專利名稱：一種毛管水流擾動區及孔口處理的方法
技術領域：
本發明專利屬管道水力學領域，具體涉及一種毛管水流擾動區及孔口處 理的方法。
二背景技術：
面對農業用水供需矛盾日益尖銳，農田灌溉水量損失和浪費相當嚴重的 現實，國內外水利學者們提出了不少新的農田節水灌溉理論和方法，并根據 不同的用水環節提出節約灌溉用水的方法，微灌法就是這些技術中田間灌水 節水技術的主要方法。而滴灌、微噴灌、小管出流灌水、滲灌、微噴帶灌水 等微灌技術都是在毛管上直接開孔或通過安裝專用灌水器灌水。對于不同毛 管，灌水器出流的均勻性對灌水質量的影響極為重要，但目前相關研究成果 僅反映直接測試結果，對于管道內部力的水流力學分布規律成果尚缺少。
三
發明內容
本發明的目的在于提供一種毛管水流擾動區及孔口處理的方法，可以更 好地設計灌水器出口、準確計算管道水頭損失和微灌系統設計，克服了目前 現有設計方法和制造方法的缺陷。
為達到上述目的，本發明采用的技術方案為
一種毛管水流擾動區及孔口處理的方法，其特征在于包括以下內容-
(1) 測量出毛管孔口附近管道內水流擾動區出水孔后壓力變化區，孔前1/8 孔間距 孔后1/2孔間距，擾動區與孔間距的比值在孔前1/8 孔后1/2;
(2) 利用擾動區水流力學分布規律，合理選擇灌水器開口方向或安裝方向 考慮擾動區對水頭損失影響的出流孔入射角75° 120° (不含卯°)的灌水器入口角度；
(3) 根據不同出流角度測量出毛管水流擾動區灌水器入射角或插入角度與 管道軸線呈75。 120。(不含90°)管內水流擾動區；
(4) 利用擾動區完成微灌毛管設計根據設計的局部水頭損失在擾動區范圍 后，利用調整入射角度為75。 120。(不含90°)以提高毛管出流均勻度；
(5) 利用毛管相對流量(當量流量)關系確定灌水器流量，以提高毛管上灌 水器的出流均勻度或微灌灌水均勻度根據擾動區長度與出水孔間距比值為孔 前1/8孔間距 孔后1/2孔間距，調整入射角度為75° 120° (不含90°)，對灌
水均勻度設計的微灌毛管。
與現有技術相比，本發明克服了目前其他借用裝置不便操作或過流斷面尺 寸改變較大的不利影響，利用此原理可以研制開發暗管輸水配水口控制裝置、 渠道配水自動控制轉換裝置、微灌毛管設計等。該發明改變了目前微灌毛管上 水力設計原理與應用技術，有利于提高微灌灌水均勻度和降低微灌系統投資。
具體實施例方式
一種毛管水流擾動區及孔口處理的方法，其特征在于包括以下內容
(1) 計算出微灌毛管孔口附近管道內水流擾動區-毛管水流在管內及孔口處表現出不同規律，出口位置處(灌水器)為反源，
由于出流造成管道內水流特性發生變化，管內水流原有運動波形發生變化，把 由于灌水器不同出流相對流量(灌水器流量占管道總流量比例)和相對管徑不 同則擾動范圍不同，出流相對流量越大，管道內擾動區越小，局部水頭損失越
大；相對出流流量越小，擾動區相對越大，局部水頭損失越小，沿程水頭損失 越大；微灌毛管相對流量變化受多種因素影響，并且相互間的關系也不斷的發 生變化，變化后將進一步改變相對流量關系，并造成微管內擾動區改變。微灌 毛管水力擾動區主要集中在孔前1/8孔間距 孔后1/2孔間距。
(2) 利用擾動區水流力學分布規律，合理選擇灌水器開口方向或安裝方向，以提高毛管上各個灌水器的出水均勻度
