排灌機械簡介

1、第九章 排灌機械第一節(jié)概述發(fā)展機電排灌機械， 是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械化的重要方面， 是發(fā)展社會主義現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的重要措施之一。它對改變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自然條件，抵御自然條件，確保農(nóng)作物的高產(chǎn)，穩(wěn)產(chǎn)具有十分重要的作用。排灌機械中的主要設(shè)備是水泵， 它能把動力機的機械能轉(zhuǎn)變?yōu)樗樗退乃δ埽?可以把水輸送到高處或遠處。水泵的用途很廣。 除農(nóng)田排灌應(yīng)用外， 在國民經(jīng)濟的許多部門如石油、 化工、 水利、 煤礦、 電力、基建工程、 環(huán)保、 城鎮(zhèn)給水等等都需要水泵。 因此， 水泵是現(xiàn)代化設(shè)備不可缺少的一種通用機械。農(nóng)田排灌用的水泵機組包括水泵、動力機、輸水管路及管路附件等（ 圖 91） 。農(nóng)田灌溉的目的是補充自然供水的

2、不足，能調(diào)節(jié)農(nóng)田水分狀況， 使土壤中的養(yǎng)料、溫度、水分與通氣等狀況得到合理的調(diào)節(jié)， 以滿足作物生長發(fā)育對水的適時適量的需要， 達到作物的穩(wěn)產(chǎn)、 高 產(chǎn)、高質(zhì)的目的。溝灌、畦灌和淹灌我國沿用已久，其優(yōu)點是簡便易行、耗能少、投資小。其主要缺點為用水浪費大、田間水利用率只有50 左右，地面工程量大、只改變土壤濕度，不改變田間小氣候，生產(chǎn)率低等。圖 9 一 l 水泵機組1底閥 2吸水管 3 彎管4變徑接管5 真空表 6 水泵 7 壓力表 8 逆止閥 9 閘閥 10 出水管近幾年來， 我國已開始推廣使用噴、 滴灌等先進的灌溉方法。 噴灌和滴灌具有省水、 省工、 省地、保土、保肥，適應(yīng)性強及便于實現(xiàn)灌溉機

3、械化、自動化等優(yōu)點。與地面灌溉相比，一般可以省水30%50%,作物可增產(chǎn)10%30%,工效可提高2030倍，節(jié)省溝渠占地7%13%等，是農(nóng)田灌溉的發(fā)展趨向。第二節(jié)農(nóng)用水泵類型構(gòu)造和特點目前農(nóng)田排灌中使用最多的是離心泵、混流泵和軸流泵。在北方地區(qū)， 還廣泛采用井泵、潛水泵等抽地下水來灌溉。而在南方的丘陵山區(qū)，水力資源豐富，有時則利用水輪泵來提水灌溉。圖 9 2 離心泵的構(gòu)造1水泵軸2軸承體3泵體4葉輪5密封圈6填料7支架、離心泵離心泵的構(gòu)造離心泵的結(jié)構(gòu)主要由泵體、 泵蓋、 葉輪、 泵軸、 軸承、 支架及填料等部件組成( 圖9 2) 。現(xiàn)將其主要部件的構(gòu)造和作用分述如下：葉輪葉輪是水泵重要的工作部

4、件。其作用是將動力機的機械能傳遞給水體，使被抽送的水獲得能量，使具有一定的流量和揚程。因此，葉輪的形狀、尺寸材料和加工工藝對水泵性能有決定性的影響。根據(jù)水泵使用的場合和要求，離心泵的葉輪分為封閉式、半封閉式和開敞式三種 ( 圖 9 3) 。封閉式葉輪兩側(cè)有蓋板，里面有 68個葉片，構(gòu)成彎曲的流道，輪蓋中部有吸入口。這種葉輪適合抽送清水。半封閉式葉輪只有后蓋板和葉片，葉片數(shù)較少，葉槽較寬， 這種葉輪適合抽送含雜質(zhì)較多的水。開敞式葉輪只有葉片，沒有輪蓋，葉片較少，葉槽開敞大，這種葉輪適用抽送槳粒體和污水。圖 9-3 離心泵葉輪(a) 封閉式(b) 半封閉式(c) 開敞式圖 9 4 離心泵葉輪水流方

5、向(a) 單吸泵(b) 雙吸泵圖 9-5 離心泵泵殼1蝸道2隔舌3擴散管只有一個葉輪的離心泵， 叫單級泵。 具有若干個串聯(lián)的葉輪稱為多級泵。 多級泵的揚程等于同一流量下各個葉輪所產(chǎn)生的揚程之和。工作時，單級離心泵的水流沿軸向單側(cè)吸入。雙吸離心泵的水流沿軸向雙側(cè)吸入 ( 圖 9 4) 。它們的進、出水方向互成90 角。泵殼離心泵的泵殼 ( 圖 9 5) 似蝸殼形。其作用是以最小的阻力損失，將從葉輪甩出的水匯集起來， 借助蝸殼形過水斷面由大到小的變化， 將水流在蝸道內(nèi)實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換。 在泵殼的頂部與下部各有一個螺孔，用螺栓堵塞，分別用于充水和排水之用。填料函密封裝置填料函設(shè)在泵軸穿過后泵蓋的軸孔處

6、，用以減小壓力水流出泵外和防止空氣進入泵內(nèi)。起密封作用，同時還可以起到支承，冷卻等作用。填料函由填料座、填料( 油浸棉紗或棉繩) 、水封環(huán)、壓蓋和填料盒組成( 圖 9 6) 。用螺栓改變壓蓋位置可調(diào)整填料松緊度。通?？稍谠囘\轉(zhuǎn)進行調(diào)整。2離心泵的特點對單級離心泵：揚程較高、流量較小，水泵出水口方向可以根據(jù)需要作上、下、左、右的調(diào)整。這種水泵結(jié)構(gòu)簡單、體積小，使用方便。對單級雙吸式離心泵：泵體與泵蓋內(nèi)部構(gòu)成雙向進水流道。特點是揚程較高，流量較單吸泵大。因為泵蓋可以方便掀開，所以檢修比較方便。 適合于丘陵和較大灌區(qū)使用。但是其體積較大， 所以固定使用比較合適。圖 96 填料函示意圖1填料盒2填料座

7、3填料4水封管5水封環(huán)6壓蓋圖 97 立式軸流泵1喇叭管 2葉輪3導(dǎo)水體4泵軸5出水彎管6橡膠軸承7填料盒8填料9填料壓蓋10 聯(lián)軸器二、軸流泵軸流泵的結(jié)構(gòu)由進水喇叭管、葉輪、導(dǎo)水體、出水彎管、泵軸、橡膠軸承、出水彎管、填料函等組成 （ 圖 9-7） 。泵殼、導(dǎo)水葉和下軸承座鑄為一體。葉輪正裝在導(dǎo)水葉的下方， 在水面以下運轉(zhuǎn)。泵軸在上下兩個用水潤滑的橡膠軸承內(nèi)旋轉(zhuǎn)。軸流泵葉輪由26片扭曲型葉片、輪轂、導(dǎo)水錐等組成 （圖9 8） o軸流泵的葉輪有固定葉片的葉輪 （ 葉片與輪鑄成一體 ） 、 半調(diào)節(jié)葉片的葉輪和全調(diào)節(jié)葉片的葉輪三種。 大型泵葉輪的葉片安裝角可以調(diào)整，從而可以改變水泵的工作性能。軸流

