亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        基于PIPENET的在線式水肥一體化施肥機(jī)管路優(yōu)化設(shè)計(jì)

        2020-04-15 09:05:44尹義蕾張?jiān)录t張學(xué)軍
        節(jié)水灌溉 2020年1期
        關(guān)鍵詞:施肥機(jī)文丘里水肥

        李 愷,尹義蕾,何 斌,侯 永,張?jiān)录t,張學(xué)軍

        (1. 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院,北京 100125; 2. 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)設(shè)施結(jié)構(gòu)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100125;3. 西北農(nóng)林科技大學(xué),陜西 楊凌 712100)

        0 引 言

        隨著國(guó)家設(shè)施農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展,設(shè)施裝備水平也在不斷提升,水肥管理作為生產(chǎn)管理中重要一環(huán),也逐漸被生產(chǎn)者所重視,相應(yīng)的水肥一體化施肥設(shè)備需求不斷加大,市場(chǎng)上形形色色的施肥機(jī)集中涌現(xiàn),而不同的設(shè)備混肥原理基本相同,但由于不同園區(qū)水源條件差異較大,在吸肥混肥部分的管路設(shè)計(jì)和水泵選型方面常存在不匹配情況,需要在設(shè)計(jì)初期就根據(jù)具體情況做差異性設(shè)計(jì)[1]。在基本管路原定確定的條件下,為快速準(zhǔn)確地確定管路相關(guān)尺寸,選擇合適的水泵類(lèi)型和型號(hào),選擇PIPENET軟件作為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具[2]。

        PIPENET軟件具有高效、準(zhǔn)確的管網(wǎng)系統(tǒng)計(jì)算工具,對(duì)樹(shù)狀管網(wǎng)、環(huán)狀管網(wǎng)等復(fù)雜管網(wǎng)水力計(jì)算、多水源系統(tǒng)模擬等方面已獲得廣泛應(yīng)用。國(guó)內(nèi)針對(duì)消防、海上鉆井平臺(tái)結(jié)合科學(xué)的計(jì)算方法來(lái)核準(zhǔn)整個(gè)系統(tǒng)的流體阻力,進(jìn)行防水錘沖擊、系統(tǒng)穩(wěn)定性等方面的研究已有很多[3-6]。本文采用 PIPENET 軟件的標(biāo)準(zhǔn)模塊,對(duì)單機(jī)設(shè)備內(nèi)管路通過(guò)導(dǎo)入計(jì)算模型、設(shè)置邊界條件和管道部件參數(shù),進(jìn)行仿真分析,并通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證確定仿真結(jié)果的可參考性,便于后續(xù)的系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)。因此,使用以上方法得到的計(jì)算結(jié)果將為水肥一體化施肥機(jī)管路的設(shè)計(jì)合理與否提供重要依據(jù)。

        1 在線式水肥一體化施肥機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成

        我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)主要還是以單棟日光溫室或塑料大棚為主,土壤栽培占絕大多數(shù),水肥一體化技術(shù)是設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中節(jié)水節(jié)肥的重要手段[7],而施肥機(jī)作為重要載體,通過(guò)文丘里管、比例施肥泵、計(jì)量泵等核心元件實(shí)現(xiàn)水與肥料的適量混合,并注入施肥管道,通過(guò)滴灌、噴灌等方式完成施肥與灌溉。

        結(jié)合實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)河北永清龍虎莊鄉(xiāng)當(dāng)?shù)厮辞闆r,本研究針對(duì)日光溫室膜下微噴灌溉設(shè)計(jì)了在線式水肥一體化施肥機(jī),圖1為施肥機(jī)管路原理圖,設(shè)備包括主管路和吸肥支路,設(shè)備管路均采用PVC-U給水管。為減少占地面積,設(shè)備整體采用立式結(jié)構(gòu),混肥核心部件為文丘里管。

        圖1 施肥機(jī)管路原理

        試驗(yàn)溫室種植區(qū)域長(zhǎng)70 m,寬8 m,種植面積560 m2,采取膜下微噴方式種植黃瓜為,一壟雙行,壟中心距0.6 m,使用φ28微噴帶,噴孔間隔100 mm,水源流量為30 m3。

        施肥機(jī)最主要的性能參數(shù)是混肥能力,混肥核心部件文丘里管的吸肥量主要取決于喉部負(fù)壓,喉部負(fù)壓與文丘里管出入口壓力差呈線性關(guān)系,與通過(guò)流量平方呈線性關(guān)系[8],因此仿真關(guān)注出入口壓力差及通過(guò)流量,按照肥料稀釋比例500倍,母液配置稀釋10倍,還需要施肥機(jī)稀釋倍數(shù)為50倍,按照30 m3/h灌溉流量需求。

        2 管道流阻計(jì)算方法

        采用PIPENET管網(wǎng)流體分析軟件中standard模塊進(jìn)行仿真計(jì)算[9]。

        2.1 沿程壓力損失計(jì)算

        管道沿程壓力損失ΔPY按Darcy-Weisbach公式計(jì)算,即:

