一種測量全射流噴頭氣體含量的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及有關(guān)全射流噴頭參數(shù)的測量方法，尤其是一種測量全射流噴頭氣體含 量的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 全射流噴頭是我國自主研發(fā)的的新型節(jié)水灌溉設(shè)備，其工作原理和噴灑水舌破碎 機(jī)理不同于其他噴頭。全射流噴頭在工作過程中包括直射和步進(jìn)兩個狀態(tài)，初始為直射狀 態(tài)，當(dāng)噴頭一側(cè)取得足夠的氣體時使該側(cè)形成高壓區(qū)，另一側(cè)由于壓力損失進(jìn)氣量較少壓 力較低，故噴頭兩側(cè)形成了壓差，使水流呈現(xiàn)步進(jìn)狀態(tài)從而推動噴頭的旋轉(zhuǎn)。
[0003] 對于全射流噴頭，噴頭氣體含量的多少不僅決定了噴頭是否能穩(wěn)定工作，并且直 接影響其射程和水量分布、水滴分布等噴頭外部流場水力特性，若氣體含量不足噴頭兩端 形成的壓差較小，則不能為噴頭提供足夠的驅(qū)動力驅(qū)使噴頭旋轉(zhuǎn)，不能使噴頭穩(wěn)定工作。此 外，氣體含量對噴頭的外部特性有較大影響，若氣體含量變大，噴頭射程減小，水量分布會 更加均勻，水滴直徑也會變小。然而目前測試氣體流量的儀器只能測試流量較大的氣體流 量，而全射流噴頭的氣體含量較少，無法在實驗時用儀器測得。因此，目前對全射流噴頭的 研宄主要依靠經(jīng)驗設(shè)計進(jìn)氣孔的位置和大小，觀察噴頭是否能完成旋轉(zhuǎn)工作，忽略其對重 要水力性能參數(shù)的影響，這對噴頭的設(shè)計與優(yōu)化是不利的。
[0004] 如上所述，在設(shè)計過程中，由于不清楚全射流噴頭氣體含量的大小以及對噴頭性 能的而影響，就不能通過科學(xué)了解氣體含量的手段進(jìn)行有效的解決，從而對影響噴頭性能 的各參數(shù)進(jìn)行綜合分析、優(yōu)化、設(shè)計出性能優(yōu)良的噴頭。因此，本發(fā)明提出了一種測量全射 流噴頭氣體含量的方法以解決上述問題，具有很重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是全射流噴頭的氣體含量由于噴頭工作時的氣體含量 量小，工況復(fù)雜，現(xiàn)有的儀器設(shè)備不能直接測量全射流噴頭氣體含量的問題?；谏鲜瞿?的，本發(fā)明提供了一種測量全射流噴頭氣體含量的方法，包括下列步驟：
[0006] (a)試驗開始前，利用導(dǎo)管將全射流噴頭的信號嘴與入水嘴連接在一起，調(diào)節(jié)信號 嘴的取水位置使其取到信號水；設(shè)定噴頭的工作壓力，使全射流噴頭保持在穩(wěn)定工作的狀 態(tài)；當(dāng)全射流噴頭不能保持在穩(wěn)定工作的狀態(tài)時，則需要重新調(diào)整信號嘴的取水位置，進(jìn)氣 孔位置及進(jìn)氣孔大小，直至全射流噴頭保持在穩(wěn)定的工作狀態(tài)。所述全射流噴頭的穩(wěn)定工 作狀態(tài)為噴頭旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定、步進(jìn)穩(wěn)定，旋轉(zhuǎn)速度均勻的狀態(tài)?？紤]到工作剛開始時信號嘴取到 的信號水流可能不夠穩(wěn)定的情況，需要在噴頭設(shè)定工作壓力下穩(wěn)定工作10分鐘以上之后 再開始測量采集試驗數(shù)據(jù)。
[0007] (b)噴頭每步進(jìn)一次所用時間的測量：噴頭在工作時在直射狀態(tài)及步進(jìn)狀態(tài)均會 從外界空氣中吸入氣體。因此，讀取全射流噴頭旋轉(zhuǎn)n周的時間Tji = 1，2,3…m)，重復(fù)上 述測量工作m次，并分別測量出噴頭每次完成總步進(jìn)次數(shù)Ni(i = 1，2, 3…m)。根據(jù)測量結(jié) 果得到噴頭每步進(jìn)一次所花的時間
