固定噴灌系統工程課程設計
⑴ 噴灌系統怎麼做
您好禹抄澤水帶回答您,現在噴灌系統一般有地埋式噴灌和支架噴灌兩種,在做噴灌系統的時候分為以下幾個步驟:
1、放樣畫線根據圖紙,確定管帶的實際位置,用石灰畫線作標志。
2、開溝一般的需要開30×30厘米(溝深視當地的凍土層厚度而定)的管溝,要求溝底平整(如草坪己建好,則需將草坪移走)。溝底最好按水流的方向有一定的坡度,以便排水之用。
3、管帶連接從水源處開始,先主管後支管。
4、噴灌噴頭安裝保持豎直用支架固定。
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⑵ 噴灌的系統設計
有了性能優越、質量可靠的噴頭,還必須對系統進行精心設計,才能真正發揮噴灌的作用,達到預期的效果。噴灌系統的設計一般包括以下步驟: 需水量包括土壤與地表的蒸發量和植物本身消耗的蒸騰量,也稱作植物騰發量。影響需水量的因素有氣象條件(溫度、濕度、輻射及風速等)、土壤性質及其含水狀況、植物種類及生育階段等。由於上述這些影響因素錯綜復雜,確定灌溉需水量最可靠的辦法是進行實際觀測。但往往在規劃設計階段缺乏實測資料,這時就需要根據影響需水量的因素進行估算。估算灌溉需水量的方法很多,可通過公式進行計算,或參照下列經驗數據選取:
氣象條件
濕冷
乾冷
濕暖
乾暖
濕熱
乾熱
日需水量(mm)
2.5-3.8
3.8-5.0
3.8-5.0
5.0-6.4
5.0-7.6
7.6-11.4
表中,「冷」指仲夏最高氣溫低於21℃;「暖」 指仲夏最高氣溫在21至32℃之間;「熱」 指仲夏最高氣溫高於32℃;「濕」指仲夏平均相對濕度大於50%;「干」 指仲夏平均相對濕度低於50%。
灌溉系統的設計,應滿足需水高峰期的日需水量,即按最不利的條件設計,選取特定氣象條件下的最高日需水量,以使系統有足夠的供水能力。 灌溉系統的工作制度通常分為續灌和輪灌。續灌是對系統內的全部管道同時供水,即整個灌溉系統作為一個輪灌區同時灌水。其優點是灌水及時,運行時間短,便於其他管理操作的安排;缺點是干管流量大,工程投資高,設備利用率低,控制面積小。因此,續灌的方式只用於單一且面積較小的情況。
對於絕大多數灌溉系統,為減少工程投資,提高設備利用率,擴大灌溉面積,一般均採用輪灌的工作制度,即將支管劃分為若干組,每組包括一個或多個閥門,灌水時通過干管向各組輪流供水。
1.輪灌組劃分的原則
1.1 輪灌組的數目應滿足需水要求,同時使控制灌溉面積與水源的可供水量相協調;
1.2 對於手動、水泵供水且首部無衡壓裝置的系統,每個輪灌組的總流量盡可能一致或相近,以使水泵運行穩定,提高動力機和水泵的效率,降低能耗;
1.3 同一輪灌組中,選用一種型號或性能相似的噴頭,同時種植的品種一致或對灌水的要求相近;
1.4 為便於運行操作和管理,通常一個輪灌組所控制的范圍最好連片集中。但自動灌溉控制系統不受此限制,而往往將同一輪灌組中的閥門分散布置,以最大限度地分散干管中的流量,減小管徑,降低造價。
2.輪灌組數目的確定
輪灌組的數目,取決於每天允許運行時間、灌水周期和一次灌水延續時間。對於固定式灌溉系統,其輪灌組數目可根據下式確定:
N≤ cT/t
式中:
N - 系統允許劃分輪灌組的最大數目,取整數。
c - 一天運行的小時數,一般不超過20小時。
T - 灌水周期,即兩次灌水之間的間隔時間
3.輪灌組閥門的選擇及其安裝位置
