《设施农业环境控制课设fwgs.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《设施农业环境控制课设fwgs.docx（14页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、微喷灌水水器的设设计及应应用（旋旋转式微微喷头）一、 旋转式微微喷头旋转式微微喷头的的主要特特征是微微喷头中中设有运运动部件件，辅助助水流成成束状喷喷出并产产生旋转转。旋转转式微喷喷头的喷喷洒图形形一般呈呈圆形或或扇形。依依据不同同的原理理，旋转转式微喷喷头有多多种，但但均用了了水的反反作用力力，及水水流流经经可以转转动的弯弯曲流道道或可产产生反作作用效果果的专用用部件时时，水的的反作用用力，使使喷嘴产产生转动动，喷洒洒出水束束随之做做周向运运动。并并用喷洒洒的方式式消能。旋转式微微喷头的的特点为为：出流流流道相对对较长，可可有较远远的射程程；水束做做周向运运动，降降水强度度大大降降低。通通过
2、对出出流流道道的专门门设计，可可以获得得不同降降水曲线线和满足足不同的的用途，从从而获得得较高的的均匀度度。微喷灌与与滴灌相相比，微微喷灌的的湿润面面积较滴滴灌大，这这样有利利于消除除含水饱饱和区，使使水分能能被土壤壤随时吸吸收，改改善了根根区的通通气条件件，可以以调节田田间小气气候。且且微喷灌灌适用于于育苗和和片状种种植的叶叶菜类植植物。鉴鉴于微喷喷灌和旋旋转式喷喷头的各各种特点点，我选选择设计计旋转式式微喷头头。二、旋转转式微喷喷头设计计及工作作性能的的主要参参数（一）、工工作压力力H工作压力力是指微微喷头水水流入口口处的水水流压力力，由于于此处距距喷嘴的距离很很短，实实用中往往往可以以反
3、映喷喷嘴处的的压力大大小。工工作压力力影响微微喷头性性能的关关键参数数，微喷喷头的流流量和雾雾化程度度均随工工作压力力的升高高而增加加。设计计时通常常将微喷喷头进水水口处的的工作压压力当作作喷嘴的的工作压压力。且且工作压压力的设设计不应应过大，虽虽然喷洒洒水的粉粉碎性好好，但射射程小，可可能使水量分分布图产产生极大大的变化化。因此此，通过过查相关关资料，选选取旋转转式微喷喷头的工工作压力力为2000kpp ,通通过转换换运算。PP=ggh，得得到h=20.41(二)、流流量q根据旋转转微喷头头的特性性，选择择了大旋旋轮微喷喷头，即即旋选用微微喷头流流量为550L/hh的旋转转微喷头头,该微喷喷
4、头在2200PPa工作作水头时时的流量量为500L/hh，湿润润直径为为8.00m(三)、孔孔口直径径其工作水水头是220.441m，孔口口流量为为50/hh，管嘴嘴特性的的流量系系数Cqq取为0.7。根据滴头头流量计计算公式式有：可解的滴滴头的流流到面积积为：进而可求求滴头流流到的直直径为：旋转微喷喷头的具具体形式式和生产产性图纸纸见图一一和图二二。三、利用用所设计计旋转微微喷头进进行微喷喷灌工程程设计（一）、基本情况北方有两两个日光光温室，种种植番茄茄，此温温室使用用微喷灌灌的方式式灌溉。温室内的土壤为沙壤土，温室长为30m，宽为10m，两温室间距为1m，温室墙体厚1m，有0.5m的过道。
5、（二）、设计参参数的确确定根据当地地气候和和作物灌灌溉的要要求，确确定温室室微灌设设计的有有关参数数如下：计耗水水强度取取8.99/dd；采采用全面面喷洒灌灌溉方式式，设计计土壤湿湿润比为为80%；灌水水均匀系系数的确确定：为了保证证微灌的的灌水质质量，要要求灌水水均匀度度达到一一定要求求。微灌灌水水器的流流量偏差差率与工工作水头头偏差率率的关系系 qv = -1+1+0.61-xHV0.3X1-X 且且x11 x取取为0.5， HV=0.2则求得设设计流量量偏差率率qv = -1+1+0.61-0.50.20.30.51-0.5 = 9.9%， 只考虑水水力因素素，由与与关系（%）98959
