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搖臂式噴頭是依據什麼科學原理工作的

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在搖臂式噴頭普遍應用的今天,身為灌溉行業工作者,瞭解一些科學原理非常重要。下面為您精心推薦了搖臂式噴頭工作科學原理,希望對您有所幫助。

搖臂式噴頭是依據什麼科學原理工作的
  搖臂式噴頭科學原理

(1)利用水流的衝擊,將水流的動能傳遞給搖臂,噴體的靜摩擦轉動力矩大於搖臂的靜摩擦轉動力矩,噴體不轉動而搖臂沿與噴頭轉動相反的方向轉動;由於搖臂彈簧的作用,搖臂在轉過一定角度後開始向迴轉動。如不考慮摩擦,出水時與入水前搖臂的轉速相等,方向相反;在此過程中,搖臂的動能與彈簧的勢能相互轉換

(2)搖臂體撞擊噴體,瞬間釋放能量,產生很大的轉動力矩,克服噴體的靜摩擦轉動力矩,使噴體轉動。

(3)利用偏流板,使搖臂入水後繼續加速,搖臂在撞擊時速度大於入水前的速度,保證搖臂不被水流衝出,而且有足夠的撞擊能量。

(4)由於偏流板切入水流,使水流分流散射,其後存有一段無水區。導流板與偏流板有一段距離,並以一定速度運動入水,入水過程中始終處於無水區,保證 了搖臂繼續加速。出水時情況恰好相反,偏流板雖使水流偏轉,但此時搖臂是反方向運動,偏轉的水流總能衝到導流板上,在搖臂整體離開主流之後,導流板繼續受水流衝擊一段時間,從而使搖臂在脫水時獲得儘量大的動能(如圖中g階段、h階段)。

(5)搖臂出入水的時間比自由運動時間短得多,所以大部分時間內水流是直射的,搖臂對噴頭的射程和水量分佈的影響極小。正轉時撞擊頻率是1.35次/秒,反轉時剛出水就發生撞擊,所以是快速轉動。

在噴頭的工作過程中,搖臂的作用是撞擊噴體(或噴灌)使噴頭旋轉;偏流板和導流板的作用是給搖臂的運動加速,使水流的動能最大限度地轉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。這幾個部件是噴頭運轉的關鍵部件。搖臂的外形尺寸和重心位置、搖臂彈簧的彈性大小和導水器各部分的尺寸、相對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)啟動階段

射流經偏流板射向導流板後,轉向60度~120‘度,導流板得到射流的反作用力,使搖臂獲得動能而向外擺動,繞搖臂軸轉動,使搖臂彈簧扭轉,得到扭力矩,此力矩小於射流反作用力矩,所以,搖臂得到角速度而脫離射流。

(2)外擺階段

慣性力使搖臂繼續轉動,直至搖臂張角達到最大,從而得到最大的扭力矩,此時角速度轉變為0,彈簧勢能達到最大,即搖臂外擺的動能全部轉化為彈簧的彈性勢能。

(3)彈回階段

在彈簧扭力矩的作用下,彈簧的彈性勢能逐步轉化為搖臂的轉動動能,搖臂開始往回擺,角速度不斷地增加,直到搖臂將要切入射流。

(4)入水階段

具有最大轉動動能的搖臂又重新進入射流,偏流板開始最先接受水流(導水板不受水),產生的反作用力使搖臂動能急劇增加,角速度變得越來越大。

(5)撞擊階段

搖臂在迴轉慣性力和偏流導板切向附加力的作用下,以很大的角度開始碰撞噴管,使噴頭轉動3度~5度,碰撞結束後,搖臂即完成了一個完整的旋轉運動過程。在摩擦力矩的作用下,噴頭很快靜止停了下來。此後再繼續重複上過程。

如果噴頭做扇形噴灑工作,當突變擋塊(銷)在一個凹下的穩定位置時,搖臂不受突變擋塊限制,此時噴頭按上述五個階段週期性地進行正向間歇轉動。當突變擋塊在一個凸起的穩定位置上時,搖臂正常擺動角度受到限制,在射流作用下,搖臂直接碰撞擋塊,噴頭反轉一個較小角度,在彈簧扭力矩作用下,搖臂返入射流,搖臂對噴管正向衝量力矩很小。此後,在射流作用下,搖臂又擺開。反轉運動過程是快速進行的,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

在噴頭的工作過程中,搖臂它的作用是撞擊噴體(或噴灌)使噴頭旋轉;偏流板它和導流板的作用是給搖臂的運動加速的.,使水流的動能它最大限度地轉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。這幾個部件它是噴頭運轉的關鍵的部件。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水器各部分的尺寸、相對位置都將直接影響噴頭的正常工作的。

(1)利用水流的衝擊,將水流它的動能傳遞給搖臂,噴體的靜摩擦轉動力矩它大於搖臂的靜摩擦轉動力矩的,噴體它不轉動而搖臂沿與噴頭轉動相反的方向轉動;由於搖臂彈簧的作用,搖臂它在轉過一定角度後開始向迴轉動。如不考慮摩擦,出水時它與入水前搖臂的轉速相等,方向相反;在此過程中,搖臂的動能它與彈簧的勢能相互轉換。

(2)搖臂體它撞擊噴體,瞬間釋放能量,產生很大的轉動的力矩,克服噴體的靜摩擦轉動力矩,使噴體它轉動。

(3)利用偏流板,使搖臂入水後繼續加速,搖臂它在撞擊時速度大於入水前的速度,保證搖臂提示不被水流衝出,而且有足夠的撞擊能量。

(4)由於偏流板它切入水流,使水流分流散射,其後它存有一段無水區。導流板它與偏流板有一段距離,並以一定速度運動入水,入水的過程中始終處於無水區的,保證 了搖臂它繼續加速。出水時情況恰好相反,偏流板它雖使水流偏轉,但此時搖臂它是反方向運動,偏轉的水流總能衝到導流板上的,在搖臂整體它離開主流之後,導流板繼續受水流的衝擊一段時間,從而使搖臂在脫水時獲得儘量大的動能。