農(nóng)田灌溉機(jī)械dd

農(nóng)田灌溉機(jī)械dd第一節(jié)概述農(nóng)田灌溉機(jī)械是農(nóng)業(yè)機(jī)械化的重要組成部分，對(duì)抗御水旱災(zāi)難、保證農(nóng)作物的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)發(fā)揮了龐大作用。農(nóng)田灌溉機(jī)械包括農(nóng)田排灌機(jī)械和農(nóng)田灌溉機(jī)械。農(nóng)田排灌機(jī)械中要緊的是水泵。它把動(dòng)力機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)樗樗偷乃乃δ?，將水揚(yáng)至高處或遠(yuǎn)處。圖7圖7-1水泵機(jī)組底筏2.熙水管3.彎頭4.變徑接管5.真空表6.水泵7.壓力表8.逆止筏9.閘筏10.壓水管農(nóng)田灌溉機(jī)械要緊有噴灌和微灌兩種類型。噴灌和微灌差不多上一種新型的灌溉方法。噴灌是將灌溉水通過由噴灌設(shè)備組成的噴灌系統(tǒng)（或噴灌機(jī)具），形成具有一定壓力的水，由噴頭噴射到空中，形成水滴狀態(tài)，灑落在土壤表面，為作物生長提供必要的水分。而微灌是利用微灌設(shè)備組裝成微灌系統(tǒng)，將有壓水輸送分配到田間，通過灌水器以微小的流量潮濕作物根部鄰近土壤的一種局部灌水技術(shù)。這兩種灌溉的特點(diǎn)是：地勢(shì)習(xí)慣性強(qiáng)，灌水平均且不受微地勢(shì)起伏的阻礙；灌水質(zhì)量好，地表可不能板結(jié)，可不能造成水、土、肥的流失，且灌水工作機(jī)械化、自動(dòng)化程度高，有利于科學(xué)用水、省水、省勞動(dòng)力、增產(chǎn)；灌水設(shè)備還能夠綜合利用，如施肥、農(nóng)藥等，噴灌還有調(diào)劑田間小氣候的作用，用噴霧灌溉方式進(jìn)行涼快灌溉或防霜凍，以及利用都市生活污水進(jìn)行排污灌溉等多種功能。然而，設(shè)備投資較大，運(yùn)行時(shí)要消耗能量，專門是噴灌受風(fēng)的阻礙大，二級(jí)風(fēng)以上就降低了噴灌的平均度。干熱有風(fēng)氣候，噴灌時(shí)水的蒸發(fā)，漂移缺失較大。在噴灌強(qiáng)度大，噴灑時(shí)刻短的情形下，土壤潮濕層較淺等。第二節(jié)噴灌機(jī)械一、噴灌系統(tǒng)的組成和分類1．噴灌系統(tǒng)的組成噴灌系統(tǒng)通常由水源工程、首部裝置、輸配水管道系統(tǒng)和噴頭等部分組成（圖7－2）。圖7-2噴灌系統(tǒng)組成示意圖圖7-2噴灌系統(tǒng)組成示意圖（1）水源工程包括河流、湖泊、池塘和井泉等都可作為噴灌的水源，但都必須修建相應(yīng)的水源工程，如泵站及附屬設(shè)施、水量調(diào)蓄池和沉淀池等。（2）水泵及配套動(dòng)力機(jī)水泵將灌溉水從水源點(diǎn)吸提、增壓、輸送到管道系統(tǒng)。噴灌系統(tǒng)常用的水泵有離心泵、自吸式離心泵、長軸井泵、深井潛水泵等。在有電力供應(yīng)的地點(diǎn)常用電動(dòng)機(jī)作為水泵的動(dòng)力機(jī)；在用電困難的地點(diǎn)可用柴油機(jī)、手扶拖拉機(jī)或拖拉機(jī)等作為動(dòng)力機(jī)與水泵配套。動(dòng)力機(jī)功率的大小按照水泵的配套要求而定。（3）管道系統(tǒng)管道系統(tǒng)的作用是將壓力輸送并分配到田間。通常管道系統(tǒng)有干管和支管兩級(jí)，在支管上裝有用于安裝噴頭的豎管。在管道系統(tǒng)上裝有各種連接和操縱的附屬配件，包括彎頭、三通、接頭、閘閥等。為了在灌水的同時(shí)施肥，在干管或支管上端還裝有肥料注入裝置。（4）噴頭是噴灌系統(tǒng)的專用部件，噴頭安裝在豎管上，或直截了當(dāng)安裝于支管上。噴頭的作用是將壓力通過噴嘴，噴射到空中，在空氣的阻力作用下，形成水滴狀，灑落在土壤表面。（5）田間工程移動(dòng)噴灌機(jī)組在田間作業(yè)，需要在田間修建引水渠和調(diào)劑池及相應(yīng)的建筑物，將灌溉水從水源引到田間，以滿足噴灌的需要。2．噴灌系統(tǒng)的分類噴灌機(jī)的種類專門多，按運(yùn)行方式可分為定噴式和行噴式兩類。在每一類中，由于系統(tǒng)組裝形式、噴灑操縱面積大小和噴灑特點(diǎn)的不同又有不同的機(jī)型?，F(xiàn)將各種要緊機(jī)型劃分為下：手推（抬）式噴灌機(jī)拖拉機(jī)懸掛式噴灌機(jī)定噴式機(jī)組拖拉機(jī)牽引式噴灌機(jī)滾移式噴灌機(jī)機(jī)組式噴灌系統(tǒng)拖拉機(jī)雙懸臂式噴灌機(jī)中心支軸式噴灌機(jī)行噴式機(jī)組平移式噴灌機(jī)鋼索牽引卷盤式噴灌機(jī)卷盤式軟管牽引卷盤式噴灌機(jī)定噴式噴灌機(jī)組是指噴灌機(jī)工作時(shí)，在一個(gè)固定的位置進(jìn)行噴灑，達(dá)到灌水定額后，按預(yù)定好的程序移動(dòng)到另個(gè)位置進(jìn)行噴灑，在灌水周期內(nèi)灌完打算的面積。行噴式噴灌機(jī)組是在噴灌過程中一邊噴灑一邊移動(dòng)（或轉(zhuǎn)動(dòng)），在灌水周期內(nèi)灌完打算的面積。上述各種噴灌機(jī)中，手推、手抬式是小型機(jī)組，由于它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、使用靈活、價(jià)格較低等特點(diǎn)，在我國進(jìn)展噴灌技術(shù)中曾是使用最廣的機(jī)型。隨著我國集約化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)展，提升勞動(dòng)效率的要求，各種大中型機(jī)組將有寬敞的使用前景。按照噴灌系統(tǒng)各組成部分可移動(dòng)的程度，分成固定式、移動(dòng)式和半固定式三種。（1）固定式噴灌系統(tǒng)固定式噴灌系統(tǒng)除噴頭外，所有各組成部分差不多上固定不動(dòng)的。水泵和動(dòng)力機(jī)安裝在固定的泵房內(nèi)。干管和支管埋在地下，豎管伸出地面。噴頭固定或輪番安裝在豎管上。全套設(shè)備只能在一塊地上使用，因此每畝投資較高，而且需要大量管材。豎管對(duì)機(jī)耕及其他農(nóng)藝操作有一定阻礙。但使用時(shí)操作方便，生產(chǎn)率高，占地少，結(jié)合施肥和噴灑農(nóng)藥也比較方便。（2）移動(dòng)式噴灌系統(tǒng)移動(dòng)式噴灌系統(tǒng)在田間僅布置供水點(diǎn)，而整套噴灌設(shè)備可移動(dòng)，在不同地塊輪番使用。如此就節(jié)約了投資，提升了設(shè)備利用率。如果省去干管和支管，一臺(tái)水泵機(jī)組只帶動(dòng)一個(gè)噴頭工作，就構(gòu)成一臺(tái)整體式噴灌機(jī)。目前我國生產(chǎn)的小型噴灌機(jī)，按其與動(dòng)力機(jī)配套的型式，可分為與手扶拖拉機(jī)配套的噴灌機(jī)和與電動(dòng)機(jī)配套的小型噴灌機(jī)。按其機(jī)組移動(dòng)方式可分為手推車式和擔(dān)架式。這些機(jī)型雖結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用靈活，設(shè)備投資少。然而移管的勞動(dòng)強(qiáng)度較大，咯渠占地較多。為了減少渠溝、道路占地，移動(dòng)工噴灌機(jī)配有一定長度的管道，配置移動(dòng)式單噴頭，或一臺(tái)水泵機(jī)組帶動(dòng)幾個(gè)噴頭工作。為了減輕移管的勞動(dòng)強(qiáng)度，通常選用輕質(zhì)管道和快速接頭。這種機(jī)型能夠提升土地利用，生產(chǎn)效率也較高。目前我國聯(lián)合設(shè)計(jì)定型生產(chǎn)的噴灌泵（自吸式離心泵）系列用來和小型移動(dòng)式噴灌機(jī)配套，使用成效好，操作簡(jiǎn)便。（3）半固定式噴灌系統(tǒng)半固定式噴灌系統(tǒng)的動(dòng)力機(jī)、水泵和干管是固定的，而噴頭和支管是能夠移動(dòng)的。如此可減少管道投資，然而在噴灌后的泥濘中移動(dòng)支管，其工作條件差，勞動(dòng)強(qiáng)度大。解決方法在于減輕支管重量和采納自動(dòng)行走裝置。大型圓形和平移式噴灌機(jī)屬于這一類型。其特點(diǎn)是機(jī)械化、自動(dòng)化程度高，噴灌操縱面積大，能夠大大減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提升生產(chǎn)率。a．中心支軸圓形噴灌機(jī)（又稱時(shí)針式噴灌系統(tǒng)）在噴灌的田塊中心有給水栓或水井與泵站。其支管支承在能夠自走的塔架上，支管上每隔一定距離裝有噴頭。工作時(shí)支管就象時(shí)針一樣持續(xù)圍繞中心支軸旋轉(zhuǎn)。常用支管長為400－500米，管徑多為6英寸。離地面高2－3米，有7－10個(gè)自走塔架。按照輪灌需要，轉(zhuǎn)一圈最快是12小時(shí)，一樣需要3－4天，甚至到20天，可灌溉800－1000畝。機(jī)組安裝后差不多上不要人操作治理，即可自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)和連續(xù)噴灌。轉(zhuǎn)到方田的四角，有一機(jī)電系統(tǒng)操縱，由噴角裝置將支管伸出和縮回，以補(bǔ)償田角漏噴的地點(diǎn)。b．平移式噴灌系統(tǒng)平移自走式噴灌機(jī)的支管也是支承在自走塔架上，自動(dòng)作平行移動(dòng)。由垂直于支管的干管上的給水栓供水。當(dāng)行走一定距離（等于給水栓間距）后就改由下一個(gè)給水栓供水。如此噴灌面積是矩形的，便于耕用并可充分利用耕地面積，機(jī)械化、自動(dòng)化程度也專門高。二、農(nóng)用水泵水泵是現(xiàn)代排灌技術(shù)的重要設(shè)備。它既能夠單獨(dú)作為提水機(jī)械，又是各種現(xiàn)代灌溉系統(tǒng)的重要組成部分，為灌溉系統(tǒng)從水源取水加壓。（一）農(nóng)用水泵的類型噴灌系統(tǒng)常用的水泵類型包括離心泵、井泵（長軸井泵、深井潛水電泵）、微型泵、直空泵等。各種水泵型號(hào)標(biāo)注形式及其意義見表7－1。