6、2 （%）102030可查得=98%（三）、主要设设备的选选择1、微喷喷头，按按照设计计的旋转转式微喷喷头，额额定工作作压力2250KKPa时时，流量量为555.8LL/h，湿湿润直径径为5.5m。因因此，考考虑到温温室的长长和宽，横向布置三根毛管，每根毛管上有11旋转微喷头，每根毛管和每个喷头之间的距离如附图所示。2、微喷喷头的组组合方式式，考虑虑到温室室长度，微微喷头选选择矩形形的组合合方式，组组合间距距Se=2.25mm,Sl=22.3mm,R=2.775m,组合合喷灌强强度计算算，s=qs有效=qseSl=9.7115,故故根据土土壤特性性表7-23知知该喷头头组合方方式符合合要求。3
7、、管道道与管件件，选用国国产管道道与管件件，其中中温室田田间输水水管道采采用耐候候性好、易易加工PPE管，外外部引水水及给水水支管和和干管采采用UPPVC管管并埋于于地下。4、灌溉溉自动控控制，选用进进口灌溉溉时间控控制器、配配合进口口的优质质电磁阀阀实施全全部温室室的自动动灌溉作作业。比比较时间间控制器器选择美美国亨特特公司生生产的控控制器，电电磁阀选选择美国国Hunnterr公司生生产的IICV 系列灌灌溉用电电磁阀。传传感器选选择Huunteer生产产的，自自动灌溉溉施肥机机选择以以色列爱爱尔达公公司生产产的Feertiigall系列施施肥器，注注意的是是要按实实际情况况（流量量、压力力
8、选则）5、施肥肥装置，采用德德国MSSR公司司生产的的可调施施肥比例例的水动动注肥泵泵，该水水动注肥肥泵技术术含量高高，结构构复杂，投投资较高高，但是是其产生生的供水水压力比比较小，能能够根据据灌溉水水量大小小调节废废水吸入入量，是是灌溉系系统实现现按比例例施肥。6、首部部设备 水泵的的选择 水泵的的选择要要按最不不利轮灌灌组的流流量和扬扬程进行行选择。过滤器器的选择择 为满满足干管管的流量量要求，水水沙过滤滤器应选选择其流流量范围围满足干干管流量量要求，使使其符合合要求。网网式过滤滤器，与与叠片式式过滤器器配合使使用，提提高过滤滤的精度度。其他设设备的选选择压力力表、测测量与控控制设备备、安
9、全全设备等等的选择择则根据据经济等等具体情情况进行行考虑选选择即可可。7、灌溉溉自动控控制器，我们采采用的时时间控制制器，可可以预先先设定的的灌溉时时间、灌溉溉延续时时间、灌灌溉次数数等自动动化实现现各轮灌灌区的灌灌溉作业业。该控控制器同同时自动动控制灌灌溉系统统供水水水泵的启启动和关关闭，以以保证自自动轮灌灌的供水水要求。（四）、微灌灌灌溉制度度1、设计计灌水定定额：选选取计划划湿润层层深度ZZ=300cm，土土质为砂砂壤土，=300%，PP=800%，=0.88，查查表取=0.35，则则一次性性灌水量量为I=288.6（mmm）2、设计计灌水周周期T=288.6/8.993(d)3、一次次
