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1、 第七章 节水灌溉机械第一节 概述第二节 喷灌机械第三节 微灌设备第一节 概述l发展机电排灌机械，是实现农业机械化的重要方面。它对发展机电排灌机械，是实现农业机械化的重要方面。它对改变农业生产的自然条件，抵御自然条件，确保农作物的改变农业生产的自然条件，抵御自然条件，确保农作物的高产，稳产具有十分重要的作用。高产，稳产具有十分重要的作用。l排灌机械中的主要设备是水泵，它能把动力机的机械能转排灌机械中的主要设备是水泵，它能把动力机的机械能转变为所抽送水的水力能，可以把水输送到高处或远处。变为所抽送水的水力能，可以把水输送到高处或远处。l水泵的用途很广。除农田排灌应用外，在国民经济的许多水泵的用途
2、很广。除农田排灌应用外，在国民经济的许多部门如石油、化工、水利、煤矿、电力、基建工程、环保、部门如石油、化工、水利、煤矿、电力、基建工程、环保、城镇给水等等都需要水泵。因此，水泵是现代化设备不可城镇给水等等都需要水泵。因此，水泵是现代化设备不可缺少的一种通用机械。缺少的一种通用机械。l灌溉用的水泵机组包括水泵、动力机、输水管路及管路附件等。1底阀2吸水管3弯管4变径接管5真空表6水泵7压力表8逆止阀9闸阀10出水管l农田灌溉机械包括农田排灌机械和农田灌溉机械。l农田灌溉机械主要有喷灌和微灌两种类型。第二节 喷灌机械l一、喷灌系统的组成和分类l二、农用水泵l三、喷头的种类和性能指标l四、喷头的工
3、作原理一、喷灌系统的组成和分类l1喷灌系统的组成l（1）水源工程 l（2）水泵及配套动力机 l（3）管道系统 l（4）喷头 l（5）田间工程 2喷灌系统的分类按运行方式可分定喷式、行喷式根据喷灌系统各组成部分可移动的程度，分成固定式、移动式和半固定式三种。二、农用水泵l（一）农用水泵的类型l（二）水泵的一般构造l（三）农用水泵的构造和特点l（四）水泵的选型（一）农用水泵的类型l离心泵l井泵（长轴井泵、深井潜水电泵）l微型泵l直空泵（二）水泵的一般构造l1叶轮 离心泵叶轮.封闭式.半封闭式.敞开式轴流泵叶轮 混流泵叶轮2泵壳 蜗壳形泵壳蜗壳形泵壳1.蜗道蜗道 2.叶轮叶轮 3.出水口出水口3填料
4、函密封装置 填料函示意图1.填料盒 2.填料座 3.填料 4.水封管 5.水封环 6.压盖（三）农用水泵的构造和特点l1离心泵l2轴流泵l3混流泵 l4水轮泵 l5井用泵 l6潜水泵 1离心泵l（1）单级单吸悬臂式离心泵（）单级单吸悬臂式离心泵（BA型泵）型泵）l（2）单级双吸式离心泵（）单级双吸式离心泵（Sh型泵）型泵）离离心心泵泵工工作作原原理理（1）单级单吸悬臂式离心泵（BA型泵）BA型离心泵的构造1.泵盖 2.真空表螺孔 3.减漏环 4.叶轮 5.冲水放气螺孔 6.泵壳 7.水封管 8.水封环 9.填料10.泵轴 11.轴承 12.托架 13.联轴器 14.防水螺塞 15.压力表螺孔l
5、由泵壳、泵盖、叶轮、泵轴、轴承、托架、减漏环及填料函等部件组成（见上图）。其特点是扬程较高，流量较小，结构简单，使用方便，水泵出水口方向可以根据需要作左右、上下的调整。这种水泵的体积小、重量轻，固定安装及流动使用均甚方便。也可作为喷灌的工作泵。ZLB型轴流泵1.进水喇叭 2.叶轮 3.导水叶 4.泵轴 5.出水弯管 6.橡胶轴承 7.注润滑水管 8.填料盒 9.填料 10.填料压盖 11.联轴器2 轴流泵轴轴流流的的工工作作原原理理 1进水喇叭 2.出水弯管 3.联轴器 4.导水叶 5.叶轮3混流泵 l是介于离心泵和轴流泵之间的一种泵型。具有离心泵较高扬程和轴流泵较大流量的特点，适合于平原河网
