旋转式喷头射程的理论计算模型
旋转喷淋球的流速计算公式
旋转喷淋球的流速计算公式在工业生产中，喷淋球是一种常用的喷淋设备，用于液体喷洒、清洗、冷却等工艺。
而旋转喷淋球则是一种特殊的喷头，通过旋转喷射液体，能够实现更加均匀的喷洒效果。
在使用旋转喷淋球时，我们经常需要计算其流速，以便调整喷洒效果和工艺参数。
本文将介绍旋转喷淋球的流速计算公式及其应用。
旋转喷淋球的流速计算公式可以通过以下步骤推导得出：步骤一，计算旋转喷淋球的喷口面积。
旋转喷淋球的喷口通常为圆形或者椭圆形，其面积可以通过以下公式计算：喷口面积 = π r^2。
其中，r为喷口半径。
步骤二，计算旋转喷淋球的喷液量。
喷液量通常可以通过以下公式计算：喷液量 = 喷口面积喷口速度。
其中，喷口速度是喷液的速度，通常以m/s为单位。
步骤三，计算旋转喷淋球的流速。
流速通常可以通过以下公式计算：流速 = 喷液量 / 喷口面积。
将步骤二和步骤一的结果代入上述公式，即可得到旋转喷淋球的流速。
通过上述步骤，我们可以得到旋转喷淋球的流速计算公式：流速 = 喷口速度。
通过这个简单的公式，我们可以快速计算出旋转喷淋球的流速，从而更好地控制喷洒效果和工艺参数。
在实际应用中，流速的计算可以帮助我们调整喷头的喷液量，确保液体均匀喷洒在目标表面，提高生产效率和产品质量。
除了计算流速，旋转喷淋球的设计和选择也是非常重要的。
首先，我们需要根据实际工艺要求确定喷液量和喷液压力，然后选择合适的喷头型号和喷口尺寸。
此外，喷头的安装位置和角度也会影响喷洒效果，需要进行合理设计和调整。
在工业生产中，旋转喷淋球被广泛应用于清洗、冷却、涂覆等工艺中。
通过合理计算流速和喷液量，可以实现更加高效和均匀的喷洒效果，提高生产效率和产品质量。
因此，掌握旋转喷淋球的流速计算公式及其应用是非常重要的。
总之，旋转喷淋球的流速计算公式可以帮助我们快速计算喷头的流速，从而更好地控制喷洒效果和工艺参数。
在工业生产中，合理计算流速和喷液量可以提高生产效率和产品质量，是非常重要的工艺技术。
旋转式喷头设计规范.
CECS213：2006 中国工程建设标准化协会标准旋转型喷头自动喷水灭火系统技术规范Code of rotating sprinkler systems中国计划出版社中国工程建设标准化协会标准旋转型喷头自动喷水灭火系统技术规范Code of rotating sprinkler systemsCECSxxx：2006主编单位：公安部四川消防研究所广州龙雨消防设备有限公司批准单位：中国工程建设标准化协会施行日期：2006年xx月xx日中国计划出版社2006 北京前言根据中国工程建设标准化协会（2005）建标协字第38号文《关于印发中国工程建设标准化协会2005年第二批标准制、修订项目计划的通知》的要求，制定本规范。
旋转型洒水喷头全称旋转型大水滴洒水喷头是我国自主开发的新型喷头，它由感应部分和布水部分组成。
感应部分采用可靠的温感技术，布水部分采用水力自动旋转布水方式。
产品具有结构简洁、技术可靠、质量稳定、洒水覆盖面积大、喷洒密度均匀、响应快速、安装简便、灭火效果好等特点。
采用旋转型洒水喷头的自动喷水灭火系统，在保证喷水强度相同的前提下，和标准喷头相比，可以加大喷头布置间距，扩大单个喷头的保护面积，从而减少喷头设置数量和简化管道系统，可适用于采用自动喷水灭火系统的场所。
旋转型洒水喷头是消防洒水喷头的一种新型式，以它为主体而构成的旋转型喷头自动喷水灭火系统是自动喷水灭火系统的新成员，现行国家标准《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084和《自动喷水灭火系统施工及验收规范》GB50261的内容适用于旋转型洒水喷头，适用于旋转型喷头自动喷水灭火系统，只是旋转型喷头的构造、技术参数（喷头流量、工作压力）、喷头间距、单个喷头保护面积与顶板的距离等有必要作出补充规定，为此编写本规范作为《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084和《自动喷水灭火系统施工及验收规范》GB50261的补充。
本规范在总结国内应用旋转型喷头自动喷水灭火系统的实践经验，广泛征求专家和使用检验单位的意见后编制而成，内容包括旋转型喷头、系统选型、系统设计、施工及验收等。
水力机械旋转式喷头射程的理论计算模型
Ｑ
望 曼！垒 ！ ｎｓＥ ｉ ｎ 璺曼 璺 ！ 堕（ ｅ ｄ ｉ ） ｅ ｔ ｏ
２０ ｏ．４Ｎ ．０ ０ ８ １１， ｏ １ Ｖ
ｔ ｉ ｉ ｆ ａ ｌ ｒｉｅｂａｅ 刊 ， ／ ｅ ｓｃ ｏ ｐａ ｔ ｂｎ ｌｄｓ［ 中］ 肖若富（ ｒｔｓ Ｋ ｎｕ 清华大学热能 工程系 ，北京 １０ ８ ） ０ ０ ４，王正伟 ，罗永要 ∥清华大学学报（ 自然 科学版） ０ ７ ７１） ２ １ ４２ １ ． ０ ，４ （１． ０ ４ ０ ７ —２ － 通过对轴流式水轮机全流道 内流场进行 １ ３个稳定运行工况的 非定常流场计算 ，得到不 同工况下转轮桨叶表面非定常水压力 载荷 ，并利用顺序流固耦合方 法对桨叶在各种工况下的动应力 特性进行计算分析．结果表明：在下游 水位下降、机组水头升 高时 ，机组在小功率工况下水力稳定性变差 ；同时表 明机组长 期在高水头小功率条件下运行时， 由于水压力脉动引起的较大 动应力 是造成 桨叶微 裂纹 的主要 原 因． 计算 结果可 为水轮 机 其他 零部件 的应 力特性 及疲 劳裂纹 分析 提供参 考． 图 ４表 ３ 参８ 关键词：轴流式水轮机；流场计算 ；流固耦合；动应力特性
Ｏ １１４ ８Ｏ９２ ５ ０・２ ７ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ５
克 孜 尔水 库 主坝 右坝 肩 倾倒 体 结构 稳 定 安 全 评 价 ＝ Ｓ ｅｙ ｆ ａ ｔ
ｅ ａ ｕ ｔｏ ｆｓｒ ｃ ｕ ａ ｔｂ ｌ ｙ ｆ ｒｔ ｅ ｄ ｍｐ ｎ ｌ ｐ ｈ ｇ ｔ ｖ ａｉ ｎ ｏ ｔｕ ｔ ｒ ｓａ ｉ ｔ ｕ ｉ ｇ ｓ ｅ ａ ｔ ｅｆ ｈ ｌ ｌ ｉ ｏ ｈ ｏ ｔ ｉ
