[发明专利]一种滴灌灌水器水力特性测量装置及测量方法

说明书

技术领域：

本发明涉及微灌技术领域，具体地讲是一种滴灌灌水器水力特性测量装置及测量方法。

背景技术：

滴灌是目前最先进的灌溉技术之一，通过管道输水和局部微量灌溉，使水分的渗漏和损失降低到最低限度。同时，又由于能做到适时地供应作物根区所需水分，使水的利用效率大大提高。滴灌可方便地结合施肥，即把化肥溶解后灌注入灌溉系统，由于化肥同灌溉水结合在一起，肥料养分直接均匀地施到作物根系层，真正实现了水肥同步，大大提高了肥料的有效利用率，同时又因是小范围局部控制，微量灌溉，水肥渗漏较少，故可节省化肥施用量，减轻污染。  

灌水器是滴灌系统核心部件之一，在整个微灌系统中用量较大，其费用占整个系统总投资的25一30%左右，其水力性能直接影响到系统运行的可靠性及灌溉质量高低。在一定压力范围内,灌水器的水力特性即流量—压力关系可用式(1) 进行描述：

q = K_d H^x                    (1)

式中: q 为灌水器流量,L/h ; H为灌水器的压力水头,m; Kd 为灌水器的流量系数; x 为灌水器的流态指数。流态指数x它反映了灌水器的流量对工作压力变化的敏感程度，它的值与灌水器的结构有关，一般在0一1之间。当x越小时，灌水器流量受水压的影响越小;反之则受水压的影响越大。当灌水器内流场为层流时，理论上x=l;当灌水器内流场为完全紊流时，x=0.5;当灌水器流量q不随水压H发生变化时，x=o，在实际应用中，压力补偿式灌水器可以达到该效果。流态指数是灌水器设计与应用中最为重要的水力性能参数，它决定了滴灌系统工作水压波动对其灌溉均匀度的影响程度。流量系数k与滴头流道的结构和几何尺寸(流道形式、流道断面面积、流道断面形式及流道长度等)有关，它不随压力变化而变化，对滴头流量起主导作用。

目前灌水器的水力特性即流量—压力关系一般通过实验的方式获得，就是在不同的压力水头下，分别测量灌水器的流量，在己知一系列工作水压下的灌水器流量时，则流量系数Kd和流态指数x可分别表示如下:

式中n为所测工作水压组数(流量组数)，无量纲，H_i第“i”组所测工作水压，mH₂0;qi第i组所测水压对应的灌水器流量，L/h。

为了达到精确测量的目的，一般需要利用测试平台或者测试系统来完成。测试平台或者测试系统具体包括了试验用的水源、混合罐、提供动力的水泵、提供混合用的水泵、以及提供开关功能的阀门、安装灌水器的毛管、水压表、管网进水口、管网出水口、阀门、回水板和称重天平等部件，测试平台或者测试系统普遍存在结构复杂、造价较高、测试过程较繁琐及大批量的灌水器水力特性测量耗时长和效率不高等问题。

发明内容：

本发明的目的是克服已有技术的不足，而提供一种滴灌灌水器水力特性测量装置。

本发明的另一目的是提供一种滴灌灌水器水力特性测量方法。

本发明主要解决主要解决现有的灌水器水力特性的测试平台或者测试系统普遍存在结构复杂、造价较高、测试过程较繁琐及大批量的灌水器水力特性测量耗时长和效率不高等问题。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的：一种滴灌灌水器水力特性测量装置，其特殊之处在于，包括：

气室，用来提供气体存储空间；

供气源，用来向气室提供气流；

气压测量计，用来测量气室内的气体压力；

所述气室下端有一出气嘴，出气嘴经连接软管与待测的灌水器连接；所述气室上端有一进气嘴；进气嘴上塞有一橡皮塞，三通经橡皮塞与气室相连，三通的另两个支路经连接软管分别与供气源和气压测量计相连接。

进一步的，所述气室材质为硬塑料或者金属，材质强度应确保在试验压力下不变形。

采用上述滴灌灌水器水力特性测量装置的测量方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

a将滴灌灌水器水力特性测试系统与待测的灌水器相连；

b打开进气嘴的控制开关，并利用供气源向气室供气，当气压测量计测定的气室内压力到达预定值P(0)时停止供气，并关闭进气嘴的控制开关；

c停止供气并关闭进气嘴的控制开关的同时，开始计时，并观测气压测量计所测气室压力的变化，按照先疏后密的原则记录气室压力P(t)变化过程对应的累积时间t，当气室内的压力接近大气压时，停止观测；