关于微喷带水力特性的试验分析研究

摘要：本文采用试验方法对微喷带水力特性进行了分析，确定了微喷带沿程水头损失公式参数，通过多元线性回归得到沿程水头损失公式，探究了水头损和微喷带的铺设长度的关系、压强和流量的关系，从而得到微喷带相关的水力特性，为微喷带的实际应用提供理论依据，仅供参考。

0前言

微喷带灌溉模式自20世纪80年代传入我国，微喷带具有经济实用、灌水均匀、不伤害农作物、抗堵塞性能好等优点[1]。微喷带的应用在我国发展迅速，微喷带展开了系统研究，主要研究了不同压力、不同喷射角度下的喷水量分布规律[2]，郑迎春等[3]研究了微喷带喷水孔的压力—流量公式。张硕[4]通过条件下微喷带流量、沿程压力和水量分布试验，对微喷带喷洒水量分布的影响因素进行分析。窦超银[5]从流量变异系数、流量压力关系、水量分布均匀微喷带进行水力特性试验分析。吴政文[6]研究了微喷带沿程水头损失的确定方法，提出了更加科学的微喷带沿程水头损失的经验计算公式。本文通过多析微喷带试验数据得到参数，以此得到沿程水头损失公式。通过设计相应试验探究了水头损失和流量与长度的关系、压强和流量的关系。

1试验材料和方法

1.1试验装置

微喷带水力特性试验装置如图1所示，试验选用市场常见的折径为N50mm、N43mm，长度分别取20m、30m、40m、50m、60m的微喷带，在相应的行试验。由蓄水池蓄水，经稳压水泵进行控制稳定水头输水到管道入口，经过闸阀控制适应流量和压强进入微喷带，在相应长度的微喷带喷射。在两闸阀

精密压力表。

1.2试验步骤

进行试验时，安装好试验装置，开启水泵，经过一段时间水流喷射，使微喷带充满水流，再进行压力调节，使首端压力表稳定在试验数值。记录流经微喷流量和微喷带首端和末端压力表的读数和首端流量仪读数。对N50mm、N43mm的微喷带，分别选取20m、30m、40m、50m、60m的微喷带试样，进行一组首末压力测量，首末端压强差为微喷带的沿程水头损失，在等距组别喷射孔处接水并量测水量并记录，每个压力进行3次试验。

2沿程损失系数计算公式：计算微喷带的沿程水力损失可采用通用经验公式为（1）式，根据微喷带的特性确定参数f、m、b的值。式中：hf为沿程水头损失（等于微喷带首末端之间的压力差），m；L为管长，m；Q为入口流量，L/h；d为管内径，mm；f为摩阻系数；m为流量系数

数。

由上述的公式，通过分析在不同管径和长度的微喷带在不同流量和工作压力的试验数据，进行多元线性回归，得出微喷带沿程水头损失的经验公式。

3试验数据分析

3.1沿程水头损失经验公式系数的确定：通过多元线性回归得到：公式（4）符合0.02MPa～0.06MPa压力和长度20m～60m的微喷带的沿程水头损失计算。

3.2水头损失和首端流量的关系：给出了不同折径的水头损失与流量关系。由图2和图3可知，可以看出折径N43mm和折径N50mm的30m～60m的微喷带水头损失随着首端流大。微喷带长度在20m～30m的水头损失的增速随着流量的增长速度较缓，在40m～60m的的水头损失的增速随着流量的增长速度较快。

3.3水头损失与长度的关系：给出了不同折径的铺设长度与水头损失的关系，在同等压力下，相同折径的水头损失随长度的增加而增加。微喷带在首端压力为不同压力下，在30m、40m、50m、60m的长度下的水头损失呈线性变化。首端压力越大的微喷带水头损失也越大。

3.4压强和流量的关系：给出不同折径首端压强与首端流量关系，由图6和图7可知，微喷带的压强在同一长度条件下随着流量的增大而增大。在同等压力下，长度约长折径越大，微喷带压强变化随流量变化较小；折径越小，压强变化随流量变化越大。

3.4压强和流量的关系：给出不同折径首端压强与首端流量关系，由图6和图7可知，微喷带的压强在同一长度条件下随着流量的增大而增大。在同等压力下，长度约长折径越大，微喷带压强变化随流量变化较小；折径越小，压强变化随流量变化越大。

4结论

本文设计流量压力试验装置，选择折径N50mm、N43mm的微喷带进行试验，对其水力特性、水头损失进行分析得到以下结论：

1）微喷带的沿程水头损失试验设施合理，通过对数据得多元线性回归分析，得到了微喷带的沿程水头

2）微喷带的水头损失与首端流量和长度关系，微喷带的水头损失随首端流量的增大而增大，微喷带的水头损失在相同压力下随着长度增加而增加。

3）微喷带的首端压强和流量成递增关系，微喷带的流量在长度和压强相同时，随折径增大而增大。