为了减 小因溃堤洪水 而造成 的人员生命 和财 产损 失，建立 了能 够 模拟 具有实 际地形 的溃堤 水流 的数学模 型 ．该模型基 于 非 结构网格 的有 限体积法 ，采用 ＨＬ Ｌ格式的近 似 Ｒｅ ｎ ｉｍａｎ解计 算 界面通量 ， 并利用 Ｔ — ＶＤ ＭＵＳ Ｌ格式和 Ｈａｃｃ 式将计算 Ｃ ｎ ｏｋ格 精度升高 到二阶．对底坡源项采用 分解 法处理，对摩 阻项采 用 了半隐 式离散 的方法 来增加 计算 的稳定 性．通 过溃 坝算例和 混合流算例 ，验证 了该方法 的稳 定性、和谐 性和健全 性． 该模 型 已应用于 哈尔滨市松 北区溃 堤水流的模拟．结果表 明，该模 型能较好地模拟 具有 实际地形的溃堤水流运动．图 ６参 ８ 关键词 ：水动力 学；浅水 方程 ；ＨＬ Ｌ格 式；溃堤
喷头水力性能评价指标及方法研究进展
喷头水力性能评价指标及方法研究进展摘要：喷头的水力性能通常由射程、流量、工作压力、喷灌强度、喷灌均匀度、水滴打击强度等6项指标描述。
本文在分析和研究了大量国内外有关文献的基础上，对喷头水力性能评价指标及方法的研究现状及其进展进行了归纳总结。
关键词：节水；喷头；水力性能；评价指标；模糊综合评判法21世纪将是我国社会经济高速发展的时代，也是水资源供需矛盾空前尖锐的时代。
大力发展节水灌溉是解决我国农业用水短缺的根本出路。
在喷灌系统中，每一个组成部件都非常重要，最重要的还是喷头，其结构和水力性能的好坏在很大程度上决定了喷灌系统的灌溉质量。
喷头的水力性能通常由射程、流量、工作压力、喷灌强度、喷灌均匀度和水滴打击强度等6项指标来描述。
世界主要发达国家一直致力于喷头的改进及研究开发，其发展趋势是向多功能、节能、低压方向发展。
1.喷头工作参数指标1.1射程射程是喷头水力性能的一个重要指标，对单个喷头来说，在满足均匀系数的条件下，射程越大，喷头越好。
同时，喷头的射程也是系统规划中的一个重要参数，在各种布置形式和间距中都以射程作为基本参考。
喷头射程最好在室内试验场测得，如果在室外测得，应在无风的条件下进行，因为风对射程的影响非常大，同时，对射程的影响还包括工作压力、喷嘴直径、喷射仰角、喷嘴形状、喷灌结构、整流器、旋转速度和粉碎机构等，它们都有不同程度的影响射程大小，因此，喷头的射程最好由实验测得。
在国内外，有许多经验公式用以估算喷头的射程R：常文海公式加维林公式冯传达公式式中：为射程；、为工作压力；为喷嘴直径；为喷嘴仰角；、、、为系数。
经过国内外专家论证和实践结果提出了：在无风条件下，当喷头仰角口为30°~35°时，实际上射程最大，但在有风条件下当喷射仰角大于25°时的优势很快被微风时的水滴漂移和射程减小所抵消。
因此上述这些公式的普适性有待提高。
1.2流量喷头流量又称喷水量，喷水量的测定方法可用体积法、重量法、堰法、流量计法，也可以用水力学管嘴出流公式估算：式中，为喷头流量（m3/h）；为流量系数，可取0.85~0.95估算；为喷灌过水断面面积（m2）；为重力加速度，9.81（m/ s2）；为工作压力（m）。
《节水灌溉工程》课件——第四章 喷灌理论与技术
二、管材与管件
1、管材——压力和流量
1）塑料管 ❖ 塑料管的规格——以外径标称 ❖ 塑料管的承压能力差 ❖ 塑料管优缺点
内壁光滑，水头损失小 施工容易 能适应一定的不均匀沉陷 放置在地表时，易老化
喷洒范围大，生产率高，耗能高， 水滴大。多用于对喷洒质量要求 不高的大田作物和牧草等。
一、喷头的类型
按结构分类
旋转式
固定式 孔管式
摇臂式 叶轮式 反作用式 折射式 缝隙式 离心式
一、喷头的类型
1、旋转式喷头 喷头绕自身铅直线旋转，边旋
转边喷洒，水从喷嘴喷出时， 呈集中射流状，故射程远，是
中、远射程喷头的基本形式。
3．适应性强
喷灌适用于各种类型的土壤和作物，不受地形条件的限制，对平整土 地要求不高特别适宜于地形复杂、进行地面灌溉有困难的岗地和缓坡 地，以及透水性强的砂土。
4．少占耕地
喷灌可减少田间内部沟渠、田埂的占地，可提高耕地利用率7％一15％ 。
5．节省劳力
喷灌机械化程度高，可以大大降低灌水劳动强度和提高劳动生产率， 节省大量的劳动力。如各种喷灌机组可以提高工效20一50倍。
3）移动式喷灌系统 在田间仅有固定的水源（塘、井或渠道）,而水泵、动力、管道 及喷头都是移动的。 优点：在一个灌溉季节里，一套设备可在不同的地块上轮流使 用，设备的利用率高，单位面积设备的投资低，使用灵活。 缺点：管理、劳动强度大。
半固定式喷灌系统
移动式喷灌系统
三、喷灌系统的分类
2．机组式喷灌系统
一、喷头的类型
喷嘴设计及计算范文
喷嘴设计及计算范文喷嘴是用来将流体以其中一种方式从一个系统中喷出的设备。
喷嘴设计的目的是通过适当的流动条件和几何参数来满足特定的喷射需求。
这些需求可能包括喷射速度、喷射角度、喷射距离等。
喷嘴的设计与计算是一个复杂的过程，需要考虑多个因素，如流体性质、流动条件、材料特性等。
下面将介绍一些常见的喷嘴设计及计算方法。
1.喷嘴类型选择根据喷射的介质和需求，可以选择不同类型的喷嘴。
常见的喷嘴类型包括：圆孔喷嘴、缝隙喷嘴、锥形喷嘴等。
每种喷嘴都有自己的特点和适用范围。
2.喷嘴几何参数计算喷嘴的几何参数包括出口直径、喷嘴长度、出口形状等。
这些参数将直接影响喷射流体的速度和角度。
计算这些参数时，需考虑喷射介质的性质、流动条件和应用要求等因素。
3.喷射速度计算喷嘴的设计目标之一是获得所需的喷射速度。
根据伯努利方程和质量守恒定律，可以得到以下方程用于计算喷射速度：v = √(2gh)其中，v为喷射速度，g为重力加速度，h为喷嘴出口处的压力差。
4.喷射角度计算喷射角度是指喷射流体与垂直方向的夹角。
根据牛顿第二定律，可以得到以下方程用于计算喷射角度：θ = tan^(-1)(v^2 / (gR))其中，θ为喷射角度，v为喷射速度，g为重力加速度，R为喷嘴出口处的径向速度。
5.喷射距离计算喷射距离是指从喷嘴出口到喷射点的水平距离。
根据平抛运动的原理，可以得到以下方程用于计算喷射距离：d=v*t其中，d为喷射距离，v为喷射速度，t为喷射时间。
6.考虑流体的黏度如果喷射的介质是粘性流体，需考虑黏度对喷射性能的影响。
黏性流体的流动行为与牛顿流体不同，需要进行额外的计算和分析。
在设计和计算喷嘴时，还需考虑其他因素，如流体动力学、流体稳定性、噪声和振动等问题。
喷嘴设计的目标是在满足喷射需求的同时，尽可能减少能量损失和系统成本。
注意，喷嘴设计和计算是一个复杂的过程，需要充分的理论基础和工程经验。
在实际应用中，可能还需要进行模拟分析、实验验证和优化设计等工作。
旋转式喷头设计规范.