。所述讀取的全射流噴頭總步進(jìn)次數(shù)Ni為大 于或等于1次。所述讀取的全射流噴頭旋n周為大于或等于1次所述重復(fù)測量工作m次為 大于或等于1次。
[0008] (c)導(dǎo)管內(nèi)水流量的計算：測量導(dǎo)管內(nèi)水流量時保持導(dǎo)管與信號嘴的連接，斷開 導(dǎo)管與入水嘴的連接，使全射流噴頭保持在直射狀態(tài)抽取信號水，測量出一段時間t '內(nèi) 所能接收到的信號水量q，則導(dǎo)管水平均流量為
'P為經(jīng)驗系數(shù)，一般取〇. 8~ 0. 95〇
[0009] (d)平均氣體流量的計算：噴頭由于主射流兩邊的壓差而不斷吸氣，而氣體為可 壓縮氣體，氣體流量隨著壓差的變化而變化，但是在整個噴頭工作狀態(tài)中，氣體流量呈周期 性變化。因此，氣體流量可簡化為平均氣體流量，則平均氣體流量為
|式 中Uk為空氣的動力粘性系數(shù)，常溫下取1.983Xl(T5Pa* S，yi為水的動力粘性系數(shù)，常溫 下取0. 839X 10_ 3Pa ? s，d為導(dǎo)管直徑，1為導(dǎo)管長度。
[0010] (e)全射流噴頭氣體含量的計算：通過平均氣體流量可求得全射流噴頭的氣體含 量，將步驟（b)中的時間T'，步驟（d)中的％帶入公式Q = QgT'即可求出全射流噴頭的氣 體含量。
[0011] 本發(fā)明技術(shù)效果：本發(fā)明涉及一種測量全射流噴頭氣體含量的方法，操作簡便，能 夠較為準(zhǔn)確的快速測量全射流噴頭的氣體含量，解決了難以用儀器測量全射流噴頭氣體含 量的問題，為進(jìn)一步研宄全射流噴頭外部噴灑特性，優(yōu)化噴頭結(jié)構(gòu)，提供理論依據(jù)。
【附圖說明】
[0012] 圖1是顯示本發(fā)明實施例的測量全射流噴頭氣體含量方法的步驟流程圖。
【具體實施方式】
[0013] 本發(fā)明提供一種測量全射流噴頭每次步進(jìn)氣體含量的方法。為讓本發(fā)明的上述和 其它目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實例，并配合所附圖式，做詳細(xì)說明 如下。
[0014] 如圖1所示，首先，選取了 30PXH全射流噴頭作為試驗樣機(jī)，試驗開始前，利用導(dǎo) 管將全射流噴頭的信號嘴與入水嘴連接在一起，調(diào)節(jié)信號嘴的取水位置使其取到信號水， 設(shè)定噴頭的工作壓力300kPa，導(dǎo)管長度為0. 35m，內(nèi)徑3mm，位差為2. 8mm，射流元件長度為 22mm，噴嘴直徑4mm。使全射流噴頭保持在穩(wěn)定工作的狀態(tài)。在噴頭穩(wěn)定工作了 20分鐘之 后開始測量試驗數(shù)據(jù)。
[0015] 接著，讀取全射流噴頭每轉(zhuǎn)10圈所用的時間及步進(jìn)次數(shù)3次，測量出的步進(jìn)次數(shù) 分別為65, 58,63。根據(jù)測量結(jié)果得到每次步進(jìn)所花的時間9. 677s。
[0016]接著，保持導(dǎo)管與信號嘴的連接，斷開導(dǎo)管與入水嘴的連接，使全射流噴頭保持在 直射抽取信號水的狀態(tài)，測量出相應(yīng)時間lmin內(nèi)所能接收到信號水量為195ml，則導(dǎo)管中 的水流平均速度為0. 414m/s，P取0. 9。導(dǎo)管內(nèi)水流量為3. 25ml/s。
[0017] 則噴頭取氣時的平均壓差為平均流量為0. 06149ml/s，則全射流噴頭步進(jìn)一次時 噴頭中的氣體含量為〇. 595ml。
