喷灌机械 原理·设计·应用PDF电子书下载

目 录 1

前言 1

第一章 概论 1

第一节 喷灌概念及其特点 2

一、喷灌、喷灌机、喷灌系统 2

二、喷灌的优缺点及其适应性 4

第二节 国外喷灌技术发展概况与展望 6

第三节 我国喷灌技术发展概况 9

一、喷灌机发展简史 10

第四节 喷灌机发展简史与现状 10

二、各种喷灌机使用现状与发展动向 14

第五节 喷灌机的分类及设计的一般原则、步骤 17

一、喷灌机的分类 17

二、设计喷灌机的一般原则 18

三、喷灌机的设计步骤 19

第二章 喷灌机的水力学基本理论 21

第一节 压力管道输水灌溉 21

一、压力管道水流条件和基本方程 21

二、水流喷出 23

一、喷灌强度ρ 25

第二节 喷灌强度与土壤入渗方程 25

二、土壤入渗方程 31

三、喷灌机的设计喷灌强度允许值 34

第三节 喷灌均匀度 38

一、均匀度系数C？ 38

二、水量分布图 39

第四节 水滴打击强度 40

一、水滴直径d？ 41

二、水滴密度 42

三、水滴对土壤的平均压力与水滴打击动能 43

一、喷灌强度与同时喷灌的湿润面积形状的关系 45

四、雾化指标 45

第五节 喷灌机的喷灌强度与一些性能参数间的关系 45

二、喷灌强度与喷头形式、射程的关系 46

三、喷灌强度与喷灌机流量、压力的关系 46

四、喷灌强度与喷灌机的运行速度关系 47

五、喷灌强度与水滴打击强度的关系 48

六、喷灌强度与均匀度的关系 48

第六节 射程、水滴打击强度与耗能关系 48

一、射程与耗能关系 48

二、水滴雾化与耗能关系 55

三、单位灌溉面积和单位生产率的功率消耗 56

第七节 喷头水舌的理论基础 57

一、水舌运动轨迹理论公式 58

二、水舌运动相似理论 62

三、水滴运动方程式 64

第三章 动力与水泵 74

第一节 动力 74

一、动力机的选择 74

二、动力机实际运行能耗确定 85

第二节 水泵的选配 87

一、水泵主要性能参数 87

二、水泵性能曲线 88

三、水泵选择原则 89

四、水泵选择过程 89

第四章 喷头 92

第一节 喷头的种类及其特点 92

第二节 设计喷头的基本参数 94

一、喷头的几何参数和工作参数 94

二、喷头喷洒质量设计参数 96

三、设计风速与日净工作时间 97

第三节 垂直摆臂式喷头动力学分析与结构设计 97

二、导流器及其运动分析 99

一、工作原理 99

三、摆臂运动力学分析 103

第四节 蜗轮蜗杆式喷头结构与驱动机构参数的确定 108

第五节 全射流喷头 111

一、附壁式水射流元件工作原理 112

二、连续式全射流喷头 114

三、步进（间歇）式全射流喷头 114

四、几种流控式步进喷头简介 116

第六节 脉冲喷头及其系统 121

一、脉冲喷头的工作原理与工作参数计算 122

二、同步脉冲喷灌系统 125

三、同步脉冲喷头 129

第五章 摇臂式喷头的动力学分析与结构设计 132

第一节 旋转密封机构设计 133

一、空心轴 133

二、空心轴套 133

三、密封垫圈 133

四、防砂弹簧及减磨垫圈 134

第二节 流道设计 135

一、空心轴 136

二、喷体（弯头） 137

三、喷管与稳流栅 139

四、喷嘴 140

第三节 摇臂式喷头动力学分析与驱动机构设计 143

一、摇臂结构 143

二、工作原理 144

三、摇臀受力分析与运动状态 145

四、摇臂非自由运动状态时水流运动特点及其动力学分析 146

五、摇臂自由运动时动力学分析 155

六、摇臂碰撞运动 158

七、摇臂导流器结构参数设计的理论公式、 159

经验公式及其绘图步骤 159

八、摇臂弹簧设计 163

第四节 扇形喷洒运动与换向机构设计 164

第五节 旋转式喷头空心轴强度校核 173

一、计算空心轴的受力 173

二、空心轴强度校核 176

第六节 旋转式喷头实际水量分布与修正 176

第六章 固定式喷头的构造与设计 180

第一节 折射式喷头 180

一、几种常用的折射式喷头 181

二、折射式喷头结构设计方法 185

第二节 缝隙式喷头 188

第三节 离心式喷头 190

第四节 固定式喷头喷洒水滴直径 191

第七章 喷灌管道系统 193

第一节 喷灌管的种类和特点 194

一、喷灌专用管 194

二、普通通用喷灌管 200

第二节 喷灌管道的水力学计算 207

一、喷灌管路的流体阻力和水力损失 207

二、紊流的沿程阻力分区和沿程水力损失计算 210

三、沿程损失的其它计算公式 215

四、分支，变径，不同材质管路沿程损失计算 218

