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噴頭是噴灌系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備之一，目前用于農(nóng)田灌溉的噴頭主要為全圓搖臂式噴頭，其噴灑域多為圓形，部分可調(diào)角度的噴頭其噴灑域為扇形。作為以水力驅(qū)動式的搖臂式旋轉(zhuǎn)式噴頭，圓形噴灑域噴頭的結(jié)構(gòu)相對較為簡單，便于控制，噴頭的射程相對較遠，噴灑的均勻度也較高。但在實際應(yīng)用中也存在下列情況：幾乎所有的噴灌區(qū)域并非圓形，而是以矩形或近似與矩形的田塊為主。噴灌設(shè)計和噴頭組合時，在地塊的邊緣，圓形噴灑域噴頭很難布設(shè)，噴頭離地塊邊緣太近，就會噴灑到界外，造成水資源的浪費；噴頭離地塊邊緣太遠，2個噴頭交叉地帶就會出現(xiàn)露噴。如果增加噴頭布設(shè)密度，則會造成系統(tǒng)成本增加。然而目前在節(jié)水灌溉產(chǎn)品市場缺乏射程較大的非圓形噴灑域的噴頭，因此，開發(fā)非圓形域噴灑噴頭是生產(chǎn)實際的需求，同時也是對噴灌系統(tǒng)和設(shè)備的補充和完善。

盡管影響噴頭射程的因素較多，但的因素是噴嘴直徑和噴嘴前的水流壓力，只要改變噴嘴直徑或改變噴嘴前的壓力都可以達到改變噴頭射程的目的，從而改善噴頭的噴灑域。一般情況下，在噴灑過程中改變噴水的直徑比較困難，而改變壓力則相對較為容易。根據(jù)壓力的傳遞規(guī)律，噴嘴前的壓力與噴頭進口處的壓力變化規(guī)律是一致的，噴嘴前的壓力加上噴頭內(nèi)部的水頭損失就等于噴頭進口處的壓力，因此，只要改變噴頭進口前的壓力，就可以改變噴嘴出口的壓力，理論上可以在噴頭進口處安裝一個調(diào)壓裝置即可。根據(jù)水力學(xué)原理，對于管道中的有壓恒定流，在管徑不變的條件下，壓力影響流速，而流速則影響流量，壓力降低，流量減小，壓力體高，流量增大，反過來，流量大表示壓力大，流量小則反映壓力低，流量的大小變化就反映了壓力的變化，因此可以用調(diào)節(jié)流量達到調(diào)節(jié)壓力的目的。





全圓搖臂式噴頭在流量調(diào)節(jié)附加裝置的結(jié)構(gòu)形式方面，以方形噴灑域為例，噴頭始終圍繞較比軸作360°旋轉(zhuǎn)，但要求其噴灑過程作周期性變化，變化周期為90°，旋轉(zhuǎn)一周變化4次，射程在1/4圓周內(nèi)必須完成由遠到近，再由近到遠；或由近到遠，再由遠到近的變化。根據(jù)這種變化規(guī)律以及前面的分析，流量調(diào)節(jié)附加裝置可以采用2個相同的正“十”字型孔板調(diào)節(jié)過流面積。思路和工作原理如下：2個十字形孔板表面光滑，上下布設(shè)，下面的十字孔板固定，上面的十字孔板隨噴頭旋轉(zhuǎn)，假設(shè)2個十字孔板密切接觸，十字孔板與外殼緊密配合，水流只能從十字形孔中通過。那么隨著噴頭的轉(zhuǎn)動，2個十字孔板周期性的出現(xiàn)重合、錯位、重合的重復(fù)運動過程。



全圓搖臂噴頭