10、灌水延延续时间间t：tt=3.99（h）（五）、各级管道的设计1、毛管管的设计计：已知毛管管长度为为L=330,=22.755，故故=11，N=11，=1.75，查查表5-6得多多口系数数=00.4110，不不考虑温温度的影影响，且且Hv=200，Hd=20.41,=50ll/h=0.00503/h ,则则Q毛=Nq=00.5553/h.假设毛毛管直径径为D毛, 而毛管允允许的水水头差为为H毛毛分=00.555HvHHd=00.5550.2220.441=22.2445() 按照勃拉拉修斯公公式有：Hm设=8.4104Q毛1.75D毛4.75 L毛F=8.44104 0.551.75D毛4.7
11、5 3000.4100=362927D毛4.75 由可可得到D毛=12.49 ，根根据标准准，选择择PE素素材毛管管直径为为D毛实=155。 那么H毛实=8.441040.551.75154.753000.4100 =00.922（）则H支分=HvHdH毛实=00.220.410.992=33.1662（） 2、支管管的计算算已知支管管的长度度为5，Q支=330.55=1.665（3/hh），假假设设计计支管管管径为D支按照勃拉拉修斯公公式有 H支设=8.4104Q支1.75D支4.75 L支 = 8.44104 1.651.75D支4.755 = 100.89104D支4.75 由有有D支=
12、144.411，按按照标准准选择PPVC材材料支管管直径为为32。H支实=8.4104 1.651.7532.04.755=100.89104324.75=0.0711（）3、干管管的计算算由于每个个温室支支管的流流量为11.655（3/h），那那么干管管的流量量为Q干=211.655=3.303/hh，考虑虑干管流流量选择择干管直直径为440。又已知xx=0.5,NN=1,L干=1000，mm=1.75,查5-6表得得多口系系数F干=00.655，不考考虑温度度的影响响，则按按勃拉修修斯公式式有H干实=8.4104Q干1.75D干4.75 L干F干=8.4104 3.301.75404.75
13、100000.655=1.08（）（六）、各各级管道道进口处处的水头头据实际情情况 取取流态系系数x=0.55，已知知HV=0.2,那那么按照照公式55-488有 qv = -1+1+0.61-xHV0.3X1-X 且且x+1.11244.022=100+266.4222=36.4222()所以在选选择泵时时 要要选择 其 HH366.4222m Q3.330/hh 的水水泵选择QXXN400-633/3-11 型号的的水泵较较为合适适，其扬扬程 663m，额额定流量量40/h，功功率为111KWW。选择的过过滤器的的型号为为：本微喷灌灌系统的的水源为为井水，水水质良好好，可用用网式过过滤器和
14、和叠片式式过滤器器进行过过滤,网网式过滤滤器选用用SQWWSS-40型型（参考考价7550）。叠片式式过滤器器选用SSQDPP-400型（参参考价8850）。设施环境境控制系系统设计计一、 设施环境境控制设设备手动动系统设设计（一）、设施环环境控制制设备手手动系统统设计要要求某温室配配置了下下列环境境调控设设施：外外遮阳、内内遮阳、顶顶开窗、环环流风机机、湿帘帘风扇系系统和顶顶喷淋。其其中环流流风机33台，湿湿帘风扇扇系统包包括6台台湿帘风风扇、湿湿帘和外外翻窗组组成。且且湿帘风风扇系统统工作分分为三种种状态，强强制通风风一（部部分湿帘帘风扇开开启）、强强制通风风二（全全部湿帘帘风扇开开启）和