五、等距分流管路系统沿程水力损失计算（多口系数法） 220

六、局部损失计算 224

七、喷灌管道系统的总水头损失 226

第三节 喷灌机综合水力计 226

一、综合水力计算的方法 227

二、综合水力计算的步骤 230

三、计算实例 232

第四节 喷灌管道的水击计算 243

一、水击的发生过程 243

二、水击波的管道反射特性 245

三、水击计算中的特征参数 247

四、水击种类和计算公式 249

五、延长阀门启闭时间，消除有害水击 254

第五节 喷灌管的结构计算 259

一、强度计算 259

二、稳定性校核 260

第八章 喷灌自动控制 261

第一节 喷灌自动控制的分类和组成 261

一、喷灌自动控制的分类 261

二、喷灌自动控制的组成 262

第二节 喷灌自动控制基础 266

一、逻辑代数及电子控制基本逻辑线路 267

二、自动控制图解法 271

三、常用电气符号及电气原理图 277

第九章 人工移管式喷灌机 280

第一节 管道布置方案与最优管长确定 280

第二节 喷灌装置配套技术要求与设计方法 286

一、选定动力机的工作范围 287

二、选定水泵的工作范围 288

三、确定喷头、管道布置间距，选定喷头 288

四、确定喷头数和支管数 290

五、计算机组控制面积 290

第三节 传动方式选择与计算 291

第四节 自吸装置和射流真空式自吸装置的设计 292

一、容积泵式自吸装置 292

二、射流真空式自吸装置的设计 293

第五节 抽水装置机架设计 299

第六节 管道运输与搬移机械 301

第十章 与拖拉机配套的远射程喷头喷灌机 304

第一节 远射程喷头喷灌机种类、特点及其作业方式 304

第二节 水泵与拖拉机配套及最优工况选择 306

第三节 远射程喷灌机的结构和主要性能参数选择 313

一、拖拉机动力输出轴带动喷头旋转 313

二、喷头喷射水舌带动喷头旋转 317

三、远射程喷灌机性能参数的选择 319

第十一章 双悬臂式喷灌机 323

第一节 双悬臂式喷灌机的种类、特点和作业方式 323

第二节 双悬臂式喷灌机喷洒支管最优尺寸的确定 325

一、最优管径D的确定 325

二、最优管壁厚δ的确定 333

第三节 悬臂桁架长度的选择 334

第四节 悬臂桁架的强度计算 335

一、柔性桁架稳定性校核与强度计算 335

二、刚性悬臂桁架的强度计算 338

一、平均喷灌强度 341

第五节 双悬臂喷灌机的平均喷灌强度和组合均匀度近似求解 341

二、组合均匀度 343

第六节 拖拉机载移双悬臂式喷灌机 343

第七节 专用动力的双悬臂式自走喷灌机 349

第十二章 绞盘式喷灌机 352

第一节 概述 352

第二节 钢索牵引绞盘式喷灌机的结构和主要性能参数 357

一、喷灌机的结构 357

二、几种钢索牵引绞盘式喷灌机性能参数 361

第三节 软管牵引绞盘式喷灌机的结构与主要性能参数 362

一、输水半软管 363

二、绞盘 363

三、驱动动力与装置 364

四、调速机构 368

五、软管缠绕导向装置 369

六、安全保护装置 370

七、喷头车 374

八、几种软管牵引绞盘式喷灌机的主要性能参数 374

第四节 绞盘式喷灌机驱动动力及部件设计 375

一、常用水力驱动动力机及其比较 375

二、驱动动力元件设计 376

第五节 绞盘式喷灌机的设计方法 381

一、绞盘牵引功率与制动力 381

二、行走胶轮计算 382

三、传动、调速机构设计 383

四、软管缠绕导向机构减速比计算 385

第六节 绞盘式喷灌机喷灌强度与组合均匀度计算方法 386

一、运行时水量分布图形分析 386

二、平均喷灌强度计算 387

三、组合均匀度系数计算 387

第一节 特点、适应范围与作业方式 390

第十三章 滚移式喷灌机 390

第二节 典型滚移式喷灌机的结构与主要技术性能参数 392

一、管道 392

二、支承行走轮 393

三、喷头及自调平衡装置 393

四、驱动车 393

五、自动泄水阀 395

六、防风制动杆 395

第三节 滚移式喷灌机支承行走轮的设计和通过性能的评定 396

一、计算刚性行走轮直径D和轮缘宽b 397

二、行走轮通过性能的评定 402

三、风压对喷灌机的强度与稳定性的校核计算 405

第十四章 中心支轴式喷灌机 409

第一节 电动中心支轴喷灌机 409

一、结构与组成 409

二、电动中心支轴喷灌机的三大系统 413

三、电动中心支轴喷灌机的工作原理 417

四、塔架 418

五、驱动系统计算 428

六、同步控制机构 429

七、多塔架中心支轴喷灌机同步设计原理及计算 432

八、多塔架中心支轴喷灌机同步性能的作图分析计算法 439

