动态工作压力作用下滴灌滴头堵塞机理及清洗模式研究

Abstract: In order to realize water saving and economic benefit of drip irrigation technology for promotion in larger area, need to reduce the cost substantially, but it is useless way when reduce only drip irrigation materials to reduce the costs in recent research and it has brought some negative effects, reduce the working pressure can reduce the costs effectively but the emitter clogging becomes more serious. So dynamic pressure method well is established in this project, the primary fluid with the main route areas and the stagnant are individual under constant pressure, but it is breached. and explore the regularity such as multi scale flow characteristics,and the adhesion ,clogging stability , impact force in sedimentation silt of material in dynamic pressure environment and expose it；overall consideration by the shape and parameter of structure of emitter and sediment properties etc.What inter-reaction effect caused emitter clogging and find out the main influence from factors in dynamic pressure environment. Establish to quantitative relation about emitter clogging, research silt grade relation from front, middle (middle of drip pipe), rear of emitter. searching new way to improve the rate of sand particle through the emitter in dynamic pressure environment, explore Anti-clogging cleaning mode and working system in dynamic water pressure case, put forward a new design method to channel of emitter.

为实现滴灌技术的节水效益和经济效益，推广更大的面积，还需要使其成本大幅下降，但目前单纯以减少滴灌材料来降低成本的方法所起到的作用非常有限，且已经带来一定负面影响，而采用降低工作压力的方法虽能有效降低成本但会带来更严重的堵塞。为此，本项目从使用动态压力入手，破坏恒定压力下原有漩涡区和主流区分割的水流微观特征，探索动态压力下水流特性多尺度分布规律；揭示动态压力下堵塞物质粘附力、堵塞物质稳定性、对淤积泥沙冲击力以及悬浮泥沙受力变化规律；综合考虑滴头流道结构形式、结构参数以及泥沙特性等多因素对滴头堵塞的影响，分辨动态压力下造成滴头堵塞的主要因素及其原因，建立其与滴头堵塞的定量关系，研究滴头前、中（滴头中）、后泥沙级配关系，探索动态压力下提高沙粒群通过率的新方法；探索动态工作压力下滴头抗堵塞清洗模式和工作制度，提出新工作状态下滴头流道设计方法。

为实现滴灌技术的节水效益和经济效益，推广更大的面积，还需要使其成本大幅下降，但目前采用的方法主要是以减少滴灌材料来降低成本为主，还有采用降低工作压力的方法，滴头堵塞依然严重，而采用动态压力的方法，从滴灌工程管理方面出发，有可能获得理想的效果。.本项目从使用动态压力入手，揭示了动态压力下堵塞物质粘附力、堵塞物质稳定性、对淤积泥沙冲击力以及悬浮泥沙受力变化规律，分析了不同动态水压模式条件下，颗粒在迷宫流道中运动、分布规律，颗粒通过率及对灌水器使用寿命，认为多动态压力情况下，正弦波动态压力参数组合效果最好，使用寿命相比其他正弦波动态压力参数组合增加了37.50%，动态周期具有显著性，基础水压和波幅均不具有显著性，最佳组合为周期4s，基础水压8m压力水头、波幅2m压力水头时；在动态压力作用下，D10 动态压力时排出泥沙增大了40.30%，D50 动态压力时排出泥沙增大了20.22%，D90 动态压力时排出泥沙增大了22.04%，说明不同粒径级别的泥沙在正弦波动态压力下都有利于通过。.建立了滴灌冲洗与滴头堵塞的定量关系，研究滴头前、中（滴头中）、后泥沙级配关系，认为按照适当的频率、流速和时间对毛管进行清水冲洗是非常有必要的，清水冲洗毛管能够去除毛管内壁滞留泥沙、保持毛管内壁的清洁度，减少大颗粒泥沙进入迷宫流道的可能。冲洗毛管可以减缓迷宫流道灌水器内泥沙的积累，延缓灌水器的堵塞进程，从而影响滴头的流量和灌水均匀度，不同冲洗处理灌水器使用寿命平均提高了30.40%-35.21%。 .综合考虑滴灌滴头前端的泥沙网式过滤中泥沙在滤网面上的分布和运行规律情况，中端的动态压力技术应用，认为从网式过滤器结构上进行改善，增加了导流片的研究，有导流片时，90.07%的泥沙都到了堵头内，无导流片时仅50.98%的泥沙在堵头内，中值粒径比Y小于比值常数C（C∈[1.80,1.88]）时，拦截率随着滤网孔径的增大而增大。.项目取得的主要学术成果：已发表论文14篇，其中第一或通讯作者SCI论文6篇，EI论文5篇，CSCD论文3篇。申请发明专利2项；申请实用新型专利3项。