表7－1各種泵型代表符號(hào)的意義水泵種類型號(hào)舉例型號(hào)中字母的意義型號(hào)中數(shù)字的意義離心泵單級(jí)單吸改進(jìn)型號(hào)BP型65BP－55BP：噴灌用離心泵65－泵吸入口徑為65mm55－揚(yáng)程為55mBPZ型50BPZcz－45BPZ：噴灌用自吸式離心泵CZ：與柴油機(jī)直聯(lián)50－泵吸入口徑為50mm45－揚(yáng)程為45m原型號(hào)BP型2.5BP-55BP：噴灌用離心泵2.5－泵吸入口徑為2.5in55－揚(yáng)程為55mBPZ型2BPZcz－45BPZ：噴灌用自吸式離心泵Z：直聯(lián)2－泵吸入口徑為2in5－功率為5馬力45－揚(yáng)程為45m改進(jìn)型號(hào)IB型IS型IB80-50-250ISI：國際標(biāo)準(zhǔn)第一代號(hào)B：“泵”漢語拼音第一字母IS：國際標(biāo)準(zhǔn)80－泵吸入口徑為80mm50－泵排出口徑為50mm250－葉輪名義直徑250mm原型號(hào)BA型6BA－18ABA：?jiǎn)渭?jí)單吸懸臂式離心泵6－泵吸入口徑為6in18－比轉(zhuǎn)數(shù)為180A－泵的葉輪外徑已車小過若是B、C表示車小得更多B型4B－35B：?jiǎn)渭?jí)單吸懸臂式離心泵4－泵吸入口徑為4in35－揚(yáng)程為35m單級(jí)雙吸改進(jìn)型號(hào)S型150S－50S：?jiǎn)渭?jí)雙吸臥式離心泵150－泵吸入口徑為150mm50－揚(yáng)程為50m原型號(hào)Sh型10Sh－19Sh：?jiǎn)渭?jí)雙吸臥式離心泵10－泵吸入口徑為10in19－比轉(zhuǎn)數(shù)為190多及分段改進(jìn)型號(hào)D型DA1型D25-50×12DA1-80×2D:分段式多級(jí)離心泵1－第一次改進(jìn)設(shè)計(jì)25－流量為25m3/h50、80-單級(jí)揚(yáng)程50m、80m2、12-泵的級(jí)數(shù)為2級(jí)12級(jí)原型號(hào)DA型4DA－8×5DA：分段式多級(jí)離心泵4－泵吸入口徑為4in8－比轉(zhuǎn)數(shù)為805－泵的級(jí)數(shù)為5級(jí)井泵長軸井泵改進(jìn)型號(hào)JC型100JC10×23JC：長軸離心深井泵100－適用最小井徑100mm10－流量10m3/h23－泵的級(jí)數(shù)為23級(jí)原型號(hào)JD型6JD36×8JD：深井多級(jí)泵6－適用最小井徑6in36－流量36m3/h8－泵的級(jí)數(shù)為8級(jí)J型10J80×10J：機(jī)井用泵10－適用最小井徑10in80－流量80m3/h10－泵的級(jí)數(shù)為10級(jí)深井潛水電泵改進(jìn)型號(hào)QJ型200QJ80-55/5QJ：井用潛水泵200－適用最小井徑200mm80－流量80m3/h55－揚(yáng)程為55m5－泵的級(jí)數(shù)為5級(jí)原型號(hào)NQ型8NQ20－125NQ：農(nóng)用潛水電泵8－適用最小井徑8in20－流量20m3/h125－揚(yáng)程125m250NQ50-160/8250－適用最小井徑250mm50－流量50m3/h160－揚(yáng)程為160m8－泵的級(jí)數(shù)為8級(jí)微型泵原型號(hào)WB型WB10－10－80（250B）WB：微型泵B：電動(dòng)機(jī)型式10－泵吸入口徑為10mm10－泵排出口徑為10mm80－葉輪名義直徑為80mm250－電動(dòng)機(jī)額定功率250W真空泵水環(huán)式真空泵改進(jìn)型號(hào)SZ型SZ－1S：水環(huán)式Z：真空泵1－規(guī)格號(hào)原型號(hào)PMK型PMK－11－規(guī)格號(hào)改進(jìn)型號(hào)SZB型SZB－4S：水環(huán)式Z：真空泵B：懸臂式4－520×0.133kPa時(shí)的排氣量為4L／s原型號(hào)KBHKBH－4K：懸臂式B：真空H：泵4－520×0.133kPa時(shí)的排氣量為4L／sSZZ型SZZ－4S：水環(huán)式Z：真空泵Z：真聯(lián)式4－520×0.133kPa時(shí)的排氣量為4L／s（二）水泵的一樣構(gòu)造各類型水泵的構(gòu)造盡管不同，但差不多上由一些作用相同的部件所組成?，F(xiàn)將其要緊部件的構(gòu)造和作用分述如下：1．葉輪葉輪是水泵最重要的工作部件。水泵通過葉輪的旋轉(zhuǎn)使被抽送的水獲得能量，使具有一定的流量和揚(yáng)程。圖7圖7-3離心泵葉輪ａ.封閉式ｂ.半封閉式ｃ.放開式圖7-4軸流泵葉輪圖7-5混流泵葉輪圖7-5混流泵葉輪圖7-3離心泵葉輪ａ.封閉式ｂ.半封閉式ｃ.放開式圖7-4軸流泵葉輪軸流泵的葉輪（圖7－4）具有粗大的輪轂，上面有2－6片扭曲型葉片。小型泵葉片與輪轂鑄成一體，大型泵葉輪的葉片安裝角能夠調(diào)整，從而可改變水泵的工作性能?；炝鞅萌~輪的構(gòu)造介于離心泵和軸流泵之間，形狀粗短，葉槽開敞，葉片多成螺旋形（圖7－5）。圖7圖7-6水泵葉輪水流方向ａ.單吸離心泵葉輪ｂ.雙吸離心泵葉輪ｃ.混流泵葉輪ｄ.軸流泵葉輪圖7-8填料函示意圖圖7-8填料函示意圖1.填料盒2.填料座3.填料4.水封管5.水封環(huán)6.壓蓋圖7-7蝸殼形泵殼1.蝸道2.葉輪3.出水口3．填料函密封裝置填料函的作用是封閉泵軸穿出泵殼的縫隙，以防止水從泵內(nèi)流出和空氣竄入泵內(nèi)。填料函由填料座、填料（5－6圈油浸棉紗或棉繩）、水封環(huán)、壓蓋和填料盒等組成（圖7－8）。用螺栓改變壓蓋位置可調(diào)整填料松緊度。通常在試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行調(diào)整。（三）農(nóng)用水泵的構(gòu)造和特點(diǎn)目前排灌上使用最多的是離心泵、混流泵和軸流泵。在北方地區(qū)，還廣泛地應(yīng)用井泵、潛水泵等抽地下水來灌溉農(nóng)田。在南方的丘陵山區(qū)，有著豐富的水力資源，則利用水輪泵來提水灌溉。1．離心泵（1）單級(jí)單吸懸臂式離心泵（BA型泵）由泵殼、泵蓋、葉輪、泵軸、軸承、托架、減漏環(huán)及填料函等部件組成（圖7－9）。其特點(diǎn)是揚(yáng)程較高，流量較小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，水泵出水口方向能夠按照需要作左右、上下的調(diào)整。這種水泵的體積小、重量輕，固定安裝及流淌使用均甚方便。也可作為噴灌的工作泵。圖7圖7-9BA型離心泵的構(gòu)造泵蓋2.真空表螺孔3.減漏環(huán)4.葉輪5.沖水放氣螺孔6.泵殼7.水封管8.水封環(huán)9.填料10.泵軸11.軸承12.托架13.聯(lián)軸器14.防水螺塞15.壓力表螺孔2．軸流泵它包括進(jìn)水嗽叭、葉輪、導(dǎo)水葉、泵軸、橡膠軸承、出水彎管、填料函等（圖7－10）。泵殼、導(dǎo)水葉和下軸承座鑄成一體。葉輪是螺旋槳式，正裝在導(dǎo)水葉的下方，在水面以下運(yùn)轉(zhuǎn)。泵軸在上下兩個(gè)用水潤滑的橡膠軸承內(nèi)旋轉(zhuǎn)。導(dǎo)水葉有6－8片，它造成流線形彎曲面，其作用是排除離開葉輪后的水流的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，把動(dòng)能轉(zhuǎn)換成部分壓圖7圖7-10ZLB型軸流泵進(jìn)水喇叭2.葉輪3.導(dǎo)水葉4.泵軸5.出水彎管6.橡膠軸承7.注潤滑水管8.填料盒9.填料10.填料壓蓋11.聯(lián)軸器3．混流泵是介于離心泵和軸流泵之間的一種泵型。具有離心泵較高揚(yáng)程和軸流泵較大流量的特點(diǎn)，適合于平原河網(wǎng)地區(qū)和丘陵灌區(qū)使用。4．水輪泵是利用自然水進(jìn)行抽水的農(nóng)田灌溉機(jī)械。由作為動(dòng)力用的水輪機(jī)和離心泵組成（圖7－11）。其轉(zhuǎn)輪與葉輪同裝在一根軸上。當(dāng)具有水頭的水向下流淌時(shí)，沖擊水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪，從而帶動(dòng)水泵葉輪旋轉(zhuǎn)。水輪泵的轉(zhuǎn)輪為四葉片螺旋槳式，葉片與輪轂鑄在一起，在水輪機(jī)進(jìn)水口處裝有導(dǎo)流輪，導(dǎo)流輪上固定著12－18片流線型導(dǎo)葉，用來使水流平均而平順地進(jìn)入轉(zhuǎn)輪。在轉(zhuǎn)輪下部有用混凝土澆筑的吸出管（又稱尾水管）。水泵多為BA型泵。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而緊湊，潛沒在水中工作，靠水力作用運(yùn)轉(zhuǎn)，無需用油耗電，凡是有急流、跌水的地點(diǎn)都能夠安裝使用，最適用于山區(qū)的農(nóng)田灌溉，經(jīng)改裝后還可用作加工機(jī)械的動(dòng)力機(jī)。5．井用泵它從井下抽水灌溉。按照井水面的深淺分為深井泵和淺井泵。井泵多采納立式電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。整臺(tái)機(jī)組由帶有濾水器的泵體部分、輸水管和傳動(dòng)軸部分以及泵座和電動(dòng)機(jī)部分所組成（圖7－12）。前兩部分位于井下，泵體沒入井水內(nèi)。后一部分一樣位于井上。淺井泵的工作部分為一單級(jí)單吸立式離心泵；深井泵是一種多級(jí)單吸立式長軸離心泵。它能從幾十米到上百米深的井下抽水。井泵的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、性能穩(wěn)固、使用方便。適用于平原井灌地區(qū)。使用技術(shù)要求：水泵第一級(jí)葉輪必須沒入水下2－3米；井水中不含雜質(zhì)、水質(zhì)中性、含砂量不大于0.01％；深井正直。5．潛水泵它由水泵、電動(dòng)機(jī)、進(jìn)水部分和密封裝置等四部分連成整體（圖7－13）。其中水泵居上方，電動(dòng)機(jī)在下方，進(jìn)水部分居中。密封裝置包括整體式，密封盒和大小橡膠封環(huán)，分別裝在電動(dòng)機(jī)軸伸出端及電動(dòng)機(jī)與各部件的結(jié)合處。整體式密封盒內(nèi)有兩對(duì)動(dòng)、靜磨塊和四個(gè)封環(huán)。磨塊之間的密封面要求專門高的光潔度和平坦度，裝配后能耐壓2公斤／厘米2，以防止水從軸的伸出端漏進(jìn)電機(jī)內(nèi)部。水泵葉輪有軸流式、混流式和單吸離心式。前者揚(yáng)程較低，后者揚(yáng)程較高。潛水泵抽水時(shí)，電動(dòng)機(jī)和水泵都潛入水下。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，安裝使用方便，不怕雨淋水淹等特點(diǎn)。其使用技術(shù)要求：潛水泵供電線路應(yīng)有可靠的接地措施，以保證安全；不得脫水運(yùn)轉(zhuǎn)；潛水深度為0.5－3米，最深不超過10米；潛水泵潛入水下時(shí)，應(yīng)豎直吊起；被抽的水含砂量不超過0.6％。圖7圖7-11水輪泵轉(zhuǎn)輪2.導(dǎo)流輪轂3.泵殼4.泵蓋5.濾器6.葉輪7.出水管8.主軸9.