九、电动中心支轴喷灌机的调试……………………………………44？十、中心支轴喷灌机的水力计算 449

十一、喷头配置 451

十二、电动中心支轴喷灌机主要部件的选择计算 454

十三、电动中心支轴喷灌机的调速机构工作原理及构造 455

第二节 水动中心支轴喷灌机简介 458

一、结构 459

二、组成 459

第十五章 平移式喷灌机 464

第一节 平移式机组的组成和结构特点 464

一、平移式机组的组成 464

二、平移式喷灌机的工作原理 465

第二节 典型的导向机构 467

第三节 平移式机组的喷头配置 468

第十六章 喷灌机的田间规划设计 469

第一节 规划设计的技术要求、原则和内容 469

一、喷灌系统的基本技术要求 469

二、喷灌系统规划的原则与内容 470

第二节 规划设计基本资料 470

一、喷灌区的地形资料 470

二、水源资料 470

三、农业气象资料 470

四、土壤资料 471

五、作物种植情况 474

六、其它资料 475

第三节 喷头的喷洒方式与组合形式 475

一、全圆喷洒 475

二、扇形喷洒 477

三、规划设计的主要计算公式 478

第四节 移动式单喷头喷灌机田间运行规划设计 479

第五节 移动式多喷头喷灌机田间运行规划设计 480

一、人工移管式多喷头机组 480

二、双悬臂式喷灌机的田间布置 483

三、滚移式喷灌机的田间布置 483

第六节 中心支轴式喷灌机田间工程规划 484

第七节 平移式喷灌机的田间布置 485

第十七章 喷灌机的安装与运用 486

第一节 喷灌机的安装 486

一、喷灌机安装的一般要求 486

二、绞盘式喷灌机的安装与调整 487

三、滚移式喷灌机的安装顺序与要求 488

四、中心支轴式喷灌机的安装与调试 489

五、平移式喷灌机的安装与调试 493

一、运行方案与运行参数的选定 494

第二节 喷灌机的运用 494

二、操作技术 500

三、维护保养技术 503

四、运用考核指标及计算方法 504

第三节 喷灌机转移地块 506

第十八章 喷灌机的试验研究 508

第一节 喷灌机的试验研究内容 508

一、喷灌水力特性试验 509

二、机械性能试验 509

三、运用性能试验 510

四、动力消耗试验 511

一、喷灌机专用流量计 513

第二节 喷灌机专用量测设备和装置 513

二、喷灌降水自动测试装置 514

三、水滴直径测量 516

第三节 喷灌机试验设计方法 519

一、正交表 519

二、正交试验设计的优点与设计方法 520

三、正交试验设计法的应用举例 523

第四节 经济技术指标分析方法 528

一、喷灌机每小时生产率 528

五、年运行及维修费用 529

六、金属材料消耗 529

三、灌溉效益 529

四、喷灌机抽水耗油费 529

二、劳力消耗 529

七、土地利用率 530

八、亩投资 530

九、增产效益 530

十、还本年限T还 530

十一、抵偿年限T？ 530

第十九章 园林和草坪喷灌设备 531

第一节 概述 531

一、突升式（又称埋藏式、弹出式）喷头 533

第二节 园艺喷头 533

二、摆动雨扇式喷管 534

三、反作用力式喷头 534

四、手掀式喷头 535

第三节 喷泉喷头 535

第四节 管路器件 541

一、自动排气阀 541

二、安全阀 543

三、破坏真空阀 543

五、自动排水阀 544

四、管道Y型过滤器 544

六、快速联接阀 545

七、自动停止阀 545

八、自动计量阀 546

第五节 自动控制系统 546

一、遥控阀 546

二、自动控制箱 547

三、控制线路 548

第六节 应用实例 550

一、住宅区的庭园喷灌实例 550

二、高尔夫球场喷灌实例 551

第二十章 微量灌溉设备 553

第一节 概述 554

一、微灌技术发展与展望 554

二、微灌系统组成和分类 557

三、微灌的特点和适应性 558

第二节 微喷、滴头与微灌管 561

一、微管、孔出流的水力学特性与设计基本要求 561

二、滴头的结构与设计 564

三、滴管的结构与设计 576

四、微型喷头 580

第三节 微灌管道及其附件 583

一、常用塑料管规格 584

二、微灌用塑料输水管设计的特点 585

三、管道附件 586

第四节 过滤和施肥设备 587

一、过滤器 587

二、施肥设备 591

第五节 滴灌系统运行自动控制 592

附录一 我国常用的PY1系列摇臂式喷头参数表 594

附录二 常用单位换算 599

附录三 水的常用数值（20℃时） 601

参考文献 602