15、和湿帘工工作（全全部的湿湿帘风扇扇开启，同同时湿帘帘泵工作作）。请请设计该该温室环环境调控控设备的的手动控控制系统统。（二）、设施环环境控制制系统设设计说明明温室主电电路图和和控制电电路图见见附图。1、外遮遮阳系统统打开：闭闭合常开开开关SSB2，使使得正向向电路联联通，电电机正转转，外遮遮阳幕缓缓慢打开开，同时时KM11开关因因电路联联通而闭闭合，而而SB22自锁断断开。当当外遮阳阳幕全部部打开时时，限位位开关SSQ1使使得电机机停止转转动，电电路断开开，KMM1断开开，外遮遮阳幕打打开过程程完成。关闭：闭闭合常开开开关SSB3，使使得反向向电路联联通，电电机反转转，外遮遮阳幕缓缓慢收拢拢，
16、同时时KM22开关因因电路联联通而闭闭合，而而SB33自锁断断开。当当外遮阳阳幕全部部收拢时时，限位位开关SSQ2使使得电机机停止转转动，电电路断开开，KMM2断开开，外遮遮阳幕关关闭过程程完成。2、内遮遮阳系统统打开：闭闭合常开开开关SSB5，使使得正向向电路联联通，电电机正转转，内遮遮阳幕缓缓慢打开开，同时时KM33开关因因电路联联通而闭闭合，而而SB55自锁断断开。内内外遮阳阳幕全部部打开时时，限位位开关SSQ3使使得电机机停止转转动，电电路断开开，KMM3断开开，内遮遮阳幕打打开过程程完成。关闭：闭闭合常开开开关SSB6，使使得反向向电路联联通，电电机反转转，内遮遮阳幕缓缓慢收拢拢，同
17、时时KM44开关因因电路联联通而闭闭合，而而SB66自锁断断开。当当内遮阳阳幕全部部收拢时时，限位位开关SSQ4使使得电机机停止转转动，电电路断开开，KMM4断开开，内遮阳幕幕关闭过过程完成。3、顶开开窗控制制系统（由于顶顶开窗11和顶开开窗二的的原理一一样，这这里就只只解释顶顶开窗11的工作作原理）开启：合合常开开开关SBB8，使使得正向向电路联联通，电电机正转转，顶开开窗缓慢慢打开，同同时KMM5开关关因电路路联通而而闭合，而而SB88自锁断断开。当当顶开窗窗全部打打开时，限限位开关关SQ55使得电电机停止止转动，电电路断开开，KMM5断开开，顶开开窗打开开过程完完成。关闭：闭闭合常开开开
18、关SSB9，使使得反向向电路联联通，电电机反转转，顶开开窗缓慢慢闭合，同同时KMM6开关关因电路路联通而而闭合，而而SB99自锁断断开。当当顶开窗窗全部打打开时，限限位开关关SQ66使得电电机停止止转动，电电路断开开，KMM6断开开，顶开开窗关闭闭过程完完成。4、环流流风机控控制系统统启动：闭闭合常开开开关SSB144，使得得环流风风机电路路联通，KM9因电路联通而闭合，SB14发生自锁而断开，从而环流风机的开启过程完成。关闭：按按下SBB13，KM99失电断断开，环环流风机机的关闭闭过程完完成。5、湿帘帘风扇系统统强制通风风系统分分为三种种状态：强制通通风一、强强制通风风二和湿湿帘工作作。其
19、中中，强制制通风状状态一时时启动三三台湿帘帘风扇，强强制通风风状态二二时启动动全部湿湿帘风扇扇，而当当湿帘工工作时启启动全部部湿帘风风扇和湿湿帘泵。6、湿帘帘外翻窗窗打开：闭闭合常开开开关SSB166，使得得正向电电路联通通，电机机正转，湿湿帘外翻翻窗缓慢慢打开，同同时KMM12开开关因电电路联通通而闭合合，而SSB166自锁断断开。当当湿帘外外翻窗完完全打开开时，限限位开关关SQ99使得电电机停止止转动，电电路断开开，KMM12断断开，湿湿帘外翻翻窗打开开过程完完成。关闭：闭闭合常开开开关SSB177，使得得反向电电路联通通，电机机反转，湿湿帘外翻翻窗关闭闭，同时时KM111开关关因电路路联
