[发明专利]一种测量全射流喷头气体含量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及有关全射流喷头参数的测量方法，尤其是一种测量全射流喷头气体含量的方法。

背景技术

全射流喷头是我国自主研发的的新型节水灌溉设备，其工作原理和喷洒水舌破碎机理不同于其他喷头。全射流喷头在工作过程中包括直射和步进两个状态，初始为直射状态，当喷头一侧取得足够的气体时使该侧形成高压区，另一侧由于压力损失进气量较少压力较低，故喷头两侧形成了压差，使水流呈现步进状态从而推动喷头的旋转。

对于全射流喷头，喷头气体含量的多少不仅决定了喷头是否能稳定工作，并且直接影响其射程和水量分布、水滴分布等喷头外部流场水力特性，若气体含量不足喷头两端形成的压差较小，则不能为喷头提供足够的驱动力驱使喷头旋转，不能使喷头稳定工作。此外，气体含量对喷头的外部特性有较大影响，若气体含量变大，喷头射程减小，水量分布会更加均匀，水滴直径也会变小。然而目前测试气体流量的仪器只能测试流量较大的气体流量，而全射流喷头的气体含量较少，无法在实验时用仪器测得。因此，目前对全射流喷头的研究主要依靠经验设计进气孔的位置和大小，观察喷头是否能完成旋转工作，忽略其对重要水力性能参数的影响，这对喷头的设计与优化是不利的。

如上所述，在设计过程中，由于不清楚全射流喷头气体含量的大小以及对喷头性能的而影响，就不能通过科学了解气体含量的手段进行有效的解决，从而对影响喷头性能的各参数进行综合分析、优化、设计出性能优良的喷头。因此，本发明提出了一种测量全射流喷头气体含量的方法以解决上述问题，具有很重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是全射流喷头的气体含量由于喷头工作时的气体含量量小，工况复杂，现有的仪器设备不能直接测量全射流喷头气体含量的问题。基于上述目的，本发明提供了一种测量全射流喷头气体含量的方法，包括下列步骤：

(a)试验开始前，利用导管将全射流喷头的信号嘴与入水嘴连接在一起，调节信号嘴的取水位置使其取到信号水；设定喷头的工作压力，使全射流喷头保持在稳定工作的状态；当全射流喷头不能保持在稳定工作的状态时，则需要重新调整信号嘴的取水位置，进气孔位置及进气孔大小，直至全射流喷头保持在稳定的工作状态。所述全射流喷头的稳定工作状态为喷头旋转稳定、步进稳定，旋转速度均匀的状态。考虑到工作刚开始时信号嘴取到的信号水流可能不够稳定的情况，需要在喷头设定工作压力下稳定工作10分钟以上之后再开始测量采集试验数据。

(b)喷头每步进一次所用时间的测量：喷头在工作时在直射状态及步进状态均会从外界空气中吸入气体。因此，读取全射流喷头旋转n周的时间T_i(i＝1,2,3…m)，重复上述测量工作m次，并分别测量出喷头每次完成总步进次数N_i(i＝1,2,3…m)。根据测量结果得到喷头每步进一次所花的时间所述读取的全射流喷头总步进次数N_i为大于或等于1次。所述读取的全射流喷头旋n周为大于或等于1次所述重复测量工作m次为大于或等于1次。

(c)导管内水流量的计算：测量导管内水流量时保持导管与信号嘴的连接，断开导管与入水嘴的连接，使全射流喷头保持在直射状态抽取信号水，测量出一段时间t＇内所能接收到的信号水量q，则导管水平均流量为为经验系数，一般取0.8～0.95。

(d)平均气体流量的计算：喷头由于主射流两边的压差而不断吸气，而气体为可压缩气体，气体流量随着压差的变化而变化，但是在整个喷头工作状态中，气体流量呈周期性变化。因此，气体流量可简化为平均气体流量，则平均气体流量为式中μ_k为空气的动力粘性系数，常温下取1.983×10^-5Pa·s，μ_l为水的动力粘性系数，常温下取0.839×10^－3Pa·s，d为导管直径，l为导管长度。

(e)全射流喷头气体含量的计算：通过平均气体流量可求得全射流喷头的气体含量，将步骤(b)中的时间T’，步骤(d)中的Q_g带入公式Q＝Q_gT'即可求出全射流喷头的气体含量。

本发明技术效果：本发明涉及一种测量全射流喷头气体含量的方法，操作简便，能够较为准确的快速测量全射流喷头的气体含量，解决了难以用仪器测量全射流喷头气体含量的问题，为进一步研究全射流喷头外部喷洒特性，优化喷头结构，提供理论依据。

附图说明

图1是显示本发明实施例的测量全射流喷头气体含量方法的步骤流程图。