        (1)

        式中:λ為管道摩擦系數(shù),按式(2)計(jì)算;L為管道長(zhǎng)度,m;d為管道內(nèi)徑,mm;ρ為水肥溶液密度,kg/m3;v為管道內(nèi)流速,m/s。

        在線式水肥一體化施肥機(jī)主體管路按照30 m3/h設(shè)計(jì),所用管路為截面為圓形的UPVC供水管,管道內(nèi)徑100 mm。管道摩擦系數(shù)與流動(dòng)狀態(tài)及管壁粗糙度有關(guān),根據(jù)設(shè)計(jì)流速,λ按Colebrook方程計(jì)算[10],即式(2)。施肥機(jī)內(nèi)管道雷諾數(shù)Re>2 000,系統(tǒng)處于過(guò)渡狀態(tài)或紊流狀態(tài),其中Re按式(3)計(jì)算[11]。

        (2)

        (3)

        式中:ε為管壁等值粗糙度,mm;μ為水肥溶液的動(dòng)力黏度,Pa·s。

        2.2 局部壓力損失計(jì)算

        管道中的彎頭、三通等管件的局部壓力損失ΔPJ為:

        (4)

        式中:ζ為管道各局部阻力系數(shù)。

        彎頭、三通等管件的局部阻力系數(shù)ζ的取值根據(jù)相關(guān)動(dòng)力管道設(shè)計(jì)規(guī)范[12]及PVC-U管件標(biāo)準(zhǔn)[13]確定。

        2.3 高差靜壓降計(jì)算

        管道進(jìn)出口位置高度差產(chǎn)生的靜壓降ΔPH為:

        (5)

        式中:HI、HO分別為管道進(jìn)口、出口的位置標(biāo)高,m;g為重力加速度,g=9.81 m/s2。

        2.4 管道總壓力損失計(jì)算

        管道總壓力損失由沿程壓力損失、局部壓力損失、高差靜壓降的壓力損失3部分組成, 管道總壓力損失ΔP為:

        ΔP=ΔPY+ΔPJ+ΔPH

        (6)

        3 計(jì)算假設(shè)及邊界條件

        (1)施肥機(jī)處于灌溉系統(tǒng)中,系統(tǒng)供水及施肥處于穩(wěn)定流動(dòng)狀態(tài),擬定設(shè)備仿真處于20 ℃環(huán)境溫度中。

        (2)在實(shí)際環(huán)境中,施肥機(jī)供水水源流量為30 m3/h,施肥末端滴灌帶要求壓力為0.15 MPa。

        (3)管壁的等值粗糙度取0.1 mm。

        (4)為滿足穩(wěn)定吸肥,文丘里管進(jìn)、出口端壓力差要大于0.15 MPa。

        4 計(jì)算模型及參數(shù)輸入

        在PIPENET軟件環(huán)境下,根據(jù)在線式水肥一體化施肥機(jī)系統(tǒng)構(gòu)建管道計(jì)算模型,如圖3所示。圖中節(jié)點(diǎn)1與節(jié)點(diǎn)8分別為施肥機(jī)的供水口及灌溉口,即系統(tǒng)入口和出口。各段管道編號(hào)如圖4所示。各節(jié)點(diǎn)及管路參數(shù)設(shè)置如表1所示。

        圖4 施肥機(jī)管道計(jì)算模型

        按照肥料稀釋比例500倍,母液配置稀釋10倍,還需要施肥機(jī)稀釋倍數(shù)為50倍,按照30 m3/h灌溉流量需求,吸肥流量約600 L/h,水泵流量約為6 m3/h。選擇流量4~8 m3/h的臥式離心泵,通過(guò)利用多項(xiàng)式模型擬合水泵流量圧力曲線滿足:

        y= -0.004 5x2-0.003 5x+0.385 4

        (7)

        5 計(jì)算結(jié)果

        通過(guò)PIPENET軟件仿真得到結(jié)果,主管路流速為0.9~1.2 m,符合設(shè)備經(jīng)濟(jì)流速,水泵實(shí)際運(yùn)行流量5.488 m3/h滿足水泵運(yùn)行工況需求。系統(tǒng)最大壓力為0.379 MPa,處于UPVC管路安全壓力范圍內(nèi)。文丘里管處進(jìn)出口端壓力差為0.22 MPa,滿足吸肥啟動(dòng)壓力,文丘里管內(nèi)流量2.743 m3/h(圖5~圖7)。

        表1 施肥機(jī)節(jié)點(diǎn)及管路參數(shù)設(shè)置

        圖5 施肥機(jī)管道流量仿真結(jié)果(單位:m3/h)

        圖6 施肥機(jī)管道流速仿真結(jié)果(單位:m)

        圖7 施肥機(jī)節(jié)點(diǎn)壓力仿真結(jié)果(單位:MPa G)