6、地区和丘陵灌区使用。l4水轮泵 是利用自然水进行抽水的农田灌溉机械。由作为动力用的水轮机和离心泵组成。l l5井用泵 它从井下抽水灌溉。l l6潜水泵 它由水泵、电动机、进水部分和密封装置等四部分连成整体。7水泵性能的主要参数l（1）流量）流量 l（2）扬程）扬程 l吸水扬程吸水扬程 由水源水面至水泵轴线基准面的垂直高度由水源水面至水泵轴线基准面的垂直高度Hd.x l压水扬程压水扬程 由水泵轴线至出水池水面的垂直高度由水泵轴线至出水池水面的垂直高度Hd.y l实际扬程实际扬程Hd（或称为地形高度）（或称为地形高度）l Hd=Hd.x+Hd.y l（3）功率）功率 a有效功率有效功率Nx（又叫水
7、功率）（又叫水功率）b轴功率轴功率Nz（又叫水泵的输入功率）（又叫水泵的输入功率）c配套功率配套功率Np l（4）水泵效率）水泵效率 l（5）水泵转速）水泵转速 l（6）允许吸上真空高度（或汽蚀余量）允许吸上真空高度（或汽蚀余量）l（7）比转数）比转数 （四）水泵的选型l选用水泵的原则为：满足农业生产所提出流量和扬程的要求1流量设计（1）灌溉设计流量（2）排水设计流量Qp.s 2排水设计扬程的确定（1）灌溉设计扬程（2）排水设计扬程 3水泵型号的确定根据设计流量和设计扬程，就可以在水泵样本中的“水泵综合性能型谱图”或“水泵规格性能表”等技术资料中初步选择所需的水泵型号 三、喷头的种类和性能指标
8、l（一）喷头的种类l（二）喷头的性能指标（一）喷头的种类l（1）旋转式喷头 l（2）固定式喷头l折射式l缝隙式l漫射式 l（3）喷洒孔管（二）喷头的性能指标l1压力l2流量l3射程l4喷灌强度l5水滴的打击强度l6喷洒水量分布特性四、喷头的工作原理l（一）摇臂式喷头1 摇臂式喷头的结构 la旋转密封机构 lb流道 lc驱动机构 ld扇形换向机构 le连接件 2.摇臂式喷头的工作原理 l相互传递和转化的运动过程，它可以分为以下五个阶段la启动阶段 lb外摆阶段 lc弹回阶段 ld入水阶段 le撞击阶段 垂直摇臂式喷头结构图1.空心轴套 2.换向架 3.喷体 4.喷管 5.反向摇臂 6.摇臂 7.
9、喷嘴 8.配重铁 9.压力表 10.挡块3固定式喷头l（1）折射式喷头的结构及工作原理l（2）缝隙式喷头的结构及工作原理l（3）离心式喷头的结构及工作原理（1）折射式喷头的结构及工作原理l当喷头工作时，有压水流由喷嘴直接垂直射出后，遇到折射锥的阻拦，形成薄水层而向四周射出，在空气阻力作用下，伞形的薄水层就散裂为小水滴而降落到地面。折射式喷头结构图内支架式;(b)外支架式;(c)整体式1折射锥；2喷嘴；3支架；4管接头（2）缝隙式喷头的结构及工作原理l其有压水流经过固定不动的缝隙喷嘴喷出，形成一个扇形的薄水层，然后在空气阻力的作用下逐渐裂散成水滴，降落到地面 两种缝隙式喷头结构图 1缝隙；2喷头
