科研創(chuàng)新INNOVATION
2 內(nèi)鑲貼片扁平紊流壓力補(bǔ)償式滴頭的設(shè)計(jì)與制作
2.1 材料選取
滴頭是滴灌管的核心部件,根據(jù)滴頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),主要由3部分組成,即基片、彈性膜片和基片蓋片。這3個部件中最重要的部件是彈性(也即柔性)。
基片和基片蓋片用普通聚乙烯材料即可滿足要求。彈性(柔性)膜片:按照滴頭的工作原理,柔性膜片的位移和形變決定著內(nèi)鑲貼片上雙流道進(jìn)水口的截面積。因此其對材料的具體要求如下:①密度必須大于1;② 彈性非常好,能隨著水壓的變化而做相應(yīng)的調(diào)整;③材料的耐磨性好;④加工方便。
依據(jù)以上要求,可供選擇的熱塑性彈性體主要有聚氨酯類熱塑性彈性體、SBS熱塑性彈性體(密度1.11~3.1g/cm3)、聚烯烴類熱塑性彈性體(密度0.91~1.24g/cm3)、EPDM/PP及NBR/PVC熱塑性彈性體(密度1.15~1.24g/cm3)。其中,密度大于1的只有聚氨酯類熱。SBS可通過加入填充物將密度提高到1g/cm3。以上 但從彈性來講,聚氨酯最好,其次是SBS,再其次是NBR/PVC。從耐磨性來講,在相同柔軟度的情況下,也是聚氨酯最好。聚氨酯的綜合性能見表1。
表l 聚氯酯的綜合性能
硬度/邵式 |
拉伸強(qiáng)度/MPa |
伸長率/% |
相對密度 |
50~60 |
>25 |
>300 |
1.2~1.3 |
2.2 性能指標(biāo)
經(jīng)實(shí)驗(yàn)、試制、測試、改進(jìn)后初步定型的內(nèi)鑲貼片扁平紊流壓力補(bǔ)償式滴頭滴灌管,在管徑分別為16、20mm,水頭分別為5、8、14、20、25、30、40、45、50、55m的試驗(yàn)條件下,被檢測的壓力補(bǔ)償式滴灌管以5m水頭為標(biāo)稱壓力,標(biāo)稱壓力下的流量(2.043 L/h)為標(biāo)稱流量,水頭在5~40m,具有很強(qiáng)的壓力一流量補(bǔ)償功能。在水頭小于5m或大于45m的區(qū)間,基本不具備壓力一流量補(bǔ)償功能。
經(jīng)國家節(jié)水灌排中心進(jìn)行綜合性指標(biāo)檢測,檢測試驗(yàn)結(jié)果顯示,主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到滴水元件A類均勻度標(biāo)準(zhǔn);① 在工作壓力范圍中值為入口壓力時,流量變異系數(shù)小于5%;②壓力流量關(guān)系式Q=0.9827×H0.1236圳中:滴水元件流態(tài)指數(shù)m=0.1236<0.22,判定此滴水元件屬恒流式產(chǎn)品;③在人口壓力為210kPa時,滴灌管組合體均未出現(xiàn)破損,判定此滴灌管工作壓力至少可達(dá)到180kPa;④在水頭壓力不斷改變的情況下,滴水元件流量均勻系數(shù)達(dá)到97.915%,說明此滴水元件具有壓力補(bǔ)償能力;⑤該產(chǎn)品滴頭鑲在滴灌內(nèi)壁,與外界隔離,不會發(fā)生丟失和損壞,壓力調(diào)節(jié)范圍廣(5~50m),平地鋪放最大長度為500m,是國內(nèi)目前鋪放距離最長、壓力調(diào)節(jié)范圍最廣的滴灌產(chǎn)品;⑥紊流雙流道產(chǎn)生的渦流能不斷自動清洗水源內(nèi)的雜質(zhì)(物),有效的防止污物積累,滴頭流量和滴頭間距能充分滿足各種作物的生長要求。
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