搖臂式噴頭是依據(jù)什么科學(xué)原理工作的
在搖臂式噴頭普遍應(yīng)用的今天,身為灌溉行業(yè)工作者,了解一些科學(xué)原理非常重要。下面為您精心推薦了搖臂式噴頭工作科學(xué)原理,希望對(duì)您有所幫助。
搖臂式噴頭科學(xué)原理
(1)利用水流的沖擊,將水流的動(dòng)能傳遞給搖臂,噴體的靜摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)力矩大于搖臂的靜摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)力矩,噴體不轉(zhuǎn)動(dòng)而搖臂沿與噴頭轉(zhuǎn)動(dòng)相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng);由于搖臂彈簧的作用,搖臂在轉(zhuǎn)過(guò)一定角度后開(kāi)始向回轉(zhuǎn)動(dòng)。如不考慮摩擦,出水時(shí)與入水前搖臂的轉(zhuǎn)速相等,方向相反;在此過(guò)程中,搖臂的動(dòng)能與彈簧的勢(shì)能相互轉(zhuǎn)換。
(2)搖臂體撞擊噴體,瞬間釋放能量,產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩,克服噴體的靜摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)力矩,使噴體轉(zhuǎn)動(dòng)。
(3)利用偏流板,使搖臂入水后繼續(xù)加速,搖臂在撞擊時(shí)速度大于入水前的速度,保證搖臂不被水流沖出,而且有足夠的撞擊能量。
(4)由于偏流板切入水流,使水流分流散射,其后存有一段無(wú)水區(qū)。導(dǎo)流板與偏流板有一段距離,并以一定速度運(yùn)動(dòng)入水,入水過(guò)程中始終處于無(wú)水區(qū),保證 了搖臂繼續(xù)加速。出水時(shí)情況恰好相反,偏流板雖使水流偏轉(zhuǎn),但此時(shí)搖臂是反方向運(yùn)動(dòng),偏轉(zhuǎn)的水流總能沖到導(dǎo)流板上,在搖臂整體離開(kāi)主流之后,導(dǎo)流板繼續(xù)受水流沖擊一段時(shí)間,從而使搖臂在脫水時(shí)獲得盡量大的動(dòng)能(如圖中g(shù)階段、h階段)。
(5)搖臂出入水的時(shí)間比自由運(yùn)動(dòng)時(shí)間短得多,所以大部分時(shí)間內(nèi)水流是直射的,搖臂對(duì)噴頭的射程和水量分布的影響極小。正轉(zhuǎn)時(shí)撞擊頻率是1.35次/秒,反轉(zhuǎn)時(shí)剛出水就發(fā)生撞擊,所以是快速轉(zhuǎn)動(dòng)。
在噴頭的工作過(guò)程中,搖臂的作用是撞擊噴體(或噴灌)使噴頭旋轉(zhuǎn);偏流板和導(dǎo)流板的作用是給搖臂的運(yùn)動(dòng)加速,使水流的動(dòng)能最大限度地轉(zhuǎn)換為搖臂的撞擊能量;搖臂彈簧的作用是使搖臂回位和蓄、放搖臂的能量。這幾個(gè)部件是噴頭運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵部件。搖臂的外形尺寸和重心位置、搖臂彈簧的彈性大小和導(dǎo)水器各部分的尺寸、相對(duì)位置都將直接影響噴頭的正常工作。
搖臂式噴頭的工作原理
(1)啟動(dòng)階段
射流經(jīng)偏流板射向?qū)Я靼搴,轉(zhuǎn)向60度~120‘度,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,所以,搖臂得到角速度而脫離射流。
(2)外擺階段
慣性力使搖臂繼續(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,此時(shí)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。
(3)彈回階段
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(kāi)始往回?cái)[,角速度不斷地增加,直到搖臂將要切入射流。
(4)入水階段
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(kāi)始最先接受水流(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(lái)越大。
(5)撞擊階段
搖臂在回轉(zhuǎn)慣性力和偏流導(dǎo)板切向附加力的作用下,以很大的角度開(kāi)始碰撞噴管,使噴頭轉(zhuǎn)動(dòng)3度~5度,碰撞結(jié)束后,搖臂即完成了一個(gè)完整的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程。在摩擦力矩的作用下,噴頭很快靜止停了下來(lái)。此后再繼續(xù)重復(fù)上過(guò)程。
如果噴頭做扇形噴灑工作,當(dāng)突變擋塊(銷(xiāo))在一個(gè)凹下的穩(wěn)定位置時(shí),搖臂不受突變擋塊限制,此時(shí)噴頭按上述五個(gè)階段周期性地進(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)定位置上時(shí),搖臂正常擺動(dòng)角度受到限制,在射流作用下,搖臂直接碰撞擋塊,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)噴管正向沖量力矩很小。此后,在射流作用下,搖臂又?jǐn)[開(kāi)。反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)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方。
搖臂式噴頭工作的方法
在噴頭的工作過(guò)程中,搖臂它的作用是撞擊噴體(或噴灌)使噴頭旋轉(zhuǎn);偏流板它和導(dǎo)流板的作用是給搖臂的'運(yùn)動(dòng)加速的,使水流的動(dòng)能它最大限度地轉(zhuǎn)換為搖臂的撞擊的能量;搖臂彈簧它的作用是使搖臂回位和蓄、放搖臂的能量。這幾個(gè)部件它是噴頭運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵的部件。搖臂的外形尺寸它和重心位置、搖臂彈簧的彈性大小它和導(dǎo)水器各部分的尺寸、相對(duì)位置都將直接影響噴頭的正常工作的。
(1)利用水流的沖擊,將水流它的動(dòng)能傳遞給搖臂,噴體的靜摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)力矩它大于搖臂的靜摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的,噴體它不轉(zhuǎn)動(dòng)而搖臂沿與噴頭轉(zhuǎn)動(dòng)相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng);由于搖臂彈簧的作用,搖臂它在轉(zhuǎn)過(guò)一定角度后開(kāi)始向回轉(zhuǎn)動(dòng)。如不考慮摩擦,出水時(shí)它與入水前搖臂的轉(zhuǎn)速相等,方向相反;在此過(guò)程中,搖臂的動(dòng)能它與彈簧的勢(shì)能相互轉(zhuǎn)換。
(2)搖臂體它撞擊噴體,瞬間釋放能量,產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩,克服噴體的靜摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)力矩,使噴體它轉(zhuǎn)動(dòng)。
(3)利用偏流板,使搖臂入水后繼續(xù)加速,搖臂它在撞擊時(shí)速度大于入水前的速度,保證搖臂提示不被水流沖出,而且有足夠的撞擊能量。
(4)由于偏流板它切入水流,使水流分流散射,其后它存有一段無(wú)水區(qū)。導(dǎo)流板它與偏流板有一段距離,并以一定速度運(yùn)動(dòng)入水,入水的過(guò)程中始終處于無(wú)水區(qū)的,保證 了搖臂它繼續(xù)加速。出水時(shí)情況恰好相反,偏流板它雖使水流偏轉(zhuǎn),但此時(shí)搖臂它是反方向運(yùn)動(dòng),偏轉(zhuǎn)的水流總能沖到導(dǎo)流板上的,在搖臂整體它離開(kāi)主流之后,導(dǎo)流板繼續(xù)受水流的沖擊一段時(shí)間,從而使搖臂在脫水時(shí)獲得盡量大的動(dòng)能。
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