3.1 輪灌組閥門即支管的控制閥的規格通常與支管的公稱管徑相同。在某些特殊情況下,閥門的尺寸可能小於或大於支管管徑,但相差不應超過一級管徑的范圍。閥門的選擇還受到閥門本身過流能力和壓力損失的限制,特別是自動控制灌溉系統中的電磁閥,在選用時一定要考慮其技術性能。
3.2 閥門應設置在便於操作、維修的位置,特別是手動操作噴灌系統,最好將閥門安裝在噴頭的噴灑范圍之外,使操作人員不會在工作時被淋濕。
3.3 閥門及其閥門井(箱)的位置不能影響正常的交通、人為活動及園林景觀3.4 在可能的情況下,閥門最好位於所控制的一組噴頭的中心部位,以利於平衡支管流量與壓力,減小支管管徑。 在完成噴頭選型、布置和輪灌區劃分之後,即可計算各級管道的流量和進行水力計算。某一支管流量為該支管上同時工作的噴頭流量之和,干管流量為系統中同時工作的噴頭流量之和。流量確定後,即可選擇管徑並計算管道和系統的水頭損失。水力計算的主要任務就是確定管道的水頭損失。
1.管道水頭損失的計算方法
水在管道內流動會產生機械能的損耗,即水頭損失。水頭損失可分為沿程摩阻力損失和局部阻力損失兩種類型。沿程水頭損失為水流過一定管道距離後由於水分子的內部摩檫而引起的損失;局部水頭損失為水流經過各種管件、閥門等設備時因流態的變化而產生的損失。沿程水頭損失與局部水頭損失之和即為管道的總水頭損失。
1.1沿程水頭損失的計算
很多計算沿程水頭損失的經驗公式。對於硬質塑料管道(PVC),常用的計算公式如下:
H f = 9.48×104×(Q1.77/d4.77)×L
式中:Hf為沿程水頭損失(m);L、Q、d分別為管道長度(m)、流量(m3/h)和管道內徑(mm)。
1.2局部水頭損失的計算
局部水頭損失計算公式為:
Hj =ξ v2/2g
式中:Hj為局部水頭損失(m);ξ為局部阻力損失系數,與管件、閥門的類型與大小有 關;v、g分別為管道中水的流速(m/s)和重力加速度(9.81m/s2)。
對於較大的灌溉系統,如真正按照公式計算各個管件、閥門處的局部水頭損失,工作量將十分龐雜。因此在實際設計工作中,一般先計算出沿程水頭損失Hf,然後取局部水頭損失Hj = 10% Hf 即可滿足設計要求。
2.支管水力計算
由於在支管上一般安裝多個噴頭,因此支管內的流量沿流程按一定規律遞減,故支管的實際沿程水頭損失比按支管總流量的計算值要小的多,即:Hf實際 = F × Hf
式中:F為多口出流系數,其值在一般在0.3-0.6之間,與出口數量、第一個出口位置和管材有關,可通過計算或查表得出。
支管的水力計算主要依據噴灑均勻的原則,即要求支管上任意兩個噴頭的出水量之差不能大於10%。將這一原則轉化為對壓力的要求,即應使支管上任意兩個噴頭處的壓力不能超過噴頭設計工作壓力(H設)的20%。設計時,不但要計算水頭損失,而且還要考慮地形對壓力的影響。
在實際工程中,有時為節省投資而採用變徑支管,或受地塊形狀影響出水口不一定是等間距和等流量,這時就需要對支管分段進行計算。
支管的水力計算往往是一個反復的過程。在噴頭選型、布置和支管長度確定後,水力計算的基本流程為:計算支管流量→初設管徑→計算水頭損失→校核出水口處壓力差是否小於等於20% H設→若超過20% H設,調整管徑後重復計算→最後確定支管管徑。
設計時,一般不用對所有支管進行計算,可選取最「危險條件」下的支管做水力計算。「危險條件」在大多數情況下發生在距首部最遠的支管,或系統內地形最高部位的支管。若系統的壓力能滿足這些支管的壓力要求,也就自然滿足其他支管的壓力要求。
3.干管水力計算
3.1 管徑的初步確定
