轻小型平移式喷灌机低压末端喷头改进设计与试验

为解决轻小型平移式喷灌机末端喷头低压工况下喷洒射程小、水流破碎不充分以及组合喷洒均匀度低等问题,该研究以Nelson R55型旋转折射式喷头为原型,基于二级破碎、面槽分流、旋转射流和非全圆限制喷洒的工作原理,设计出系列化旋转折射式末端喷头,采用Creo建模与激光快速成型、实测试验、模型计算以及多目标综合评价等方法,完成喷头的实体制作、水力性能测试与评价,确定出喷头最优设计参数.研究结果表明:1)通过调节喷盘曲面与沟槽的分流比可对近远端水量分布进行调控,且以均匀集中的曲面-沟槽分布调控效果为优;2)半圆形与V形流道截面设计相比,射程增幅42.84％～66.03％,峰值喷灌强度降幅36.88％～62.17％;3)优选出"分流比1:1、曲面-沟槽均匀集中分布、流道截面形式半圆形、喷盘转速100-120 r/min的非全圆喷嘴"的喷头最优设计运行参数,喷头射程可达10.3 m.改进后喷头,相较于R55型末端喷头,在0.10 MPa低压工况下,轻小型平移式喷灌机的组合均匀度提升32个百分点;机组控制幅宽增加38.5％;流量提升5.2 m3/h.该款低压末端喷头,可有效提升机组喷洒幅宽,且与中部喷头适配性高,实现了节能保质灌溉双重目标.