利用正交实验设计研究结构参数对微喷灌软管中水流均匀性的影响

本研究探讨了微喷灌软管结构参数对流量均匀性的影响，通过正交实验分析直径DN、间距s'、孔径d、角度α和孔数n的影响，发现DN影响最大，最优组合为s'=2mm，DN=50mm，d=1.5mm，n=11，α=60°，为改进设计提供依据。

　　

摘要

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本研究探讨了结构参数对微喷灌软管流量均匀性的影响。微喷灌软管是一种经济高效的灌溉工具，有助于节约水资源。其有效性取决于从喷孔流出的流量是否均匀。然而，以往的研究并未充分探讨结构参数如何影响单个喷孔组内的流量均匀性。通过正交实验设计，研究了五个独立参数：折叠直径（$D_N$）、喷孔直径（$d$）、喷孔数量（$n$）、喷孔角度（$\alpha$）以及喷孔到边缘的距离（$s'$）。流量均匀性通过克里斯蒂安森系数（Christiansen coefficient）进行评估。研究结果表明，压力对流量均匀性的影响微乎其微。根据范围分析和方差分析结果，影响流量均匀性的关键因素排序为 $D_N \geq s' \geq d > \alpha > n$。克里斯蒂安森系数随 $D_N$ 的增加而先增大后减小，而其他四个参数与克里斯蒂安森系数之间存在强烈的非线性关系。最佳的结构参数组合为：$s' = 2$ mm、$D_N = 50$ mm、$d = 1.5$ mm、$n = 11$ 和 $\alpha = 60^\circ$。这些发现为改进微喷灌软管的设计提供了宝贵依据。

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本研究分析了结构参数对微喷灌软管流量均匀性的影响。这种软管是一种经济高效的灌溉方式，其效果取决于喷孔流出的流量是否均匀。然而，现有研究尚未充分探讨结构参数对单个喷孔组流量均匀性的具体影响。通过正交实验设计，研究了五个参数：折叠直径（$D_N$）、喷孔直径（$d$）、喷孔数量（$n$）、喷孔角度（$\alpha$）以及喷孔到边缘的距离（$s'$）。流量均匀性通过克里斯蒂安森系数进行评估。结果表明，压力对流量均匀性的影响可以忽略不计。根据范围分析和方差分析，影响流量均匀性的关键因素排序为 $D_N \geq s' \geq d > \alpha > n$。克里斯蒂安森系数随 $D_N$ 的增加而先增大后减小。其他四个参数与克里斯蒂安森系数之间存在强烈的非线性关系。最佳的结构参数组合为：$s' = 2$ mm、$D_N = 50$ mm、$d = 1.5$ mm、$n = 11$ 和 $\alpha = 60^\circ$。这些发现有助于优化微喷灌软管的设计。

利益冲突

作者声明不存在任何利益冲突。