導(dǎo)流輪10.輪轂11.吸初管圖7-12JD型井泵Ⅰ.帶有濾水管的泵體部分Ⅱ.輸水管和傳動(dòng)軸部分Ⅲ.泵座和電動(dòng)機(jī)部分濾水器2.泵體3.傳動(dòng)軸4.輸水管5.泵座6.電動(dòng)機(jī)1．離心泵的工作原理離心泵是借離心力的作用來抽水的。圖7－14所示為單級(jí)離心泵。當(dāng)其葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，流道中的水在離心力的作用下，從葉輪中部以高速被甩離葉輪，射向四周。水流通過斷面逐步擴(kuò)大的泵殼流道，流速逐步變慢而水壓增加，壓向出水管?，F(xiàn)在葉輪的中心部分形成真空，而水源水面在大氣壓力的作用下，通過進(jìn)水管進(jìn)入泵內(nèi)，稱為吸水。如果葉輪連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，水就源源持續(xù)地由低處抽送到高處。圖圖7-13QY型油浸式潛水電泵電機(jī)定子2.電機(jī)轉(zhuǎn)子3.整體式密封盒4.橡膠封環(huán)5.進(jìn)水管6.下泵蓋7.水泵8.轉(zhuǎn)軸9.上泵蓋10.電纜線11.濾水網(wǎng)12.出線盒按照動(dòng)量矩定理能夠推導(dǎo)離心泵建立的理論揚(yáng)程（壓頭）HT的差不多方程式為離心泵的差不多方程式反映離心泵理論揚(yáng)程與水在葉輪中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系。它將水在葉輪內(nèi)的流淌狀態(tài)與葉輪所作的功聯(lián)系起來。葉輪傳遞給水的能量僅與水在葉輪入口和出口處速度的大小和方向有關(guān)。因此，上式同樣適用于葉片式水力機(jī)械。如水輪機(jī)和混流泵等。方程式用水柱高表示的揚(yáng)程僅與流體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，與流體種類無關(guān)。因此，差不多方程式同樣適用于離心式的鼓風(fēng)機(jī)和通風(fēng)機(jī)等。2．軸流泵的工作原理圖7-14單級(jí)離心泵圖7-14單級(jí)離心泵1.進(jìn)水管2.葉片3.葉輪4.泵殼5.出水管圖7-15葉輪中任意點(diǎn)的速度三角形圖7-16軸流泵1．進(jìn)水喇叭2.出水彎管3.聯(lián)軸器4.導(dǎo)水葉5.葉輪軸流泵葉片的斷面與機(jī)翼斷面形狀十分相似。機(jī)翼從結(jié)構(gòu)上必須有一個(gè)適宜的流線型斷面。如此才能產(chǎn)生最大的升力。機(jī)翼的頭部應(yīng)有專門好的圓角，其尾部則應(yīng)具相當(dāng)尖銳的后緣，機(jī)翼上下兩面具有不同曲率的曲線。假定那個(gè)流線型機(jī)翼處在流體之中，在機(jī)翼上作用著一個(gè)力R，那個(gè)力能夠分解成兩個(gè)分力：沿著流體流淌方向的水平分力Px和垂直該方向的垂直分力Py（圖7－17）。后者稱為升力，前者稱為迎面阻力。通過實(shí)驗(yàn)得出升力和迎面阻力的運(yùn)算式為式中Cx－迎面阻力系數(shù)Cy－升力系數(shù)Ax－葉片的表面積γ－流體的容重v－未受葉片阻礙的流體流速圖6-17葉片受力分析系數(shù)Cx、Cy與葉片斷面的形狀、沖角α及流體的流性有關(guān)，需要通過實(shí)驗(yàn)求得。圖6-17葉片受力分析對(duì)軸流泵而言，機(jī)翼的倒置即為軸流泵的葉片，軸流泵推升力的產(chǎn)生是相反的作用，葉輪在水中旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，對(duì)水產(chǎn)生升力而揚(yáng)水。3．混流泵的工作原理混流泵的構(gòu)造介于離心泵和軸流泵之間。因此葉輪在水中旋轉(zhuǎn)時(shí)，既使水流產(chǎn)生離心力，又對(duì)水流有升力?；炝鞅玫墓ぷ髟泶_實(shí)是靠這兩種力的作用而抽水的。（五）水泵的工作性能1．水泵性能的要緊參數(shù)水泵性能要緊是由流量、揚(yáng)程、功率、轉(zhuǎn)速、承諾吸上真空高度（或汽蝕余量）和比轉(zhuǎn)數(shù)（或稱比速）七個(gè)差不多工作參數(shù)而定。（1）流量是指水泵出口斷面在單位時(shí)刻內(nèi)流出多少體積的水，以Q表示，單位是升／秒或米3／小時(shí)（即噸／小時(shí)）。（2）揚(yáng)程是指所輸送的水由水泵進(jìn)口至出口每單位重量的能量增加值，即水泵能夠揚(yáng)水的高度。用H表示，其單位以米計(jì)。圖7圖7-18水泵揚(yáng)程示意圖Hd=Hd.x+Hd.y以上揚(yáng)程可通過裝置在水泵進(jìn)水口接盤處的真空表和出水口接盤處的壓力表來測(cè)定。Hd并沒有考慮水流通過管路時(shí)，由于水受到摩擦阻力而引起的缺失揚(yáng)程h。水泵選型確定揚(yáng)程時(shí)，須將h包括到里面去，否則只按Hd選用水泵，其揚(yáng)程明顯會(huì)偏低。h又包括兩部分：一是吸水管路的沿程和局部缺失，另一是壓水管路的沿程和局部缺失。即h=hx+hy因此對(duì)水泵所需要的總揚(yáng)程應(yīng)為H=Hd..x+hx+Hd.y+hy即H=Hd+h（3）功率為了運(yùn)算水泵所需的功率、功率缺失和水泵效率，采納三個(gè)功率概念。a．有效功率Nx（又叫水功率）是水泵內(nèi)水流得到的凈功率，亦即水泵的輸出功率Nx=γQH(公斤·米/秒)或式中γ－水的容重，公斤／升Q－水泵的流量，升／秒H－水泵的揚(yáng)程，米b．軸功率Nz（又叫水泵的輸入功率）指動(dòng)力機(jī)通過水泵軸輸給水泵的功率。軸功率與有效功率之差是在泵內(nèi)缺失的功率，其大小能夠用效率來衡量。通常所講的水泵功率，即指水泵軸功率式中η－水泵的效率c．配套功率Np是指為一臺(tái)水泵合理選配動(dòng)力機(jī)的功率數(shù)值。它應(yīng)大于軸功率。其超過量為傳動(dòng)而缺失的功率和意外的過載需加大的功率兩者之和式中K－安全備用系數(shù)當(dāng)Nz＜50PS時(shí)，K=1.10－1.15當(dāng)Nz＞50PS時(shí)，K=1.05－1.08Nz－水泵軸功率，馬力或千瓦ηc－傳動(dòng)效率，％。直截了當(dāng)傳動(dòng)ηc=0.98（4）水泵效率η水泵效率是指其有效功率與軸功率之比，以百分?jǐn)?shù)表示。它反映水泵抽水的效能，和水泵對(duì)動(dòng)力的利用情形農(nóng)用水泵的效率一樣在60－80％之間，有些大泵超過80％。（5）水泵轉(zhuǎn)速水泵的轉(zhuǎn)速n（轉(zhuǎn)／分）指水泵的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速（即額定轉(zhuǎn)速），配套的動(dòng)力機(jī)一定要滿足水泵所需要的額定轉(zhuǎn)速。（6）承諾吸上真空高度（或汽蝕余量）它反映水泵不產(chǎn)生汽蝕時(shí)的吸水性能。是用以確定水泵安裝高度的重要數(shù)據(jù)。離心泵和混流泵用承諾吸上真空高度Hs來反映其吸水性能；軸流泵則利用汽蝕余量Δh來反映其吸水性能。其單位均以米計(jì)。水泵性能所標(biāo)示的Hs是水泵本身所能夠吸上水的最大真空高度。它并不包括吸水管路的缺失揚(yáng)程。（7）比轉(zhuǎn)數(shù)比轉(zhuǎn)數(shù)ns是表示水泵特性，并用以分類的一個(gè)綜合性數(shù)據(jù)。它與水泵的轉(zhuǎn)速完全是兩個(gè)概念。一個(gè)水泵的比轉(zhuǎn)數(shù)是指一個(gè)假想葉輪的轉(zhuǎn)數(shù)。那個(gè)假想的葉輪與該水泵的葉輪完全幾何相似。它的場(chǎng)程為1米，有效功率為1馬力，而流量為0.075米3／秒時(shí)所具有的轉(zhuǎn)速。按照相似律推導(dǎo)出比轉(zhuǎn)數(shù)與流量、揚(yáng)程和轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系式為式中n－水泵的額定轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)／分H－水泵的揚(yáng)程，米。對(duì)多級(jí)泵是指一個(gè)葉輪的揚(yáng)程Q－水泵的流量，米3／秒，對(duì)單級(jí)雙吸（Sh型）泵，其流量應(yīng)為Q／2表7表7-2比轉(zhuǎn)數(shù)與葉輪形狀和性能曲線形狀的關(guān)系離心泵的比轉(zhuǎn)數(shù)低，一樣在300以下，它具有揚(yáng)程高，流量小的特點(diǎn)。軸流泵的比轉(zhuǎn)數(shù)高，通常在500以上。它具有揚(yáng)程低，流量大的性能特點(diǎn)。2．水泵性能曲線水泵性能曲線是水泵運(yùn)行在額定轉(zhuǎn)速下，通過實(shí)驗(yàn)方法（詳見國家標(biāo)準(zhǔn)JB1041－67）測(cè)得流量與揚(yáng)程、軸功率、效率和承諾吸上真空高度之間的關(guān)系，并繪制成幾條曲線來表示。按水泵類型匯編成《水泵樣本》，以供選用水泵時(shí)作為技術(shù)資料。（1）離心泵性能曲線（圖7－19）圖7圖7-19離心泵性能曲線圖7-20軸流泵性能曲線b．流量－功率曲線（Q－N）表示離心泵的流量與軸功率之間的關(guān)系曲線。是一條隨流量增加而軸功率上升的平滑曲線。由此可見離心泵關(guān)閥啟動(dòng)時(shí)，水泵軸功率消耗最小，對(duì)動(dòng)力機(jī)最為安全。c．流量－效率曲線（Q－η）水泵效率隨流量的逐步增大而慢慢提升。但超過設(shè)計(jì)流量時(shí)，效率反而慢慢降低，曲線變化比較平緩。Q－η曲線上A點(diǎn)為水泵的最高效率點(diǎn)，即水泵設(shè)計(jì)工作點(diǎn)。為便于選擇工作點(diǎn)，通常在最高效率點(diǎn)兩側(cè)a、b平坦段標(biāo)定為工作范疇。在Q－H曲線上，用兩條波折線括起來表示（圖7－19）。水泵在那個(gè)范疇內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，都能夠獲得較高的工作效率。d．流量－承諾吸上真空高度曲線（Q－Hs）它表示水泵承諾吸上真空高度與流量之間的變化規(guī)律。在工作范疇內(nèi)，Hs隨流量的增加而減小。當(dāng)流量減小時(shí)，能夠適當(dāng)提升水泵的揚(yáng)程。（2）軸流泵性能曲線（圖7－20）軸流泵不僅外形結(jié)構(gòu)、工作原理與離心泵不同，而且其性能曲線也與離心泵有專門大差異。軸流泵在葉輪葉片安裝角不改變和轉(zhuǎn)速n一定的條件下，通過實(shí)驗(yàn)方法測(cè)得其性能曲線。Q－H和Q－N曲線是陡降曲線，有兩個(gè)折點(diǎn)B和C，而A點(diǎn)為設(shè)計(jì)工作點(diǎn)。