管道的管徑,特別是干管的大小對灌溉系統的總投資影響較大。管徑太大,投資增加,經濟上不合理;管徑太小,水頭損失大,需配置較大水泵,系統運行費用高,且管內流速大,易產生水擊現象,對管道的安全不利。干管管徑的初步估算可採用以下經驗公式:
D = 11Q1/2 (Q<120m3/h時)
式中:D為管徑(mm);Q為流量(m3/h)。
或採用經濟流速法公式:D = 22.36(Q/V)1/2
式中:D為管徑(mm);Q為流量(m3/s);V為經濟流速,根據經驗一
般取V≤3m/s。
3.2 干管水力計算
干管水力計算相對支管簡單一些,分別按不同管段的管徑、流量和長度計算水頭損失即可,其總的要求是在沿干管的各支管分流處的壓力需滿足各支管進口對壓力的要求。
(四)水泵的選擇
選擇水泵的主要任務是確定水泵的流量和揚程。在上述步驟完成後,即可計算流量和揚程。
水泵流量: Q = ∑N噴頭q
水泵揚程: H = H設+∑Hf+∑Hj±Δ
式中:N噴頭為同時工作的噴頭數;q為單噴頭流量;H設為噴頭設計工作壓力(m);∑Hf為水泵至典型噴頭之間管路沿程水頭損失之和(m),所謂典型噴頭一般是距泵站最遠或位置最高的噴頭;∑Hj為水泵至典型噴頭之間局部水頭損失之和(m),其中應包括閥門、過濾設備及施肥設備的局部水頭損失;Δ為典型噴頭與水源水面或井內動水位的高差(m)。
具體選擇水泵型號時,可參照有關水泵生產廠家的產品目錄,所選水泵的實際流量和揚程一般應稍大於上述計算值,以確保滿足設計要求。
對於用城市供水管網作為水源的灌溉系統,不必選擇水泵,而是應校核供水管網所能提供的壓力是否滿足灌溉系統的所需壓力(即上述計算的揚程值)。若不滿足,一般需增大各級管徑,以減小水頭損失;或選擇低壓性能好的噴頭,使灌溉系統所需壓力小於等於城市供水管網的壓力。
⑶ 半固定式噴灌系統
半自動噴灌,是指通過人工控制主管道的閥門的開關,來達到噴頭自動灌溉的目的,噴頭是自動的,只要灌溉有水壓,噴頭就可實現自動灌溉。
⑷ 如何對半固定管道式噴灌系統進行施工和安裝
噴灌來系統的管材分為主自管、支管、立管、毛管,用途不同材質也不同:1、主管即主管路,一般用U-PVC,也有用PE材質的。2、支管--有¢76×6m的鋁合金管材、及錦綸軟帶或消防帶。3、立管--支撐並安裝噴頭的管材,一般用DN20~25的鍍鋅管。4、毛管--內孔為¢1~3的PE管材,只用於果園的滴灌。
⑸ 怎樣布設全固定管道式噴灌系統
噴灌田間工程包括:固定式噴灌的管道布置及埋藏、其他噴灌系統的輸水渠道(或暗內管)、容抽水點(或給水栓)、機行道路等的規劃施工。
田間管道系統的布置,在規劃設計中,應作如下考慮:
1. 干管應沿主坡方向,在地形較平坦的地區,支管應與干管垂直,並盡量沿等高線方向布置。
2. 支管應按已確定的噴頭組合形式布置,並盡量與作物耕作方向一致;與園田化規劃相結合。這樣,可減少豎管對機耕作業的影響。
3. 在經常刮風的地區,布置支管要與主風方向相垂直,要加密支管上的噴頭間距,以補償由於風造成噴頭橫向射程的縮短。
4. 支管不可太長。為了使同一支管上的各個噴頭噴水量比較均勻;其工作壓力接近一致。支管上首末噴頭之間的水力損失,不超過噴頭工作壓力的20%;相應工作流量約差10%。
5. 泵站應布置在整個噴灌區域的中心,以減少管道輸水的水力損失。對於移動式噴灌機組,田間渠道、集水井的布置,與地面灌溉相同。
6. 噴灌系統根據分片輪噴的要求,設置控制設備,一般在每條支管上應裝有閘閥或球閥。
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是呀