[0018] 雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技 術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范 圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求范圍所界定者為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1. 一種測量全射流噴頭氣體含量的方法，包括下列步驟； (a)試驗開始前，利用導(dǎo)管將全射流噴頭的信號嘴與入水嘴連接在一起，調(diào)節(jié)信號嘴的 取水位置使其取到信號水，設(shè)定噴頭的工作壓力，使全射流噴頭保持在穩(wěn)定的工作狀態(tài)； 化）噴頭每步進(jìn)一次所用時間的測量；讀取全射流噴頭旋轉(zhuǎn)n周的時間Ti(i= 1，2, 3--m)，重復(fù)上述測量工作m次，并分別測量出噴頭每次完成總步進(jìn)次數(shù)Ni(i= 1，2, 3…m)，得 到噴頭每步進(jìn)一次所花的時間(C)導(dǎo)管內(nèi)水流量的計算：保持導(dǎo)管與信號嘴的連接，斷開導(dǎo)管與入水嘴的連接，使全 射流噴頭保持在直射狀態(tài)抽取信號水，測量出一段時間t^內(nèi)所能接收到的信號水量q，則 導(dǎo)管內(nèi)水平均流量為a=9^^，式中，^為經(jīng)驗系數(shù)，一般取0. 8~0. 95 ; (d) 平均氣體流量的計算：氣體流量可簡化為平均氣體流量，則平均氣體流量為式中，Wk為空氣的動力粘性系數(shù)，常溫下取1.983X1(T中a-s，為水 的動力粘性系數(shù)，常溫下取0. 839X1(T3化?S，d為導(dǎo)管直徑，1為導(dǎo)管長度； (e) 全射流噴頭氣體含量的計算：通過平均氣體流量則可求得全射流噴頭的氣體含量 Q=Q/。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量全射流噴頭氣體含量的方法，其特征在于：全射流噴頭 的工作的狀態(tài)不穩(wěn)定時，需要重新調(diào)整信號嘴的取水位置，進(jìn)氣孔位置及大小。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測量全射流噴頭氣體含量的方法，其特征在于；所述全 射流噴頭穩(wěn)定的工作狀態(tài)為噴頭旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定、步進(jìn)穩(wěn)定，旋轉(zhuǎn)速度均勻。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量全射流噴頭氣體含量的方法，其特征在于：在設(shè)定噴頭 穩(wěn)定工作整個實驗過程的1/4-1/2時間之后再開始測量收集試驗數(shù)據(jù)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的所述的測量全射流噴頭氣體含量的方法，其特征在于：所述 讀取全射流噴頭工作過程中的總步進(jìn)次數(shù)n為大于或等于1次，所述重復(fù)測量工作m次為 大于或等于1次。
【專利摘要】本發(fā)明涉及有關(guān)全射流噴頭參數(shù)的測量方法，尤其是一種測量全射流噴頭氣體含量的方法。首先，利用導(dǎo)管將全射流噴頭的信號嘴與入水嘴連接在一起，使全射流噴頭保持在穩(wěn)定工作的狀態(tài)。接著，讀取全射流噴頭旋轉(zhuǎn)n周的時間Ti，步進(jìn)次數(shù)為Ni，重復(fù)上述測量工作m次，并分別測量出噴頭每次完成總步進(jìn)次數(shù)Ni，得到噴頭每步進(jìn)一次所花的時間T'。接著，保持導(dǎo)管與信號嘴的連接，斷開導(dǎo)管與入水嘴的連接，測量出信號水取水流量。接著，計算出取氣是的平均氣體流量。最后得到每步進(jìn)一次噴頭的氣體含量。
【IPC分類】G01N33/00
【公開號】CN104931650
【申請?zhí)枴緾N201510267930
【發(fā)明人】劉興發(fā), 朱興業(yè), 劉俊萍, 袁壽其, 田坤, 鮑亞
【申請人】江蘇大學(xué)
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年5月22日