當(dāng)Q＝0時(shí)，水泵揚(yáng)程和軸功率為最高效率時(shí)的兩倍左右。揚(yáng)程和功率隨流量增大而急速下降。到C點(diǎn)后，流量連續(xù)增大，而揚(yáng)程上升。顯現(xiàn)一個(gè)馬鞍形的不穩(wěn)固工作區(qū)。水泵如果在此區(qū)域內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，就會(huì)發(fā)出噪音和震動(dòng)，水泵效率急劇下降，甚至因超負(fù)荷而損壞動(dòng)力機(jī)。因此，軸流泵宜在大流量情形下工作，宜開閘啟動(dòng)。B點(diǎn)以后，流量與揚(yáng)程、功率成反比關(guān)系變化，工作穩(wěn)固，效率高。Q－η曲線呈山峰形，離開設(shè)計(jì)工作點(diǎn)，效率向兩旁陡降。其高效率范疇狹小。（3）混流泵性能曲線混流泵的性能曲線形狀介于離心泵和軸流泵之間，比轉(zhuǎn)數(shù)ns低的混流泵，曲線接近于離心泵；比轉(zhuǎn)數(shù)ns高的混流泵，曲線形狀接近于軸流泵。3．水泵工作點(diǎn)的確定水泵工作點(diǎn)的確定關(guān)于水泵運(yùn)行的效率十分重要。水泵工作點(diǎn)應(yīng)選在性能曲線的工作范疇內(nèi)。如果工作點(diǎn)定得恰當(dāng)，機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)安全經(jīng)濟(jì)，效率高，揚(yáng)程和流量都能滿足要求。然而如果工作點(diǎn)定得不恰當(dāng)，效率下降10％是常見的。要確定水泵的工作點(diǎn)，必須具有水泵性能曲線和管路阻力曲線。前者在水泵選定后，可在《水泵樣本》中查得；后者則按照用戶管路布置情形按管道水力運(yùn)算繪制。（1）管路阻力曲線它是管路中的通過流量Q與需要揚(yáng)程的關(guān)系曲線。管路需要揚(yáng)程由實(shí)際揚(yáng)程（即地勢(shì)高度）和缺失揚(yáng)程h兩部分組成。對(duì)既定的水泵機(jī)組來講，實(shí)際揚(yáng)程通過實(shí)地測(cè)量得知，為一常數(shù)。而缺失揚(yáng)程h則由沿程摩擦缺失和局部阻力缺失組成。如令Sy為沿程阻力系數(shù)、Sj為局部阻力系數(shù)，則總阻力系數(shù)為S=Sy+Sj而總?cè)笔P(yáng)程h則隨管路布置和通過流量而變。即為h=SQ2管路需要揚(yáng)程Hxu為Hxu=Hd+h=Hd+SQ2即缺失揚(yáng)程與流量的平方成正比，管路阻力曲線Q－Hxu為一通過原點(diǎn)O的拋物線。以不同的水泵流量代入上式，即可求得相應(yīng)的Hxu。如果以Q為橫座標(biāo)，Hxu為縱座標(biāo)，就會(huì)繪制出管路阻力曲線Q－Hxu（圖7－21）。在這條曲線上，能夠查得輸水管路在通過不同流量的缺失揚(yáng)程。（2）確定水泵工作點(diǎn)圖7－21中兩曲線相交點(diǎn)A，即為水泵機(jī)組的工作點(diǎn)。A點(diǎn)表明：圖圖7-21水泵機(jī)組工作點(diǎn)b．水泵供給的流量QA應(yīng)等于消耗在管路上揚(yáng)程為Hxu時(shí)所能通過的流量Qxu。從能量的觀點(diǎn)來看，A點(diǎn)確實(shí)是能量的平穩(wěn)點(diǎn)或“供”與“需”的平穩(wěn)點(diǎn)。5．水泵性能調(diào)劑水泵機(jī)組在水泵和管路既定的條件下只有一個(gè)工作點(diǎn)。如果這一工作點(diǎn)的工作參數(shù)（Q、H）不符合要求，就必須調(diào)劑水泵的性能或改變管路布置來改變水泵的工作點(diǎn)，以滿足實(shí)際需要。水泵性能調(diào)劑有以下幾種：（1）變速調(diào)劑即改變水泵轉(zhuǎn)速，以改變水泵的性能。水泵轉(zhuǎn)速改變后，其性能與轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系可按比例律換算如下：對(duì)原有的水泵，當(dāng)它的轉(zhuǎn)速為n1時(shí)，流量為Q1、揚(yáng)程為H1、功率為N1。如果改變轉(zhuǎn)速為n2時(shí)，流量為Q2、揚(yáng)程為H2、功率為N2。則即應(yīng)該指出，水泵的變速調(diào)劑一樣只能低于水泵的額定轉(zhuǎn)速。但降低轉(zhuǎn)速不能低于該泵額定轉(zhuǎn)速的30－50％。否則水泵運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)引起劇烈的振動(dòng)，而且水泵效率明顯下降。此外，注意不要任意將轉(zhuǎn)速提精湛過水泵的額定轉(zhuǎn)速。因?yàn)樘嵘D(zhuǎn)速會(huì)增加水泵零件的應(yīng)力。（2）變徑調(diào)劑馬上水泵葉輪外徑車削變小，以改變水泵性能，達(dá)到擴(kuò)大水泵使用范疇的目的。葉輪削小后，水泵的流量、揚(yáng)程、功率也將隨著改變。它們的關(guān)系按比例律換算如下式中Q1、H1、N1－葉輪未車削時(shí)D1水泵的流量、揚(yáng)程和功率Q2、H2、N2－葉輪車削后D2水泵的流量、揚(yáng)程和功率水泵葉輪的車削不能過多，否則會(huì)破壞設(shè)計(jì)性能，效率下降。葉輪車削限度和車削后的效率下降情形，與水泵的比轉(zhuǎn)數(shù)有緊密關(guān)系（表7－3）表7－3水泵葉輪最大承諾車削量比轉(zhuǎn)數(shù)60120200300350350以上葉輪最大車削量20％15％11％9％7％0效率下降值每車削10％下降1％每車削4％下降1％（3）變角調(diào)劑即在軸流泵上調(diào)劑葉片安裝角，以改變水泵性能，使水泵保持在高效率下運(yùn)轉(zhuǎn)，以擴(kuò)大使用范疇。目前，我國生產(chǎn)的軸流泵，按照葉片安裝角的裝置情形可分為固定式；半調(diào)劑式，β=－10－18°和全調(diào)劑式β=0－26°三種。關(guān)于后兩種型式的軸流泵，適宜于采納變角調(diào)劑。在轉(zhuǎn)速一定時(shí)，減小軸流泵葉片安裝角度，其揚(yáng)程、流量、功率均相應(yīng)減小；反之，則增大。變角后軸流泵的效率最高點(diǎn)沒有多大變化。因此，這種方法有利于軸流泵的性能調(diào)劑。（4）水泵的串聯(lián)和并聯(lián)工作當(dāng)一臺(tái)水泵滿足不了實(shí)際揚(yáng)程和流量要求時(shí)，能夠?qū)膳_(tái)或多臺(tái)水泵串聯(lián)或并聯(lián)工作。a．水泵串聯(lián)工作把一臺(tái)水泵的出水管與另一臺(tái)水泵的進(jìn)水管聯(lián)接，稱為串聯(lián)。它能夠增加揚(yáng)程，而保持流量不變。串聯(lián)時(shí)的總性能曲線能夠用縱加法繪制（圖7－22），確實(shí)是把同一流量下兩臺(tái)水泵的不同揚(yáng)程相加。圖7－22中A點(diǎn)串聯(lián)工作點(diǎn)。多臺(tái)串聯(lián)時(shí)的總性能曲線繪制方法和兩臺(tái)串聯(lián)相同。圖圖7-22水泵串聯(lián)工作圖7-23水泵并聯(lián)工作（六）水泵的選型目前農(nóng)用水泵的型號(hào)專門多，各有其專門的規(guī)格性能。應(yīng)按照使用條件和生產(chǎn)需要來選擇。選用水泵的原則為：滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所提出流量和揚(yáng)程的要求；水泵工作效率高，而且常期運(yùn)行效率穩(wěn)固，工作點(diǎn)應(yīng)盡量落在高效區(qū)以內(nèi)；按照選定的泵型，建站的投資和所需用的功率應(yīng)為最??；裝機(jī)臺(tái)數(shù)不宜太多，但最好許多于兩臺(tái)，并盡量選用同型號(hào)的水泵。（1）灌溉設(shè)計(jì)流量按照灌區(qū)作物生長的需水量而定式中m－最大一次灌水定額，米3／畝A－灌溉總面積，畝t－水泵每天開機(jī)時(shí)數(shù)，時(shí)T—作物輪灌連續(xù)天數(shù)，天ηg－灌溉水的利用系數(shù)。考慮到全灌區(qū)各級(jí)渠道輸水缺失和田間水量缺失，ηg=0.75－0.85（2）排水設(shè)計(jì)流量Qp.s排水流量與汛期暴雨，河網(wǎng)調(diào)蓄能力、作物布局、土壤類別及治理水平有關(guān)。為了保證農(nóng)作物不受洪澇，選擇作物耐淹能力最低而最會(huì)顯現(xiàn)澇情的時(shí)期來確定排水流量。假設(shè)排水區(qū)內(nèi)的蒸發(fā)量與圩堤滲漏量相抵消，則排水流量為式中As－水田面積，畝Ah－旱地面積，畝Aw－河網(wǎng)水面面積，畝P－排澇標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的設(shè)計(jì)暴雨量，毫米C－旱地暴雨徑流系數(shù)，隨地區(qū)而異，各省水文站均有觀測(cè)總結(jié)資料hxu－水田承諾蓄水深（毫米），即水稻耐淹水深減去適宜灌水深度。一樣取30－50毫米。那個(gè)因素，對(duì)排澇流量的運(yùn)算，阻礙專門大，各地可按照群眾的豐產(chǎn)體會(huì)加以總結(jié)確定。Hj.s－河網(wǎng)預(yù)降水深，毫米。一樣采納500－1000T－排水天數(shù)，以設(shè)計(jì)暴雨多少天排除不成災(zāi)而定t－每天開機(jī)時(shí)數(shù)，小時(shí)2．排水設(shè)計(jì)揚(yáng)程的確定（1）灌溉設(shè)計(jì)揚(yáng)程以保證灌區(qū)95％以上的耕地獲得自流灌溉的灌溉渠首水位作為上水位，以河流最枯水位為下水位。兩者高程之差則為實(shí)際揚(yáng)程。再加上管路缺失揚(yáng)程，便得灌溉設(shè)計(jì)揚(yáng)程，即Hg=hc-hj+h式中hc－出水池水位hj－進(jìn)水池水位h－缺失揚(yáng)程（2）排水設(shè)計(jì)揚(yáng)程以訊期平均洪水位作為上水位，以排澇區(qū)內(nèi)有90％以上的耕地能解除漬水的地面高程作為下水位，上下水位的高程差即為實(shí)際地勢(shì)聲水高度，加上管路缺失揚(yáng)程即得排水設(shè)計(jì)揚(yáng)程。在初選泵型時(shí)，一樣能夠粗略地按實(shí)際揚(yáng)程的10－25％來估算缺失揚(yáng)程。待選型最后時(shí)期，再詳細(xì)運(yùn)算進(jìn)行校核修正。3．水泵型號(hào)的確定按照設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)揚(yáng)程，就能夠在《水泵樣本》中的“水泵綜合性能型譜圖”或“水泵規(guī)格性能表”等技術(shù)資料中初步選擇所需的水泵型號(hào)。