一种直行式喷灌机不同组合间距平均喷灌强度的优化方法与流程

本发明涉及有关直行式喷灌机性能参数的计算方法，尤其是一种直行式喷灌机不同组合间距平均喷灌强度的优化方法。
背景技术：
：直行式喷灌机是一种典型的喷灌装备，直行式喷灌机上喷头的组合间距直接影响到它的喷灌强度，喷头的组合间距越密则喷灌强度越高，反之喷头的组合间距越宽则喷灌强度越低。因此，直行式喷灌机喷头组合间距的设置是保证其有效运行的关键。随着科学技术的发展和生产实际的需要，直行式喷灌机在各国迅速发展，但对于直行式喷灌机喷灌强度的计算还研究较少。目前现有研究中尚没有一种有效计算直行式喷灌机不同组合间距平均喷灌强度的计算方法，若在某些特殊情况直行式喷灌机应用于农田灌溉下造成地表径流时，缺乏对直行式喷灌机组合间距设置与平均喷灌强度之间关系的了解和掌握，就不能直接分析其是否由于喷头的组合间距设置不合理的原因所引起，从而无法对此类研究问题进行有针对性的解决。因此，研究出一种直行式喷灌机不同组合间距平均喷灌强度的计算方法，具有十分重要的理论和实践意义。技术实现要素：本发明要解决的技术问题是提供一种直行式喷灌机不同组合间距平均喷灌强度的优化方法，以克服在对直行式喷灌机喷头组合间距的设置等问题进行研究时，缺乏对直行式喷灌机组合间距设置与平均喷灌强度之间关系的掌握而无法对此类问题进行有针对性的解决。基于上述目的，本发明提供了一种直行式喷灌机不同组合间距平均喷灌强度的优化方法，包括下列步骤：(a)首先，设定直行式喷灌机上喷头的工作压力，使直行式喷灌机保持在稳定工作的状态，在喷头工作处布置有接水口直径为d的雨量筒a个，用于测量单喷头的喷洒水量。考虑到工作刚开始时平移式喷灌机上的喷头工作可能不够稳定的情况，需要在设定工作压力下稳定工作10分钟以上之后再开始测量采集试验数据。设定测量时间s，试验测量得出单喷头的射程r和每个雨量筒所接收到的喷洒水量bi(i＝1…a)。在相同的试验条件下重复试验次数n，计算出平均射程rv，计算出每个雨量筒所接收到的平均喷洒水量ci＝bi/n(i＝1…a)，计算出每个雨量筒所接收到的平均喷洒水深(i＝1…a)，计算出每个雨量筒所接收到的平均喷灌强度(i＝1…a)。所述平移式喷灌机的稳定工作的状态为平移式喷灌机上的喷头工作压力稳定、喷洒速度均匀。所述布置有雨量筒a个为大于或等于1个。所述重复试验次数n为大于或等于1次。(b)设定喷头不同的组合间距，按照步骤a中单喷头的水量分布通过组合计算，得出直行式喷灌机在不同组合间距下的组合水量分布。(c)根据喷头的射程r和组合水量分布，绘制出直行式喷灌机沿机组轴线的喷灌强度分布的剖面图。所述剖面图的纵坐标为喷灌强度ρ(mm/h)，横坐标为喷洒距离l(m)，剖面图中包含有喷灌强度分布线。所述喷洒距离l为喷头射程r值的2倍。(d)在距离直行式喷灌机m米处选取o点，设定直行式喷灌机运行速度为v通过o点。结合步骤c中所绘制出的喷灌强度分布剖面图，计算出直行式喷灌机通过o点所消耗的时间为t＝l/v。将步骤c中喷灌强度分布剖面图中横坐标的物理意义由喷洒距离l(m)转换为时间t(h)。因此，喷灌强度分布线就成为经过o点的喷灌强度随时间的历时过程线，纵坐标仍为喷灌强度ρ(mm/s)，横坐标为时间轴t(h)。所述距离直行式喷灌机m米数值为大于喷头射程r的值。(e)根据步骤d所绘制的经过o点的喷灌强度历时过程线,计算出直行式喷灌机在步骤b设定喷头不同的组合间距下，通过o点的受水总量计算出通过o点的平均喷灌强度为进一步，所述直行式喷灌机(1)的稳定工作的状态为直行式喷灌机(1)上的喷头(2)工作压力稳定、喷洒速度均匀。进一步，在设定直行式喷灌机(1)稳定工作10分钟之后再开始运行并测量采集试验数据，所述剖面图的纵坐标为喷灌强度ρ(mm/h)，横坐标为喷洒距离l(m)，剖面图中包含有喷灌强度分布线，所述喷洒距离l为喷头(2)射程r值的2倍。该改进可以提高本发明计算得出的平均喷灌强度数值的准确度。进一步，布置有雨量筒(3)a个为大于或等于1个。该改进可以提高本发明计算得出的平均喷灌强度数值的准确度。