【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及自壓灌溉管網水力，具體涉及一種自壓灌溉系統的水力計算方法及裝置。
技術介紹
1、滴灌是當今世界高效節水的灌溉技術之一，但滴灌技術應用過程中資源浪費、能源消耗等問題已備受關注，環保、節能已成為滴灌技術發展的主題。
2、我國存在較多的山盆系統大型灌區。由于現有的地表水渠系及平原水庫水量蒸發、滲漏損失較大，加之山盆系統天然地形條件為發展管道化輸配水和實施自壓灌溉提供了得天獨厚的水源和能量條件，故構建山前到盆地的大型自壓管道化輸配水系統，能夠有效解決水資源利用問題。
3、相關技術中，由于當前自壓灌溉系統的壓力調節技術還尚不成熟，如壓力調節設備及壓力調節技術還不能很好的保障大口徑管道的穩定運行，另外，管網整體壓力不均勻，加之管道老化性能弱化，從而導致局部點位壓力過大，最終容易造成主管爆管事故發生，并且，當前部分研究集中在城市管網，對于農業自壓灌溉管網研究較少，因此，在自壓灌溉系統中，缺少系統且全面的管網水力計算方式。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術提供了一種自壓灌溉系統的水力計算方法及裝置，以解決在自壓灌溉系統中，缺少系統且全面的管網水力計算方式的問題。
2、第一方面，本專利技術提供了一種自壓灌溉系統的水力計算方法，應用于自壓灌溉系統，自壓灌溉系統包括：水源、管道直徑相同的第一支管、第二支管和主干管，其中，第一支管和第二支管平行，主干管分別垂直于第一支管和第二支管，在第一支管和第二支管上按照預設間隔布設口徑和高度相同的多個出水口，在主
3、基于預設范圍數值，分別設置第一支管和第二支管的末端出水口的初始工作壓力；
4、基于支管水力計算參數和初始工作壓力，通過第一水力計算公式，分別計算第一支管和第二支管的末端出水口的實際出水流量和實際工作壓力；
5、基于支管水力計算參數，通過第二水力計算公式，分別計算第一支管和第二支管的末端出水口相鄰的第一出水口的實際出水流量和實際工作壓力；
6、通過第二水力計算公式，按照遞推方式逐步計算第一支管的第一出水口與第一電磁閥之間以及第二支管的第一出水口與第二電磁閥之間的多個出水口的實際出水流量和實際工作壓力；
7、基于支管水力計算參數，通過第三水力計算公式，計算第二支管與主干管的第二交點處的實際工作壓力；
8、基于支管水力計算參數，通過第四水力計算公式，計算第一支管與主干管的第二交點處的目標工作壓力；
9、若實際工作壓力與目標工作壓力之間的差值的絕對值大于第一預設閾值，返回基于預設范圍數值，分別設置第一支管和第二支管的末端出水口的初始工作壓力的步驟；
10、若實際工作壓力與目標工作壓力之間的差值的絕對值小于或等于第一預設閾值，基于主干管水力計算參數、支管水力計算參數，通過第五計算公式和第六計算公式計算主干管的總重力勢能；
11、若水源與主干管的首端入口之間的實際重力勢能與總重力勢能的差值的絕對值小于或等于第二預設閾值，逐一輸出第一支管和第二支管的多個出水口的實際出水流量和實際工作壓力；
12、若水源與主干管的首端入口之間的實際重力勢能與總重力勢能的差值的絕對值大于第二預設閾值，再次返回基于預設范圍數值，分別設置第一支管和第二支管的末端出水口的初始工作壓力的步驟。
13、本公開實施例通過執行上述方式，通過不同公式計算第一支管和第二支管的多個出水口的實際出水流量和實際工作壓力以及第二支管與主干管的第二交點處的實際工作壓力，并確定出最優的實際出水流量和實際工作壓力，最終本專利技術能夠保證管網壓力均勻，防止管道發生爆炸事故，并且，在自壓灌溉系統中，能夠提供系統且全面的管網水力計算方式。
14、在一些可選的實施方式中，通過如下第一水力計算公式，計算第一支管的末端出水口的實際出水流量和實際工作壓力；
15、
16、qu(a,na)＝qs(a,na)
17、
18、
19、其中，qs(a,na)為支管a的末端出水口na的實際出水流量，μ為支管a的出水口流量系數，as為支管a的末端出水口na的過水斷面面積，hs(a,na)為支管a的末端出水口na的初始工作壓力，qu(a,na)為支管a的末端出水口na的上游支管節間管段流量，hu(a,na)為支管a的末端出水口na的上游斷面工作壓力，vs(a,na)支管a的末端出水口na的出口平均流速，g為重力加速度，f為管道摩阻系數，ls為支管a的豎管長度，m為流量指數，ds為支管a的豎管內徑，ζ1為變徑直角彎頭局部阻力系數，b為管徑指數，vu(a,na)為支管a的末端出水口na的進口平均流速。
20、本公開實施例通過執行上述實施方式，通過第一水力計算公式，能夠準確計算出第一支管和第二支管的末端出水口的實際出水流量和實際工作壓力。
21、在一些可選的實施方式中，通過如下第二水力計算公式，分別計算第一支管和第二支管的末端出水口相鄰的第一出水口的實際出水流量和實際工作壓力；
22、
23、
24、vu(a,na)＝qu(a,na)/az
25、vs(a,na-1)＝qs(a,na-1)/as
26、
27、
28、qu(a,na-1)＝qs(a,na-1)+qu(a,na)
