硬水滴灌灌水器堵塞特性和機(jī)理研究
發(fā)布時(shí)間:2021-03-24 19:27
在我國使用地下水進(jìn)行滴灌的大面積井灌區(qū),由于地下水水質(zhì)過硬引發(fā)的灌水器化學(xué)堵塞問題嚴(yán)重制約了滴灌技術(shù)在該類地區(qū)的大規(guī)模推廣和應(yīng)用。解決堵塞問題的關(guān)鍵在于摸清其發(fā)生機(jī)理、明確其影響因素;诖,本文以硬水滴灌系統(tǒng)為研究對象,探明硬水滴灌條件下灌水器和滴灌系統(tǒng)發(fā)生化學(xué)堵塞的一般規(guī)律和基本特征,確定影響化學(xué)堵塞發(fā)生規(guī)律的主要內(nèi)部因素和外部因素及其響應(yīng)機(jī)制,利用精細(xì)電子顯微技術(shù)和物質(zhì)成分分析手段分析灌水器內(nèi)的堵塞物質(zhì)理化特征和動態(tài)變化過程,明確灌水器化學(xué)堵塞發(fā)生的動態(tài)過程,揭示硬水滴灌灌水器化學(xué)堵塞機(jī)理,最終提出了硬水滴灌系統(tǒng)適宜的抗堵塞運(yùn)行方式。初步得到主要結(jié)論如下:(1)明確了滴灌系統(tǒng)化學(xué)堵塞過程中灌水器平均相對流量和灌水均勻度隨時(shí)間的變化可分為“平穩(wěn)階段”和“下降階段”兩個(gè)特征階段。堵塞灌水器的流量下降過程也符合先“平穩(wěn)階段”后“下降階段”的變化規(guī)律。根據(jù)灌水器堵塞過程中流量下降形式將灌水器化學(xué)堵塞分為逐漸堵塞、突然堵塞和波動堵塞三類。室內(nèi)自來水配制硬水滴灌系統(tǒng)的堵塞物質(zhì)主要成分為碳酸鈣,而田間試驗(yàn)灌水器堵塞物中除了化學(xué)沉淀還有較多的微小沙粒和生料帶殘?jiān)?灌水器內(nèi)既有化學(xué)也有物理堵塞過程...
【文章來源】:西北農(nóng)林科技大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:116 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
完全堵塞的灌水器流量下降動態(tài)過程
圖 2-8 4 種灌水器內(nèi)部堵塞物質(zhì) XRD 分析圖譜Fig.2-8 XRD analysis of 4 kinds of emitters硬水滴灌系統(tǒng)的化學(xué)堵塞進(jìn)行研究,主要得到如下結(jié)論:水滴灌會導(dǎo)致灌水器流量下降,發(fā)生堵塞,使灌水器平均相對流量和運(yùn)行時(shí)間的增加而下降,灌水器平均相對流量和灌水均勻度變化曲線段 和 下降階段 兩個(gè)階段,4 種灌水器的兩階段分界點(diǎn)基本一致線可通過線性擬合分段描述,不同灌水器的線性擬合斜率不同,可據(jù)統(tǒng)運(yùn)行期間的運(yùn)行表現(xiàn)。單個(gè)灌水器的流量變化也符合先平穩(wěn)階段后下降階段的特征,灌水器 中流量變化形式:保持穩(wěn)定、小幅下降、大幅下降和回升,根據(jù)灌水的流量變化形式不同,可將灌水器堵塞分為逐漸堵塞、突然堵塞和波器結(jié)構(gòu)類型影響灌水器堵塞類型,壓力補(bǔ)償式灌水器更傾向于發(fā)生波灌水器更傾向于發(fā)生突然堵塞,這是其各自的工作原決定的;迷宮流
、過濾裝置和施肥裝置為楊凌秦川節(jié)水灌溉設(shè)備工程有限公司的產(chǎn)品。過濾裝20 目網(wǎng)式過濾器,每月清洗一次。如圖 2-9 所示,36 條圓柱形迷宮式滴灌管平,管間距 50cm。每條滴灌管長約 7m,其上共有 21 個(gè)灌水器,灌水器技術(shù)參-6 所示。試驗(yàn)開始前,對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行徹底沖洗,試驗(yàn)期間不再沖洗管道系統(tǒng)作時(shí)發(fā)現(xiàn) 30kPa 的工作壓力下滴灌效果較好,因此本試驗(yàn)滴灌系統(tǒng)工作壓力設(shè)a。表 2-6 灌水器技術(shù)參數(shù)Tab.2-6 Technical parameters of emitter參數(shù)工作壓力/kPa流量/(L h-1)流量偏差系數(shù)/(%)特征方程柱迷宮式灌水器 30 1.75 1.53 q=0.9354h0.5參數(shù)管外徑/mm流道寬/mm流道深/mm流道長/mm柱迷宮式灌水器 16.00 0.80 1.00 144.00:以上參數(shù)通過清水試驗(yàn)測量獲得。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]滴灌系統(tǒng)灌水器堵塞機(jī)理與控制方法研究進(jìn)展[J]. 李云開,周博,楊培嶺. 水利學(xué)報(bào). 2018(01)
[2]高鈣鎂離子地下水滴灌施肥系統(tǒng)堵塞效應(yīng)[J]. 王天志,王迪,徐飛鵬,李云開. 排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2017(04)