CECS213：2006 中国工程建设标准化协会标准旋转型喷头自动喷水灭火系统技术规范Code of rotating sprinkler systems中国计划出版社中国工程建设标准化协会标准旋转型喷头自动喷水灭火系统技术规范Code of rotating sprinkler systemsCECSxxx：2006主编单位：公安部四川消防研究所广州龙雨消防设备有限公司批准单位：中国工程建设标准化协会施行日期：2006年xx月xx日中国计划出版社2006 北京前言根据中国工程建设标准化协会（2005）建标协字第38号文《关于印发中国工程建设标准化协会2005年第二批标准制、修订项目计划的通知》的要求，制定本规范。
旋转型洒水喷头全称旋转型大水滴洒水喷头是我国自主开发的新型喷头，它由感应部分和布水部分组成。
感应部分采用可靠的温感技术，布水部分采用水力自动旋转布水方式。
产品具有结构简洁、技术可靠、质量稳定、洒水覆盖面积大、喷洒密度均匀、响应快速、安装简便、灭火效果好等特点。
采用旋转型洒水喷头的自动喷水灭火系统，在保证喷水强度相同的前提下，和标准喷头相比，可以加大喷头布置间距，扩大单个喷头的保护面积，从而减少喷头设置数量和简化管道系统，可适用于采用自动喷水灭火系统的场所。
旋转型洒水喷头是消防洒水喷头的一种新型式，以它为主体而构成的旋转型喷头自动喷水灭火系统是自动喷水灭火系统的新成员，现行国家标准《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084和《自动喷水灭火系统施工及验收规范》GB50261的内容适用于旋转型洒水喷头，适用于旋转型喷头自动喷水灭火系统，只是旋转型喷头的构造、技术参数（喷头流量、工作压力）、喷头间距、单个喷头保护面积与顶板的距离等有必要作出补充规定，为此编写本规范作为《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084和《自动喷水灭火系统施工及验收规范》GB50261的补充。
本规范在总结国内应用旋转型喷头自动喷水灭火系统的实践经验，广泛征求专家和使用检验单位的意见后编制而成，内容包括旋转型喷头、系统选型、系统设计、施工及验收等。
喷嘴设计及计算
第一章喷头改进设计的必要性喷雾喷头是通过一定方法，将液体分离细小雾滴的装置，目前在使用的一般是采用减小喷口直径，这些喷头雾化效率低，水量小，第二章喷嘴设计及计算喷嘴是喷头的重要部件，也是直接影响喷灌质量和喷头水力性能的一个部件。
它不但要最大限度地把水流压能变成动能，而且要保持稳流器整理过的水流仍具有较低的紊流程度。
喷嘴的结构形式一般有下列三种：1．圆锥形喷嘴圆锥形喷嘴由于其结构简单，加工方便而被大量应用于喷头，其结构如图。
圆锥形喷嘴的主要结构参数是：喷嘴直径D c,喷嘴圆柱段长度l,喷嘴内腔锥角。
有的喷头为了提高雾化程度或增加喷头近处的水量，而在喷嘴出口处增加一粉碎螺钉，其结构见图。
由于射流撞击在螺钉上，增加了碰撞阻力以致影响了喷头的射程及喷洒均匀度，所以现在除了个别喷头外已很少采用加粉碎螺钉的结构。
2．流线形喷嘴为了使水流平顺，有的喷头设计成流线形，以减少水流冲击损失。
流线形喷嘴结构如图所示。
苏联维多新斯基为流线形喷嘴的设计提供了计算公式：实验表明，水流不很平顺的喷头采用流线形喷嘴，喷头射程能增加8~12%。
但水流很平顺的喷头采用流线形喷嘴，喷头的射程增加很微小。
由此可见，流线形喷嘴能使水流平稳从而提高喷头射程。
3。
流线圆锥形喷嘴流线圆锥形喷嘴是上述两种形式之结合，图12就是这种形式的喷嘴。
从图可以看出来，水流自喷管先经过喷嘴的流线形段，继而经过圆锥形段。
从加工来说，凸流线形喷嘴易于加工。
由于圆锥形喷嘴有结构简单，加工方便等优点，所以目前喷头大多采用圆锥形喷头。
第二节 喷嘴直径的确定喷嘴直径是一个重要的数值，它直接影响到喷灌质量，如喷灌强度，均匀度和雾化程度。
它又和喷头的结构和水力性能有极为密切的关系，诸如喷灌直径Dcm ，喷头流量，射程和工作压力等。
由于喷头喷出的射流是高压高速水流的孔口出流，所以可应用水力学的圆形孔口出流公式计算。
即： Q=2024gH D 式中： 0H =2 H其中， Q—喷嘴流量 --流量系数0D -射流收缩断面的直径0H -射流收缩断面的压力-流速系数H-喷头工作压力知道了射流收缩断面的直径可由奥克勒所推荐的计算式计算喷嘴直径：D)2sin16.01(1 0CDD式中1-喷嘴内腔渐缩角但是，喷嘴直径还对喷头射程雨滴粒径有显著的影响。
旋转式喷头射程的试验研究及计算公式
旋转式喷头射程的试验研究及计算公式干浙民杨生华【摘要】在PY2型系列喷头射程试验的基础上用曲线拟合方法，得出了旋转式喷头射程公式。
用该公式计算的射程具有较高的精度并可广泛适用于其他类型的喷头。
依据该公式进行喷灌系统规划设计，可节约能源和设备投资，能满足作物对喷灌的技术要求，可显著提高经济效益。
叙词：喷头射程公式前言喷头是喷灌系统中的喷洒设备，其中用得最多的是旋转式喷头。
喷头的射程是重要的性能指标之一，它决定了湿润面积的大小和喷灌强度，并在喷灌系统规划设计中确定最优的喷头间距和管道间距，从而在保证合理均匀度情况下尽可能降低设备成本和能源消耗。
因此，求得精确的喷头射程公式将有助于实现最佳经济效益。
从20年代开始，国内外学者就不断提出旋转式喷头射程公式，不下二三十个。
由于喷射的水流运动具有复杂性，从理论上推导是很困难的。
因此，只能基于试验，得出经验公式。
前人公式中的绝大多数虽然也是根据试验数据得出的，但由于条件的限制，试验数据本身就不够正确，因而得出的射程公式与实际情况出入较大或仅适用于某一范围。