8、泵的導(dǎo)水葉有68片，它造成流線形彎曲面，其作用是消除離開葉輪后水流的旋轉(zhuǎn)運動，把動能轉(zhuǎn)換成部分壓能，并引導(dǎo)水流流向出水彎管。軸流泵的殼體呈圓形，上部為彎的水泵管，葉輪進口前設(shè)置吸入喇叭管。軸流泵是一種低揚程，大流量的水泵。適用于平原河網(wǎng)地區(qū)的大面積農(nóng)田灌溉和排澇。三、混流泵混流泵是介于離心泵和軸流泵之間的一種泵型。 其外觀構(gòu)造很像 B 型離心泵， 葉輪形狀粗短， 葉槽比較寬闊，葉片扭曲，且多為螺旋形（ 圖 99） ?；炝鞅锰攸c是揚程適中，流量較大，高效范圍較寬，適合于平原河網(wǎng)地區(qū)和丘陵地區(qū)使用。圖 9-8 軸流泵葉輪四、水輪泵水輪泵的動力是利用水流能量來進行抽水的機械。由作為動力用的水輪機和離

9、心泵所組成（ 圖 9一 l0） 。水輪機轉(zhuǎn)輪與泵葉輪同裝在一根軸上，當具有一定水頭的水向下流動時，沖擊水輪機的轉(zhuǎn)輪，從而帶動水泵葉輪旋轉(zhuǎn)。水輪機的轉(zhuǎn)輪為四葉片螺旋槳式， 葉片與輪轂鑄在一起，水輪機進水口處裝有導(dǎo)流輪，導(dǎo)流輪上固定著1218片流線型導(dǎo)葉，用來使水流均勻平順地進入轉(zhuǎn)輪。在轉(zhuǎn)輪下部有用混凝土澆筑的吸出管。水輪泵的特點是結(jié)構(gòu)簡單緊湊，因靠水力作用運轉(zhuǎn)，無需用油耗電。只要有1 米以上的水頭， 流量一定的溪流跌水的地方都可以安裝建設(shè)水輪泵站， 適用于山區(qū)的抽水和農(nóng)田排灌。 經(jīng)改裝后還可用作加工機械的動力機。圖 9-9 混流泵葉輪圖 910 水輪泵1轉(zhuǎn)輪 2 導(dǎo)流輪轂3泵殼 4泵蓋5濾網(wǎng)6葉

10、輪7出水管8主軸9導(dǎo)流輪10輪轂1 吸出管五、井用泵井泵是專門用于抽提井水的水泵。 根據(jù)井水面的深淺和揚程的高低分成深井泵和淺井泵兩種。 井泵機組由帶有濾水器的泵體部分、輸水管和傳動軸部分以及泵座和電動機部分組成。深井泵是一種立式、多級（葉輪一般220個左右）的離心泵，泵體部分浸沒在井水內(nèi)，動力機安裝在井上，中間用泵軸相連（ 圖 9 11） 。深井泵能從幾十米到上百米的井下抽水， 多用于小口徑機井。 深井泵的特點是結(jié)構(gòu)緊湊， 性能穩(wěn)定，效率較高，使用方便。適用于平原井灌地區(qū)。淺井泵為單級單吸立式離心泵，其揚程一般在50 米以下，常用于大口井或土井。圖 9-12 潛水泵構(gòu)造1上泵蓋 2葉輪 3

11、甩水器 4電纜 5 軸 6密封盒7 電機轉(zhuǎn)子 8 電機定子 9 濾網(wǎng) 10 出水接管六、潛水泵潛水泵是立式電動機與水泵的組合體， 工作時電動機與水泵都浸沒在水中。 電動機在下方， 水泵在上方，水泵上面是出水管部分。在構(gòu)造上，潛水泵由電動機、水泵、進水部分和密封裝置等四部分組成（ 圖 9-12） 。潛水泵密封裝置包括整體式密封盒和大小橡膠密封環(huán)， 分別裝在電動機軸伸出端及電動機與各部件的結(jié)合處。密封盒內(nèi)有上下兩副動、靜磨塊，用彈簧壓緊，起到密封作用。密封盒周圍有一油室，可以冷卻和潤滑盒中的動、靜磨塊。磨塊之間的密封面要求有很高的光潔度和平整度， 以防止水從軸的伸出端漏進電機內(nèi)。泵體部分由葉輪、上

12、、下泵蓋、導(dǎo)流殼、進水節(jié)等零部件組成。電動機為普通三相鼠籠式電動機。1泵體部分2揚水管部分3 傳動部分 潛水泵具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、安裝使用方便、不怕雨淋水淹等特點。但潛水泵供電線路應(yīng)具有可靠的接地措施，以保證安全。嚴禁脫水運轉(zhuǎn)，潛水深度為0. 53m,最深不超過10m,潛水泵放置水下時，應(yīng)垂直吊起，被抽的水溫不高于20 ，一般為無腐蝕性的清水，水中含砂量不應(yīng)大于O 6。第三節(jié)水泵的工作原理和工作性能一、工作原理1離心泵的工作原理離心泵是借離心力的作用來抽水的。圖91 3 為單級離心泵的工作原理。當水泵葉輪在泵殼內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)時，在離心力的驅(qū)使下，葉輪里的水以高速甩離葉輪，射向四周。射出的

13、高速水流具有很大的能量，它們匯集在泵殼里，互相擁擠，速度減慢，壓力增加，壓向出水管。 此時葉輪中心部分由于缺水而形成低壓區(qū)（ 負壓區(qū) ） ， 這時水源在大氣壓力的作用下， 經(jīng)進水管不斷地進入泵內(nèi)。這樣，葉輪不停地轉(zhuǎn)動，水就不斷地被吸入泵內(nèi)并壓送到高處。圖 913 離心泵工作原理1出水管2泵體3葉輪4進水管圖 9 一 14 軸流的工作原理1進水喇叭2出水彎管3聯(lián)軸器 4 導(dǎo)水葉 5 葉輪2軸流泵的工作原理軸流泵是利用葉輪旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的推升力來抽水的 （ 圖 9-14） 。它的葉輪浸沒在水里， 當葉輪旋轉(zhuǎn)時， 水流相對葉片就產(chǎn)生急速的繞流。 這樣葉片對水就產(chǎn)生升力作用， 不斷地把水往上推送， 水流得

14、到葉輪的推力就增加了能量， 通過導(dǎo)水葉和出水彎管送到高處導(dǎo)水葉的作用是消除水流的旋轉(zhuǎn)運動，使泵內(nèi)水流沿泵軸方向流動。3混流泵的工作原理混流泵構(gòu)造介于離心泵和軸流泵之間，混流泵葉輪在水中旋轉(zhuǎn)時，它的葉片即對水產(chǎn)生離心力，又對水產(chǎn)生推升力?；炝鞅霉ぷ髟砭褪强窟@兩種力的作用進行抽水的。二、水泵的工作性能1水泵性能的主要參數(shù)（1）流量又稱出水量，是指水泵出口斷面在單位時間內(nèi)輸出多少體積（或重量）的水。用符號 Q表示，單位用升秒、米時、噸時表示。揚程又稱水頭，是指所輸送的水由水泵進口至出口每單位重量的能量增加值，即水泵能夠揚水的高度。用符號H 表示，其單位以米計。水泵的總揚程（ 全揚程 ） ，以泵軸線

