低能耗多功能輕小型移動式噴灌機組優(yōu)化設計與試驗研究

目錄
前言
符號表
第1章 輕小型移動式噴灌機組概述 1
1.1 概述 1
1.2 輕小型移動式噴灌機組現(xiàn)有機組型式 3
1.2.1 現(xiàn)有機組型式 3
1.2.2 機組適應性分析 5
1.3 輕小型噴灌機組評價指標及評價方法現(xiàn)狀 5
1.3.1 評價指標 5
1.3.2 灰色關(guān)聯(lián)評價方法 8
1.4 噴灌管道水力計算及優(yōu)化方法 8
1.4.1 管道水力計算方法 9
1.4.2 優(yōu)化方法 9
1.4.3 算法特點對比 11
1.4.4 優(yōu)化質(zhì)量與收斂速度對比 11
1.5 主要研究內(nèi)容 12
第2章 低能耗多功能輕小型移動式噴灌機組設計 14
2.1 輕小型噴灌機組系列 14
2.1.1 機組參數(shù) 14
2.1.2 基本配置 14
2.1.3 存在的不足 17
2.2 移動固定多目標噴灌系統(tǒng) 18
2.2.1 系統(tǒng)組合模式 18
2.2.2 機組關(guān)鍵部件改進 19
2.3 組合式雙支管多噴頭噴灌系統(tǒng) 22
2.3.1 系統(tǒng)構(gòu)成 22
2.3.2 關(guān)鍵部件設計 23
2.4 管道配置方式拓展 24
2.5 本章小結(jié) 27
第3章 輕小型移動式噴灌機組單目標優(yōu)化 28
3.1 機組優(yōu)化數(shù)學模型 28
3.1.1 噴灌機組水力計算方法 29
3.1.2 約束條件 29
3.1.3 遺傳算法優(yōu)化 30
3.2 機組能耗最低為目標 31
3.2.1 單位能耗計算方法 31
3.2.2 能耗影響因素分析 31
3.3 機組成本最低為目標 37
3.3.1 年造價 38
3.3.2 年費用 38
3.3.3 總費用 39
3.3.4 生命周期成本(LCC) 39
3.4 噴灌均勻性最高為目標 40
3.4.1 噴灌均勻性計算公式 40
3.4.2 噴灌均勻性影響因素分析 40
3.5 操作時間最少為目標 42
3.6 本章小結(jié) 43
第4章 綜合評價指標體系與方法 45
4.1 技術(shù)性指標 45
4.1.1 噴灌強度 45
4.1.2 噴灌均勻性 45
4.1.3 霧化指標 46
4.2 經(jīng)濟性指標 46
4.2.1 生命周期成本(LCC) 46
4.2.2 灌水時間 46
4.3 環(huán)境指標 47
4.3.1 單位能耗 48
4.3.2 灌水效率 48
4.4 社會指標 48
4.4.1 操作時間 48
4.4.2 可靠性 49
4.4.3 儲存方便性 49
4.5 灰色關(guān)聯(lián)度評價方法 50
4.5.1 灰色關(guān)聯(lián)模型 50
4.5.2 權(quán)值確定方法 50
4.6 實例分析 53
4.6.1 灌溉面積選擇 53
4.6.2 機組選擇 53
4.6.3 灌溉制度 54
4.6.4 評價指標與評價方法 54
4.6.5 結(jié)果與討論 54
4.7 本章小結(jié) 63
第5章 輕小型移動式噴灌機組多目標優(yōu)化配置研究 65
5.1 輕小型噴灌機組管道水力設計方法 65
5.1.1 后退法 66
5.1.2 前進法 66
5.1.3 后退法與前進法相結(jié)合 69
5.2 優(yōu)化方法比較 73
5.2.1 遺傳算法 73
5.2.2 蟻群算法 73
5.3 多目標優(yōu)化方法 79
5.3.1 多目標優(yōu)化問題的數(shù)學模型 80
5.3.2 求解方法 80
5.4 本章小結(jié) 81
第6章 輕小型移動式噴灌機組多目標優(yōu)化配置實例 83
6.1 單目標多種噴頭配置對比 83
6.1.1 優(yōu)化指標的選取 83
6.1.2 機組及噴頭的選擇 83
6.1.3 優(yōu)化結(jié)果及討論 85
6.2 機組多目標配置優(yōu)化 88
6.2.1 子目標擬合公式 88
6.2.2 目標歸一化及權(quán)重設置 89
6.2.3 計算結(jié)果與討論 90
6.3 不同支管布置方式對比 90
6.3.1 支管布置選擇依據(jù) 90
6.3.2 不同支管布置計算結(jié)果對比 91
6.4 機組規(guī)模拓展 94
6.4.1 項目區(qū)概況 94
6.4.2 機組選擇及管道布置 94
6.4.3 性能計算及評價 95
6.5 本章小結(jié) 97
第7章 輕小型移動式噴灌機組田間試驗研究 99
7.1 試驗材料 99
7.1.1 研究對象 99
7.1.2 試驗場地 100
7.1.3 試驗設備 101
7.2 機組配置優(yōu)化及能耗試驗研究 101
7.2.1 試驗目的 101
7.2.2 試驗方案 102
7.2.3 測量結(jié)果與分析 103
7.3 噴灌均勻性影響因素研究 109
7.3.1 噴頭工作壓力的影響 109
7.3.2 噴頭間距、管道布置、工作壓力的綜合影響 111
7.4 機組配置方式優(yōu)選 114
7.5 本章小結(jié) 115
第8章 輕小型移動式噴灌機組發(fā)展方向探討 117
參考文獻 119
索引 131