20、通而而闭合，而而SB117自锁锁断开。当当湿帘外外翻窗完完全关闭闭时，限限位开关关SQ110使得得电机停停止转动动，电路路断开，KM11断开，湿帘外翻窗关闭过程完成。7、强制制通风一一启动：闭闭合常开开开关SSB199或SB221，使使得风扇扇1或风扇扇2的电路路联通，KM11或KM13因电路联通而闭合，同时SB19或SB21发生自锁断开，强制通风一的三台风扇被启动。关闭：按按下SBB18或或SB220，电电路断开开，KMM10或或KM113断开开，强制制通风一一过程结结束。8、强制制通风二二启动：闭闭合常开开开关SSB199和SB221，使使得风扇扇1和风扇扇2的电路路联通，KM10和KM1
21、3因电路联通而闭合，同时SB19和SB21发生自锁断开，强制通风二的六台风扇被启动。停止：按按下SBB18和和SB220，电电路断开开，KMM10和和KM113断开开，强制制通风二二过程结结束。9、湿帘帘工作开启：闭闭合常开开开关SSB199、SB211以及SBB23使得得风扇11和风扇扇2电路联联通，KKM100和KM113因电电路联通通而闭合合，同时时SB119和SB221发生生自锁断断开，全全部的湿湿帘风扇扇开启，同同时又因因为KMM10和和KM113都闭闭合，使使得湿帘帘泵电路路联通，KM14因湿帘泵电路联通而闭合，SB23发生自锁而断开，从而使湿帘泵工作，这样湿帘工作开启过程就完成了
22、。关闭：按按下SBB22，电电路断开开，KMM15断断开，湿湿帘泵电电路断开开，从而而使KMM10及及KM114断开开，接着着风扇11和风扇扇2的电路路断开，全全部的湿湿帘风扇扇关闭，同同时湿帘帘泵停止止工作，湿湿帘工作作关闭过过程就完完成了。10、湿湿帘泵开启：闭闭合常开开开关SSB233、KM110以及及KM114使得得电路联联通，KKM155因电路路联通而而闭合，同同时SBB23发发生自锁锁断开，全全部的湿湿帘风扇扇开启，同同时湿帘帘泵工作作，湿帘帘工作开开启过程程完成。关闭：按按下SBB22，电电路断开开，KMM15断断开，全全部的湿湿帘风扇扇关闭，同同时湿帘帘泵停止止工作，湿湿帘泵状
23、状态的关关闭过程程完成。11、顶顶喷淋泵泵控制电电路启动：闭闭合常开开开关SSB255，使得得顶喷淋淋电路联联通，KKM155因电路路联通而而闭合，SB25发生自锁而断开，从而顶喷淋的开启过程完成。关闭：按按下SBB24，KM115失电电断开，环环流风机机的关闭闭过程完完成。二、温室室首部供供水系统统（一）、温温室首部部自动补补水系统统设计要要求某温室设设计了雨雨水回收收利用系系统。该该系统将将温室顶顶部回收收的雨水水收集到到水池中中，将集集水池中中水经过过初步过过滤后储储存在储储水池内内作为温温室灌溉溉的水源源。为此此，希望望储水池池重要保保持有一一定的水水量，同同时要防防止集水水池的水水位
24、过低低是水泵泵空转。请请设计满满足上述述要求的的从集水水池中往往储水池池中提水水水泵的的控制电电路。水泵控制制主电路路和控制制电路如如附图所示示（二）、温温室首部部自动补补水控制制系统的的说明本系统采采用浮球球开关，在在集水池池中和储储水池中中各安置置1个浮浮球，用用来控制制2个池池内的水水位，从从而控制制系统的的自动控控制。当当蓄水池池中的水水下降到到警戒线线时，由由储水池池中的浮浮球控制制的常开开开关SS3闭合合，电路路接通，交交流接触触器KMM闭合，SS3发生生自锁，水水泵开始始从集水水器中向向储水池池中抽水水。而当当储水池池中的水水位上升升到停止止抽水线线时，由由储水池池中浮球球控制的的常闭开开关S22就会断断开，控控制电路路断开，水水泵停止止抽水。当集水池池中的水水位低于于警戒线线时，由由集水池池浮球控控制的常常闭开关关S1就会会断开，使使控制电电路处于于断开状状态，防防止此时时如果水水泵工作作对其性性能造成成损害。