15、為界，分為吸水揚程和壓水揚程麗部分（ 圖 9 15） 。吸水揚程是指水泵能吸上水的高度， 用分揚程，所以吸水揚程又包括實際吸水揚程H 吸表示。 由于水經(jīng)過吸水路管路受阻力和摩擦要損失部（H 實吸 ） 和吸水管路損失揚程（H 吸損 ） 兩部分。壓水揚程是指水泵能把水壓出去的高度， 用 H 壓表示。 同樣， 水在壓出經(jīng)過出水管路也要損失部分揚程，所以壓水揚程包括實際壓水揚程（H 實壓 ） 和壓水管路損失揚程（H 壓損 ） 兩部分。；實際吸水揚程與實際壓水揚程之和為進水池水面到出水池水面的垂直高度， 稱為水泵的總實際揚程 （ 凈揚程 ）H 實。吸水管路和壓水管路的損失揚程之和稱為損失揚程H損。所以一

16、臺水泵的總揚程H 可表示為功率是指水泵在單位時間內(nèi)所作功的大小。水泵功率可分為有效功率，軸功率和配套功率三種。有效功率（N 效） 指水泵中水流得到的凈功率，即水泵的輸出功率，用公式表示為：式中 Y 一一水的容重（kg m。 ） ；Q水泵的流量（m3/s）；H 一一水泵的揚程（m） 。軸功率 （N 軸 ） 指動力機傳給水泵軸的功率，即水泵的輸入功率。通常所說的水泵功率，就是指水泵的軸功率。式中Y-水泵的效率。配套功率（N 配） 指一臺水泵應(yīng)選配動力機的功率數(shù)值， 它應(yīng)大于水泵的軸功率， 以防意外過載。式中 k 一功率備用系數(shù)，y C-傳動效率（）,直接傳動y C =0. 98。在一般情況下，對于

17、中、小型水泵與動力機直接傳動時，配套功率應(yīng)大于軸功率10%20%c效率是指水泵抽水效能，反映水泵對動力的利用情況。水泵的有效功率與水泵軸功率之比，稱為水泵的效率，以 Y符號表示。二般農(nóng)用泵的效率在60%80%之間，有些大型軸流泵效率可達 90 。圖 9-15 水泵的揚程示意圖轉(zhuǎn)速指水泵葉輪每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)，用符號n 表示，單位為 r min 。各種水泵都有一定的設(shè)計轉(zhuǎn)速（ 即額定轉(zhuǎn)速） 。允許吸上真空高度（ 或汽蝕余量） 它反映水泵不產(chǎn)生汽蝕時的吸水性能，是用來確定水泵安裝高度的重要數(shù)據(jù)，離心泵和混流泵用允許吸上真空高度Hs來反映其吸水性能，軸流泵則利用汽蝕余量 h來反映其吸水性能。其單位均以米計。

18、比轉(zhuǎn)數(shù)是表示水泵特性， 并用以分類的一個綜合性數(shù)據(jù)， 用符號 ns 表示。 它與水泵的轉(zhuǎn)數(shù)完全是兩個概念。 一個水泵的比轉(zhuǎn)數(shù)是指一個假想葉輪的轉(zhuǎn)數(shù)， 這個假想葉輪與該水泵的葉輪完全幾何相似，它的揚程為 1 米，有效功率為 0 735 千瓦 （1 馬力 ） ，而流量為 0 075m3 s 時所具有的轉(zhuǎn)數(shù)。比轉(zhuǎn)數(shù)與流量、揚程和轉(zhuǎn)速之問的關(guān)系為式中 n- 水泵的額定轉(zhuǎn)速（r min） ；H水泵的揚程（m）（對多級泵是指一個葉輪的揚程）；Q水泵的流量（m3/s） o對單級雙吸泵，其流量應(yīng)為Q72。比轉(zhuǎn)數(shù)的大小與水泵葉輪形狀和其性能曲線有密切的關(guān)系， 葉輪形狀和水泵性能由它決定， 效率高低，水力損失隨它

19、變化。因此，比轉(zhuǎn)數(shù)在水泵設(shè)計中是很重要的技術(shù)參數(shù)。一般說來，比轉(zhuǎn)數(shù)高的泵，流量大，揚程低，如軸流泵。比轉(zhuǎn)數(shù)低的泵，流量小，揚程高，如離心泵。所以，比轉(zhuǎn)數(shù)可以劃分水泵的類型。2水泵性能曲線水泵性能曲線是水泵運行在額定轉(zhuǎn)速下，通過實驗的方法測得水泵的流量與揚程、軸功率、效率和允許吸上真空高度等參數(shù)之間的關(guān)系， 并繪制成幾條曲線來表示。 按水泵類型匯編成的水泵樣本，可為合理選用水泵提供技術(shù)資料。離心泵的性能曲線 （ 圖 9 16）流量一揚程曲線（Q H）它表示離心泵的揚程隨流量而變化的流量關(guān)系曲線。水泵的流量小，揚程比較高。隨著流量的增大，揚程逐漸下降。其變化較為平緩。在實際中，如將水泵出水管的閘閥

20、關(guān)小，可以獲得較高的揚程，但必須注意水泵效率的變化情況。流量一功率曲線 （Q 一 N） 它表示離心泵的軸功率隨流量而變化的情況。離心泵的軸功率是隨流量增加而逐漸增大， 是一條平滑上升的曲線。 流量為零 （ 閘閥關(guān)閉 ） 時其功率最小， 所以離心泵要關(guān)閉閘閥啟動。此外，離心泵在額定揚程情況下運轉(zhuǎn)，避免動力機超載。流量一效率曲線（Q Y）水泵效率隨流量而變化的關(guān)系曲線。此曲線像一個山頭形狀，當流量為零時， 水泵效率也為零。 隨流量的增大， 效率也逐漸增加， 但超過設(shè)計流量時， 效率反而下降，曲線的變化較為平緩。Q一刀曲線上A點為水泵的效率最高點，即水泵的設(shè)計工作點。為了便于選擇工作點，通常在最高效

21、率點兩側(cè) a、 b 標定為水泵的工作范圍。 在 Q H 曲線上， 用兩條波折線括起來表示（ 圖 9 16） ，水泵在這個高效范圍運轉(zhuǎn)時，可以獲得較高的工作效率。一般離心泵高效區(qū)寬些，使用范圍較大。圖 9 16 離心泵性能曲線流量一允許吸上真空高度曲線 (Q-H ， ) 表示離心泵允許吸上真空高度與流量之間的變化情況，反映水泵的吸水性能與汽蝕性能。在工作范圍內(nèi)，QH:曲線是一條下降的曲線，Hs隨流量的增加而減少。因此當流量減小時，是可以適當提高水泵的揚程和允許吸上真空高度。軸流泵性能曲線 ( 圖 9 17)圖 9 17 軸流泵性能曲線軸流泵性能曲線與離心泵有很大差異。 軸流泵在葉輪葉片安裝角盧和

22、轉(zhuǎn)速n 一定的條件下， 通過實驗方法測得其性能曲線。流量一揚程曲線(Q H)該曲線下降比較迅速，呈陡降形，并且在流量約為額定值一半處具有馬鞍形的不穩(wěn)定區(qū)域。水泵若在不穩(wěn)定區(qū)域運轉(zhuǎn)時，就會發(fā)生振動、 噪音甚至使水泵發(fā)生故障， 所以軸流泵應(yīng)避免在這個區(qū)域內(nèi)運轉(zhuǎn)。流量一功率曲線 (Q 一 N) 軸流泵功率隨流量的增大，軸功率反而小，是一條下降的曲線，流量減少到很小時， 其功率最大。 所以軸流泵要開啟閘閥起動。 軸流泵在高于額定揚程的情況下運轉(zhuǎn)時，要注意動力機超負荷。流量一效率曲線 9一刀)該曲線急速上升又急速下降，變化比較迅速，軸流泵的高效區(qū)很窄， 使用范圍較小?；炝鞅眯阅芮€混流泵工作原理和結(jié)構(gòu)都