利用水泵規(guī)格性能表來選擇水泵時(shí)，要求設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)揚(yáng)程都能落在水泵工作范疇內(nèi)。應(yīng)用水泵性能綜合型譜圖選擇泵型時(shí)，應(yīng)先以設(shè)計(jì)揚(yáng)程在型譜圖上找出揚(yáng)程符合要求的幾種水泵，然后再按照設(shè)計(jì)流量來確定選用哪種水泵和選用的臺(tái)數(shù)。當(dāng)水泵型號(hào)初步選定后，就要進(jìn)行校核，并確定水泵機(jī)組的工作點(diǎn)。如果驗(yàn)證工作點(diǎn)是落在高效率的工作范疇之內(nèi)，則講明所選擇的水泵是合理的，能夠滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要，水泵的選型就能最后確定下來。否則就需要另選泵或重新修改管路布置方案。三、噴頭的種類和性能指標(biāo)（一）噴頭的種類可按不同的方法對(duì)噴頭進(jìn)行分類。如按噴頭的工作壓力（或射程）、工作特點(diǎn)和材質(zhì)等對(duì)其分類，一樣用得最多的有下列兩種。1．按工作壓力和射程分類按工作壓力和射程大小，大體上能夠把噴頭分為微壓噴頭、低壓噴頭（或稱近射程噴頭）、中壓噴頭（或稱中射程噴頭）和高壓噴頭（或稱遠(yuǎn)射程噴頭）四類，如表7－4。表7－4噴頭按工作壓力和射程分類表類別工作壓力（kPa）射程（m）流量（m3/h）特點(diǎn)及適用范疇微壓噴頭50－1001－20.008-0.3耗能量省、霧化好，適用于微型灌溉系統(tǒng)，可用于花卉、園林、溫室作物的灌溉低壓噴頭(近射程噴頭)100－2002－15.50.3－2.5耗能少，水滴打擊強(qiáng)度小，要緊用于菜地、果園、苗圃、溫室、公園、草地、連續(xù)自走行噴式噴灌機(jī)等中壓噴頭（中射程噴頭）200－50015.5－422.5－32平均度好，噴灌強(qiáng)度適中，水滴合適，適用范疇廣，如公園、草地、果園、菜地、大田作物、經(jīng)濟(jì)作物及各種土壤等高壓噴頭（遠(yuǎn)射程噴頭）＞500＞42＞32噴灌范疇大，生產(chǎn)率高，耗能高，水滴大，適用于對(duì)噴灑質(zhì)量要求不太高的大田、牧草等的灌溉2．按結(jié)構(gòu)形式和噴灑特點(diǎn)分類按噴頭結(jié)構(gòu)形式和噴灑特點(diǎn)，能夠分為旋轉(zhuǎn)式（射流式）噴頭、固定式（散水式、漫射式）噴頭、噴灑孔管三類。此外還有一種同步脈沖式噴頭。（1）旋轉(zhuǎn)式噴頭。這是繞其自身鉛垂軸線旋轉(zhuǎn)的一類噴頭。它把水流量集中呈股狀，在空氣作用下碎裂，邊噴灑邊旋轉(zhuǎn)。因此，它的射程較遠(yuǎn)，流量范疇大，噴灌強(qiáng)度較低，平均度較高，是中射程和遠(yuǎn)射程噴頭的差不多形式，也是目前國內(nèi)外使用最廣泛的一類噴頭。但要限制這類噴頭的旋轉(zhuǎn)速度，并應(yīng)使噴頭安裝鉛直以保證差不多勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。因?yàn)轵?qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和換向機(jī)構(gòu)是旋轉(zhuǎn)式噴頭的重要部件，因此，按照驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)式噴頭還能夠分成為搖臂式（撞擊式、葉輪式（蝸輪蝸桿式）和反作用式三種。其中搖臂式噴頭按照導(dǎo)水板的形式還可分為固定導(dǎo)流板式搖臂噴頭和楔導(dǎo)水?dāng)[塊式搖臂噴頭；反作用式噴頭還可分為鐘表式、垂直擺臂式、全對(duì)流式（射流元件式）等。按照是否裝有換向機(jī)構(gòu)和噴嘴數(shù)目，旋轉(zhuǎn)式噴頭又有全圓噴灑、扇形噴灑和單噴嘴、雙噴嘴等形式。（2）固定式噴頭。固定式噴頭的指噴灑時(shí)，其零部件無相對(duì)運(yùn)動(dòng)的噴頭，即其所有結(jié)構(gòu)部件都固定不動(dòng)。這類噴頭在噴灑時(shí)，水流在全圓周或部分圓周（扇形）呈膜狀向四周散裂。它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，要求工作壓力低（100－200kPa），故射程較近，距噴頭近處噴灌強(qiáng)度比平均噴灌強(qiáng)度大（一樣在15－20mm／h以上），一樣霧化程度較高，多數(shù)噴頭噴水量分布不平均。按照固定式噴頭的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和噴灑特點(diǎn)，它還能夠分成折射式、縫隙式和漫射式三種。（3）噴灑孔管。噴灑孔管又稱孔管式噴頭，其特點(diǎn)是水流在管道中沿許多等距小孔呈細(xì)小水舌狀噴射。管道?？衫米陨硭畨菏箶[動(dòng)機(jī)構(gòu)繞管軸作900旋轉(zhuǎn)。噴灑孔管一樣由一根或幾根直徑較小的管子組成，在管子的上部布置一列或多列噴水孔，其孔徑僅1－2mm。按照噴水孔分布形式，又可分為單列和多列噴灑孔管兩種。噴灑孔管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作壓力比較低，操作方便，但其噴灌強(qiáng)度高，由于噴射水流細(xì)小，因此受風(fēng)阻礙大，對(duì)地勢(shì)習(xí)慣性差，管孔容易被堵塞，支管內(nèi)水壓力受地勢(shì)起伏變化的阻礙較大，對(duì)耕作等有阻礙，同時(shí)投資也較大，故目前大面積推廣應(yīng)用較少，在國內(nèi)一樣僅用于溫室、大棚等固定場(chǎng)地的噴灌。上述各種噴頭中，我國目前使用最多的是搖臂式噴頭、垂直搖臂式噴頭、全射流噴頭、折射式噴頭等，專門是搖臂式噴頭和固定式噴頭在我國應(yīng)用專門普遍。（二）噴頭的性能指標(biāo)1．壓力噴頭的壓力包括工作壓力和噴嘴壓力。工作壓力指噴頭工作時(shí)，其進(jìn)水口前的壓力，即距噴頭進(jìn)水口20cm處測(cè)取的靜水壓力，單位為kPa，一樣在此處的豎管上安裝壓力表來測(cè)量。噴嘴壓力是指噴頭出口處的水流總壓力（即流速水頭）。它能夠用來評(píng)判噴頭性能的好壞。噴頭工作壓力和噴嘴壓力專門接近，噴嘴壓力是工作壓力減噴頭內(nèi)過流部件的水力缺失而得出的，因此那個(gè)缺失越小，噴頭內(nèi)部的流道就越好，產(chǎn)品質(zhì)量也就越高。2．流量噴頭流量是指單位時(shí)刻內(nèi)噴頭噴出的水的體積，單位為m3/h或L／min。阻礙噴頭流量的要緊因素是工作壓力和噴嘴的直徑，同樣的嘴徑，工作壓力愈大，噴頭的流量也就愈大，反之亦然。噴頭的流量能夠用體積法、重量法、堰法、流量計(jì)法等測(cè)量而得出，也能夠用水力學(xué)管嘴出流公式運(yùn)算，即式中：Q為噴頭流量，m3／h；μ為噴頭流量系數(shù)，取0.85－0.95，一樣噴嘴錐角大的（450、500等）取下限，錐角小的（150、250等）取上限；A為噴嘴過水?dāng)嗝婷娣e，m2；g為重力加速度為9.18m／s2；hp為噴頭的工作壓力水頭，m。3．射程射程是指在無風(fēng)情形下，噴頭正常工作時(shí)的噴灑潮濕圓半徑，即指噴灑有效水所能達(dá)到的最遠(yuǎn)距離，又稱噴灑半徑，單位為m。射程可由實(shí)測(cè)得出。關(guān)于旋轉(zhuǎn)式噴頭，為了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定在無風(fēng)條件下正常工作時(shí)，量水筒中每小時(shí)收集的水深為0.3mm（關(guān)于噴水量低于250L／h的噴頭為0.15mm／h）的那一點(diǎn)到噴頭旋轉(zhuǎn)中心的水平距離作為射程。關(guān)于旋轉(zhuǎn)式噴頭，當(dāng)其結(jié)構(gòu)參數(shù)確定后，它的射程就要緊受工作壓力和轉(zhuǎn)速阻礙，在一定的工作壓力變化范疇內(nèi)，壓力增大，射程也相應(yīng)地增大。超過這一壓力范疇，壓力增加只會(huì)提升霧化程度，而射程不再會(huì)增加。噴頭射程隨轉(zhuǎn)速的增大而減小，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)，它的射程達(dá)到最大。在噴頭流量相同的條件下，射程愈大，則單個(gè)噴頭的噴灌強(qiáng)度就愈小，其組合噴灌強(qiáng)度也愈小，噴頭的布置間隔則能夠適當(dāng)增大。這關(guān)于降低成本，提升習(xí)慣性大有好處，因此射程是噴頭的一個(gè)重要水力性能指標(biāo)。旋轉(zhuǎn)式噴頭射程的測(cè)試和運(yùn)算方法能夠參見國家標(biāo)準(zhǔn)GB5670.3－85《旋轉(zhuǎn)式噴頭試驗(yàn)方法》。下列公式是我國幾種噴頭射程運(yùn)算的體會(huì)估算公式RPY1=1.70d0.847hp0.45RPYS=3.50d0.51hp0.24RPS=2.35d0.62hp0.26式中：RPY!為PY1搖臂式系列噴頭的射程，m；RPYS為PYS塑料搖臂式系列噴頭的射程，m；RPS為PSH、PSBZ步進(jìn)式全射流系列噴頭的射程，m；d為噴嘴直徑，mm；hp為噴頭工作壓力水頭，m。關(guān)于固定式噴頭，射程用下式來運(yùn)算R=1.35d0..6hp0.44．噴灌強(qiáng)度噴灌強(qiáng)度是指單位時(shí)刻內(nèi)噴灑到單位面積上水的體積，或單位時(shí)刻噴灑的水深，單位為mm／h。它是噴頭的要緊參數(shù)之一，連同噴灌平均度和水滴霧化程度是衡量噴頭水力性能的重要指標(biāo)。噴頭的運(yùn)算噴灌強(qiáng)度可用下式來表示式中：ρ為噴頭的運(yùn)算噴灌強(qiáng)度，mm／h；Q為噴頭流量，m3／h；S為噴頭噴灑操縱面積，m2。從上式能夠看出，噴頭的噴灌強(qiáng)度與噴頭流量成正比，與噴頭操縱面積（即噴頭的射程）成反比。在設(shè)計(jì)噴灌時(shí)，承諾噴灌強(qiáng)度可按下列數(shù)值來選用：砂土20mm／h，壤砂土15mm／h，砂壤土12mm／h，壤土10mm／h，粘土8mm／h。有良好植被覆蓋時(shí)，以上數(shù)值可提升20％；在地面有坡度時(shí)要降低以上數(shù)值，當(dāng)?shù)孛嫫露葹?0時(shí)，應(yīng)降低50％。5．水滴的打擊強(qiáng)度噴灌時(shí)噴灑水滴的打擊強(qiáng)度，是指噴灑作物受水面積范疇內(nèi)，水滴對(duì)作物或土壤的打擊動(dòng)能。它與噴灑水滴的大小、水滴降落速度和水滴密度緊密有關(guān)。一樣使用霧化指標(biāo)Pd或水滴直徑大小來表征噴灌水滴打擊強(qiáng)度，即Pd=hp/d式中：Pd為霧化指標(biāo)；hp為噴頭工作壓力水關(guān)，m；d為毛噴嘴直徑，mm。