1、節(jié)水灌溉是農業(yè)現(xiàn)代化的重要組成部分，發(fā)展節(jié)水灌溉、提高水利用率是實現(xiàn)現(xiàn)代化的必由之路。當前我國的情況是：一方面水資源嚴重不足，另一方面農業(yè)灌溉水的利用率很低，浪費十分嚴重。我國農業(yè)灌溉長期沿用原始的灌溉方法，因此節(jié)水空間很大。 節(jié)水灌溉是根據(jù)作物需水規(guī)律及當?shù)毓┧畻l件，為了有效的利用降水和灌溉水，獲取農業(yè)的最佳經(jīng)濟效益、社會效益、生態(tài)環(huán)境效益而采取的多種措施的總稱。灌溉水從水源到田間要經(jīng)過幾個環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)都存在水量無益損耗。凡

2、是在這些環(huán)節(jié)中能夠減少水量損失、提高灌溉水使用效率和經(jīng)濟效益的各種措施，均屬于節(jié)水灌溉的范疇。 節(jié)水灌溉的措施主要有以下幾種：(1)合理地開發(fā)和利用水資源.(2)降低渠道水量損失.(3)采用節(jié)水型灌水方法和技術.(4)農藝節(jié)水技術即從農作物本身尋求節(jié)水方法.(5)提高用水管理水平.噴灌技術是節(jié)水型灌水方法之一，是利用專門的設備把水加壓，或利用水的自然落差將有壓水送到灌溉地段，通過噴灑器噴射到空中形成水滴，像下雨一樣噴灑到作物上和

3、田間的灌水方法。噴灌不僅可以滿足園林綠地和運動場草坪的養(yǎng)護需要，而且也為人們的生活環(huán)境增添了一道靚麗的景觀。這種方法具有省水、增產(chǎn)、省工、省地、保土、保肥、適應性強和可綜合利用等優(yōu)點。 噴灌技術中常用的噴灌設備有電動圓形噴灌機，電動平移式噴灌機，滾移式噴灌機，卷盤式噴灌機。本文主要針對卷盤式噴灌機的研制。 卷盤式噴灌機是70年代初期在移管式噴灌系統(tǒng)基礎上發(fā)展起來的，是一種結構緊湊、移動方便、操作人員少和能自動行走進行噴灑

4、作業(yè)的噴灌機具。卷盤式噴灌機由噴頭車、軟管、水力驅動機和卷盤車等部分組成。進行噴灌作業(yè)時，軟管被拉鋪在被灌地面上，利用噴灌壓力水驅動卷盤轉動纏繞軟管，牽引噴頭緩慢移向卷盤并進行噴灑作業(yè)。其中軟管為特制的中密度聚乙烯黑色半軟管，具有耐高壓、耐拖拉、耐彎曲等特點。這種噴灌機的使用壽命可達10年以上，操作簡便，可自動化運行，只需1-2人管理?？蓵円构ぷ?，每天只需移動一兩次，安裝一次只需20多分鐘。每臺噴灌機可控制3-50hm2土地?？蛇m應不同

5、地區(qū)、作物、土壤和水源。被灌地面不需任何工程設施，也不受田間樹木、電桿等障礙的影響，只要有水源，接上壓力水就可進行移動噴灌，灌完即可將整機入庫保管?；谶@些優(yōu)點，進一步說明研制卷盤式噴灌機的必要性。 研制卷盤式噴灌機的第一步就是輸水系統(tǒng)中卷盤軸徑尺寸的選取，尺寸選取主要以纏繞在卷盤上的軟管的阻力損失小且變化平穩(wěn)為依據(jù)。通過對流體運動學中流體的分類、管內流動狀態(tài)等一些基本知識的了解，可知，在本試驗給定的參數(shù)條件下，軟管內的流體即水

6、的流動為粘性、不可壓縮的湍流流動。軟管的阻力損失主要是沿程阻力損失和局部阻力損失兩種。造成沿程阻力損失的原因主要是沿流動路程上，各流體層之間的內摩擦而產(chǎn)生的流動阻力。而局部阻力損失主要是由于軟管彎曲，當水流經(jīng)過時，流動方向受到約束，在流動路程上，產(chǎn)生渦流及二次流，水流不能充分發(fā)展，主流能量損耗造成的。 為了確定最佳的軟管彎曲曲率半徑，有必要對軟管的阻力損失進行試驗研究。本文是采用計算機軟件仿真模擬和臺架試驗相結合的方法達到最終試

7、驗目的的。 模擬試驗中，使用FLUENT流體運動仿真軟件對彎曲軟管內的水流運動進行模擬分析。FLUENT是用于計算流體和傳熱問題的程序。該程序由5個部分組成，分別為用于建立幾何結構和網(wǎng)格生成的GAMBIT，用于進行流動模擬計算的求解器FLUENT，用于模擬PDF燃燒過程的prePDF，用于從現(xiàn)有的邊界網(wǎng)格生成體網(wǎng)格的Tgrid和轉換其他程序生成的網(wǎng)格的Filters(Translators)。彎曲軟管內的水流流動模擬主要涉及到該

8、程序的前兩個部分。由于在GAMBIT中繪制螺旋彎管相當困難，本試驗是在AutoCAD中應用特定程序繪制的1/4彎曲軟管模型，并導入到GAMBIT中的。一經(jīng)導入后，便在GAMBIT中對該模型進行網(wǎng)格劃分和定義邊界類型。為FLUENT5/6輸出網(wǎng)格。啟動FLUENT求解器，讀入網(wǎng)格文件。通過網(wǎng)格檢查、建立求解模型、設置標準湍流模型、流體的物理屬性、邊界條件、求解控制后，進行求解計算。最后得到不同曲率半徑1/4彎曲軟管的模擬試驗數(shù)據(jù)。

9、 在臺架試驗中，根據(jù)試驗裝置的流程圖，將水泵、玻璃轉子流量計、閥門、壓力表、鐵管等試驗材料組裝成測定軟管阻力損失的試驗裝置，完成實驗臺的搭建。調解各閥門的開度，將流量計顯示的流量值控制在5m3/h，記下壓力表讀數(shù)，更換試驗管段。得到曲率半徑分別為215mm，315mm，415mm，515mm的纏繞一周的彎曲軟管的阻力損失數(shù)值。 模擬試驗數(shù)據(jù)和臺架試驗實測數(shù)據(jù)對比分析后，兩種試驗方法的數(shù)據(jù)基本上吻合，誤差均在2％以下，可用模擬試驗