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噴頭是噴灌系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備之一，目前用于農(nóng)田灌溉的噴頭主要為全圓搖臂式噴頭，其噴灑域多為圓形，部分可調(diào)角度的噴頭其噴灑域為扇形。作為以水力驅(qū)動式的搖臂式旋轉(zhuǎn)式噴頭，圓形噴灑域噴頭的結(jié)構(gòu)相對較為簡單，便于控制，噴頭的射程相對較遠(yuǎn)，噴灑的均勻度也較高。但在實際應(yīng)用中也存在下列情況：幾乎所有的噴灌區(qū)域并非圓形，而是以矩形或近似與矩形的田塊為主。噴灌設(shè)計和噴頭組合時，在地塊的邊緣，圓形噴灑域噴頭很難布設(shè)，噴頭離地塊邊緣太近，就會噴灑到界外，造成水資源的浪費；噴頭離地塊邊緣太遠(yuǎn)，2個噴頭交叉地帶就會出現(xiàn)露噴。如果增加噴頭布設(shè)密度，則會造成系統(tǒng)成本增加。然而目前在節(jié)水灌溉產(chǎn)品市場缺乏射程較大的非圓形噴灑域的噴頭，因此，開發(fā)非圓形域噴灑噴頭是生產(chǎn)實際的需求，同時也是對噴灌系統(tǒng)和設(shè)備的補充和完善。

盡管影響噴頭射程的因素較多，但的因素是噴嘴直徑和噴嘴前的水流壓力，只要改變噴嘴直徑或改變噴嘴前的壓力都可以達(dá)到改變噴頭射程的目的，從而改善噴頭的噴灑域。一般情況下，在噴灑過程中改變噴水的直徑比較困難，而改變壓力則相對較為容易。根據(jù)壓力的傳遞規(guī)律，噴嘴前的壓力與噴頭進(jìn)口處的壓力變化規(guī)律是一致的，噴嘴前的壓力加上噴頭內(nèi)部的水頭損失就等于噴頭進(jìn)口處的壓力，因此，只要改變噴頭進(jìn)口前的壓力，就可以改變噴嘴出口的壓力，理論上可以在噴頭進(jìn)口處安裝一個調(diào)壓裝置即可。根據(jù)水力學(xué)原理，對于管道中的有壓恒定流，在管徑不變的條件下，壓力影響流速，而流速則影響流量，壓力降低，流量減小，壓力體高，流量增大，反過來，流量大表示壓力大，流量小則反映壓力低，流量的大小變化就反映了壓力的變化，因此可以用調(diào)節(jié)流量達(dá)到調(diào)節(jié)壓力的目的。





全圓搖臂式噴頭在流量調(diào)節(jié)附加裝置的結(jié)構(gòu)形式方面，以方形噴灑域為例，噴頭始終圍繞較比軸作360°旋轉(zhuǎn)，但要求其噴灑過程作周期性變化，變化周期為90°，旋轉(zhuǎn)一周變化4次，射程在1/4圓周內(nèi)必須完成由遠(yuǎn)到近，再由近到遠(yuǎn)；或由近到遠(yuǎn)，再由遠(yuǎn)到近的變化。根據(jù)這種變化規(guī)律以及前面的分析，流量調(diào)節(jié)附加裝置可以采用2個相同的正“十”字型孔板調(diào)節(jié)過流面積。思路和工作原理如下：2個十字形孔板表面光滑，上下布設(shè)，下面的十字孔板固定，上面的十字孔板隨噴頭旋轉(zhuǎn)，假設(shè)2個十字孔板密切接觸，十字孔板與外殼緊密配合，水流只能從十字形孔中通過。那么隨著噴頭的轉(zhuǎn)動，2個十字孔板周期性的出現(xiàn)重合、錯位、重合的重復(fù)運動過程。



全圓搖臂噴頭