關(guān)于同一噴嘴來講，Pd值越大，講明其霧化程度越高，水滴直徑越小，打擊強(qiáng)度也越小。6．噴灑水量分布特性常用水量分布圖來表示噴灑水量分布特性。水量分布圖是指在噴灌范疇內(nèi)的等水深（量）線圖，能準(zhǔn)確、直觀地表示噴頭的特性。水量分布特性是阻礙噴灌平均度的要緊因素。阻礙噴頭水量分布的因素專門多，其中風(fēng)的阻礙較大。一個(gè)做全圓噴灑的旋轉(zhuǎn)式噴頭，如轉(zhuǎn)速平均，在無風(fēng)情形下，其水量頒等值線圖是一組以噴頭為中心的同心圓。通常為了更直觀地看到水量分布情形，在互相垂直的兩個(gè)直徑方向，取水量分布等值線圖的剖面，給出噴頭徑向水量分布曲線，如圖7－24所示。在有風(fēng)情形下，風(fēng)對(duì)水量分布的阻礙如圖7－25所示。從圖上能夠看出：風(fēng)使水量分布等值線圖的逆風(fēng)帶變陡而收縮，順風(fēng)帶變緩而伸長，整個(gè)潮濕面積縮小，噴灌強(qiáng)度變大。因此在噴灌系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)中，噴頭布置間距的確定，一定要考慮風(fēng)的阻礙。圖7-26在不同壓力下單個(gè)噴頭的水量分布圖圖7-26在不同壓力下單個(gè)噴頭的水量分布圖(a)壓力過低;(b)壓力適中;(c)壓力過高圖7-24噴頭水量分布圖圖7-25風(fēng)對(duì)噴頭水量分布的阻礙四、噴頭的工作原理（一）搖臂式噴頭1．搖臂式噴頭的結(jié)構(gòu)與工作原理（1）搖臂式噴頭的結(jié)構(gòu)搖臂式噴頭盡管有許多結(jié)構(gòu)形式，但差不多上都由下列幾部分組成。a．旋轉(zhuǎn)密封機(jī)構(gòu)。常用的有徑向密封和端面密封兩種形式，由減磨密封圈、膠墊（或膠圈）、防沙彈簧等零件組成。b．流道。水流通過噴頭時(shí)的通道，包括空心軸、噴體、噴管、穩(wěn)流器、噴嘴等零件。c．驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。由搖臂、搖臂軸、搖臂彈簧、彈簧座等零件組成，其作用是驅(qū)動(dòng)噴頭轉(zhuǎn)動(dòng)。d．扇形換向機(jī)構(gòu)。由換向器、反轉(zhuǎn)鉤、限位環(huán)（銷）等零件組成，其作用是使噴頭在規(guī)定的扇形范疇內(nèi)噴灑。e．連接件。搖臂式噴頭與供水管常用螺紋連接，其連接件多為噴頭的空心軸套。搖臂式噴頭的結(jié)構(gòu)詳見圖7－27和圖7－28。搖臂式噴頭與其他旋轉(zhuǎn)式噴頭在結(jié)構(gòu)上的不同之處在于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。驅(qū)堅(jiān)決臂式噴頭旋轉(zhuǎn)的是搖臂機(jī)構(gòu)，搖臂在射流作用下繞自軸擺動(dòng)，以較大的碰撞沖量撞擊噴管或噴體，使噴頭旋轉(zhuǎn)。這種間歇施加的撞擊驅(qū)動(dòng)力矩，時(shí)刻短、作用力大，能使噴頭轉(zhuǎn)速平均而穩(wěn)固，射流集中定向，因此，搖臂式噴頭的射程較遠(yuǎn)而平均度較高。圖7-27單嘴帶換向機(jī)構(gòu)的搖臂式噴頭結(jié)構(gòu)圖1-空心軸套2-減磨密封圈3-空心軸4-防沙彈簧5-噴體7-換向器8-反轉(zhuǎn)鉤9-搖臂調(diào)位螺釘10-彈簧座11-搖臂軸12-搖臂彈簧13-搖臂14-打擊塊15-噴嘴16-穩(wěn)流器17-噴管18-限位環(huán)圖7-27單嘴帶換向機(jī)構(gòu)的搖臂式噴頭結(jié)構(gòu)圖1-空心軸套2-減磨密封圈3-空心軸4-防沙彈簧5-噴體7-換向器8-反轉(zhuǎn)鉤9-搖臂調(diào)位螺釘10-彈簧座11-搖臂軸12-搖臂彈簧13-搖臂14-打擊塊15-噴嘴16-穩(wěn)流器17-噴管18-限位環(huán)圖7-28垂直搖臂式噴頭結(jié)構(gòu)圖1.空心軸套2.換向架3.噴體4.噴管5.反向搖臂6.搖臂7.噴嘴8.配重鐵9.壓力表10.擋塊圖7-28垂直搖臂式噴頭結(jié)構(gòu)圖1.空心軸套2.換向架3.噴體4.噴管5.反向搖臂6.搖臂7.噴嘴8.配重鐵9.壓力表10.擋塊（2）搖臂式噴頭的工作原理搖臂式噴頭的工作原理實(shí)質(zhì)上是搖臂工作時(shí)不同能量的相互傳遞和轉(zhuǎn)化的運(yùn)動(dòng)過程，它能夠分為以下五個(gè)時(shí)期。a．啟動(dòng)時(shí)期。射流經(jīng)偏流板射向?qū)Я靼搴?，轉(zhuǎn)向600－1200，導(dǎo)流板得到射流的反作用力，使搖臂獲得動(dòng)能而向外擺動(dòng)，繞搖臂軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使搖臂彈簧扭轉(zhuǎn)，得到扭力矩，此力矩小于射流反作用力矩，因此，搖臂得到角速度而脫離射流。b．外擺時(shí)期。慣性力使搖臂連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，直至搖臂張角達(dá)到最大，從而得到最大的扭力矩，現(xiàn)在角速度轉(zhuǎn)變?yōu)?，彈簧勢(shì)能達(dá)到最大，即搖臂外擺的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能。c．彈回時(shí)期。在彈簧扭力矩的作用下，彈簧的彈性勢(shì)能逐步轉(zhuǎn)化為搖臂的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能，搖臂開始往回?cái)[，角速度持續(xù)地增加，直到搖臂將要切入射流。d．入水時(shí)期。具有最大轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能的搖臂又重新進(jìn)入射流，偏流板開始最先同意水流導(dǎo)水板不受水），產(chǎn)生的反作用力使搖臂動(dòng)能急劇增加，角速度變得越來越大。e．撞擊時(shí)期。搖臂在回轉(zhuǎn)慣性力和偏流導(dǎo)板切向附加力的作用下，以專門大的角速度開始碰撞噴管，使噴頭轉(zhuǎn)動(dòng)3－50，碰撞終止后，搖臂即完成了一個(gè)完整的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過程。在摩擦力矩的作用下，噴頭專門快靜止停了下來。此后再連續(xù)重復(fù)上述的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過程。如果噴頭做扇形噴灑工作，當(dāng)突變擋塊（銷）在一個(gè)凹下的穩(wěn)固位置時(shí)，搖臂不受突變擋塊限制，現(xiàn)在噴頭按上述五個(gè)時(shí)期周期性地進(jìn)行正向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)突變擋塊在一個(gè)凸起的穩(wěn)固位置上時(shí)，搖臂正常擺動(dòng)角度受到限制，在射流作用下，搖臂直截了當(dāng)碰撞擋塊，噴頭反轉(zhuǎn)一個(gè)較小角度，在彈簧扭力矩作用下，搖臂返入射流，搖臂對(duì)噴管正向沖量力矩專門小。此后，在射流作用下，搖臂又?jǐn)[開。反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過程是快速進(jìn)行的，射程就比較近，水滴多灑落在比較近的地點(diǎn)。2．垂直搖臂式噴頭（1）結(jié)構(gòu)垂直搖臂式噴頭是一種反作用式噴頭，它是利用水流通過垂直搖臂的導(dǎo)流器所產(chǎn)生反作用力，獲得驅(qū)動(dòng)力矩的旋轉(zhuǎn)式噴頭，它的要緊優(yōu)點(diǎn)是受力情形比搖臂式噴頭好。這是因?yàn)閿[臂不直截了當(dāng)撞出噴管，正轉(zhuǎn)時(shí)擺臂配重和擺臂軸處配重在運(yùn)動(dòng)時(shí)關(guān)于擺臂軸的作用力方向相反，能夠抵銷部分撞出力。同時(shí)，由于擺臂在與噴管近于平行的平面里運(yùn)動(dòng)，擺臂運(yùn)動(dòng)的作用力和射流運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的作用力相反也產(chǎn)生一個(gè)平穩(wěn)力矩。因此驅(qū)動(dòng)平穩(wěn)。這是一種中、高壓型的噴頭。除幼嫩作物外，其他作物都能習(xí)慣，另外，它還能夠噴灑污水或糞液等混合液體。垂直搖臂式噴頭的結(jié)構(gòu)盡管各廠家有所差異，但概括起來能夠分為流道（包括空心軸、噴體、噴管、穩(wěn)流器、噴嘴等零件）、旋轉(zhuǎn)密封機(jī)構(gòu)（包括軸承座、軸承、密封圈等零件）、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（包括搖臂、反向搖臂、搖臂軸等零件）、換向機(jī)構(gòu)（包括擋塊、滾輪、換向架、拉桿、彈簧等零件）和限速機(jī)構(gòu)（包括摩擦墊、壓插、壓簧等零件）五個(gè)部分，具體結(jié)構(gòu)見圖7－28。這種噴頭與供水管之間常用法蘭連接。噴頭圓環(huán)形噴孔出口處有一傾角，射流通過時(shí)，雖流量系數(shù)有所降低，但能促進(jìn)射流裂散。噴管一樣較長，為噴管直徑的8倍以上，穩(wěn)流器常用成效較好的星形結(jié)構(gòu)。限速機(jī)構(gòu)包括摩擦片、壓縮彈簧和調(diào)劑螺栓等，摩擦片的壓力均布在噴頭座上，因此，只要改變彈簧的壓縮行程，即可改變摩擦片上的壓力，亦即起到操縱轉(zhuǎn)速的作用。反轉(zhuǎn)時(shí)是靠反轉(zhuǎn)臂、反轉(zhuǎn)傳動(dòng)桿及換向架等部件進(jìn)行的。因此，垂直搖臂式噴頭繞噴體中心垂直軸的正、反轉(zhuǎn)是靠兩套機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。（2）工作原理高速射流從噴孔（多數(shù)為環(huán)形）射出，沖擊導(dǎo)流器（搖臂）搖臂獲得能量。沖擊力分成向下、向左的兩個(gè)分力，在向下分力的作用下，搖臂克服平穩(wěn)錘的重量和搖臂軸的軸承摩擦阻力向下運(yùn)動(dòng)；在向左分力的作用下，克服旋轉(zhuǎn)密封機(jī)構(gòu)的摩擦阻力和限速機(jī)構(gòu)的制動(dòng)摩擦阻力，使噴頭向右旋轉(zhuǎn)一個(gè)小角度。搖臂向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，其平穩(wěn)重塊升高，得到重力勢(shì)能，然后在其與搖臂軸平穩(wěn)重塊（有的噴頭沒有）重力矩的聯(lián)合作用下，搖臂返回，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能，再次切入射流。