[發(fā)明專利]一種基于流量偏差系數(shù)的微灌毛管管徑水力設計方法

在審

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• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN109711011A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發(fā)明（設計）人: 王亞林;鞠學良;仇振杰
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

本發(fā)明公開了一種基于流量偏差系數(shù)的微灌毛管管徑水力設計方法，包括以下步驟：步驟1，根據(jù)毛管坡降比和流量指數(shù)構建基于流量偏差系數(shù)的毛管管徑設計參數(shù)；步驟2，根據(jù)管網(wǎng)布置形式確定微灌毛管管徑的計算公式，基于步驟1獲得的基于流量偏差系數(shù)的毛管管徑設計參數(shù)計算獲得毛管管徑；步驟3，根據(jù)所述流量指數(shù)下對應的坡降比與基于流量偏差系數(shù)的毛管管徑設計參數(shù)的關系，判斷得出滿足流量偏差系數(shù)的設計管徑個數(shù)。本發(fā)明可提高微灌毛管管徑的設計效率；通過考慮適宜的毛管布置形式，優(yōu)化毛管設計管徑，降低系統(tǒng)投資。

技術領域

本發(fā)明屬于微灌毛管水力設計技術領域，特別涉及一種基于流量偏差系數(shù)的微灌毛管管徑水力設計方法。

背景技術

進口工作水頭未知時，設計滿足灌水器設計流量和灌水均勻度標準的毛管管徑是微灌毛管常見的水力設計任務之一。同時，選取適宜的毛管布置形式也可以節(jié)省投資，提高灌水質(zhì)量。流量偏差系數(shù)是我國較為常用的灌水均勻度設計指標之一。

目前，微灌毛管管徑設計方法是在已知毛管管長，灌水器設計流量和其他相關設計參數(shù)的基礎上，借助牛頓迭代法、二分法以及黃金分割法等傳統(tǒng)試算法求解毛管管徑；存在的問題是：設計效率較低；對于同一灌水器設計流量和流量偏差系數(shù)設計標準，有可能存在1或多個管徑計算值，使用傳統(tǒng)試算法通常只能得到1個計算值，無法適用于求解多個計算值的情況；此外目前設計過程中均無法考慮適宜的毛管布置形式。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于流量偏差系數(shù)的微灌毛管管徑水力設計方法，以解決上述存在的技術問題。本發(fā)明的方法能夠考慮毛管布置形式，可用于求解多個管徑計算值的情況，可提高毛管管徑設計效率。

為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種基于流量偏差系數(shù)的微灌毛管管徑水力設計方法，包括以下步驟：

步驟1，根據(jù)毛管坡降比和流量指數(shù)構建基于流量偏差系數(shù)的毛管管徑設計參數(shù)；

步驟2，根據(jù)管網(wǎng)布置形式確定微灌毛管管徑的計算公式，基于步驟1獲得的基于流量偏差系數(shù)的毛管管徑設計參數(shù)計算獲得微灌毛管管徑；

步驟3，根據(jù)所述流量指數(shù)下對應的坡降比與基于流量偏差系數(shù)的毛管管徑設計參數(shù)的關系，判斷得出滿足流量偏差系數(shù)的設計管徑個數(shù)。

步驟1中，基于流量偏差系數(shù)的毛管管徑設計參數(shù)的計算公式為：

式中：W_DCV為基于流量偏差系數(shù)的毛管管徑設計參數(shù)；J為毛管坡降比；ΔH_S為毛管進口與末端的地形高差，單位：m；S₀為地形坡度；p為地形坡度類型標識符：逆坡時，p＝-1，平坡時，p＝0，順坡時，p＝1；ΔH_F為毛管總摩阻損失，單位：m；F_C為克里斯琴森多口系數(shù)；F_s為考慮灌水器局部水頭損失的毛管總水頭損失擴大系數(shù)，通常F_s＝1.10～1.20；Q為毛管進口總流量，單位：L/h；N為微灌毛管灌水器個數(shù)；s_e為灌水器間距，單位：m；q_d為灌水器設計流量，單位：L/h；D為毛管內(nèi)徑，單位：mm；

λ_CV為基于適宜布置形式的受水力因素影響的毛管流量偏差系數(shù)設計參數(shù)；R_L為雙向毛管最佳支管位置設計參數(shù)；L_up為逆坡段毛管長度，單位：m；L為雙向微灌毛管總長度，單位：m；c₁、c₂為計算參數(shù)。