        6 試驗(yàn)驗(yàn)證

        為驗(yàn)證仿真結(jié)果的可靠性,在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行了施肥機(jī)管路性能檢測(cè)試驗(yàn),通過(guò)初始設(shè)計(jì)搭建如圖2的在線式水肥一體化施肥機(jī)性能測(cè)試平臺(tái)。實(shí)驗(yàn)臺(tái)包括3個(gè)聯(lián)通的1.5 m3蓄水桶,蓄水桶出口接入額定流量為30 m3/h的變頻泵,施肥機(jī)按照仿真優(yōu)化的管徑和CHL4-30臥式離心泵搭建試驗(yàn)樣機(jī),選配DN20文丘里管,施肥機(jī)出入口分別安裝壓力表及流量表(圖8)。

        1-入口壓力表;2-入口流量計(jì);3-蓄水箱;4-水源變頻泵;5-出口流量計(jì);6-出口壓力表;7-施肥機(jī)圖8 施肥機(jī)管路驗(yàn)證試驗(yàn)系統(tǒng)

        調(diào)整出口球閥和水源水泵變頻器設(shè)定壓力,使系統(tǒng)出口壓力為0.15 MPa且系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后入口壓力0.163 MPa,流量為30 m3/h,施肥機(jī)主管路壓力為0.154 MPa,仿真結(jié)果與實(shí)測(cè)值誤差小于5.5%(圖9)。單路吸肥流量分別為336、319 L/h,出口處肥料溶液EC值波動(dòng)范圍為2 200~2 600 mS/cm,通過(guò)調(diào)整吸肥管路上的針閥可以調(diào)整施肥機(jī)吸肥量,從而調(diào)整灌溉溶液的EC值,設(shè)備滿足水肥一體化灌溉使用。

        圖9 施肥機(jī)水泵仿真結(jié)果

        7 結(jié) 論

        (1)通過(guò)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)可以看出,基于PIPENET進(jìn)行施肥設(shè)備管路輔助設(shè)計(jì)可校核設(shè)備管徑合理性,快速計(jì)算水泵實(shí)際工作工況點(diǎn),有利于水泵迅速選型工作狀態(tài)的調(diào)整,通過(guò)仿真結(jié)果與實(shí)測(cè)值對(duì)比主管路壓力誤差小于5.5%。

        (2)PIPENET模擬分析軟件用于施肥設(shè)備管路輔助設(shè)計(jì)結(jié)果可靠,減少或簡(jiǎn)化樣機(jī)試制輪次,從而加速施肥機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程。

        猜你喜歡
        施肥機(jī)文丘里水肥
        文丘里洗滌器在凈化粗煤氣中的應(yīng)用及優(yōu)化
        云南化工(2023年6期)2023-07-04 01:35:20
        雅苒致力于推動(dòng)水肥一體化
        “水肥一體”新系統(tǒng) 助力增收有一手
        自走式果園氣爆深松施肥機(jī)打穴機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與試驗(yàn)
        高溫高壓飛灰過(guò)濾器文丘里管故障原因分析及應(yīng)對(duì)措施
        化工管理(2020年10期)2020-04-30 10:20:36
        文丘里管在國(guó)六排放標(biāo)準(zhǔn)中的應(yīng)用分析
        “水肥一體化”這么厲害!
        淺談水肥一體化技術(shù)在北方貧困山區(qū)的應(yīng)用與推廣
        變速秸稈還田帶狀播種施肥機(jī)作業(yè)技術(shù)應(yīng)用及分析
        高濃度煤粉流經(jīng)文丘里管的管內(nèi)黏附結(jié)垢現(xiàn)象
        色欲AV成人无码精品无码| 无码人妻丰满熟妇啪啪网站| 高清偷自拍第1页| 久久精品国产丝袜| 激情视频在线观看国产中文| 黄色影院不卡一区二区| 午夜精品射精入后重之免费观看| 成人国产精品免费视频| 乱色视频中文字幕在线看| 日本韩国三级在线观看| 高h小月被几个老头调教| 成人网站免费大全日韩国产| 四虎国产精品免费久久麻豆| 国产av一啪一区二区| 色欲人妻aaaaaaa无码| 欧美变态口味重另类在线视频| 精品国产91久久久久久久a| 白白色视频这里只有精品| 97在线视频免费人妻| 国产午夜福利精品久久2021| 探花国产精品三级在线播放| 国产一区二区三区的区| 无码国产色欲xxxx视频| 久久精品国产夜色| 永久免费在线观看蜜桃视频 | 国产精品18久久久久久不卡中国| 亚洲一级天堂作爱av| 精品久久久久久亚洲综合网| 国产在线不卡一区二区三区| 午夜亚洲国产精品福利| 丝袜美足在线视频国产在线看| 久久精品国产精油按摩| 欧美在线专区| 亚洲一区二区三区av天堂| 人妻体内射精一区二区三区 | 久草热8精品视频在线观看| 久久精品国产亚洲片| 日本男人精品一区二区| 亚洲精品第一国产综合亚av| 北岛玲中文字幕人妻系列| 日韩精品免费av一区二区三区|