[3]施肥滴灌加速滴頭堵塞風(fēng)險(xiǎn)與誘發(fā)機(jī)制研究[J]. 劉璐,牛文全,武志廣,官雅輝,李元. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2017(01)
[4]加氯及毛管沖洗控制再生水滴灌系統(tǒng)灌水器堵塞[J]. 宋鵬,李云開,李久生,裴旖婷. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2017(02)
[5]引黃滴灌器堵塞環(huán)境因子的相關(guān)性分析[J]. 杜慧慧,馬太玲,于健,宋耀興. 節(jié)水灌溉. 2016(12)
[6]化學(xué)離子對再生水滴灌灌水器堵塞的影響[J]. 郝鋒珍,李久生,王珍,栗巖峰. 節(jié)水灌溉. 2016(08)
[7]基于CFD-DEM耦合的迷宮流道水沙運(yùn)動數(shù)值模擬[J]. 喻黎明,譚弘,鄒小艷,常留紅,陳立志,范文波. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2016(08)
[8]黃河水滴灌條件下灌水器堵塞試驗(yàn)研究[J]. 張曉晶,于健,馬太玲,宋耀興,盧俊平,杜慧慧,王凡. 灌溉排水學(xué)報(bào). 2016(03)
[9]微灌在中國:歷史、現(xiàn)狀和未來[J]. 李久生,栗巖峰,王軍,王珍,趙偉霞. 水利學(xué)報(bào). 2016(03)
[10]不同運(yùn)行模式下引黃滴灌水濁度與水質(zhì)因子統(tǒng)計(jì)分析[J]. 張曉晶,于健,馬太玲,宋耀興,盧俊平,王凡. 節(jié)水灌溉. 2015(12)
博士論文
[1]微咸水滴灌系統(tǒng)灌水器化學(xué)堵塞機(jī)理及控制方法研究[D]. 張鐘莉莉.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
碩士論文
[1]肥液對不同迷宮結(jié)構(gòu)滴頭抗堵塞性能影響試驗(yàn)研究[D]. 武志廣.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
[2]齒形流道結(jié)構(gòu)對滴頭水力性能影響的試驗(yàn)研究[D]. 潘雅閣.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
[3]灌水量和滴灌系統(tǒng)水氮施用方式對番茄生長發(fā)育的影響[D]. 劉世和.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2016
[4]渾水特性及水溫對迷宮流道灌水器抗堵塞性能的影響[D]. 劉璐.中國科學(xué)院研究生院(教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心) 2012
[5]滴灌灌水器三角形迷宮流道結(jié)構(gòu)抗堵塞性能試驗(yàn)研究[D]. 陳雪.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2008
[6]迷宮灌水器內(nèi)固液兩相流數(shù)值模擬[D]. 徐文禮.太原理工大學(xué) 2008
[7]迷宮式灌水器流道內(nèi)水沙兩相流研究[D]. 楊曉池.西安理工大學(xué) 2006
[8]滴頭水力性能與抗堵塞性能試驗(yàn)研究[D]. 王建東.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2004
本文編號:3098263
【文章來源】:西北農(nóng)林科技大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:116 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
完全堵塞的灌水器流量下降動態(tài)過程
圖 2-8 4 種灌水器內(nèi)部堵塞物質(zhì) XRD 分析圖譜Fig.2-8 XRD analysis of 4 kinds of emitters硬水滴灌系統(tǒng)的化學(xué)堵塞進(jìn)行研究,主要得到如下結(jié)論:水滴灌會導(dǎo)致灌水器流量下降,發(fā)生堵塞,使灌水器平均相對流量和運(yùn)行時(shí)間的增加而下降,灌水器平均相對流量和灌水均勻度變化曲線段 和 下降階段 兩個(gè)階段,4 種灌水器的兩階段分界點(diǎn)基本一致線可通過線性擬合分段描述,不同灌水器的線性擬合斜率不同,可據(jù)統(tǒng)運(yùn)行期間的運(yùn)行表現(xiàn)。單個(gè)灌水器的流量變化也符合先平穩(wěn)階段后下降階段的特征,灌水器 中流量變化形式:保持穩(wěn)定、小幅下降、大幅下降和回升,根據(jù)灌水的流量變化形式不同,可將灌水器堵塞分為逐漸堵塞、突然堵塞和波器結(jié)構(gòu)類型影響灌水器堵塞類型,壓力補(bǔ)償式灌水器更傾向于發(fā)生波灌水器更傾向于發(fā)生突然堵塞,這是其各自的工作原決定的;迷宮流