江苏理工大学建有世界上最大的圆形喷灌试验大厅，具有作全圆径向布置的标准量雨筒和先进的测试仪表，可得到比较可靠的试验数据，由这些试验数据拟合成的射程公式，更符合实际情况。
1 射程试验结果影响喷头射程的因素有工作压力、喷嘴直径、喷射仰角、风力、粉碎机构、旋转速度等。
由于无风时的射程是计算各种风力、风向情况下射程的基础，是我们所要求的，所以风力影响可忽略；粉碎机构是为了提高雾化而采取的特殊措施；至于喷头旋转速度，一般对于中射程喷头旋转一周为1～3 min，远射程喷头旋转一周为3～5 min。
因此，喷头射程R主要与工作压力hp、喷嘴直径d、喷射仰角α有关，它们的函数关系是R=f(α，hp，d)我们采用与前人常用的经验公式相同的形式作为数学模型，即：R＝f（α）*hρp *d r。
当喷头仰角α一定时，上式变为：R=ξ*h mp*d n。
喷嘴不同喷雾方式及其应用与喷嘴排布
喷嘴不同喷雾方式及其应用与喷嘴排布1、喷嘴流量公式的分析1)流量及锥角均偏小，可研磨加大喷口直径dc，此时的流量系数u降低，a值增大，流量仍然显著增大。
这足由于喷口面积Fc=πr2增大的作用超过u减小的作用(喷口阻力减小)。
dc 增大时，旋流增强，a增大。
2)流量偏小，锥角偏大，可增大切向槽(孔)尺寸，几何特性A减小，进入旋流室的人口速度减小，中心气体旋涡半径减小，有效喷出环形面积增大、qv增加，旋流减弱，a减小。
3)锥角偏小，可研磨喷口端面，以缩短喷口长度Le。
减小Le将使喷口阻力减小，有利于a明显增大.Le太小会恶化雾化质量。
4)喷嘴的燃油分布的不均匀度与许多因素有关，并且主要受喷嘴零件加工质量的影响，将在后面再作说明以上性能调整一般原则也可以作为设计计算中参数调整的指导性条款。
1、喷雾方式及其应用目前欧美国家的多家喷嘴专业生产公司为锅炉生产燃油燃烧器上的喷嘴，基本上都是带旋流锥的单油路压力雾化喷嘴，并且可以提供不同喷雾方式的喷嘴，各个公司以不同代号加以区分，按欧洲标准分为五种(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)，非欧洲标准分为三种(实心S，空心H，半实心B)。
所谓喷雾方式就是垂直喷雾锥的截面上燃燃油分布不同，大体上可以区分为空心及超空心)、半空心、实心(或称弥散型)等。
不同喷雾方式与供油量、喷雾锥角要求有关，有的与点火、燃烧噪音及污染性能有关。
一般空心喷雾的火焰短，实心的火焰长。
上述不同喷雾方武的形成，主要是在旋流锥与喷孔之问采取了不同结构措施：有的是在旋流锥出口端加装一个不同结构尺寸的孔板(含旋流室与喷口)；有的是在旋流锥出口端的内凹圆孔的尺寸不同等。
具体结构尺寸很难经理论计算确定，而是通过反复试验后才可以确定。
另外喷雾方式也随流量(或油压)变化，当流量增大，喷雾锥的空心度也增大。
总之，通过改变燃油进人旋流室的切向和径阳分速的关系，以实现不同喷雾方式。
上述多种喷雾方式实际上可分为空心和实心锥两大类。
除此之外，还有一种扇形喷雾方式，即喷雾呈大张角扇片式展开，因此也称为扇片式喷嘴。
喷灌工程技术(理论实操)
行业进步
6
❖1983年世界喷灌面积达到4亿亩
❖以色列、罗马尼亚、联邦德国、捷克斯洛伐克等
国的喷灌面积占其灌溉面积的100％
❖美国、苏联的喷灌面积占其灌溉面积的40％，但
ห้องสมุดไป่ตู้
其分别占总灌溉面积的1/3
❖主要灌溉作物为蔬菜、果树、葡萄、经济作物、
牧草、玉米和小麦
行业进步
7
世界喷灌发展的三大趋势
❖不断提供机械化与自动化水平，喷灌面积持 续增长
喷洒方式 组合方式 支管间距 sm 喷头间距 sl 有效控制面积
正方形 1.42R 设
1.42 R 设
2 R 设2
全圆
正三角形 矩形
R设 1.73 R 设
1.73 R 设 R设
2.6 R 设 2 1.73 R 设 2
扇形
三角形 1.865 R 设
R设
1.965 R 设 2
行业进步
50
组合平均喷灌强度
行业进步
16
喷灌技术的缺点
受风的影响大 一般在3－4级风以上，部分
水滴在空中被吹走，灌溉均匀度大大降低， 就不宜进行喷灌
在空气中的损失大 空气相对湿度过低时，
水滴未落到地面之前在空中的蒸发损失可以 达到10 %
行业进步
17
对土壤表层湿润比较理想，而深层湿润 不足。采用低强度喷灌(即慢喷灌)，使喷头的
喷灌几乎适用于除水稻外的所有大田作物，以及 蔬菜、果树等
经过20多年的努力，现在我国已有喷灌面积80多
万hm2
行业进步
11
喷灌技术的优点
省水、增产
省劳力
提高土地利用率
防止土壤冲刷和盐碱化
行业进步
旋转式射流喷头结构参数及组合间距对喷洒均匀性的影响_朱兴业
1.3
2 基于网格型数据水深插值的单喷头组合 均匀性系数数学模型
试验中得到的径向水量分布数据中，每个测点
68
农业工程学报
2013 年
所代表的面积不同，在组合喷灌均匀性计算时，各 个测点需要考虑代表的面积因素，增加了计算的复 杂性。因此有必要在进行均匀性分析之前，将径向 水量分布数据转化为网格型数据，计算后的每个网 格点代表的面积相等，可以采用 Christiansen 计算 [3] 法 对均匀性系数 Cu 按下式计算 h Cu 1 （1） h 式中，Δh 为喷洒水深的平均离差，mm； h 为喷洒 水深的平均值，mm。
注：θ 为入水孔至基圆孔的收缩角；H 为喷嘴中心线至侧圆中心线的位 差；L 为作用区长度。 Note: θ is the contraction angle from water inner hole to basic hole, H is the distance from central axis to side circle axis, L is the length of working area.