23、介于離心泵和軸流泵之間，因此，其性能曲線形狀也介于兩種泵之間，比轉(zhuǎn)數(shù)nS低的混流泵，曲線接近于離心泵，比轉(zhuǎn)數(shù)nS高的混流泵，其曲線形狀接近于軸流泵。3水泵性能調(diào)節(jié)水泵機組在水泵和管路既定條件下只有一個工作點。如果這一水泵工作點工作參數(shù)不符合實際需要， 可采用改變水泵的性能或改變管路布置來調(diào)節(jié)水泵的工作點， 使水泵工作點落在實際需要的工況上，使水泵始終保持在高效范圍內(nèi)工作，達到低成本和提高效益的目的。常用的水泵性能調(diào)節(jié)方法有以下幾種：變速調(diào)節(jié)即改變水泵的轉(zhuǎn)速， 以改變水泵的性能。 一般情況下， 降低水泵轉(zhuǎn)速運行是允許的。水泵性能與轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系可按比例律換算如下。 對原有的水泵， 當它的轉(zhuǎn)速為

24、n1 ， 流量為 Q1， 揚程為H1,功率為N1,允許吸上真空高度為HsK如轉(zhuǎn)速降低為 n2,功率為N2,流量為Q2,揚程為H2,功率為N2,允許吸上真空高度為H s2。則流量揚程功率 吸上真空高度 變速調(diào)節(jié)的優(yōu)點是幾乎沒有什么附加損失， 當轉(zhuǎn)速變化不大時， 變速后水泵的效率基本上與額定轉(zhuǎn)速效率相同， 這是其它調(diào)節(jié)方法難以做到的。 但是水泵的變速調(diào)節(jié)一般只采用降速調(diào)節(jié)， 其降低轉(zhuǎn)速不宜低于額定轉(zhuǎn)速的 50 。否則水泵運轉(zhuǎn)會引起劇烈的振動，而且會導(dǎo)致水泵效率顯著下降，水泵出水量減少。此外，不要任意將水泵轉(zhuǎn)速提高超過其額定轉(zhuǎn)速的10 ，這會增加水泵零部件的應(yīng)力，不能保證水泵的安全運行。變徑調(diào)節(jié)即將

25、水泵的葉輪外徑車削變小，來改變水泵的性能，從而達到擴大水泵使用范圍的目的。水泵的葉輪外徑車小后，水泵的流量、 揚程、功率也將隨著改變， 它們的關(guān)系仍按比例律換算如下：流量揚程功率式中Q1、H1、N1葉輪外徑未車削前D1的水泵流量、揚程和功率；Q2、H2、N2葉輪外彳車削后D2的水泵流量、揚程和功率。切削葉輪通常只適用于比轉(zhuǎn)數(shù)不超過350 的離心泵和混流泵， 對于軸流泵來說， 切削葉輪就需要更換泵殼，是不合算的，所以不宜進行切削。葉輪的切削量不能超過某一范圍， 否則會破壞水泵設(shè)計性能， 效率會下降， 葉輪車削程度和車削后的效率下降情況，與水泵的比轉(zhuǎn)數(shù)有密切關(guān)系 ( 表 9 1) 。變角調(diào)節(jié)用改變

26、軸流泵葉片安裝角的方法，來改變水泵性能，使水泵保持在高效率下運轉(zhuǎn)，以擴大其使用范圍。表 9 1 水泵葉輪最大允許車削量比轉(zhuǎn)數(shù)(ns)60120200300350葉輪最大車削量( )20151197效率下降值每車削10%。下降1%每車削4%，下降1%軸流泵的變角調(diào)節(jié)適用于半調(diào)節(jié)式和全調(diào)節(jié)式軸流泵。半調(diào)節(jié)式水泵調(diào)節(jié)時，要停機拆泵進行，全調(diào)節(jié)式水泵設(shè)有機械或液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)， 可以在泵運行時方便地進行必要的調(diào)節(jié)， 以適應(yīng)水泵運行工況的變化。在轉(zhuǎn)速一定時，減少軸流泵葉片安裝角度，水泵的揚程、流量、功率均相應(yīng)減小，反之則增大，變角后軸流泵最高效率點變化不大，因此，這種方法極有利于軸流泵性能調(diào)節(jié)。水泵的串聯(lián)和

27、并聯(lián)當一臺水泵滿足不了實際揚程和流量要求時，可以將兩臺水泵或多臺水泵串聯(lián)或并聯(lián)工作。水泵的串連運行兩臺或兩臺以上相同性能的水泵頭尾相接， 即一臺水泵的出水管與另一臺水泵的進水管連接，這種裝置方式稱為水泵的串聯(lián)。目的是增加揚程，而保持流量不變。水泵的并聯(lián)工作兩臺或兩臺以上水泵連接到共同的出水管，稱為并聯(lián)，其目的在于增大流量。第四節(jié)水泵的選型、安裝和使用一、水泵的選型泵型選擇得合適，能減少泵站建站投資，而且能使常年運行中排灌效益高，成本低， 選擇水泵是排灌系統(tǒng)設(shè)計中一件十分重要的工作。目前，農(nóng)用水泵型號很多，各有其獨特的規(guī)格性能，水泵選型應(yīng)考慮的原則為：滿足生產(chǎn)中所提出的流量和揚程的要求；水泵常年

28、運行中年均效率高，工作穩(wěn)定，其工作點盡量落在高效區(qū)內(nèi)；按照選定的泵型，建站投資和所需用的功率應(yīng)為最小，運行費用最低；裝機臺數(shù)不宜太多，也不宜過少，應(yīng)盡量選用同一型號的水泵，以便于操作、維修和管理。還應(yīng)考慮動力設(shè)備的綜合利用。要充分利用當?shù)氐乃苜Y源，有條件的地區(qū)應(yīng)盡量選用水輪泵、水錘泵等提水工具。1設(shè)計流量的確定根據(jù)作物的灌水定額、灌溉面積、灌水時間，土壤性質(zhì)及水泵每天工作小時數(shù)等條件通過下式計算得：式中Q灌溉實際所需流量(m3/h)；A灌區(qū)部面積(hm2)；M作物最大一次需水量(m3/hma )；T作物輪灌延續(xù)天數(shù)(d);t 水泵每晝夜開機時數(shù)(h) ；-灌溉水的利用系數(shù)，一般取 刀=0.