、過濾裝置和施肥裝置為楊凌秦川節(jié)水灌溉設(shè)備工程有限公司的產(chǎn)品。過濾裝20 目網(wǎng)式過濾器,每月清洗一次。如圖 2-9 所示,36 條圓柱形迷宮式滴灌管平,管間距 50cm。每條滴灌管長約 7m,其上共有 21 個(gè)灌水器,灌水器技術(shù)參-6 所示。試驗(yàn)開始前,對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行徹底沖洗,試驗(yàn)期間不再沖洗管道系統(tǒng)作時(shí)發(fā)現(xiàn) 30kPa 的工作壓力下滴灌效果較好,因此本試驗(yàn)滴灌系統(tǒng)工作壓力設(shè)a。表 2-6 灌水器技術(shù)參數(shù)Tab.2-6 Technical parameters of emitter參數(shù)工作壓力/kPa流量/(L h-1)流量偏差系數(shù)/(%)特征方程柱迷宮式灌水器 30 1.75 1.53 q=0.9354h0.5參數(shù)管外徑/mm流道寬/mm流道深/mm流道長/mm柱迷宮式灌水器 16.00 0.80 1.00 144.00:以上參數(shù)通過清水試驗(yàn)測量獲得。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]滴灌系統(tǒng)灌水器堵塞機(jī)理與控制方法研究進(jìn)展[J]. 李云開,周博,楊培嶺. 水利學(xué)報(bào). 2018(01)
[2]高鈣鎂離子地下水滴灌施肥系統(tǒng)堵塞效應(yīng)[J]. 王天志,王迪,徐飛鵬,李云開. 排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2017(04)
[3]施肥滴灌加速滴頭堵塞風(fēng)險(xiǎn)與誘發(fā)機(jī)制研究[J]. 劉璐,牛文全,武志廣,官雅輝,李元. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2017(01)
[4]加氯及毛管沖洗控制再生水滴灌系統(tǒng)灌水器堵塞[J]. 宋鵬,李云開,李久生,裴旖婷. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2017(02)
[5]引黃滴灌器堵塞環(huán)境因子的相關(guān)性分析[J]. 杜慧慧,馬太玲,于健,宋耀興. 節(jié)水灌溉. 2016(12)
[6]化學(xué)離子對再生水滴灌灌水器堵塞的影響[J]. 郝鋒珍,李久生,王珍,栗巖峰. 節(jié)水灌溉. 2016(08)
[7]基于CFD-DEM耦合的迷宮流道水沙運(yùn)動數(shù)值模擬[J]. 喻黎明,譚弘,鄒小艷,常留紅,陳立志,范文波. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2016(08)
[8]黃河水滴灌條件下灌水器堵塞試驗(yàn)研究[J]. 張曉晶,于健,馬太玲,宋耀興,盧俊平,杜慧慧,王凡. 灌溉排水學(xué)報(bào). 2016(03)
[9]微灌在中國:歷史、現(xiàn)狀和未來[J]. 李久生,栗巖峰,王軍,王珍,趙偉霞. 水利學(xué)報(bào). 2016(03)
[10]不同運(yùn)行模式下引黃滴灌水濁度與水質(zhì)因子統(tǒng)計(jì)分析[J]. 張曉晶,于健,馬太玲,宋耀興,盧俊平,王凡. 節(jié)水灌溉. 2015(12)
博士論文
[1]微咸水滴灌系統(tǒng)灌水器化學(xué)堵塞機(jī)理及控制方法研究[D]. 張鐘莉莉.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
碩士論文
[1]肥液對不同迷宮結(jié)構(gòu)滴頭抗堵塞性能影響試驗(yàn)研究[D]. 武志廣.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
[2]齒形流道結(jié)構(gòu)對滴頭水力性能影響的試驗(yàn)研究[D]. 潘雅閣.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
[3]灌水量和滴灌系統(tǒng)水氮施用方式對番茄生長發(fā)育的影響[D]. 劉世和.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2016
[4]渾水特性及水溫對迷宮流道灌水器抗堵塞性能的影響[D]. 劉璐.中國科學(xué)院研究生院(教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心) 2012
[5]滴灌灌水器三角形迷宮流道結(jié)構(gòu)抗堵塞性能試驗(yàn)研究[D]. 陳雪.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2008
[6]迷宮灌水器內(nèi)固液兩相流數(shù)值模擬[D]. 徐文禮.太原理工大學(xué) 2008
[7]迷宮式灌水器流道內(nèi)水沙兩相流研究[D]. 楊曉池.西安理工大學(xué) 2006
[8]滴頭水力性能與抗堵塞性能試驗(yàn)研究[D]. 王建東.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2004
本文編號:3098263
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