进一步，所述重复试验次数n为大于或等于1次。该改进可以提高本发明计算得出的平均喷灌强度数值的准确度。进一步，距离直行式喷灌机(1)m米数值为大于喷头(2)射程r的值。该改进可以使平移式喷灌机在调节至稳定工作时，雨量筒上无法采集到任何试验数据，保证本发明计算得出的平均喷灌强度为准确的数值.本发明的技术效果：创新点在于提出将喷灌强度分布剖面图横坐标上的物理意义由喷洒距离转换为喷洒时间的方法，实现通过图解法对受水总量的计算；提出一种在直行式喷灌机喷头不同组合间距、喷灌机不同运行速度下，计算平均喷灌强度的一套步骤和方法，解决了喷灌机上喷头的组合间距优化设置的技术难题。本发明涉及的一种直行式喷灌机不同组合间距平均喷灌强度的计算方法，操作简单、快捷，能够以较低的实验成本获得较精确的计算结果，从而为后续研究直行式喷灌机中喷头的组合间距设置提供了方向和依据。附图说明图1是显示本发明实施例的直行式喷灌机的单喷头试验的装置示意图。图2是直行式喷灌机沿机组轴线的喷灌强度分布图。图3是喷灌强度随时间的历时过程线。图中，1.直行式喷灌机，2.喷头，3.雨量筒。具体实施方式本发明提供一种直行式喷灌机不同组合间距平均喷灌强度的优化方法。为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，做详细说明如下。如图1所示，首先，选取了直行式喷灌机1作为试验样机，直行式喷灌机1上喷头2的型号为nelsond3000，在喷头2工作处沿径向布置有接水口直径d为0.2米的雨量筒3为11个，用于测量单喷头的喷洒水量。设定直行式喷灌机1上喷头2的工作压力为150kpa，使喷头2保持在稳定工作的状态。在喷头2稳定工作了20分钟之后开始测量采集试验数据。接着，设定测量时间s为15min，测量得出单喷头2的射程r，测量出每个雨量筒3所接收到的喷洒水量，在相同的试验条件下重复试验次数n为3次，测量射程分别为4.5m，4.7m和4.6m，计算出平均射程rv为4.6m,每个雨量筒3所接收到的平均喷洒水量如表1所示。表1每个雨量筒所接收到的平均喷洒水量接着，利用公式平均喷洒水深(i＝1…a)和平均喷灌强度(i＝1…a)，计算出每个雨量筒所接收到的平均喷洒水深和平均喷灌强度如表2所示。表2每个雨量筒所接收到的平均喷洒水深，平均喷灌强度雨量筒序号1234567891011平均喷洒水深，mm05111210101112730平均喷灌强度，mm/h02044484040444828120接着，设定喷头2的组合间距为3m，对组合水量分布进行组合计算，得出组合喷灌强度如表3所示。表3组合喷灌强度1234567891011组合喷灌强度，mm/h06084921081121048868560接着，绘制出直行式喷灌机沿机组轴线的喷灌强度分布的剖面图如图2所示。接着，在距离直行式喷灌机6米处选取o点，设定直行式喷灌机运行速度v为2m/min通过o点。计算出喷洒距离l为射程的两倍为9.2m,计算出直行式喷灌机通过o点所消耗的时间为t＝9.2/2＝4.6min。接着，将步骤c中喷灌强度分布剖面图中横坐标的物理意义由喷洒距离l(m)转换为时间t(min)，绘制出喷灌强度随时间的历时过程线。如图3所示。接着，在组合间距为3m的情况下，计算出通过o点历时过程线所围绕的面积，即为受水总量计算出通过o点的平均喷灌强度为综上，本发明的一种直行式喷灌机不同组合间距平均喷灌强度的计算方法，设定直行式喷灌机上喷头的工作压力，保证直行式喷灌机保持在稳定工作的状态。试验测量得出单喷头的射程和喷头的水量分布，计算得出喷头不同的组合间距下的组合水量分布，绘制出沿机组轴线的喷灌强度分布的剖面图，设定直行式喷灌机运行速度，计算出受水总量和平均喷灌强度。本发明涉及的一种直行式喷灌机不同组合间距平均喷灌强度的计算方法，操作简单、快捷，能够以较低的实验成本获得较精确的计算结果，从而为后续研究直行式喷灌机中喷头的组合间距设置提供了方向和依据。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。当前第1页12