29、750. 85。如灌區(qū)種植多種作物，在計算時可按上式分別進行，先計算出各種作物不同時間所需的灌水量，然后把相同時間的灌水流量相加，即可求得灌溉設(shè)計流量。2設(shè)計揚程的確定能保證灌區(qū)95以上的耕地獲得自流灌溉渠道最高水位作為上水位( 出口池水位 ) ，以水源最枯水位作下水位( 進水池水位) 。兩者高程之差則為實際揚程。再加上管路上的損失揚程，便得到灌溉設(shè)計揚程。它是用來作為泵選型的主要依據(jù)。用公式表達即為：式中 h 上 出水池水位；h 下 - 進水池水位；h 損 - 管路損失揚程。在選擇水泵時須注意以下問題：水泵銘牌總揚程必須符合使用條件下裝置總揚程的要求，且應(yīng)先滿足吸程要求。(2)裝置總揚程包括

30、了實際裝置總揚程及損失揚程，初選泵型時，可粗略地按實際揚程的1025估算損失揚程，待選型最后階段，須詳細計算進行校核修正。3水泵型號的確定根據(jù)設(shè)計流量和設(shè)計揚程，便可以利用水泵性能表、水泵性能綜合型譜圖等技術(shù)資料中初步選擇所需的水泵型號。利用水泵性能表選擇水泵首先應(yīng)該從“性能表”中查得所列揚程數(shù)值與計算出來的設(shè)計揚程相符合的水泵， 再查看其流量是否也與設(shè)計流量相符， 如果設(shè)計流量和設(shè)計揚程落在水泵工作范圍內(nèi)，就可以選用這種型號規(guī)格的水泵，水泵性能表可參考泵類產(chǎn)品或其它資料。在計算設(shè)計揚程時， 水泵型號未選好， 與水管配套的管路裝置也未確定， 只能對其損失揚程作粗略的估計，所以在水泵初步選定后，

31、應(yīng)根據(jù)初選的情況，確定管路的具體布置。同時，重新計算它的損失揚程，看它與原來估算的相差多少， 如果相差很小，可基本確定選用該型號的水泵。 如果相差很多， 可能影響水泵的正常運行， 應(yīng)再一次的選擇和調(diào)整， 直到揚程和流量基本相符為止。利用“水泵性能綜合型譜圖”選擇水泵當灌區(qū)面較大，單臺水泵不能滿足流量要求，需選兩臺以上水泵時，常用水泵性能綜合型譜圖來進行選型。具體作法是：先根據(jù)泵站設(shè)計揚程，在該譜上找出揚程符合要求， 而流量不等的幾種泵型， 然后再根據(jù)泵站設(shè)計流量與各臺泵單臺流量， 確定各種泵型水泵的臺數(shù)。 為了進一步選定泵型， 可根據(jù)上述初選的幾種泵型性能從水泵性能的優(yōu)劣、 建站投資的大小、

32、運行管理的方便與否等進行技術(shù)經(jīng)濟比較， 最后選效率高、 投資少、維護方便的水泵。水泵綜合譜圖可以從有關(guān)資料查得。二、水泵的安裝和使用1水泵幾何安裝高度即水泵軸線離進水面的垂直高度。應(yīng)滿足下式要求：式中 H 安- 水泵幾何安裝高度 (m) ；Hs- 水泵允許吸上真空高度(m) ；h吸損一吸水管路損失揚程(m);V進一一水泵進口處的流速(m/s);g- 重力加速度(m s2) 。一般離心泵由于制造工藝和吸水管路內(nèi)的水流阻力及泵內(nèi)的水力損失等的影響， 允許吸上真空高度達不到10m,而只有68ml若超過這一真空值，將導(dǎo)致水泵汽蝕現(xiàn)象的產(chǎn)生。水泵的揚程、流量將降低， 效率也下降， 泵體會產(chǎn)生噪音與振動。

33、 可見水泵汽蝕現(xiàn)象對于水泵正常運行是十分有害的。因此，為了使水泵安全運行，就要設(shè)法改善吸水管路， 減少吸水揚程損失和合理確定水泵的安裝高度。對于軸流泵的安裝高度是根據(jù)其汽蝕余量來確定的， 所謂汽蝕余量， 是指軸流泵葉輪進口處單位重量的水所具有的超過其工作水溫對汽化壓力的富余能量， 也就是必須具有這些富余能量， 才不致發(fā)生葉輪汽蝕。它是用來確定軸流泵安裝高度的重要數(shù)據(jù)。水泵樣本上都規(guī)定有允許汽蝕余量( 通過水泵汽蝕性能測定 ) 。 泵的允許汽蝕余量愈小， 說明水泵的汽蝕性能愈好?？捎孟率接嬎爿S流泵安裝高度：式中 H 吸損一一進水管路損失揚程(m) ；Ht 不同水溫飽和蒸汽壓力水柱高(m，；A h

34、 一汽蝕余量(m)。若HA一為負值，則軸流泵安裝在水面以下；若HA為正值，則表示該泵可安裝在水面以上。2水泵的使用水泵安裝位置盡可能靠近水源的地方，注意土質(zhì)的好壞，四周要寬敞，便于操作和維護。管路的鋪設(shè)應(yīng)短而直，盡量少用彎頭。以減少管路損失揚程和工程費用，對進水管要求具有良好的密封性能，不能漏水漏氣。如果水泵與動力機直接連接，要有共同底座，水泵須安裝水平，要求泵軸與動力機軸的中心線在同一直線上，同時兩聯(lián)軸器問應(yīng)有一定的間隙。(4)用皮帶輪傳動時，一般兩皮帶輪的中心距不小于2m,兩皮帶輪的軸線要平行，要防止皮帶打滑，提高傳動效率。工作前關(guān)閉離心泵出水管上的閘閥，以減輕起動負荷。有吸程的水泵要對進

35、水管和泵殼充水或抽真空，以排盡空氣，具有可調(diào)式葉片的軸流泵。要根據(jù)揚程變化情況，調(diào)好葉片角度，軸流泵、深井泵的橡膠軸承需注水潤滑。運轉(zhuǎn)中要調(diào)好填料函的松緊度，檢查軸承的溫升和壓力表，并注意機組聲響和振動，發(fā)現(xiàn)問題須及時處理。工作后檢查各部件有無松脫，基礎(chǔ)、支座有無歪斜、下沉等情況。離心泵和混流泵在冬季使用完后，應(yīng)放空水管和泵殼內(nèi)的積水，以免積水結(jié)凍，脹裂泵殼和水管。第五節(jié)噴灌機械噴灌是一種先進的灌溉技術(shù)，目前全世界噴灌面積每年約以10%的速度增長。噴灌技術(shù)已由灌溉蔬菜、苗圃和果園向大田作物噴灌發(fā)展。一、噴灌系統(tǒng)分類噴灌系統(tǒng)一般包括水源， 田間渠道工程的水利設(shè)施、 水泵、 動力機、 輸水管路及噴

36、頭等機具設(shè)備。根據(jù)噴灌系統(tǒng)各組成部分可移動的程度，分成固定式、移動式和半固定式三種。1固定式噴灌系統(tǒng)固定式噴灌系統(tǒng)除噴頭外，所有各組成部分都是固定不動的，動力機和水泵構(gòu)成固定的抽水站。干管和支管埋在地下，豎管伸出地面。噴頭固定或輪流安裝在豎管上使用。固定噴灌系統(tǒng)的設(shè)備固定在一個地塊使用， 所以每畝投資較高， 而且需要大量管材， 固定在田間的豎管對機械耕作有一定的妨礙。但使用時操作方便，生產(chǎn)效率高，運行成本較低， 便于實現(xiàn)自動化控制，工程占地少，且易于保證噴灌質(zhì)量，結(jié)合施肥和農(nóng)藥的噴灑也較方便。尤其適用灌水頻繁，經(jīng)濟價值較高的蔬菜和經(jīng)濟作物區(qū)。2移動式噴灌系統(tǒng)移動噴灌系統(tǒng)在田間僅布置供水點，而整