微灌毛管相對流量變化主要影響因素有毛管糙率、毛管內徑、毛管硬度、 毛管內水流流態和毛管相內對流量變化等。當毛管內相對流量發生變化后，毛 管水頭損失發生變化，沿程水頭損失隨相對流量呈反比例變化，局部水頭損失 毛管內相對流量發生變化呈正比例變化，把孔口 (灌水器)與毛管流量比值定
義為當量流量。當量流量范圍為0.0042 0.043,利用當量流量原理對毛管設計， 可有效提高各個出水口的出流均勻度。
(3) 根據不同出流角度測量出毛管水流擾動區灌水器入射角或插入角度與 管道軸線呈75° 120° (不含90°)管內水流擾動區；
(4) 利用擾動區完成微灌毛管設計根據設計的局部水頭損失在擾動區范圍 后，利用調整入射角度為75。 120。(不含90°)以提高毛管出流均勻度；
(5) 利用毛管當量流量關系確定灌水器流量，以提高毛管上灌水器的出流均 勻度或微灌灌水均勻度-
毛管內相對流量發生變化是由于灌水器出流或管壁上出水孔出流引起的， 但是，當出水孔或灌水器出口與管壁交角不同時，孔口和灌水器的流量將不同， 當當量流量為0.0042 0.043時，采用合理的接觸角，微灌毛管局部水頭損失將 改變，按照此原理可以設計不同相對流量條件下微灌毛管，以此與管道上壓力 與流量相結合控制毛管上的出水均勻度，從而降低微灌系統投資，灌水器水流 合理入射角或插入角度與管道軸線呈75。 120。(不含90° )。
權利要求
1. 一種毛管水流擾動區及孔口處理的方法，其特征在于包括以下內容(1)計算出毛管孔口附近管道內水流擾動區出水孔后壓力變化區，孔前1/8孔間距～孔后1/2孔間距，擾動區與孔間距的比值在孔前1/8～孔后1/2；(2)利用擾動區水流力學分布規律，合理選擇灌水器開口方向或安裝方向考慮擾動區對水頭損失影響的出流孔入射角75°～120°(不含90°)的灌水器入口角度；(3)根據不同出流角度測量出毛管水流擾動區灌水器入射角或插入角度與管道軸線呈75°～120°(不含90°)管內水流擾動區；(4)利用擾動區完成微灌毛管設計根據設計的局部水頭損失在擾動區范圍后，利用調整入射角度為75°～120°(不含90°)以提高毛管出流均勻度；(5)利用毛管當量流量關系確定灌水器流量，以提高毛管上灌水器的出流均勻度或微灌灌水均勻度根據擾動區長度與出水孔間距比值為孔前1/8孔間距～孔后1/2孔間距，調整入射角度為75°～120°(不含90°)，對灌水均勻度設計的微灌毛管。
全文摘要
本發明專利具體涉及一種毛管水流擾動區及孔口處理的方法，屬管道水力學領域。由于現有農田節約灌溉用水方法中的滴灌、微噴灌、小管出流灌水、滲灌、微噴帶灌水等微灌技術都是在毛管上直接開孔或通過安裝專用灌水器灌水，而對于不同毛管，灌水器出流的均勻性對灌水質量的影響極為重要，但目前對于管道內部力的水流力學分布規律成果尚缺少。本發明采用先測量出毛管孔口附近管道內水流擾動區，再利用擾動區水流力學分布規律，合理選擇灌水器開口方向或安裝方向，再根據不同出流角度測量出毛管水流擾動區并利用擾動區完成微灌毛管設計。改變了目前微灌毛管上水力設計原理與應用技術，有利于提高微灌灌水均勻度和降低微灌系統投資。
文檔編號A01G25/00GK101279304SQ20081001808
公開日2008年10月8日 申請日期2008年4月29日 優先權日2008年4月29日
發明者凱 李, 李援農, 明 洪, 宏 王 申請人:西北農林科技大學