ri ( xi x A ) 2 ( yi y A ) 2 (i=1，2，3，4) 式中，（x1，y1）、（x2，y2）、（x3，y3）、（x4， y4）为 P1～P4 4 个点的网格坐标位置；（xA，yA） 为 A 点的网格坐标。A 点的水深 HA 取决于这 4 个 测点的水深；设这 4 个测点的水深分别为 H1、H2、 H3、H4，网格点 A 到这 4 个测点的距离分别为 r1、 r2、r3、r4，m。 根据插值，A 点水深可以表示为 H A C1 H1 C2 H 2 C3 H 3 C4 H 4 （3）
（1. 江苏大学流体机械工程技术研究中心，镇江 212013； 2. 江苏大学现代农业装备与技术省部共建教育部重点实验室，镇江 212013） 摘 要：为了深入探索国内原创旋转式射流喷头结构参数与喷洒均匀性之间的关系，选用 10 型喷头为研究对象， 在工作压力为 300 kPa 下测量出 9 种不同位差 H、作用区长度 L、收缩角 θ 的喷嘴的径向水量分布。采用 Matlab 语言编制程序绘制出正方形布置其组合间距为 8，9，10，11，12 和 13 m 喷嘴的三维水量分布图，并对组合均匀 性系数进行了仿真计算。结果表明：旋转式射流喷头的水量分布同时受到位差×作用区长度（H×L） 、收缩角 θ 等 结构参数的影响，当位差×作用区长度（H×L） 、收缩角 θ 增大时，距喷头近处水会更多，远处水会更少；当位差× 作用区长度（H×L）=2.4 mm×20 mm 和 2.6 mm×24 mm 时，组合喷洒均匀性系数的数值以及它随组合间距的变化 趋势都很接近，位差×作用区长度（H×L）=2.8mm×28 mm 喷嘴的组合均匀性系数变化趋势更加平稳；组合间距为 8～10 m 时，不同 θ 的组合均匀性系数相差在 2%以内；组合间距为 10 m 以上时，组合均匀性系数随着 θ 的增大 而增加。对于 9 种试验喷嘴，组合均匀性系数均随着组合间距的增加而降低，初步提出了旋转式射流喷头在正方 形布置时最佳组合间距为 10～12 m，为其在工程应用中提供理论数据。 关键词：喷头，结构，三维，水量分布，均匀性系数，仿真 doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2013.06.009 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2013)-06-0066-07 中图分类号：S277.9+4 朱兴业，刘俊萍，袁寿其. 旋转式射流喷头结构参数及组合间距对喷洒均匀性的影响[J]. 农业工程学报，2013， 29(6)：66－72. Zhu Xingye, Liu Junping, Yuan Shouqi. Effect on spraying uniformity based on geometrical parameters and combined spacing of rotational fluidic sprinkler[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2013, 29(6): 66－72. (in Chinese with English abstract)
自进式旋转射流钻进系统数学模型及仿真
真分析ꎬ得到了相关参数对钻进系统的影响规律ꎮ 这些规律可以作为提高系统性能的依据ꎬ有一定
的参考价值ꎮ
关键词: 自进式水射流ꎻ 自进力ꎻ 数学建模ꎻ 仿真分析
中图分类号:ＴＰ６０１ 文献标志码:Ｂ 文章编号:１００１ － ０８７４(２０２０)０５ － ００６４ － ０５
中 ｎ ＝ ４ꎮ 为搭建的自进式旋转射流喷头自进力的
Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 模型ꎮ
图 １ 自进力的 Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 模型
２ 自进式旋转射流的自进力与各参数之间的关系
图 ４ 射流压力、自进力和后喷嘴个数的关系
２. １ 射流压力、自进力和后喷嘴直径的关系
射流压力、自进力和后喷嘴直径的关系如图 ２
ｊｅｔ￣ｆｌｏｗ ｎｏｚｚｌｅ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｏｂｔａｉｎｅｄꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｍａｄｅ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｆｌｏｗ ｒａｔｅꎬ ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ
ｂａｃｋ ｎｏｚｚｌｅｓꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｎｏｚｚｌｅ ｃｏｎｓｔｒａｃｔｉｏｎ ａｎｇｌｅ ｏｎ ｄｒｉｌｌｉｎｇ. Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｒｕｌｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｌｅｖａｎｔ
Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ Ｍｏｄｅｌ ａｎｄ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｅｌｆ￣ｐｒｏｐｅｌｌｅｄ
Ｒｏｔａｒｙ Ｊｅｔ￣ｆｌｏｗ Ｄｒｉｌｌｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ
ＬＩＵ Ｌｕｌｕ
( ＣＣＴＥＧ Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ. ꎬ Ｌｔｄ. ꎬ Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１４０１ꎬ Ｃｈｉｎａ)
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ: ｓｅｌｆ￣ｐｒｏｐｅｌｌｅｄ ｗａｔｅｒｊｅｔꎻ ｓｅｌｆ￣ｐｒｏｐｅｌｌｅｄ ｆｏｒｃｅꎻ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌｉｎｇꎻ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ
喷灌工程技术理论实操
行业进步
60
2、工作压力
喷头要求在一定的水压力下才能正常工作。水压 力由水 泵供给或利用天然水头。故：
工作压力：喷头正常工作时，所要求的喷头进口 处的水 压力
表示符号：H
行业进步
61
常用单位：米水柱高或公斤／平方厘米
转换关系： 1公斤／平方厘米＝10米水柱 高= 98.07kPa
灌水深度
压力过低
压力过高
行业进步
39
2、喷管均匀度
就是喷灌面积上水量分布的均匀程度。 喷灌均匀度的影响因素：
喷头结构、工作压力、喷头布置形式、 喷头间距、喷头转速的均匀性、竖管的 倾斜度、地面的坡度和风速、风向等因 素都有密切关系。
行业进步
40
喷灌均匀度一般以喷洒均匀系数（克里斯琴森 系数）Cu表示，其计算方法如下：
按照喷头的结构型式与水流性状可以分为旋转 式、固定式和孔管式三种
行业进步
65
射程的计算
L B* d *h
上式中：
L－射程（m）
d-喷嘴直径（mm）
h-压力水头（m）
B-单位换算系数，当 3B=21o.4
当 24o 射程2分1别o 减少2％和4%
行业进步
66
Example:
计算下列条件下喷头的射程，喷嘴直径1.2英寸，
＝ q q
A S *S
1
m
l
式中：q=喷头流量
Sm＝支管间距
行业进步
Sl＝喷头间距
50
允许的喷灌强度
土壤的入渗速率过程
行业进步
51
各类土壤允许的喷灌强度
土壤质地 砂土
压力旋流喷头雾化性能的仿真
压力旋流喷头雾化性能的仿真张少峰,宋立丽(河北工业大学化工学院,天津300130)摘要 为了提高喷雾质量,提高农药的使用效率,用C FD 商用软件F L U EN T 对雾化喷头在农药雾化时的流场进行数值模拟。
利用E u ler i-an -L a gran g ian 双流体模型来模拟气液两相流动。
模拟结果表明:药液雾化形状为中空锥形结构,大部分液滴速度大于1.12m /s ;雾化液滴的体积中值直径(N M D )在50～100μm 之间,数量中值直径(N M D )在30～70μm 之间,适用于苗期或者前期的叶片植物农药的喷洒;压差在2.0M P a 以下时,雾化均匀度(D R )大于0.67,雾化性能良好,所以此类型喷头选用的喷雾压差应小于2.0M P a 。
喷头仿真预测了雾化喷头的微粒化性能,为高效低喷量喷雾的研究提供一定的依据。
关键词 雾化喷头;数值仿真;VM D;N M D;D R中图分类号 S49 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2009)17-08098-03S i m u la tio n o f S pra y Ch a ra c te ris t ic s o f Pre s su re -sw irl No zz le ZHANG Sh ao -fen g e t a l (S ch o o l o f C h e m ica l E n g in ee rin g an d T ech n o log y ,H ebe i U n ive rsity o f T e chn o logy ,T ian jin 300130)A b s tra c t T o i m p rove th e qu a lity o f sp ray an d e fficien cy inth e u se o f pe sticide s ,a tom iza tionflow s o f pe sticide s w a s n um er ica lly si m u la ted by C FD.T h e m ix ed E u le r ian -L ag ran g ian m ode l w as u sed to si m u la te th e ga s-liqu id tw o -ph ase flow.S i m u la tionresu lts sh ow ed th a t li qu id pe sticide s h ad con e sh ape fo r th e h o llow s tru ctu re w h en a tom iz i n g ,m o st d rop le ts ve locity w a s above 1.12m /s ;T h e vo lum e m ed ian d iam e te r (VM D )w as be tw een 50μman d 100μm,num ber m ed ian diam e te r (NM D )w a s be tw een 30μman d 70μm.T h e drop le t w as fit fo r lea f p lan t on seed in g stag e o r proph ase.W h enth e w ork in g pre s-su re d iffe ren ce w a s u nde r 2.0M P a ,D R w as abo ve 0.67,a to m iza tion h ad exce llen t pe rfo rm an ce ,so th e p ressu re d iffe ren ce u n der 2.0M P a sh ou ld be ch o-sen w h enth is type o f n o zz le w as u sed to sp ra y pe sticide.N um e rica lly si m u la tion p redicts par ticu la te per fo rm an ces o f th e n o zzle ,th e resu lts p ro v ided th eo-re tica l fou n da tion for s tu dy in g th e flow s o f sp ray s w ith h igh e fficien cy an d low v o lum e.K e y w o rd s A tom iz in g n o zzle ;N um e r ica l si m u la tion;VM D ;N M D;D R作者简介 张少峰(1965-),男,河北易县人,教授,从事环保设备方面的研究。
喷嘴设计及计算
第一章喷头改进设计的必要性喷雾喷头是通过一定方法，将液体分离细小雾滴的装置，目前在使用的一般是采用减小喷口直径，这些喷头雾化效率低，水量小，第二章喷嘴设计及计算喷嘴是喷头的重要部件，也是直接影响喷灌质量和喷头水力性能的一个部件。