同時(shí)，在搖臂軸處的搖臂橡膠塊與該處的配重橡膠塊碰撞，使搖臂轉(zhuǎn)速為零。重復(fù)以上過程，在間歇性驅(qū)動(dòng)力矩作用下，噴頭持續(xù)做間歇性正轉(zhuǎn)（向右轉(zhuǎn)動(dòng)）。當(dāng)換向架（軛架、滾輪、嚙合限位器合稱為換向架）上的滾軸和嚙合限位器相接觸時(shí)，軛架通過反轉(zhuǎn)傳動(dòng)桿，拉動(dòng)反轉(zhuǎn)臂，使其切水板切入射流得到能量，產(chǎn)生向左的反作用驅(qū)動(dòng)力矩，使噴頭迅速向左旋轉(zhuǎn)，直至軛架滾輪接觸脫開限位器，傳動(dòng)桿推動(dòng)反轉(zhuǎn)臂的切水板離開水舌，噴頭重新又開始正轉(zhuǎn)。從能量轉(zhuǎn)換的角度來看，噴頭旋轉(zhuǎn)時(shí)可分成獲能、蓄能、釋能、增能四個(gè)時(shí)期。如按噴體運(yùn)動(dòng)過程也可分成射流淌能使噴體繞垂直軸線轉(zhuǎn)動(dòng)、射流淌能與摩擦阻力平穩(wěn)及復(fù)位三個(gè)時(shí)期。垂直搖臂式噴頭與搖臂式噴頭在同意能量方式上是不同的。前者靠水流沖擊和重力回拉。后者靠搖臂撞擊和搖臂彈簧回位。3．固定式噴頭噴灑時(shí)其零部件無相對(duì)運(yùn)動(dòng)的噴頭，稱為固定式噴頭。固定式噴頭又稱漫射式噴頭或散水式噴頭。它的特點(diǎn)是在噴灌過程中所有部件有關(guān)于豎管是固定不動(dòng)的，而水流是在全圓周或部分圓周（扇形）同時(shí)散開。如此水流分散、噴不遠(yuǎn)、射程短（5－10m）、噴灌強(qiáng)度大（15－20mm／h以上）。多數(shù)噴頭的水量分布規(guī)律是近處的噴灌強(qiáng)度比平均噴灌強(qiáng)度高得多，因而使用范疇受到專門大的限制。然而其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒有旋轉(zhuǎn)部分，工作可靠，而且要求的工作壓力比較低，一樣水滴比較細(xì)，因此常用在公園、草地、苗圃、溫室等處。另外還適用于懸臂式噴灌機(jī)、中心支軸式噴灌機(jī)和平移式噴灌機(jī)上，以節(jié)約能源。按固定式噴頭的結(jié)構(gòu)和噴灑特點(diǎn)可將其分為三類：折射式、縫隙式和離心式。（1）折射式噴頭的結(jié)構(gòu)及工作原理噴射水流通過折擋，裂散成水滴的固定式噴頭，稱為折射式噴頭。這種噴頭有內(nèi)支架式、外支架式和整體式三種，噴頭由噴嘴、折射錐和支架等部分組成。具體結(jié)構(gòu)見圖7－29。圖7-29折射式噴頭結(jié)構(gòu)圖圖7-29折射式噴頭結(jié)構(gòu)圖內(nèi)支架式;(b)外支架式;(c)整體式1—折射錐；2—噴嘴；3—支架；4—管接頭折射式噴頭的工作原理是當(dāng)噴頭工作時(shí)，有壓水流由噴嘴直截了當(dāng)垂直射出后，遇到折射錐的阻攔，形成薄水層而向四周射出，在空氣阻力作用下，傘形的薄水層就散裂為小水滴而降落到地面。（2）縫隙式噴頭的結(jié)構(gòu)及工作原理圖7圖7-30兩種縫隙式噴頭結(jié)構(gòu)圖1—縫隙；2—噴頭；3—管接頭圖7圖7-31漫射式噴頭結(jié)構(gòu)圖1—噴嘴；2—錐形（螺旋）軸；3—噴頭；4—接頭（3）離心式噴頭的結(jié)構(gòu)及工作原理離心式噴頭（又稱漫射式噴頭）是指有壓水流一經(jīng)噴出即裂散成水滴的固定式噴頭，這種噴頭要緊由噴嘴、錐形軸（螺旋軸）、噴體、接頭等部分組成。具體結(jié)構(gòu)見圖7－31。離心式噴頭的工作原理是噴頭開始工作時(shí)，通過豎管的有壓水流沿切線方向（圖7－31a）或沿螺旋孔道（圖7－31b）進(jìn)入噴體，使水流繞垂直的錐形軸或壁面產(chǎn)生渦流運(yùn)動(dòng)，如此水從噴孔中呈中空的環(huán)狀錐形薄水層，并同時(shí)具有沿徑向外的離心速度和沿切向旋轉(zhuǎn)的圓周速度向外噴出，甩出的薄水層水流在空氣阻力作用下，被裂散成細(xì)小的水滴而降落在噴頭四周的地面上。離心式噴頭的優(yōu)點(diǎn)是工作壓力低，霧化程度比較高，水滴細(xì)小，對(duì)作物打擊強(qiáng)度小。它的缺點(diǎn)是噴灑操縱面積較小。因此多用于苗圃、溫室、花卉噴灌和行噴式噴灌機(jī)具上。這種噴頭均為全圓式噴灑，專門適用于草坪等地點(diǎn)。五、噴灌機(jī)的工作原理和要緊性能參數(shù)（一）定噴式噴灌機(jī)1．手推（抬）式噴灌機(jī)手推（抬）式噴灌機(jī)在我國使用比較早，是較為成熟的一種機(jī)型。（1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)圖7圖7-32手推直連式噴機(jī)噴頭；2—豎管；3—水泵；4—電動(dòng)機(jī)；5—開關(guān)；6—電纜；7—吸水管；8—底閥；9—機(jī)架；10—車輪這種噴灌機(jī)的動(dòng)力有電動(dòng)機(jī)和柴油機(jī)。采納電動(dòng)機(jī)時(shí)，田間需有電力網(wǎng)配套設(shè)施。柴油機(jī)在我國現(xiàn)時(shí)期被使用最多的是單缸式柴油機(jī)，功率有4馬力、6馬力、12馬力。手推（抬）式噴灌機(jī)按噴頭與噴灌泵的連接形式，又可分為直連式和管引式兩種。直連式噴機(jī)組是指噴頭直截了當(dāng)安裝在噴灌泵出水口上，也確實(shí)是將噴頭、水泵和動(dòng)力機(jī)裝配在一個(gè)機(jī)架或一輛小車內(nèi)，能整體一起移動(dòng)的噴灌機(jī)，如圖7－32。管引式噴灌機(jī)與直連式噴灌機(jī)相比，不同之處是從水泵的出水口引出一條管道伸向田間，管道的末端安裝一個(gè)帶支架的中、遠(yuǎn)射程噴頭，有時(shí)按照需要也可沿管道安裝多個(gè)小型噴頭，如圖7－33所示。（2）使用特點(diǎn)手推（抬）式噴灌機(jī)在田間使用都要求田間有配套的田間渠道網(wǎng)。噴灌機(jī)工作時(shí)，一樣放在渠旁路邊或騎在渠道上，將水泵的吸水管置于渠水中。治理人員操作時(shí)，為愛護(hù)機(jī)行道不被水淋濕，以防止噴出的水灑到噴灌機(jī)的動(dòng)力機(jī)上，應(yīng)按照風(fēng)向選擇噴灌機(jī)的移動(dòng)主向，同時(shí)將噴頭設(shè)定成扇形旋轉(zhuǎn)進(jìn)行工作，如圖7－34及圖7－35所示。手推（抬）式噴灌機(jī)每工作一個(gè)噴點(diǎn)后都需移動(dòng)噴灌機(jī)或噴頭的位置。因此，使用此種噴灌機(jī)時(shí)，治理人員勞動(dòng)強(qiáng)度較大。專門是水泵采納離心泵時(shí)，加之底閥又不嚴(yán)的情形下，每當(dāng)移動(dòng)一次噴灌機(jī)，都需對(duì)水泵進(jìn)行一次注水。為了減少這種重復(fù)性勞動(dòng)，建議購此種噴灌機(jī)時(shí)最好選擇自吸泵。（3）要緊性能指標(biāo)圖7-34直連式移動(dòng)噴灌機(jī)圖圖7-34直連式移動(dòng)噴灌機(jī)圖7-35管引式（單噴頭）噴灌機(jī)田間作業(yè)平面示意圖田間扇形作業(yè)平面示意圖圖7-33手推管引式噴灌機(jī)（柴油機(jī)配套）1．噴頭2。出水管3。水泵4。進(jìn)水管5。底閥6。柴油機(jī)2．拖拉機(jī)懸掛式噴灌機(jī)（1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)拖拉機(jī)懸掛式噴灌機(jī)是指將噴灌泵安裝在拖拉機(jī)上，借助于拖拉機(jī)的動(dòng)力，通過連軸器、增速箱和各種傳動(dòng)方式帶動(dòng)噴灌泵工作的一種噴灌機(jī)組。與手推（抬）式噴灌機(jī)相比，水泵進(jìn)水口往常和出水口之后的結(jié)構(gòu)、工作原理完全相同，圖7－36是與手扶拖拉機(jī)配套的噴灌機(jī)。不同之處是將水泵裝在拖拉機(jī)上，而不是小推車內(nèi)，不需另加動(dòng)力源而直截了當(dāng)利用拖拉機(jī)本身的動(dòng)力。目前，我國這種噴灌機(jī)的形式有多種，下面著重介紹幾種常用的曲型形式。a．水泵后置式水泵后置式噴灌機(jī)是將水泵安裝在小四輪拖拉機(jī)的后面，利用拖拉機(jī)的動(dòng)力輸出軸帶動(dòng)水泵。但因拖拉機(jī)的后動(dòng)力輸出軸的轉(zhuǎn)速比水泵的額定轉(zhuǎn)速低，如東方紅－150型拖拉機(jī)后動(dòng)力輸出軸的轉(zhuǎn)速才540r／min。因此，后置式水泵必須在水泵和柴油機(jī)之間加一增速箱，使轉(zhuǎn)速互相匹配。b．水泵前置式水泵前置式噴灌機(jī)在小四輪拖拉機(jī)和手扶拖拉機(jī)上都有使用，最為簡(jiǎn)單的是將水泵安裝在拖拉機(jī)的前部，直截了當(dāng)由拖拉機(jī)的柴油機(jī)通過帶傳動(dòng)來帶動(dòng)水泵工作。這種形式的缺點(diǎn)是，只要柴油機(jī)工作水泵就跟著一起轉(zhuǎn)動(dòng)，只能通過摘傳動(dòng)帶來操縱水泵。為了克服這一缺點(diǎn)，在前面加一增速箱，并帶有離合機(jī)構(gòu)。選擇這種型號(hào)的噴灌設(shè)備時(shí)一定要考慮這種結(jié)構(gòu)，以簡(jiǎn)化操作，同時(shí)對(duì)延長噴灌設(shè)備的使用壽命是有好處的。圖7圖7-36手扶拖拉機(jī)配套的懸掛式噴灌機(jī)1-水源；2-吸水管；3-水泵；4-手扶拖拉機(jī)；5-皮帶傳動(dòng)系統(tǒng)；6-輸水管；7-豎管及支架；8-噴頭（2）要緊性能技術(shù)我國制造生產(chǎn)的拖拉機(jī)懸掛式噴灌機(jī)的配套設(shè)備的技術(shù)性能如表7－5。表7－4國內(nèi)手推（抬）式噴灌要緊表6－5拖拉機(jī)懸掛式噴灌機(jī)配套生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品性能參數(shù)設(shè)備的技術(shù)性能廠家項(xiàng)目河南新鄭噴灌機(jī)廠江蘇金壇噴灌機(jī)廠浙江縉云農(nóng)機(jī)廠廠家配套設(shè)備河南新鄭噴灌機(jī)廠河南省宜陽黃河機(jī)械廠中國農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)組型號(hào)7D4CP－X浙噴50－55型拖拉機(jī)東方紅－150東方紅―150河北150配套動(dòng)力7.5kW4.5kW12馬力增速箱后動(dòng)力輸出軸后動(dòng)力輸出軸側(cè)動(dòng)力輸出軸配套水泵2.5BPZ－552.5BPZcz－552.5BPZ－55配套噴頭PY150(1個(gè))PY140PY150水泵65BP－55型離心泵2.5BPZ－55型自吸泵2.5BPZ－55自吸泵管道長度100噴頭PY150PY140PY150工作壓力4－5kg/cm23－3.5kg/cm24－4.5kg/cm2工作壓力4－5kg/cm24－5kg/cm24－5kg/cm2噴灌強(qiáng)度5.42-5.15mm/h5.9－4.3mm/h5.15mm/h噴灌強(qiáng)度5.15mm/h5.15mm/h5.15mm/h3．