37、套噴灌設(shè)備可以移動，可在不同地塊的供水點抽水作定點噴灑。 這樣就節(jié)省了投資， 提高了設(shè)備利用率。 比較適合我國農(nóng)村當前的需要。但溝渠占地大，管理所需的勞力多。3半固定式噴灌系統(tǒng)半固定式噴灌系統(tǒng)的動力機，水泵和干管是固定的，而噴頭和支管是可以移動的， 在一個位置噴灑完畢， 既可移到下一位置。 由于支管和噴頭可移動， 因而減小了其數(shù)量，從而降低了系統(tǒng)投資。半固定管道式噴灌系統(tǒng)近年來發(fā)展比較快。二、噴頭的種類和工作原理噴頭是噴灌機最重要的組成部件， 其作用和任務(wù)是將水流中的壓能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽埽?噴到空中形成雨滴，噴灑到灌溉面積上，對作物進等行灌溉。噴頭的品種很多， 一般都是按壓力和噴灑特征進行分類。 按

38、壓力分類時， 噴頭可分為低壓噴頭（ 近射程噴頭 ） ，中壓噴頭（ 中射程噴頭） 和高壓噴頭（ 遠射程噴頭） 三種，其工作性能指標見表9 2。表 9 2 噴頭按工作壓力和射程分類類別 低壓噴頭工作壓力 (kPa) 100200噴水量(m3 h)O. 32.5射程 (m) 514中壓噴頭200500O. 8401440高壓噴頭5008004040按噴灑特征分類時， 分為固定散水式和旋轉(zhuǎn)射流式兩大類。 是我國噴灌系統(tǒng)使用最普遍的噴頭型式。1固定散水式噴頭固定散水式噴頭在整個噴灑過程中與豎管沒有相對運動，其噴灑特點是噴出的水沿經(jīng)向向外同時灑開，濕潤面積是一個圓形(或扇形)，濕潤圓半徑一般只有5lOm,

39、噴灌強度較高。 固定散水式噴頭具有結(jié)構(gòu)簡單， 水滴對作物的打擊強度小等優(yōu)點， 它要求的工作壓力也比較低，所以在溫室、菜地、花圃中常使用，這種噴頭的缺點是噴孔易被堵塞。固定散水式噴頭按結(jié)構(gòu)和噴灑特點又可分為折射式、縫隙式和離心式三種。折射式噴頭由噴嘴、折射錐和支架組成( 圖 9 18) ，水流由噴嘴垂直射出后遇到折射錐阻擋，形成薄水層沿四周射出，在空氣阻力作用下裂散為小水滴降落到地面。噴嘴多為515mm勺圓孔，折射錐是一個錐角為120。(這樣噴射仰角為30。可以噴射得最遠)，錐高為613mm的圓錐體。折射式噴頭因其射出水流分散，故射程不遠，一般為510m.噴灌強度為1520mmz h以上。圖 9

40、 一 18 折射式噴頭(a) 外支座式 (b) 內(nèi)支座式1折射錐2噴嘴3支架4管接頭圖 9 一 19 縫隙式噴頭1縫隙 2噴體3管接頭(2)縫隙式噴頭它是在封閉的管端附近開出一定形狀的縫隙，大約 36mm(圖9-1 9)。水流沿噴管自縫隙均勻射出散成水滴，散落到地面，縫隙與水平面多成30 夾角，目的是取得較大的噴灑半徑?？p隙式噴頭比折射式噴頭更簡單， 但可靠性差， 因其縫隙易被污物堵塞，故要求水源清潔，其結(jié)構(gòu)簡單，易于制作，一般用扇形噴灑。(3) 離心式噴頭由噴嘴、錐形軸和蝸形外殼等組成(圖 9 20) 。噴頭工作時水流沿切線方向進入蝸殼，并繞鉛直的錐形軸旋轉(zhuǎn)。這樣，經(jīng)噴嘴射出的薄水層，同時具

41、有沿半徑向外的速度和轉(zhuǎn)動速度，因此在空氣阻力作用下，水層很快被粉碎成細小的水滴， 散落在噴頭周圍。離心式噴頭的優(yōu)點是水滴對作物的打擊強度很小， 缺點是控制面積太小。 離心式噴頭均為全園噴灑， 以安裝在平行噴式噴灌機上使用好，因其可借機組行走彌補控制面積小的缺陷。2旋轉(zhuǎn)射流式噴頭它是目前國內(nèi)外使用得最普遍的一類噴頭。噴頭可具有單噴嘴、雙噴嘴和三噴嘴三種。 因之有壓力水通過噴嘴形成一股、 二股或三股集中射流。 朝一個方向或兩個方向射出，與此同時， 驅(qū)動機構(gòu)使噴頭繞鉛垂軸旋轉(zhuǎn)， 在空氣阻力和粉碎機構(gòu)的作用下， 射流逐步裂散成細小水滴。噴灑在噴頭四周，形成一個以射程為徑的濕潤圓， 由于水流是以射流形式

42、噴出，射程較遠，所以旋轉(zhuǎn)射流式噴頭是屬于中、高壓型噴頭。圖 9 20 離心式噴頭1噴嘴 2蝸殼 3錐形軸9 21 搖臂式噴頭結(jié)構(gòu)1密封圈 2擺塊3搖臂4防水罩5導(dǎo)水板 6偏流板 7噴嘴 8搖臂軸搖臂式噴頭搖臂式噴頭是我國目前使用較普遍的一種噴頭，主要由噴體、搖臂轉(zhuǎn)動機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)密封裝置和扇形機構(gòu)等部分組成( 圖 9-21) 。壓力水流通過噴嘴形成一股集中水舌射出，由于水舌內(nèi)有渦流 又在空氣阻力作用下， 水舌被裂碎成細小的水滴， 并且傳動機構(gòu)使噴頭繞豎軸緩慢旋轉(zhuǎn)，這樣水滴就均勻噴灑在噴頭四周，形成一個半徑等于噴頭射程的扇形灌溉面積。圖 922 穩(wěn)流器的形式(a) 三角形 (b) 管形 (c) 星形

43、 (d) 蜂巢形噴體包括空心軸、彎頭、噴管、噴嘴和穩(wěn)流器?？招妮S在軸套內(nèi)轉(zhuǎn)動，因而要求它的摩擦阻力不大， 彎頭里面的流道要光滑平緩， 以減少阻力損失。 為了消除水流進入彎頭后產(chǎn)生的渦流和流速分布的不均勻性，常在噴管內(nèi)裝上穩(wěn)流器( 圖 922) 。在噴管后裝有一錐管與噴嘴相連， 錐管內(nèi)壁要求平滑。 有的噴頭整個噴管就是一個長錐管。 要求 噴嘴有最好的錐角和光潔度， 噴嘴直徑和錐角是影響射程、 流量和霧化的重要因素。 噴嘴的噴射 仰角為28。30。時射程最遠，為了使從噴嘴射出的水柱集中而密實減小噴頭內(nèi)水力損失，一 般噴頭進口直徑DR2. 5d(d為噴嘴直徑)。搖臂轉(zhuǎn)動機構(gòu)其結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)流器、 搖臂軸