它不但要最大限度地把水流压能变成动能，而且要保持稳流器整理过的水流仍具有较低的紊流程度。
喷嘴的结构形式一般有下列三种：1．圆锥形喷嘴圆锥形喷嘴由于其结构简单，加工方便而被大量应用于喷头，其结构如图。
圆锥形喷嘴的主要结构参数是：喷嘴直径D c,喷嘴圆柱段长度l,喷嘴内腔锥角。
有的喷头为了提高雾化程度或增加喷头近处的水量，而在喷嘴出口处增加一粉碎螺钉，其结构见图。
由于射流撞击在螺钉上，增加了碰撞阻力以致影响了喷头的射程及喷洒均匀度，所以现在除了个别喷头外已很少采用加粉碎螺钉的结构。
2．流线形喷嘴为了使水流平顺，有的喷头设计成流线形，以减少水流冲击损失。
流线形喷嘴结构如图所示。
苏联维多新斯基为流线形喷嘴的设计提供了计算公式：实验表明，水流不很平顺的喷头采用流线形喷嘴，喷头射程能增加8~12%。
但水流很平顺的喷头采用流线形喷嘴，喷头的射程增加很微小。
由此可见，流线形喷嘴能使水流平稳从而提高喷头射程。
3。
流线圆锥形喷嘴流线圆锥形喷嘴是上述两种形式之结合，图12就是这种形式的喷嘴。
从图可以看出来，水流自喷管先经过喷嘴的流线形段，继而经过圆锥形段。
从加工来说，凸流线形喷嘴易于加工。
由于圆锥形喷嘴有结构简单，加工方便等优点，所以目前喷头大多采用圆锥形喷头。
第二节 喷嘴直径的确定喷嘴直径是一个重要的数值，它直接影响到喷灌质量，如喷灌强度，均匀度和雾化程度。
它又和喷头的结构和水力性能有极为密切的关系，诸如喷灌直径Dcm ，喷头流量，射程和工作压力等。
由于喷头喷出的射流是高压高速水流的孔口出流，所以可应用水力学的圆形孔口出流公式计算。
即： Q=02024gH D πμ式中：0H =2φH其中， Q —喷嘴流量 μ --流量系数0D -射流收缩断面的直径0H -射流收缩断面的压力φ- 流速系数H-喷头工作压力知道了射流收缩断面的直径可由奥克勒所推荐的计算式计算喷嘴直径： D )2sin 16.01(10θ-=C D D式中1θ-喷嘴内腔渐缩角但是，喷嘴直径还对喷头射程 雨滴粒径有显著的影响。
喷头的种类及工作原理.
喷水量 喷头性能 工作压力
射程
喷头的种类和工 作原理
喷 头
射流式喷头的水 力学原理
摇臂式喷头的结 构
喷头的种类和工作原理
按其工作压力和射程的大小可以分为低 压喷头(或称近射程喷头)、中压喷(或称 中射程喷头)和高压喷头(或称高射程喷 头)其划分界线大致可以按表1所列的范围分类。
2
2、工作压力
喷 水压力由水 泵供给或利用天然水头。故： 头 的 性 工作压力：喷头正常工作时，所要求的喷头 能 进口处的水 压力 表示符号：H
喷头要求在一定的水压力下才能正常工作。
常用单位：米水柱高或公斤／平方厘米
转换关系： 1公斤／平方厘米＝10米水柱 高= 98.07kPa
测定方法：一般用压力表测定
喷 管 结 构
喷射仰角
喷射仰角：固体在真空中抛射，射程以仰角45°最
远。但水舌在空气中喷射仰角与射程的关系，根据实 验的结果分析得知，当其它因素相同时，喷射仰角为 28°——32°时射程最远。
喷头自转速度
转速：当喷头以1—3分／转的速度旋转时，比喷头在
静止状态的射程减少10－15％，射程越大减少的百分 数越大，转速越大减少的百分数也越大。
2.一次灌水时间：
灌水定额 m0 t (mm) 灌水强度 q
计算组合平均喷灌强度
按如下公式计算：
q ρ η bl
η 灌溉水利用系数 q 喷头流量 b 喷头间距 l 支管间距
管网布置 布置原则：
1、管道总长短，造价低 2、有利于管理（轮灌或分） 3、平原区，支管与作物种植方向一，在山区， 支管沿等高线布置 4、管线纵剖面应力求平顺，减少折点（避免 负压）
射程。 影响因素：射程的大小，主要决定于工作压力 和喷水量，但也受喷头结构、自转速度等因 素的影响。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
２００８年
工程设计提供技术支撑。
Ｖ， ＝
ｖ， ｏｋ
了 ‘ 、 了 ．电 、
ｎ 汽 ）
产 ． ‘、
１ 模型的建立
１１ 水滴运动模型的建立 ． 建模时基于以下假设： 水滴在喷头出口处开始 形成； 水滴在空气运动过程中的形状近似保持为球
一 ｍ 十 左 ｏ ｖ ｘｔ
Ｑ
、
二警｝达＋ 一Ｉ 忿 ｝ ｎ 业 １
故在模型中不考虑其影响。
２方向的解为
ｙ＝了 Ｉ ｝ ７了忍 忿 １ ｎ、 一 ＋１ ｛ 尤
ｍ，｛ ｎｋ ＿ ｖ、 ｛
（１ １）
据牛顿第二定律， 在考虑风速时， 水滴从喷嘴处
喷出至落地的三维运动过程描述为 ｘ方向
ｍ
－ 歇
一 ２
一 ｖ一 ｇ ｋ圣 ｍ ｍ可 ＝ ｖ二 ａ（ｒａ ｚ 了ｔ “ ｔ ｎ ｃｎ
Ｖ 瓮 始界 件 ．一Ｖ一 初 边条 二一。二。 二 及 一 ： ，｝－ 。 ：
ｏ， ｖ二代入式（ 有 ） １
石 叹
Ｌ 气水康系的算 ４空 与 滴 擦 数 计
丛 ＿ 一 气 一
ｄｔ
况Ｖ 宁
一
（） ７
水 擦系 对射程 数ｋ 滴摩 计算十 分熏要、 内外 国
、
一
计算的公式比较多， 但主要有斯托克斯公式、 阿连公
ｃ ｓ ｕｎｙ ｐｒ ｗｔ ｆｌｅｐｒ ｅｔａｄ ｅａｔ ｒ ｆ ｍ ｌ ｒ ｕｓ Ｔ ｅ ｌ ｓ ｗ ｏ ｅ ｅｔ ｃ ａ ｄ ｈ ｄ ｅｍ ｎ ｎ ｏ ｒ ｏ ＇ ｕ ｓ ｌ． ｒ ｕｓ ａ ｎ ｑ ｌ ｏ ｅ ｉ ｉ ｘ ｉ ｓ ｔ ｕ ｓ ｏ ａ ｅ ｔ ｈ ｅ ｔ ｈ ｍ ｅ ｈ ｈ ｒ ｓ ｓ ｏ ｖｒ ｇｏ ａｒ ｍ ｎ ｆ ｍ ｓｃ ｅ ａｄ ｍ ｄｌ ｐｌａｌｔ ａ ｏ ｅ ｋ ｄ ｏ ｓｒ ｋ ｒ． ｅ ｅ ｏｄ ｅ ｅｔ ｏｔ ｓ ｎ ｔｅ ｅｉａｐｃ ｅ ｌ ｔ ｒ ｓ ｐｉ ｌｓ Ｔ ｙ ｇ ｅ ｏ ｒ ａ ， ｈ ｏ ｓ ｉ ｂ ｏ ｈ ｉ ｆ ｎ ｅ ｓ ｌ ｎ ｈ ａｅ ｇ ｒａｖ ｅ ｏ ｉ８ ｗ ｉ ｉｇｅ ｌｂｌ ｔａｏ ｏ ｅ ｆ ｍ ｌ ． ｖｒ ｅ ｔ ｅ ｒ ％， ｈ ｈ ｒ ｔ ｅ ｗ ｔ ｔ ｒ ｕ ｓ ａ ｅ ｉ ｒ ｓ ｌ ｒ ｃ ｓ ａｙ ｏ ｈ ｆ ｏ ａ ｈ ｒ
ｍ ｉ
ａｚ ｖ
（２ １）
ｍ
一 ａ 门乎
，沙
Ｘ －Ｚ
Ｊ
一一
Ｖ
ｋ
． １ １ １ 、
Ｊ
气门 － 产ｃ
ｙ方向
２方向
ｍ
－一
之
ｋ
如 －ａｔ
ｋ
） ‘
〕奋 ． 、
，
、
工
声 Ｊ
、
产少 － 孰
－２
） ’
了 ‘ 、
２
、 ． １
２二 ｈ 一
丝１ ，
龙
屯 Ｉ ｎ
－｜ 叫 、
３ ） 摄一一 （ ）厚）１ 一 濡二 （ 一 一（ ） ）
射程计算的经验公式， 但这些公式的普适性有待提
