[发明专利]旋转式喷头水力特性试验测试系统及其测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种喷头水力特性试验测试系统及其测试方法，特指一种旋转式喷头水力特性试验测试系统及其效率的测算方法。

背景技术

2011年中央一号文件明确提出“把农田水利作为农村基础设施建设的重点任务”，大力发展节水灌溉是解决我国农业用水短缺的根本出路。喷灌技术是节水灌溉中的关键技术之一，喷灌系统关键设备水泵机组和旋转式喷头运行的好坏直接影响到系统消耗的能量以及灌水质量等。目前，大多数对旋转式喷头的研究都在室内实验室进行，试验时需要保证旋转式喷头的设计工作压力和设计流量，但并没有同时考虑到水泵机组的运行工况，而得出一系列旋转式喷头水力性能的试验参数。试验设备无法准确测量整套喷灌系统的装置效率。另外，实验室所测量的水泵机组或是旋转式喷头的性能参数并不能真实反映实际应用中整套喷灌系统的性能并会造成能源浪费等一系列问题。因此，有必要设计出能够同时保证水泵机组和旋转式喷头在设计工况点下运行，并能够测量装置效率的旋转式喷头水力特性试验测试方法和装置。

发明内容

本发明提供一种方便可靠、试验精度高的旋转式喷头水力特性试验测试系统和方法，克服了在测量旋转式喷头常规水力特性时，不能准确获知水泵机组的运行情况，从而无法保证水泵机组在最优工况点下进行测试试验的技术问题。

本发明属于农业节水灌溉喷灌系统中的关键试验设备，旋转式喷头水力特性试验测试系统包括真空泵、小水泵机组、大水泵机组、小泵进水管、大泵进水管、小泵出水管、大泵出水管和旋转式喷头。真空泵吸气管同时与小泵出水管和大泵出水管连接，连接处分别设有球阀进行开关调节，真空泵用于抽取小泵入水管或大泵入水管内的空气，辅助小水泵机组或是大水泵机组完成供水的启动工作。小泵入水管和大泵入水管处设有真空表，用于读取水泵机组工作时的入口真空度；小泵出水管和大泵出水管处设有压力计和压力调节阀，用于控制水泵机组工作时的出口压力；小泵出水管上连接有小泵回水管，大泵出水管上连接有大泵回水管，小泵回水管和大泵回水管处分别设有流量调节阀,用于适当分流水泵机组出口的流量，以使水泵机组在设计工况点下运行。小泵出水管和大泵出水管处设有流量计，用于读取水泵机组工作时流入试验测试区域内的流量。旋转式喷头的入口管与主供水水管的分支路相连，旋转式喷头入口管上设有仰角调节机构，所述仰角调节机构底端设有球形转体，主供水管的分支路顶端也设有球形转体，所述仰角调节机构底端转体与主供水管的分支路顶端转体采用球形运动副连接，使旋转式喷头旋转轴线与铅垂线可以倾斜至任意角度，仰角调节机构与主供水管路的球形转动副外侧包裹一层橡皮垫，用于防止管路连接处会发生漏水的情况。旋转式喷头入口管处设有压力计和压力调节阀，用于调节旋转式喷头的工作压力，压力计处设有仪器保护装置，用于防止压力计等试验测量设备会发生受潮等不利影响。

本发明的测试方法为：根据所需试验的旋转式喷头的工作压力来选择采用大水泵机组或小水泵机组；开启真空泵辅助水泵机组完成启动工作；调节回水管处的流量控制阀和出水管处的压力控制阀来控制水泵机组的扬程，使水泵机组在设计工况点下运行；调节回水管处的流量控制阀来调节旋转式喷头的工作流量；调节旋转式喷头入口处的压力控制阀来调节旋转式喷头的工作压力；调节旋转式喷头入口支管处的仰角调节机构来进行角度定位，对旋转式喷头的水力特性进行试验测试。在测试过程中，同时保证水泵机组和旋转式喷头在设计工况点下运行，通过管路中各压力计的测量，由测量的管路损失计算出管路效率，将水泵机组效率、管路效率、喷头效率相乘，最后测量出整套喷灌系统的装置效率。旋转式喷头水力特性试验测试系统的设计和布置，根据水泵机组的型号、旋转式喷头的种类和数量以及试验场所的实地空间，因地制宜。

采用本发明方案的旋转式喷头水力特性试验测试系统及其测试方法，所测量的水泵机组和旋转式喷头的性能参数能够真实反映实际应用状况下的性能参数，提高了试验数据准确性，节约了能源，具有良好的经济技术效果。

附图说明

图1为旋转式喷头水力特性试验测试系统示意图。

图2为仰角调节机构底端与主供水管的分支路顶端连接示意图。