29、其中，hd(a,na-1)為支管a的第一出水口na-1下游斷面工作壓力，hu(a,na)為支管a的末端出水口na的上游斷面工作壓力，f為管道摩阻系數，qu(a,na)為支管a的末端出水口na的上游支管節間管段流量，lz為支管a的相鄰兩個出水口間支管管段長度，b為管徑指數，dz為支管a的內徑，zs(a,na)為相鄰出水口間支管管段兩端高差，hu(a,na-1)為支管a的第一出水口na-1的上游斷面工作壓力，ζ2為支管a的直流三通局部阻力系數，vu(a,na)為支管a的末端出水口na的進口平均流速，g為重力加速度，az為支管a的過水斷面面積，vs(a,na-1)為支管a的第一出水口na-1的出口平均流速，as為支管a的末端出水口na的過水斷面面積，qs(a,na-1)為支管a的第一出水口na-1的實際出水流量，μ為支管的出水口流量系數，hs(a,na-1)為支管a的第一出水口na-1的實際工作壓力，ds為支管a的豎管內徑，ls為支管a的豎管長度，ζ3為支管a的折流三通局部阻力系數，qu(a,na-1)為支管a的第一出水口na-1的上游支管節間管段流量。
30、本公開實施例通過執行上述實施方式，通過第二水力計算公式，能夠準確計算第一支管和第二支管的末端出水口相鄰的第一出水口的實際出水流量和實際工作壓力。
31、在一些可選的實施方式中，通過第三水力計算公式，計算第二支管與主干管的第二本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種自壓灌溉系統的水力計算方法，其特征在于，應用于所述自壓灌溉系統，所述自壓灌溉系統包括：水源、管道直徑相同的第一支管、第二支管和主干管，其中，所述第一支管和所述第二支管平行，所述主干管分別垂直于所述第一支管和所述第二支管，在所述第一支管和所述第二支管上按照預設間隔布設口徑和高度相同的多個出水口，在所述主干管與所述第一支管的第一交點處設置第一電磁閥，以及在所述主干管與所述第二支管的第二交點處設置第二電磁閥，水流從所述水源流入所述主干管、所述第一支管和所述第二支管，所述方法，包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，通過如下第一水力計算公式，分別計算所述第一支管和所述第二支管的末端出水口的實際出水流量和實際工作壓力；
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，通過如下第二水力計算公式，分別計算所述第一支管和所述第二支管的末端出水口相鄰的第一出水口的實際出水流量和實際工作壓力；
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，通過如下第三水力計算公式，計算所述第二支管與所述主干管的第二交點處的實際出水流量和實際工作壓力；
5.根據
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，通過如下第五計算公式和第六計算公式計算主干管的總重力勢能；
7.一種自壓灌溉系統的水力計算裝置，其特征在于，應用于所述自壓灌溉系統，所述自壓灌溉系統包括：水源、管道直徑相同的第一支管、第二支管和主干管，其中，所述第一支管和所述第二支管平行，所述主干管分別垂直于所述第一支管和所述第二支管，在所述第一支管和所述第二支管上按照預設間隔布設口徑和高度相同的多個出水口，在所述主干管與所述第一支管的第一交點處設置第一電磁閥，以及在所述主干管與所述第二支管的第二交點處設置第二電磁閥，水流從所述水源流入所述主干管、所述第一支管和所述第二支管，所述裝置，包括：
8.一種計算機設備，其特征在于，包括：
9.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質上存儲有計算機指令，所述計算機指令用于使計算機執行權利要求1至6中任一項所述的自壓灌溉系統的水力計算方法。
10.一種計算機程序產品，其特征在于，包括計算機指令，所述計算機指令用于使計算機執行權利要求1至6中任一項所述的自壓灌溉系統的水力計算方法。
...【技術特征摘要】
1.一種自壓灌溉系統的水力計算方法，其特征在于，應用于所述自壓灌溉系統，所述自壓灌溉系統包括：水源、管道直徑相同的第一支管、第二支管和主干管，其中，所述第一支管和所述第二支管平行，所述主干管分別垂直于所述第一支管和所述第二支管，在所述第一支管和所述第二支管上按照預設間隔布設口徑和高度相同的多個出水口，在所述主干管與所述第一支管的第一交點處設置第一電磁閥，以及在所述主干管與所述第二支管的第二交點處設置第二電磁閥，水流從所述水源流入所述主干管、所述第一支管和所述第二支管，所述方法，包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，通過如下第一水力計算公式，分別計算所述第一支管和所述第二支管的末端出水口的實際出水流量和實際工作壓力；
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，通過如下第二水力計算公式，分別計算所述第一支管和所述第二支管的末端出水口相鄰的第一出水口的實際出水流量和實際工作壓力；
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，通過如下第三水力計算公式，計算所述第二支管與所述主干管的第二交點處的實際出水流量和實際工作壓力；
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，通過如下第四水力計算公式，計算所述第...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王振華，劉清罡，劉寧寧，張金珠，李淼，李文昊，
申請(專利權)人：石河子大學，
類型：發明
國別省市：
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