44、、 搖臂彈簧和搖臂體等部件組成。 在搖臂前端的導(dǎo)流器有一偏流板和勺形導(dǎo)水板， 噴水前它置于噴嘴的正前方， 當噴頭工作時水柱通過偏流板沖到導(dǎo)水板上，并從側(cè)面轉(zhuǎn)向射出。搖臂導(dǎo)水器獲得水流的反作用力， 使搖臂外擺轉(zhuǎn)動，并把搖臂彈簧扭緊，但在彈簧力作用下?lián)u臂又回位使導(dǎo)水器進入水柱，偏流板先受水， 使水柱偏流。 一部分水被拍擊細碎落于近處，另一部分水則由偏流板與導(dǎo)水板的間隔中射出，落于稍遠處。與此同時，水流對偏流板的反作力則繼續(xù)對搖臂加速， 使搖臂具有很大的角速度， 搖臂撞擊噴體， 使噴管轉(zhuǎn) 動3。5。，如此周而復(fù)始，便使噴頭繞鉛垂軸線旋轉(zhuǎn)。扇形機構(gòu)( 又稱換向機構(gòu) ) 其作用是使噴頭作扇形運動。 其結(jié)

45、構(gòu)類型很多， 有轉(zhuǎn)釣、 轉(zhuǎn)塊、 臥溝、挺桿、擺塊等五種。擺塊式換向機構(gòu)突出構(gòu)件的受力情況優(yōu)于其它形式， 結(jié)構(gòu)也比較簡單， 工作 時撥桿工作角度小。 因此， 我國的搖臂噴頭多采用這種形式。 如搖臂式噴頭PY1 系列全部采用擺塊式扇形機構(gòu)( 圖 923) 。它包括擺塊、換向彈簧、撥桿和限位銷等部件。扇形機構(gòu)裝在噴管后面。擺塊由于換向彈簧的控制，只有兩個穩(wěn)定位置。在一個位置時，擺塊突起擋住搖臂的后部，限制了搖臂的擺幅，搖臂在水力作用下直接撞擊擺塊，使噴體作反向轉(zhuǎn)動。在另一位置時， 擺塊收縮擋不住搖臂， 搖臂可以自由轉(zhuǎn)動使噴頭作正向旋轉(zhuǎn)。 這突變擺塊是由兩個裝在軸套上的限位銷通過撥桿來控制的。 這樣，

46、 只要調(diào)節(jié)限位銷的相對位置， 就可以使噴頭作任意角度的扇形噴灌。圖 923 擺塊式扇形機構(gòu)1擺塊2換向彈簧3擺塊軸4撥桿軸5 撥桿旋轉(zhuǎn)密封裝置由于噴體空心軸在套軸內(nèi)轉(zhuǎn)動，因而既要保證其轉(zhuǎn)動靈活，又要密封水。因此，噴頭內(nèi)設(shè)置有旋轉(zhuǎn)密封裝置，一般采用三層密封圈 (O 型密封圈、防沙密封圈、減磨密封圈 ) 。旋轉(zhuǎn)密封機構(gòu)是保證正常工作的一個關(guān)鍵，所以要求各零部件必須有足夠的強度和合理結(jié)構(gòu)尺寸，在相對運動部件間要有適應(yīng)的動配合。搖臂式噴頭的另一種型式是垂直搖臂式，它由改變射流方向產(chǎn)生的反作用力推動其間歇旋轉(zhuǎn)的。它的主要優(yōu)點是：受力情況較搖臂式噴頭好， 這是因為擺臂不直接撞擊噴管 振動很小。和其它反作用

47、式噴頭相比，它沒有很復(fù)雜的限速機構(gòu)和易損件。這種噴頭國外用得較多，它是一種適于中、 高壓型的噴頭， 在各種噴灌機上都可適用， 它還可噴灑污水或糞液等含雜質(zhì)的混合液體。典型垂直搖臂式噴頭的主要結(jié)構(gòu)部件如圖 9-24 所示。葉輪式噴頭它由射流沖擊葉輪并通過傳動機構(gòu)帶動噴體旋轉(zhuǎn)。由于射流速度大，所以葉輪的轉(zhuǎn)速很快，但是噴體只要求每分鐘0.2 -0. 35轉(zhuǎn)，同時需要較大驅(qū)動力矩，因此必須大幅度降速。葉輪式噴頭的降速是通過兩級蝸輪蝸桿實現(xiàn)的，所以這種頭也稱為蝸輪蝸桿式噴頭。圖 924 垂直搖臂式噴頭1噴嘴 2正轉(zhuǎn)擺臂3平衡重4噴管 5壓力表6限速機構(gòu)7反轉(zhuǎn)定位器8正轉(zhuǎn)定位器9 推桿lO 反轉(zhuǎn)驅(qū)動板11

48、 正轉(zhuǎn)驅(qū)動導(dǎo)水板葉輪式噴頭的優(yōu)點是轉(zhuǎn)速穩(wěn)定， 并且不會因振動引起旋轉(zhuǎn)失靈， 其主要缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 制造工藝要求較高，成本大，因此，這種噴頭使用不夠廣泛。三、噴頭的基本參數(shù)和噴頭的選擇噴頭的基本參數(shù)。噴頭的基本參數(shù)有以下幾項：(1) 噴嘴直徑 d 噴嘴直徑反映噴頭在一定壓力下的過水能力。在壓力一定的情況下，嘴徑大，噴水量也大，射程也遠，但霧化相對要差；反之嘴徑小，噴水量就少，射程近，但霧化程度好。(2)工作壓力H指工作時噴頭附近的水流壓力，可用壓力表測定，它是一個重要參數(shù)，單位用Pa表示。(3)噴水量Q噴水量即流量，是單位時問內(nèi)噴頭噴出水的體積，單位是m37 h,在估算時可用下式表示或以米水柱

49、表示：式中心一流量系數(shù)，可取 0. 85-0. 95估算； 噴嘴過水斷面面積(m2) ；g- 重力加速度(m s2) ；H 一工作壓力以米水柱表示(m) 。射程R噴頭噴出水流的水平距離叫射程，也稱噴灑半徑，單位以米表示。射程是一項很重要的基本參數(shù)，在噴灌系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計中需要進行估算，在噴頭的噴射仰角為30。32。時估算公式為：式中d噴嘴直徑；H 嘴噴嘴和以米水柱表示。(5) 噴頭的轉(zhuǎn)動速度n 噴頭轉(zhuǎn)動速度噴頭轉(zhuǎn)動速度過快，會減少射程；過慢又會造成地面積水和徑流， 噴頭的轉(zhuǎn)動速度以不產(chǎn)生徑流積水為宜。 一般低壓噴頭每轉(zhuǎn)一圈約 l 分鐘左右， 中壓噴頭每轉(zhuǎn)一圈約34分鐘左右，高壓噴頭每轉(zhuǎn)一圈約67

50、分鐘左右。選擇噴頭時， 工作壓力是噴灌系統(tǒng)的重要技術(shù)參數(shù)。 它直接決定噴頭的射程。 并關(guān)系到設(shè)備投資，運行成本，噴灌質(zhì)量和工程占地等。如果采用高壓噴頭，則射程遠，但因配套功率大，運行成本高，噴出的水滴粗，受風(fēng)影響大，噴灌質(zhì)量不易保證。如果采用低壓噴頭，則水滴細，噴灌質(zhì)量容易保證，而且運行成本低，但管道用量大，投資高。因此，選擇噴頭工作壓力時，要根據(jù)農(nóng)業(yè)技術(shù)要求、經(jīng)濟條件及噴頭型號、性能等綜合進行經(jīng)濟技術(shù)比較而確定。選擇噴頭時還要考慮使噴頭各方面水力性能適合于噴灌作物和土壤特點。 對于蔬菜和幼嫩作物要選用具有細小水滴的噴頭；而玉米、高粱、茶葉等大田作物則可采用水滴較粗的噴頭。 對于粘性土，要選用

