扰动区；
(4) 利用扰动区完成微灌毛管设计根据设计的局部水头损失在扰动区范围 后，利用调整入射角度为75。 120。(不含90°)以提高毛管出流均匀度；
(5) 利用毛管相对流量(当量流量)关系确定灌水器流量，以提高毛管上灌 水器的出流均匀度或微灌灌水均匀度根据扰动区长度与出水孔间距比值为孔 前1/8孔间距 孔后1/2孔间距，调整入射角度为75° 120° (不含90°)，对灌
水均匀度设计的微灌毛管。
与现有技术相比，本发明克服了目前其他借用装置不便操作或过流断面尺 寸改变较大的不利影响，利用此原理可以研制开发暗管输水配水口控制装置、 渠道配水自动控制转换装置、微灌毛管设计等。该发明改变了目前微灌毛管上 水力设计原理与应用技术，有利于提高微灌灌水均匀度和降低微灌系统投资。
具体实施例方式
一种毛管水流扰动区及孔口处理的方法，其特征在于包括以下内容
(1) 计算出微灌毛管孔口附近管道内水流扰动区-毛管水流在管内及孔口处表现出不同规律，出口位置处(灌水器)为反源，
由于出流造成管道内水流特性发生变化，管内水流原有运动波形发生变化，把 由于灌水器不同出流相对流量(灌水器流量占管道总流量比例)和相对管径不 同则扰动范围不同，出流相对流量越大，管道内扰动区越小，局部水头损失越
大；相对出流流量越小，扰动区相对越大，局部水头损失越小，沿程水头损失 越大；微灌毛管相对流量变化受多种因素影响，并且相互间的关系也不断的发 生变化，变化后将进一步改变相对流量关系，并造成微管内扰动区改变。微灌 毛管水力扰动区主要集中在孔前1/8孔间距 孔后1/2孔间距。
(2) 利用扰动区水流力学分布规律，合理选择灌水器开口方向或安装方向，以提高毛管上各个灌水器的出水均匀度
微灌毛管相对流量变化主要影响因素有毛管糙率、毛管内径、毛管硬度、 毛管内水流流态和毛管相内对流量变化等。当毛管内相对流量发生变化后，毛 管水头损失发生变化，沿程水头损失随相对流量呈反比例变化，局部水头损失 毛管内相对流量发生变化呈正比例变化，把孔口 (灌水器)与毛管流量比值定
义为当量流量。当量流量范围为0.0042 0.043,利用当量流量原理对毛管设计， 可有效提高各个出水口的出流均匀度。
(3) 根据不同出流角度测量出毛管水流扰动区灌水器入射角或插入角度与 管道轴线呈75° 120° (不含90°)管内水流扰动区；
(4) 利用扰动区完成微灌毛管设计根据设计的局部水头损失在扰动区范围 后，利用调整入射角度为75。 120。(不含90°)以提高毛管出流均匀度；
(5) 利用毛管当量流量关系确定灌水器流量，以提高毛管上灌水器的出流均 匀度或微灌灌水均匀度-
毛管内相对流量发生变化是由于灌水器出流或管壁上出水孔出流引起的， 但是，当出水孔或灌水器出口与管壁交角不同时，孔口和灌水器的流量将不同， 当当量流量为0.0042 0.043时，采用合理的接触角，微灌毛管局部水头损失将 改变，按照此原理可以设计不同相对流量条件下微灌毛管，以此与管道上压力 与流量相结合控制毛管上的出水均匀度，从而降低微灌系统投资，灌水器水流 合理入射角或插入角度与管道轴线呈75。 120。(不含90° )。
权利要求
1. 一种毛管水流扰动区及孔口处理的方法，其特征在于包括以下内容(1)计算出毛管孔口附近管道内水流扰动区出水孔后压力变化区，孔前1/8孔间距～孔后1/2孔间距，扰动区与孔间距的比值在孔前1/8～孔后1/2；(2)利用扰动区水流力学分布规律，合理选择灌水器开口方向或安装方向考虑扰动区对水头损失影响的出流孔入射角75°～120°(不含90°)的灌水器入口角度；(3)根据不同出流角度测量出毛管水流扰动区灌水器入射角或插入角度与管道轴线呈75°～120°(不含90°)管内水流扰动区；(4)利用扰动区完成微灌毛管设计根据设计的局部水头损失在扰动区范围后，利用调整入射角度为75°～120°(不含90°)以提高毛管出流均匀度；(5)利用毛管当量流量关系确定灌水器流量，以提高毛管上灌水器的出流均匀度或微灌灌水均匀度根据扰动区长度与出水孔间距比值为孔前1/8孔间距～孔后1/2孔间距，调整入射角度为75°～120°(不含90°)，对灌水均匀度设计的微灌毛管。
全文摘要
本发明专利具体涉及一种毛管水流扰动区及孔口处理的方法，属管道水力学领域。由于现有农田节约灌溉用水方法中的滴灌、微喷灌、小管出流灌水、渗灌、微喷带灌水等微灌技术都是在毛管上直接开孔或通过安装专用灌水器灌水，而对于不同毛管，灌水器出流的均匀性对灌水质量的影响极为重要，但目前对于管道内部力的水流力学分布规律成果尚缺少。本发明采用先测量出毛管孔口附近管道内水流扰动区，再利用扰动区水流力学分布规律，合理选择灌水器开口方向或安装方向，再根据不同出流角度测量出毛管水流扰动区并利用扰动区完成微灌毛管设计。改变了目前微灌毛管上水力设计原理与应用技术，有利于提高微灌灌水均匀度和降低微灌系统投资。
文档编号A01G25/00GK101279304SQ20081001808
公开日2008年10月8日 申请日期2008年4月29日 优先权日2008年4月29日
发明者凯 李, 李援农, 明 洪, 宏 王 申请人:西北农林科技大学