10、；3管接头（3）离心式喷头的结构及工作原理l离心式喷头的工作原理是喷头开始工作时，经过竖管的有压水流沿切线方向或沿螺旋孔道进入喷体，使水流绕垂直的锥形轴或壁面产生涡流运动，这样水从喷孔中呈中空的环状锥形薄水层，并同时具有沿径向外的离心速度和沿切向旋转的圆周速度向外喷出，甩出的薄水层水流在空气阻力作用下，被裂散成细小的水滴而降落在喷头四周的地面上。离心式喷头1喷嘴2蜗壳3锥形轴五、喷灌机的工作原理l（一）定喷式喷灌机l（二）行喷式喷灌机（一）定喷式喷灌机l1手推（抬）式喷灌机 l2拖拉机悬挂式喷灌机l3滚移式喷灌机1手推（抬）式喷灌机l（1）结构特点l（2）使用特点 手推管引式喷灌机（柴油机配套
11、）手推管引式喷灌机（柴油机配套）1喷头喷头 2.出水管出水管 3.水泵水泵 4.进水管进水管 5.底阀底阀 6.柴油机柴油机2拖拉机悬挂式喷灌机手扶拖拉机配套的悬挂式喷灌机1-水源；2-吸水管；3-水泵；4-手扶拖拉机；5-皮带传动系统；6-输水管；7-竖管及支架；8-喷头3滚移式喷灌机滚移式喷灌机1-水源；2-抽水机组；3-输水干管；4-给水栓；5-连接软管；6-钢圈式轮；7-喷头；8-喷洒支管；9-驱动车（二）行喷式喷灌机l1卷盘式喷灌机软管卷盘式自动喷灌机1-喷头车；2-PE软管；3-喷头车收取吊架；4-PE软管；5-卷盘；6-卷盘车；7-伸缩支囊式水动力机；8-进水管；9-可调支腿；1
12、0-旋转底盘；11-泄水孔管；12-自动排管器；13-支腿l2电力驱动中心支轴式全自动喷灌机平移式喷灌机结构示意图1-中心跨架；2-刚性跨架；3-柔性接头；4-柔性跨架；5-渠道第三节 微灌设备l一、微灌的种类和微灌系统组成l二、微灌设备配套系统一、微灌的种类和微灌系统组成l1微灌的种类l滴灌 l微喷灌 l小管出流灌 l渗灌l2微灌系统的组成l3微灌系统的种类2微灌系统的组成l微灌系统由水源、首部枢纽、输配水管网和灌水器以及流量、压力控制部件和量测仪表等组成 微灌系统组成示意图1-水源；2-水泵；3-流量计；4-压力表；5-化肥罐；6-阀门；7-冲洗阀；8-过滤器；9-干管；10-流量调节器；
13、11-支管；12-滴头；13-分水毛管；14-毛管；15-果树；16-微喷头；17-条播作物；18-水阻管；19-滴罐管 3微灌系统的种类l根据组成微灌系统的灌水器不同，微灌系统也分为滴灌系统、微喷灌系统、小管出流灌系统以及渗灌系统四类。l根据配水管道在灌水季节中是否移动，每一类微灌系统可分为固定式、半固定式和移动式。二、微灌设备配套系统l1滴灌系统的组成l2渗灌系统的组成l3脉冲式微灌系统的组成滴灌系统的组成滴灌系统示意图1.水源2.水泵3.流量计4.压力表 5.化肥罐6.过滤器7.作物8.滴头 9.毛管10.支管11.流量调节器12.干管孔口滴头1.滴头罩2.出水口3.滴头体 4.毛管管壁
14、5减压孔6进水口长流道滴头2渗灌系统的组成微微喷喷灌灌3脉冲式微灌系统的组成l（1）脉冲式微灌系统的组成l（2）脉冲式微灌系统工作原理l（3）脉冲式微灌系统的功能特点（1）脉冲式微灌系统的组成l脉冲式微灌系统由脉冲器总成、供水干管、支管、灌水毛管和喷水器总成，以及连接控制件组成。脉冲式微灌系统示意图1-脉冲发生器；2-干管；3-支管；4-毛管；5-喷水器（2）脉冲式微灌系统工作原理脉冲式微喷系统的工作过程，是通过将系统充水和瞬间高速喷水两个互为独立的阶段，并自动循环往复完成的（如图）l冲水阶段l喷水阶段脉冲式微罐系统工作原理示意图（3）脉冲式微灌系统的功能特点la灌水均匀度高 lb抗堵塞 lc系统灌水流量与工作压力可调 ld灌水器位置可随意设置、更改或调整 le抗老化，防冻裂 lf独特的景观效果