旋转式喷头水力特性试验测试系统及其测试方法技术方案

本发明专利技术是一种旋转式喷头水力特性试验测试系统，其特征在于，包括真空泵、真空泵吸气管、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；所述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；小泵入水管和大泵入水管上设有真空表；小泵出水管和大泵出水管上分别设有压力计、流量计和压力调节阀；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上分别设有流量调节阀；旋转式喷头的入口管上设有压力计和压力调节阀。具有方便可靠、试验精度高、数据准确、适用面广等优点，属于一种技术创新。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术提供一种方便可靠、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。本专利技术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。本专利技术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。采用本专利技术方案的，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I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。图中，I.流量控制阀，2.小泵回水管，3.真空表，4.小泵入水管，5.球阀，6.排气管，7.流量控制阀，8.大泵回水管，9.真空表，10.大泵入水管，11.蓄水池，12.真空泵， 13.小水泵机组，14.真空泵吸气管，15.小泵出水管，16.球阀，17.压力计，18.流量计，19.压力调节阀，20.大水泵机组，21.大泵出水管，22.球阀，23.压力计，24.流量计，25.压力调节阀，26.仰角调节机构，27.压力调节阀，28.压力计，29.仪器保护装置，30.旋转式喷头，31橡皮垫。具体实施例方式如图I所示，本专利技术包括小泵回水管2，真空表3，排气管6，大泵回水管8，真空表 9，真空泵12，小水泵机组13，真空泵吸气管14，压力计17，流量计18，大水泵机组20，压力计23，流量计24，仰角调节机构26，压力计28，仪器保护装置29和旋转式喷头30。在采用本专利技术做试验之前，首先确定所需试验测量的旋转式喷头的种类和数量，搭建出相应数量的仰角调节机构26、压力调节阀27、压力计28、仪器保护装置29和旋转式喷头30，确定旋转式喷头30的设计工作压力并计算出试验测试区域内的设计流量。当设计工作压力、设计流量较小时，开启小水泵机组13并关闭大水泵机组20对管路供水进行试验测量；当设计工作压力、设计流量较大时，开启大水泵机组20并关闭小水泵机组13对管路供水进行试验测量。本专利技术的一种旋转式喷头水力特性试验测试系统包括小水泵机组13供水试验测试和大水泵机组20供水试验测试两个状态。实施例I :小水泵机组13供水试验测试的工作过程如下。关闭球阀22，关闭压力调节阀25，开启球阀5，开启球阀16，启动真空泵12。此时， 真空泵12正在抽取小泵入水管4内的空气，使小泵入水管4尽可能的接近真空状态。真空泵12运行一段时间之后，开启小水泵机组13，关闭球阀5，关闭球阀16，关闭真空泵12，小水泵机组13工作向小泵出水管15供水。调节流量控制阀I的开度对小水泵机组13进行分流，读取流量计18，使流量计18的数值接近试验中旋转式喷头30的设计流量。调节压力控制阀27的开度，读取压力计28的数值，使旋转式喷头30达到设计工作压力。调节压力控制阀19的开度，读取真空表3和压力计17的数值，测量出小水泵机组13的扬程。水泵的转速由小水泵机组13的供给电压确定，通过对流量控制阀I和压力控制阀19的微调， 控制小水泵机组13的扬程，使小水泵机组13在设计工况点下运行。调节仰角调节机构26， 使旋转式喷头30的旋转轴线偏离铅垂线到预定的角度，对旋转式喷头30的水力特性(如运转稳定性、旋转速度均匀性、水量分布、雨滴粒径大小、雨滴喷射速度以及喷射角度等) 进行试验测试。实施例2 :大水泵机组20供水试验测试的工作过程如下。关闭球阀16，关闭压力控制阀19，开启球阀5，开启球阀22，启动真空泵12。此时， 真空泵12正在抽取大泵入水管10内的空气，使大泵入水管10尽可能的接近真空状态。真空泵12运行一段时间之后，开启大水泵机组20，关闭球阀5，关闭球阀22，关闭真空泵12， 大水泵机组20工作向大泵出水管21供水。调节流量控制阀7的开度对大水泵机组20进行分流，读取流量计24本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱兴业，袁寿其，刘俊萍，胡斌，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：