[发明专利]精确计算喷滴灌管道直径的方法

说明书

技术领域

本发明涉及农田水利灌溉领域，是一种正确选用喷滴灌管道直径的计算方法，或称精确计算喷滴灌管道直径的方法。

背景技术

喷灌和滴灌，简称喷滴灌，是当代先进的节水灌溉技术，其中管道成本占工程总造价的60%以上。常见设计中计算管道直径的方法比较粗放，大多数情况为计算结果直径偏大，从而容易造成管道材料和投资的浪费。同时，少数情况是直径偏小，导致管道水力损失过大，使灌水器达不到应有的工作压力和额定流量，而能使管径“不大也不小”，恰到好处的计算方法至今尚未披露。如中国专利文献中披露的授权公告号：CN102606368B，发明名称为“可逆式水泵水轮机转轮的方法”，向社会提供了一种简单的可逆式水泵水轮机转轮直径的统一公式，从而节约了人力、物力，提高了效率，但该件专利与本申请无直接关联。综上所述在农田水利领域，精确选用喷滴灌管道直径的计算方法尚未向社会披露。

发明内容

本发明克服上述的不足，旨在向本领域提供一种精确计算喷滴灌用管道直径的方法，使其能避免喷滴灌管道直径偏大，造成材料和投资浪费的技术问题，本发明是采用如下的技术方案实现的。

一种精确计算喷滴灌管道直径的方法，该方法的要点在于：一、设定灌区喷滴灌系统的总扬程；二、喷滴灌选用管道直径设定“允许管道水力损失”；三、根据总扬程计算所述的允许管道水力损失的公式；四、根据允许管道水力损失精确计算管道直径的公式。

所述的精确计算喷滴灌管道直径的方法，由以下步骤：

所述的灌区所在位置确定喷滴灌系统总扬程设定之后，计算干管允许管道水力损失[hg_允]的计算公式（1）：[h_g允]=H－h_p－ΣZ－h_z；

公式中：H-为喷滴灌系统总扬程，即水泵扬程（米）；h_p-灌水器，即喷头或滴头的工作压力（米）；ΣZ-从水源水面至灌水器的垂直高度之和（米）；h_z-预留支管水力损失（米）；

推导出精确计算干管直径的公式，根据[h_g允]计算干管直径d₁的公式（2）：

公式中：d₁-干管内径（mm）；b-管径指数、与摩阻损失有关，塑料管为4.77；f-摩阻系数、与管道材质有关，塑料管为0.918×10⁵；L-干管长度（米）；Q-管中流量（m³/h）；[h_g允]-允许干管水力损失（米）；m-流量指数，与摩阻损失有关，塑料管为1.77；h_gj-干管局部水力损失（米）；

将塑料管道数据代入公式（2）得公式（3）：

将设计灌区的3个已知数L、Q、[h_g允]填入式（3）即可算出干管直径。

所述的精确计算喷滴灌管道直径的方法的喷灌系统总扬程（H），分为平原喷灌区和山区喷灌区两种情况:

平原灌区，喷灌总扬程确定为55米，微喷灌和滴灌总扬程为45米；

山区灌区，总扬程则在平原灌区总扬程的基础上加上该灌区的位置的高度，所述灌区位置高度为灌区最高点高程减去水泵的安装高程；

确定其它设计参数：

喷头工作压力（h_p）为30米，平原灌区水源与灌水器高差（ΣZ）为5米，干管局部损失(h_gj)为2米，预留支管水力损失（h_z）为5米；

计算允许干管水力损失[h_g允]

将上述参数代入公式（1）得：

                     [h_g允]=H－h_p－ΣZ－h_z

                          =55－30－5－5

                          =20（米）

根据公式（3）算出管道直径（d₁）。

本发明的优点是首先确定喷滴灌系统总扬程，并根据所述总扬程计算管道“允许管道水力损失”，并据此允许管道水力损失计算干管直径，解决了因设计喷滴灌管道直径偏大，造成材料和投资的浪费，或管径偏小造成水力阻力过大的技术问题，易于推广应用，列出具体的列表1、2显而易见，便于操作。

具体实施方式