滾移式噴灌機(jī)（1）滾移式噴灌機(jī)的特點(diǎn)及組成a．特點(diǎn)滾移式噴灌機(jī)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，沿著耕作方向作業(yè)，與排水、林帶結(jié)合較好，對(duì)不同水源條件都適用，爬坡能力較強(qiáng)。它是國內(nèi)外均有使用的一種單元組裝多支點(diǎn)結(jié)構(gòu)的噴灌機(jī)，按照地塊的情形，可組裝成長機(jī)組和短機(jī)組來使用。國內(nèi)有黑龍江省集賢縣紅興隆機(jī)械廠家生產(chǎn)，是一種比較成熟的機(jī)型。滾移式噴灌機(jī)機(jī)組管道采納鋁合金管，具有輕便、耐腐蝕、牢固耐用，快速聯(lián)接、拆裝方便、一機(jī)多用等優(yōu)點(diǎn)。它的缺點(diǎn)是不能灌溉高桿作物，只能對(duì)大豆、小麥、玉米前期（株高在75cm以下）、甜菜、蔬菜等矮株作物噴灌。灌溉作業(yè)的情形如圖7－37所示。圖7圖7-37滾移式噴灌機(jī)1-水源；2-抽水機(jī)組；3-輸水干管；4-給水栓；5-連接軟管；6-鋼圈式輪；7-噴頭；8-噴灑支管；9-驅(qū)動(dòng)車b．組成滾移式噴灌的組成要緊有以下四個(gè)部分。a）．水泵。水泵可采納深井泵或離心泵，按照使用條件來選擇，水源為明水或地下水位在5m以內(nèi)的地區(qū)可配備離心泵。離心泵使用較為方便，將泵與柴油機(jī)（電動(dòng)機(jī)）裝配在一個(gè)行進(jìn)車內(nèi)，用拖拉機(jī)牽引移動(dòng)。在地下水位較深的地區(qū)，應(yīng)配備深井泵。b）．輸水管道。輸水管道的作用是將水泵抽的有壓水輸送到各供水栓處，供噴灌機(jī)使用。輸水管道的管徑一樣較大，約150mm，長度為500－600m，由多根管子通過快速接頭連接。每根管長為6m，其中部分管帶有供水閥門、一個(gè)900彎頭和一個(gè)堵頭。管道需要轉(zhuǎn)彎時(shí)可安裝彎頭，尾端用堵頭堵上。有的地區(qū)的輸水干管埋入地下，每隔一定距離在地面留下個(gè)給水栓。c）．噴水管道。在輸水管道兩側(cè)設(shè)兩組噴水管道，與輸水管道相垂直，每根噴水管長6－12m，直徑為100－150mm，每組都有數(shù)十根管和一個(gè)驅(qū)動(dòng)車，用三角法蘭聯(lián)接，組成一條長度為數(shù)百米的噴水管，噴水管的總長度能夠按照地塊寬度和林帶距離的不同適當(dāng)?shù)卦鰷p管子的根數(shù)。每根噴水管上都配有一個(gè)噴頭座體和一個(gè)泄水閥，按照噴頭型號(hào)的不同，可在每根管子上安裝一個(gè)噴頭，也能夠隔一根管子安裝一個(gè)噴頭。不裝噴頭的座體用絲堵堵上。另外，帶有膠管和球型出水閥各兩件。工作時(shí)輪換著與輸水管道的供水閥門聯(lián)接。d）．行進(jìn)部分。滾移式噴灌機(jī)的工作是固定作業(yè)，但噴完一塊地后，移動(dòng)到下一個(gè)噴點(diǎn)時(shí)，可采納自己行進(jìn)。行進(jìn)時(shí)，噴水管作為行進(jìn)軸，每節(jié)噴水管裝有一個(gè)行進(jìn)大輪，每組管道中間裝有一個(gè)驅(qū)動(dòng)車，用小汽油機(jī)作動(dòng)力，將扭矩傳遞到噴水管道上。動(dòng)力傳遞是通過一個(gè)驅(qū)動(dòng)箱來進(jìn)行的，它實(shí)際上是一個(gè)由蝸輪蝸桿和齒輪組成的多級(jí)減速器，位于驅(qū)動(dòng)車的中部。在驅(qū)動(dòng)箱的前后兩面裝有平穩(wěn)車架，車架端頭裝有行進(jìn)小輪，如此就成為一個(gè)能獨(dú)立行進(jìn)的驅(qū)動(dòng)車。每個(gè)驅(qū)動(dòng)車配有兩塊配重鐵，目的是了為減輕行進(jìn)時(shí)后平穩(wěn)車架小輪對(duì)地面的壓力，使噴水管呈一字形向前移動(dòng)。（2）滾移式噴灌機(jī)的要緊技術(shù)性能滾移式噴灌機(jī)采納優(yōu)質(zhì)無縫鋁合金管作噴水管，經(jīng)熱處理后具有專門高的強(qiáng)度和專門好的彈性，能夠習(xí)慣起伏的地勢(shì)，在坡度不大于12％的地塊上作業(yè)。以下是黑龍江省紅興隆機(jī)械廠的8YG－60滾移式噴灌機(jī)的整機(jī)性能參數(shù)：輸水管道總長600m輸水管直徑φ150mm壁厚2mm每根管長度6.2m噴水管道長度每側(cè)400m噴水管道直徑φ125mm壁厚2.5mm每節(jié)噴水管長度10m可操縱面積單井96hm2，雙井192hm2噴灌強(qiáng)度9－20mm／h噴灌平均度80％－85％最大爬坡能力24％噴水量130、160、210、230m3/h水泵型號(hào)深井泵12J130×11、12J160×9、12J210×9離心泵8BP－75配套動(dòng)力120－150馬力柴油機(jī)型號(hào)6135G、6135AG汽油機(jī)4馬力，最大5.5馬力整機(jī)重量10－11t（二）行噴式噴灌機(jī)1．卷盤式噴灌機(jī)（1）特點(diǎn)及適用條件卷盤式噴灌機(jī)是指用軟管輸水，在噴灑作業(yè)時(shí)利用噴灌壓力水驅(qū)動(dòng)卷盤旋轉(zhuǎn)，卷盤上纏繞軟管（或鋼索），牽引遠(yuǎn)射程噴頭，使其沿管（線）自行移動(dòng)和噴灑的噴灌機(jī)械，又稱為絞盤式或卷筒式噴灌機(jī)。卷盤式噴灌機(jī)的應(yīng)用專門廣泛，專門是近年來受到許多國家的重視。在噴灌機(jī)中卷盤式噴灌從開始顯現(xiàn)就有專門多的品種規(guī)格，但能夠歸納為兩大類，即卷盤纏繞軟管的管卷盤式自動(dòng)噴灌機(jī)和卷盤纏繞鋼索帶動(dòng)噴頭車自走的鋼索牽引卷盤式噴灌機(jī)。它們的共同特點(diǎn)是輸水差不多上軟管；都有1個(gè)卷盤；卷盤在噴灌機(jī)作業(yè)時(shí)靠自身噴灌的壓力水驅(qū)動(dòng)并纏繞軟管或鋼索，拖帶遠(yuǎn)射程噴頭連續(xù)移動(dòng)，進(jìn)行噴灑作業(yè)。這兩類噴灌機(jī)目前以軟管卷盤式進(jìn)展較快，生產(chǎn)、使用的國家越來越多。如法國灌溉公司生產(chǎn)的這種噴灌機(jī)就已在84個(gè)國家和地區(qū)使用，在歐洲、非洲，以及美國、加拿大等國約有2萬余臺(tái)。以下對(duì)軟管卷盤式自動(dòng)噴灌機(jī)作簡(jiǎn)要闡述。軟管卷盤式噴灌機(jī)顯現(xiàn)在鋼索絞盤式噴灌機(jī)之后，約在1970年第一在法國、德國等地研制出來。近年來，這類噴灌機(jī)的性能持續(xù)得以提升完善，目前已被國外公認(rèn)為是最好的灌溉機(jī)械之一。我國1983年試制出J90－300軟管卷盤式噴灌機(jī)，1987年通過鑒定，并少量推廣應(yīng)用。卷盤式噴灌機(jī)的優(yōu)點(diǎn)較多，要緊有以下幾方面。a．結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，構(gòu)件結(jié)實(shí)，不易損壞。b．操作簡(jiǎn)便，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，只需1－2人操作治理，轉(zhuǎn)移位置時(shí)只要0.5－1.0小時(shí)就可安裝完畢。可晝夜工作，到位后可自動(dòng)停機(jī)。c．操縱面積大、生產(chǎn)效率高。輸水管長為250－580m，噴頭射程為25－65m，每天只需移動(dòng)1－2次，每臺(tái)噴灌機(jī)按規(guī)格不同可操縱7－25hm2土地，輸灌周期為4－10天。d．機(jī)動(dòng)性好、習(xí)慣性強(qiáng)、靈活快捷，有10種型號(hào)25個(gè)品種。e．便于修理保養(yǎng)，噴灌作業(yè)完成后即可拉回倉庫保管，幸免人為損壞和偷盜。f．噴灌質(zhì)量較好，噴頭車移動(dòng)速度可在10－40m／h的范疇內(nèi)調(diào)劑，從而噴灌水量可操縱在8－60mm水深。噴灌平均度可達(dá)85％以上。g．投資較低，如法國機(jī)型單位面積平均投資約6600元／hm2，一樣2－4年可收回投資。h．使用壽命長，正常情形下可用15年左右。所用PE塑料軟管耐高壓、耐高溫、耐磨、耐拉、耐扎、耐候（環(huán)境應(yīng)力開裂），壽命可達(dá)10年以上。從以上優(yōu)點(diǎn)可見，這種噴灌機(jī)較適合我國的自然、經(jīng)濟(jì)條件及農(nóng)業(yè)治理水平，能夠大面積推廣。和其他噴灌機(jī)相比，它的不足之處是管道輸水壓力缺失較大，要有一條較寬的機(jī)行道，對(duì)作物有些損壞。（2）構(gòu)造與技術(shù)性能a．構(gòu)造軟管卷盤式自動(dòng)噴灌機(jī)外形見圖7－38。它是由噴頭車、PE半軟管及卷盤三大部分組成。運(yùn)輸狀態(tài)時(shí)，三者成為整體；工作狀態(tài)時(shí)，噴頭車用PE管和卷盤車聯(lián)系。PE半軟管是這種噴灌機(jī)的最關(guān)鍵部件，它是一種以中密度的聚乙烯材料為主的半軟管，在有水壓和無水壓情形下，卷成盤或鋪伸開時(shí)其截面總能保持圓形。這種管的力學(xué)性能優(yōu)良，擔(dān)伸強(qiáng)度比一樣PE管大得多，斷裂強(qiáng)度可達(dá)13.5－15.6Mpa，管子重復(fù)卷放達(dá)1萬次左右才會(huì)顯現(xiàn)裂紋。而且能經(jīng)受地面摩擦、日曬雨淋、冷熱交替、彎曲拉伸和內(nèi)水壓力等多種環(huán)境條件的綜合作用。卷盤噴灌機(jī)裝有使噴頭車自走的水力驅(qū)動(dòng)機(jī)。常見的形式有四種，即旋轉(zhuǎn)噴嘴式、水渦輪式、水壓缸式和伸縮皮囊式，前兩種為動(dòng)水壓驅(qū)動(dòng)，后兩種為靜水壓驅(qū)動(dòng)。目前認(rèn)為伸縮皮囊式性能較好，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積較小，水量消耗專門少（一樣只占總噴灌流量1％－1.5％），水力缺失專門小，無機(jī)械摩擦，性能穩(wěn)固，對(duì)水質(zhì)要求不高。作功后的水可就近灑在地里。伸縮皮囊常被安裝在軟管卷盤式自動(dòng)噴灌機(jī)的中心部位。圖7圖7-38軟管卷盤式自動(dòng)噴灌機(jī)1-噴頭車；2-PE軟管；3-噴頭車收取吊架；4-PE軟管；5-卷盤；6-卷盤車；7-伸縮支囊式水動(dòng)力