喷头的种类及工作原理.ppt

2、工作压力
喷头要求在一定的水压力下才能正常工作。
喷 头
水压力由水 泵供给或利用天然水头。故：
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
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
工作压力的计算公式
用途：
公园、苗圃、温室等
旋转式喷头
根据转动机构的特点，将旋转式喷头分为摇臂式、叶轮式、和反作 用式齿轮式四种。 齿轮式、摇臂式喷头分别是农业和草坪灌溉中最广泛的两种喷头
第二节 喷头的基本参数、性能指标和影响因素
对于一个好的喷头，既要要求其机械性能好，即结构简 单，工作可靠；又应要求其水力性能好，也就是满足喷灌 的主要技术要求（喷管强度小于土壤入渗率，水滴直径细 和喷头组合以后的水量分布均匀），而且在同样工作压力 和同样流量条件下射程最远。这些要求事相互矛盾的，互 相制约的。我们在设计和使用喷头时应全面考虑各方面的 要求。不可以片面追求某一指标而忽视其他技术要求，例 如，我们不可以追求射程远，而不顾水滴直径和水量分布 的要求。而且影响某一水力参数的因素都有好几个。为了 能正确使用和设计喷头，我们就需要了解影响这些水力参 数（射程、喷洒均匀度和水滴直径）的因素，以便实践中 根据需要调节或选择这些水力参数，使之符合身产的要求。
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
喷头按其工作压力和射程的大小分类
喷头类别 性能
工作压 力 （kg/cm2)
喷水量 （m3/h ） 射程
（m）
低压喷头
1～3
<10 <20
中压喷头
3～5
10 ～ 40 20 ～ 40
高压喷头
>5
>40 >40
旋转式喷头
喷
头
按
其
上式中:
q——喷嘴流量（L/h) Cd——流量系数（＝0.9～0.96） d——喷嘴直径（mm） H——喷嘴进口压力（m） A——单位换算系数（上述单位时A＝12.5）
实例：
喷嘴直径5mm, 工作压力300kPa, 假定 Cd=0.94, 计算其流量。
q A*C *d2 * H d
12.5 *.094* 52 * 30 1610(l / h)
喷头性能
喷头的种类和工 作原理
喷
射流式喷头的水 力学原理
头
摇臂式喷头的结 构
喷水量 工作压力
射程
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。目 前用得最多的是中、近射程喷头，因为它消耗的 能量较小，而且比较容易得到较好的喷灌质量。
压力水头h=600kPa， 25o
利用公式：
L B* d *h
1.4*0.98 1.2*25.4*60 59m
射流式喷头的水力学原理
工作压力、喷水量和射程之间的关系自由出流喷嘴的 流量可按下式计算：
Q F 2gH嘴
式中：
μ——喷嘴的流量系数，一般等于0.9——0.95
F——喷嘴的过水断面积（以平方米为单位）
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。
喷管与整流器
为了争取更大的射程，就必须力求从喷嘴射出的 水舌密实透明(即掺气少)，表面光滑，水舌内的 水流紊动小。 为达到达些要求，除了喷嘴加工应尽量光滑之外， 更重要的是进入喷嘴的水流应经过整直，使水流 平稳达到大部分流线都平行于水舌轴线。
——喷嘴的出口压力（以米为单位，等于喷头的工作压力减去喷头内的水头 损失）。由这个公式可以看出：在喷嘴大小相同时，流量与水头的平方根成正比。
影 响
流量
射
喷头自转速度
程
的
喷射仰角
其
他
喷管结构
因
素
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。
1、喷水量
喷水量(或称喷头流量)是指喷头在单位时间内，
喷 喷射出来的水体积。
头
的 性
表示符号：q 常用单位： m3/h 有时也用L/s 表示
能
转换关系： 1L/s＝3.6 m3/h
测定方法：常采用体积法，循环水池三角堰 或水表测定。
计算喷头流量的半经验方程：
q A * Cd * d 2 * H
固定式喷头
结
构
分
类
管孔式喷头
反作用式 叶轮式 摇臂式 离心式 缝隙式 折射式
多列孔管 单列孔管
固定式喷头
折射式喷头
离心式喷头
特点：
❖喷灌过程中，所有部件固定不动，水流以全圆 或扇形同时向四周散开 ❖ 水流分散，射程小（5～10m）喷灌强度大 ❖ 水滴细小，工作压力低 ❖ 结构简单，工作可靠，寿命长
第三节 摇臂式喷头结构
目前农业上使用的最广泛的是摇臂式喷 头，本节将详细介绍摇臂式喷头的结构，并 说明各部分结构对喷头的影响。
摇臂式喷头由流道、旋转密封机构、驱 动机构和扇型机构四大部分组成，对于全圆 喷洒的喷头则没有扇型机构。
Hd Kd d
上式中：
Hd——工作压力（m） d——喷嘴直径（mm） Kd——水滴粉碎系数 一般：Kd=10——17 好：Kd=11——14
3、射程
射程：指在无风条件下喷头喷洒的水流所能达
喷 头 的
到的最远距离。
表示符号：R 常用单位：m
性 能
测定方法：规定喷灌强度等于各点喷灌强度平 均值5％的那一点，至喷头的距离作为喷头的
第二章 喷头
第一节 喷头的种类及工作原理 第二节 喷头的基本参数、性能指标和影响因素
第三节 摇臂式喷头结构 第四节 喷头的选型与布置
第一节 喷头的种类及工作原理
喷头是喷灌机与喷灌系散成细小的水滴， 并均匀喷洒在灌溉土地上。
因此喷头的性能、结构形式及制造质量的好坏将直接影 响喷灌的质量。
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。
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%
实例:
计算下列条件下喷头的射程，喷嘴直径1.2英寸，