[00141733]绿色低能耗卷盘式喷灌机关键技术与应用

卷盘式喷灌机是一种能适应农村不同地块灌溉要求、适合我国国情的机械化节水灌溉装备,对解决我国农村劳动力短缺、农业大田作物灌溉、补齐农业全程机械化“浇水难”的短板和确保粮食安全具有重要意义,在我国得到了广泛应用。据不完全统计,我国卷盘式喷灌机的保有量已从2012年不足2万台增加至2017年的8万多台,发展势头迅猛。随着我国农业现代化和节水农业的发展,我国对机械化灌溉装备的需求会越来越迫切。但我国原有的卷盘式喷灌机能耗高、灌溉均匀性差和智能化程度低,关键技术还停留在欧洲40年前的水平,严重制约着卷盘式喷灌机行业的发展。为此,项目组依托国家水泵及系统工程技术研究中心和现代农业装备与技术教育部重点实验室,在国家农业成果转化项目和江苏省科技支撑计划等项目的支持下,对卷盘式喷灌机关键技术开展了全面、系统、深入的研究和推广应用,形成了如下创新成果： （1）研发成功了高效水涡轮和永磁无刷直流电机驱动的两类低能耗卷盘式喷灌机。创新设计了一体化动力减速箱、传动系统和光伏充电系统,发明了低压伸展式桁架喷灌车。通过动力传动结构创新,使整机能耗降低了5-30%,破解了原有卷盘式喷灌机因水涡轮效率低、单喷头工作压力高、传动环节多等造成的能耗高的难题。 （2）科技创新点2：创新了卷盘式喷灌机关键水力部件的优化设计理论与方法。揭示了水涡轮、喷头和输水盘管等关键水力部件的内部流动规律,建立了水涡轮、垂直摇臂喷头导流器和低压喷头的优化设计方法。水涡轮效率提高10.9个百分点,喷头水量分布均匀性提高6%-20%,大幅提高了卷盘式喷灌机关键水力部件的水力性能。 （3）创建了卷盘式喷灌机精准喷灌模式。首次提出了基于农田作物耗水规律和喷灌车行走速度决策系统的精准喷灌方法,比传统经验灌水方式节水近20%,灌溉均匀性提高到90%左右,解决了卷盘式喷灌机智能化程度低带来的灌水量不准和速度控制偏差大造成的灌溉均匀性难以提高的行业难题。 授权发明专利15件,授权实用新型专利15件,申请发明专利10件,软件著作权登记2件;发表学术论文37篇,其中SCI、EI收录23篇;培养博士、硕士30多名;获第8届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛一等奖。 经过近10年的系统深入的研究和推广应用,形成了绿色低能耗卷盘式喷灌机理论与设计方法,研制出10余种机型与产品,关键技术达到国际先进水平。