51、噴灌強度低的噴頭；而砂質(zhì)土，則可選用噴灌強度高的噴頭，此外，根據(jù)噴灑方式的要求不同，有時可選用扇形或圓形噴灑的噴頭。四、噴頭的噴灑方式與組合形式噴頭的噴灑方式不外乎全圓噴灑或扇形噴灑兩種。圓形噴灑多用于固定式、 半固定式噴灌系統(tǒng)以及多噴頭移動式機組中作定位噴灑。 圓形噴灑噴頭間距大，可減少噴頭數(shù)和投資，降低噴灑強度，為此，應(yīng)盡量選用圓形噴灑。扇形噴灑多用在單噴頭移動式機組中作行進噴灑。扇形灌灑適合在下列條件下應(yīng)用。在風(fēng)較大時，采用順風(fēng)向扇形噴灑，可以減少逆風(fēng)向?qū)ι涑痰挠绊?。在噴灌系統(tǒng)中、地邊、地角或不規(guī)則的地塊中應(yīng)用扇形噴灑，可減少漏噴或重噴，避免將水、肥和農(nóng)藥等噴出界外而造成損失。固定式噴灌

52、系統(tǒng)中， 扇形噴灑的噴頭應(yīng)占有一定比例。 當噴灑地面大于一個噴頭一次定位噴灑的控制面積時， 便需要多噴頭定位噴灑或單噴頭間斷定位噴灑， 各個噴頭之間需要一個合理的布置形式。當噴頭射程相同而組合形式不同時，則噴頭、支管、渠道間距、噴頭有效控制面積及組合均勻度等，也各有不同。噴頭的組合原則是保證噴灑不留空白和有較高的組合均勻度的前提下， 盡量擴大每次組合的控制面積，以減少噴頭、支管移動次數(shù)，取得較好的噴灌效益。常用的噴頭組合形式有六種 ( 圖 9-25) ，這六種組合形式的支管問距 6 和噴頭間距L 見表 9 3。由表可見，全圓噴灑的正方形和正三角形布置，其有效控面積A 最大， 但是在有風(fēng)的影響下

53、，往往不能保證噴灌的均勻性，即噴頭噴灑圖形不再是圓形，而變?yōu)闄E圓形。因此考慮到噴頭射程在風(fēng)影響下的變化特點， 進行平行于風(fēng)的噴頭組合時， 平行于風(fēng)的方向， 其間距可大些；而垂直于風(fēng)的方向，由于兩側(cè)射程都縮小，必須布置得密些。由此，用矩形和等腰三角形的組合形式為佳。表 9 3 各種噴頭組合形式支管間距和噴頭間距噴灑方式 全園組合形式 正方形支管間距b1.42R噴頭間距/L1.42R有效控制面積2RzA圖形編d矩形(1.0 1.5)R(O. 6 1.3).R(O. 6 1.3)R2b正三角形1.5R1.73R2.6R2C等腰三角形(1.2 1.5)R(1 1.2)R(1.2 1.8)R2d矩形1.

54、73RR1.73R2e扇形三角形1.865RR1.865R2f其噴灑中心角常取扇形噴灑矩形組合和扇形噴灑等腰三角形組合常用于移動式單噴頭噴灌機組。a =24002700。圖 9 -25 兒種常用的噴頭組合形式(a) 圓形噴灑正方形組合 (b) 圓形噴灑矩形組合(c) 圓形噴灑正三角形組合 (d) 圓形噴灑等腰三角形組合(e) 扇形噴灑矩形組合 (e) 扇形噴灑等腰三角形組合第六節(jié)滴灌滴灌是將水以點滴的方式， 經(jīng)常地、 緩慢地滴人作物根部附近。 使作物主要根區(qū)的土壤經(jīng)常保持最優(yōu)含水狀況的一種先進灌溉方法。將水源工程和滴灌用的各種設(shè)備組合在一起，稱為滴灌系統(tǒng)( 圖 9-26) 。水流出滴頭后，在重

55、力和毛細管作用力的作用下進入土壤， 形成一定范圍的含水量帶， 作物根系趨向于集中在水分充足、通氣良好、鹽分較少、吸收水條件最好的地方。一、滴灌系統(tǒng)的組成與分類滴灌系統(tǒng)主要由首部樞紐、管路和滴頭三大部分組成。1首部樞紐包括水泵（ 及動力機 ） 、化肥罐、過濾器、控制與測量儀表等。其作用從水源抽水加壓，施入化肥，過濾，將一定壓力，一定數(shù)量的水肥送入干管。2管路包括干管、支管、毛管及必要的調(diào)節(jié)設(shè)備（如壓力表、閘閥、流量調(diào)節(jié)器等） ，其作用是將加壓水均勻地輸送到滴頭。3滴頭其作用是使水流經(jīng)過微小的孔道，形成能量損失，減少其壓力，使水以點的方式灌人作物根系的土壤中。滴灌系統(tǒng)的分類有固定式滴灌系統(tǒng)和移動式

56、滴灌系統(tǒng)兩類。固定式滴灌系統(tǒng)是最常見的， 在這種系統(tǒng)中， 毛管和整個灌水區(qū)是不動的。 顯然毛管和滴頭用量很大， 因此系統(tǒng)的設(shè)備投資較高。 移動式滴灌系統(tǒng)近年來都在開展研究， 它的毛管和滴頭可以移動，但須用較大長度的毛管，靠人工或機械移動，勞動強度大，操作不便。圖 9 26 滴灌系統(tǒng)示意圖1. 水源 2. 水泵 3. 流量計 4. 壓力表5. 化肥罐 6. 過濾器 7. 作物 8. 滴頭9. 毛管 10. 支管 11. 流量調(diào)節(jié)器 12. 干管 二、滴灌設(shè)備滴灌系統(tǒng)的成套設(shè)備，除有些灌溉系統(tǒng)的通用設(shè)備外，還有滴頭、流量調(diào)節(jié)器、過濾器、化肥罐 等部件。l. 滴頭滴頭直接控制著毛 管進人士壤的水流，

57、 它的工作好壞， 密切關(guān)系到滴灌系統(tǒng)能否正常運行。 所以被稱作滴灌系統(tǒng)的 心臟。目前國內(nèi)外滴灌系中常用的滴頭有以下幾種。（1） 長流道滴頭它是靠一個螺紋形式直的狹長細小的流道來形成水頭損失其它方法來增加阻力損失，如增加流道的粗糙度等，使出水口處壓力近于零（ 圖 9-7） 。另外還采用, 水在自重作用下成滴狀滴出。管嘴或孔口滴頭這種滴頭是用一個小管嘴或孔口使水流壓力消散（ 圖 9 28） ，有時，還將一個細而長的管子接在出水口上， 作為一種渦流式孔口滴頭， 為了增加消能效果， 在進水口處增加 切線方向的小孔，使水流中造成渦流。透水毛管水從其管壁上的許多小孔中滲出。 壓力得以消散， 常將簡單的多孔管用于地下滴灌。雙壁毛管 ( 圖 9 一-29) 是以管路的主管腔作毛管輸送壓力水流，為數(shù)不多，間距較大的小孑 L 連