高。 李久生等［用水滴运动方程确定水滴落地时 ［ ３ ］
的速度， 计算了单位质量水滴沿径向不同位置处的
动能和总动能。脱云飞等［研究了考虑水滴上升 ［ ４ ］
段和下降段运动的喷头射程计算模型， 但模型较为 复杂， 也未研究风速对喷头射程计算的影响。而在 实际的喷灌中往往伴随一定的风速， 本文研究在考 虑风速条件下的喷头射程的解析计算模型， 为喷灌
下的试验值和文献中多种喷头射程实测值对模型进行了验证。结果表明所建模型物理背景清晰， 模型中的参数与 喷头的型号无关， 适应性强， 计算值与实测值的平均相对误差仅为 ８ 适用于其他类型喷头的射程计算。 ％， 关扭词： 喷头 射程 数学模型
中圈分类号： ２５５ Ｓ７ ．
文献标识码： Ａ
Ｍｏｅ ｎ ａ ｄ ｐｒ ｎ Ｖ ｌ ａｉｎ ｔｅ ｔｔ ｎｌ ｄｌ ｇ Ｅ ｅｉ ｔ ｉ ｔ ｏ ｈ Ｒ ａｉ ａ ｉ ｎ ｘ ｍｅ ａ ｄ ｏ ｎ ｏ ｏ Ｓ ｒ ｋｅ Ｎ ｚｌ Ｒ ｎｅ ｐｉ ｌ ｏｚ ａ ｇ ｎ ｒ ｅ
Ｐ的 。 大小随着空 气温度的升高而降低， 计算公
同理可得 ｙ方向的解为
ｖ， ｏｋ
Ｖ、 ＝ ， 护
门、 卜， 曰卜 Ｊ 月 吮 ，． ＿ ‘
了
了
，
形〔； ５ 由于喷灌蒸发损失一般较小（ 〕 通常认为不大
（０ １）
几 “Ｕ ｙ‘
于４ ［）所以 ％ ， 水滴运动过程中的蒸发量可不考 ］ ６
虑； 空气密度与水密度之比约为 １１ ０， ／ ００水滴在喷 射过程中受到的浮力相对于水滴的重力非常微小，
海、 维 Ｅｌｇ７ 传 干浙民 ２ 结大 加 林、ｄｎ［ 达、 ｉ １冯 、 等［在总 ］
量试验研究基础上， 提出了多种无风条件下的喷头
收 期：０７ ０－９ 稿日 ２０一６ ２
。 家自 学 金 助 （ 编 ５ ７ ５） 家 支 计划 题（ 编 ２ ６Ａ １ ０） 西 林科 大学 学术 国 然科 墓 资 项目 项目 号： ４９ ２、 科技 撑 课 项目 号： ０ Ｄ１ ４和 北农 技 青年 ０ ０ 国 ０Ｂ Ｂ
（） ５
（） ６
式中 ｖ、 ｖ 水滴在任一时刻ｔ 二巧、 — ｚ 时的速度
分别在ｘ ｙ ２ 、、 轴上的投影，
１３ 喷头出口速度的计算 ． 如图１ 在考虑风速情况下， 所示， 喷头出口处水 流三维向量速度关系可用风速 二 和喷头出口处水 的速度ｕ表示， 即 ｖ二 ｓ ａ ） ｓ夕 （７ ｏ＝ｕｉ ｃ ＋ｗ ｉ ｎｏ ｓ ｎ １）
Ｋ ｙ ｒ Ｓ ｒ ｋ ｒ ｚ ， ｇ， ｔ ｍ ｔａｍ ｄｌ ｓ ｐｉ ｌ ｎｚｅ Ｒ ｎｅ Ｍａ ｅ ａ ｃｌ ｅ ｅｗ ｄ ｏ ｎｅ ｏｌ ａ ｈ ｉ ｏ
引言
射程是喷头的主要性能指标， 是设计喷灌工程 管道间距和喷头间距的主要依据， 直接影响喷灌工 程的投资。国内外许多学者对喷头射程的计算方法 进行了大量研究， 取得了一定成果：ａａ ａ常文 Ｃｕｚ 、 ｚ
ｔ 水滴运动时间， — ，
Ｔ＝
（５ １）
ｋ 水滴与空气的摩擦系数，ｇｍ — ｋ／ ９ 重力加速度， ． ／ 取９８ ｍ 护 — ０
方程（ 一（ ３的初始边界条件为 ） １ ）
将 Ｔ代入式（）（１， ９、１）由式（）（１求出水滴 ９、１）
运动位移
５＝ ｘ Ｔ ＋ （ ） ） 己 了 （ ） 夕丁 （ １ ６
（ ） ４
ｘ ：。 ｏ ｖ｝ 。 ｏ二 ｝ ＝ 一 二： ＝ｖ 一
夕， ＝ ｖ１。 ｖ １。 ｏ ， 一＝ 。 ＝ ， ，
２，。 ｝ ＝ｈ ｖ｝ 。 ｏ 一 二， ＝ｖ二 一
ｍ／ ５
ｖ ＝ ｓａｉ ＋ ｓ夕 ｏ ｕｉ ｓ ７ ｗ ｉ ， ｎ ｎ ｎ
（） １ ８
１２ 水滴在空气中运动总时间及位移公式 ．
月 水 风 与ｘ （ 北 向 的 速 轴 正 方 ）来角 — 平
ｙ 喷嘴处水流的初始速度在水平面上的 — 投影与ｙ ， 轴的夹角
Ｗａｇ ｌ Ｍａ ｏｉ ｎ ｎ ｅ ａ Ｊ ｇ ｎ ｎＢｅ ｏ ｉ Ｘａｙ ａ Ｙ ｗ ｉ ｏ ｊ ｇ ｉ Ｆ ａ Ｈ ｉ ｉ ｎ （ ｏｔｗ ｓＡ＆Ｆ ｉ ｓｙ ｒ ｔ） Ｎｒ ｅ ｈ ｔ Ｕ ｖ ｉ ｎｅ
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ
Ｄ ｎｔ ｅ ａｃｕｔ ｉ ｌ ｃ ｏ ｗｎ ｅ ｃｙ ｍ ｙ － ｐ ｉ ａｄ － ｅｒ ｉ ｋ ｉ ｏ ｏｎ ｔｅ ｕｎｅ ｉ ｖｌ ｉ ， ｎ ｓ ｉｍ ｉｃｌ ｓ ｉｈｏｅｃｌ ｏ ｔ ｎ ｃ ｏ ａ ｔ ｈ ｎ ｅ ｆ ｄ ｏ ｔ ａ ｅ ｅ ｒ ａ ｎ ｅ ｔ ｔａ ｆ ｍ ｍ ｆ ｍ ｌ ａ ｐｏｏｅ ｔ ｓｌ ｔｅ ｚ ｒ ａｏａｓｒ ｋ ｒ ｇ． ｉ ｐａｔａｙ ａｉ ｓ ｗ ｔ － ｏ ｕ ｓ ｒｐｓ ｏ ｖ ｈ ｎｚ ｅ ｔ ｎｌ ｎｌ ｒ ｅ Ｂ ｔ ｒ ｉ ｌ ｏｃｓ ｎ， ｅ ｒ ａ ｒ ｅ ｄ ｏ ｅ ｏ ｌ ｏ ｉ ｔ ｐｉ ｅ ａ ｎ ｕ ｎ ｃｃ ｌ ｃ ｏ ａｒ
ｄ ｐ ｅ ｏｅ ｖｌｉ ｓ ｒ ｇ ａ ａｅ ｄ ｗｎ ． ｅ ｏ Ｎ ｗｏ ’ ｓ ｏｄ ａｄ ｒ ｔｊｔ ｉ， ｏ ｔ ａｄ ｅ ｌｒ ｂ ｉ Ｂｓ ｎ ｔ ｓ ｎ ｌ ｎ ｏ ｒ ｃ ｒｓ ｅｃｉ ｎ ａ ａ ｅ ｎ ｒ ｔ ｅ ｙ ｄ ａ ｄ ｅ ｎ ｅ ｅ ｃ ａ ｗ
式及牛顿一 雷廷格公式， 流态不同， ｋ值不同， 一般可
整理并积分可得
万方数据
第１ 期
王波雷 等 ： 旋转式喷头射程的理论计算模型
认为
算喷头射程。
ｋ ，ｄ ＝ Ｐ ２ Ｐ ａ （） ２ ０ ２ 模型检验 式中 ０ 阻 数 Ｐ 空 密 ｋ ｍ — 力因 ａ — 气 度， ／ ｇ３
ａｒｄｎｍ ｃ ｐｉ ｉｅ ｔ ｉ ｉ ｏ ｏｎ ｔｅ ｄ ｏｉ ｏ ｔｅ ｐ ｔ ｅ ａ Ｄ ｅｒ ｉ ｌ ｅ ｙａ ｉ ｒ ｃ ｌ ａ ｎ ｎ ａｃｕｔ ｗｎ ｖｌ ｔ ｎ ｄｏｌ ｔ ｖｌ ３ ｔ ｏｅ ｃ ｏ ｓ ｎ ｐ ， ｇ ｃ ｋ ｔ ｈ ｉ ｅ ｃｙ ｈ ｒ ｅ ｒ ， 一 ｈ ｔａ ａ ｍ ｄｌ ｔｅ ｉ ｔ ｎ ｒ ｋ ｒ ｚ ｒｎｅ ｓ ａｌｈｄ Ｔ ｅ， ｍ ｄｌ ｓ ｔ ａｄ ｏｅ ｆ ｈ ｉ ｇ ｉ ｓ ｉ ｌ ｎｚｌ ａｇ ｗ ｅｔ ｉ ｅ ． ｎ ｔｅ ｅ ｗ ｔ ｅ ｎ ｏ ｒ ｒ ａｏ ｐ ｎ ｅ ｏ ｅ ｒ ａ ｓ ｂｓ ｈ ｈ ｏ ａ ｅ ｄ ｓ
２００８年 １月
农 业 机 械 学 报
第３ ９卷 第 １ 期
旋转式喷头射程的理论计算模型 关
王波雷 马孝义 范严伟 郝晶晶
［ 摘要】 基于空气动力学原理， 研究了喷头水滴在空气中的运动模型， 分析了喷灌水滴阻力特性参数及最大 水滴直径与喷嘴直径、 工作压力的关系， 推导了考虑风速条件下的旋转式喷头射程的解析计算公式， 并以无风条件
骨干计划资助课题