脉冲滴灌是一种灌水均匀度高、抗堵塞能力强的灌溉技术,是提高低压滴灌与地下滴灌抗堵塞能力及灌水均匀性的有效途径。现有脉冲滴灌系统通过单片机、变频柜和编程控制器实现的一种波动水压形成的脉冲滴灌系统,但造价高、可靠性及持久性难以保证,使用维护较为复杂,限制了脉冲滴灌技术的推广与应用。本文结合前人基于射流附壁原理设计的一种能产生脉冲水流的毛管射流三通,对射流三通产生的脉冲波进行研究,基于4种高频脉冲波和4种低频脉冲波,对颗粒物沉积最大浓度和颗粒轨迹的变化进行对比研究,并开展短周期与长周期条件下,射流三通与恒压条件对灌水器的抗堵塞对比试验。分析射流三通的抗堵塞机理与抗堵塞适用范围。主要研究内容和结论如下:(1)通过开展射流三通与恒压下滴头的水力性能试验,研究射流三通产生的脉冲水流波形,发现脉冲波形与正弦波形较吻合,说明可将正弦波作为射流三通的脉冲波进行模拟试验;通过CFD单相流模拟试验,发现模拟条件下,射流三通和恒压条件下灌水器的流态指数值均低于实测值;试验条件下,射流三通的灌水器流态指数低于恒压条件,且相同条件下射流三通的灌水器流量低于恒压条件,说明射流三通产生的脉冲水流能够降低灌水器的流态指数,也能提高压力与流量的稳定关系。(2)通过开展CFD单相流模拟,研究灌水器流道的内流场变化过程,发现不同脉冲波条件下,灌水器流道内压力、速度场分布趋势不随时间发生明显改变,其压力值、流速值均不断发生变化。通过开展CFD泥沙两相流模拟,研究4种高频波(T=0.27 s)和4种低频波(T=10 s)对流道内颗粒物沉积的最大浓度及颗粒轨迹路程的区别,发现高频脉冲波小于低频脉冲波和恒压条件下灌水器流道颗粒沉积最大浓度的0~14%;高频波条件下颗粒在灌水器流道中的轨迹路程,要小于低频波和恒压条件下轨迹路程的0~19.4%,说明射流三通产生的高频脉冲波较低频脉冲波,能够降低灌水器流道内浓度的沉积量,减短颗粒轨迹的路程。(3)通过开展CFD泥沙两相流模拟,研究高频波对灌水器流道颗粒沉积最大浓度及颗粒轨迹的影响,发现高频波条件下颗粒沉积最大浓度射流三通波<三角波<梯形波<矩形波;高频波条件下颗粒轨迹路程射流三通波<三角波<梯形波<矩形波,说明射流三通产生的高频脉冲波能够降低颗粒物在流道沉积的浓度,减短颗粒轨迹的路程。(4)通过开展射流三通和恒压条件对灌水器的抗堵塞试验,发现短周期条件下,随着总进口压力的降低,射流三通对灌水器的抗堵塞能力依次减弱,射流三通产生的脉冲波振幅和频率也随压力的减小而减小;通过泥沙级配试验,发现射流三通对粒径在0.03~0.05 mm和0~0.03 mm的泥沙颗粒抗堵塞能力较为显著,且不同含沙量条件下,射流三通对灌水器的平均相对流量和灌水均匀性都要高于恒压条件,发生堵塞时灌水次数平均比恒压条件多3~8次。长周期条件下,射流三通两侧的流量降幅分别为27.59%、28.2%,恒压条件的流量降幅为51.72%,说明恒压条件下的流量降幅远高于射流三通条件下的流量降幅,长周期条件下射流三通对灌水器的抗堵塞能力也高于恒压条件。