滴头的种类及其工作原理
滴头是滴灌系统最关键的部件，其作用是将到达滴头前毛管中的压力水流消能后，以稳定的小流量滴入土壤，通常均由塑料压注而成。工作压力100k Pa左右，流道最小孔径为0.3～1.0mm，流量在0.6～1.2L/h范围之内。
对滴头的要求为：出流流量小，均匀而且稳定，受外界因素（温度、压力等）影响小，结构简单，便于制造和安装。价格低廉，坚固耐用，不易堵塞。
能满足以上要求的滴头很多，但结构与工作原理各异。按照水力学原理及结构形式可将常用的滴头分成以下几类。
1.微管式滴头
微管式滴头是比较简单的一种滴头，是用一根内径为0.8～2.0mm的微塑料管直接插入毛管，借助水流在长长的微管中流动的摩擦水头损失来消除多余的能量。可以用改变微管长度的办法来调节出流量。其流量可用下式计算：
式中 q——微管式滴头的出流量，L/h；
l——微管长度，m；
H——工作压力，kPa；
D——微管内径，mm；
a、b、c、d——随D值而定的系数。
微管内的水流多数处于层流状态，但是在内径大于0.8mm、而且流量较大时，可能处于紊流状态。在层流状态下，水温的变化对流量将有明显的影响；在紊流状态下，则影响较小。
图3-19 微管式滴头
一般情况下，微管就从毛管上拖下来，将出口放在需要滴灌的地方，有时为了便于移动，常将微管缠绕在毛管上，如图3-19所示。
尽管微管式滴头结构简单，精度不是很高（制造偏差系数Fv约为4%），但在许多国家仍广泛应用这种滴头，特别适合于地形起伏的丘陵坡地，因为微管式滴头可以方便地用改变长度的办法来适应由于分布高程变化而造成管中压力的变化。
2.管式滴头
管式滴头的原理与微管式滴头相似，同属流道滴头，只不过是用塑料压成一个长流道来达到消能的目的。工作压力一般为100～150kPa。流量一般为2～12L/h。其流道的形状可以是螺纹式，如图3-20（a）、（b）所示，也可以是迷宫式或者平面螺纹，如图3-20（c）所示。按其与毛管的连接方式可以分为以下两种：(https://www.daowen.com)
图3-20 几种管式滴头结构示意图
（1）管间式：滴头两端与毛管相连，滴头本身形成毛管的一部分，如图3-20（a）所示。装有这种形式的滴头的毛管便于移动，移动时不易损坏滴头。
（2）管上式：又称为侧向安装滴头。滴头的进水口在毛管管壁上。滴头可直接附在毛管上，如图3-20（b）和（c）所示，也可以通过小管接出一定距离。
管式滴头的流量可用下式计算：
式中 q——滴头出流量，L/h；
D——流道内径，mm；
l——流道长度，m；
f——摩擦系数；
H——工作压力水头，m；
g——重力加速度，等于9.81m/s2；
A——孔口面积，mm2。
在层流状态下，过水断面的形状对其水力学特性影响较大，而在紊流状态下，则影响较小。紊流时非圆过水断面用4R来代替式（3-26）中的D值，这里R是水力半径（mm），可以得到较精密的结果。
管式滴头的突出优点是结构紧凑，安装成本低，批量生产质量容易控制。制造偏差系数Fv一般为3%～7%，其缺点是局部水头损失较大。
为了减少滴头堵塞，这种滴头可以做成自清洗的滴头，在正常工作压力下，流道变小；而在系统刚开始工作时，由于压力低，而流道变大，通过较大的流量冲洗孔口。这种滴头一般称为补偿式滴头。
3.孔口式滴头
孔口式滴头是由一个孔口和一个盖子组成，水流从孔口射出，冲在盖子上以达到消能的目的，孔口一般较小（0.5～1.0mm），工作压力也较低（20～30k Pa），灌水均匀性差，易堵塞，但简单、价廉、易于更换。流量受压力变化的影响小，流量为6～70L/h，通常在15L/h以上。结构如图3-21所示，流动状态几乎总是紊流。其出流量可用下式表示：
图3-21 孔口式滴头结构示意图
式中 q——出流量，L/h；
S——孔口断面积，mm；
H——工作压力水头，m；
C——常数。
孔口式紊流滴头的制造偏差系数Fv一般很大，可高达47%。但对温度的变化不太敏感。为了克服堵塞问题，现在已有变过水断面的孔口式滴头，这种滴头在每次灌溉开始和结束时压力较低，过流比较大，就可进行一次冲洗。当压力变大时圆球将弹性部件压扁而使孔口变小，因此也具有压力补偿的作用。这样制造偏差系数Fv可降低到1.6%～3.5%。
4.涡流式滴头
涡流式滴头是靠水流切向流入涡室内形成强烈的旋转运动，造成极大的水头损失来消能，然后水流由涡室中间的孔口流出。其优点是出流孔口可比孔口式滴头大1.7倍左右。但很难得到较低的流量，价格较贵。
5.双壁毛管
图3-22 双壁毛管示意图
双壁毛管由两层管壁组成，如图3-22所示。内层管通过毛管主要流量，工作压力为30～150k Pa，并有部分水流通过内层管壁上的小孔流到外层管，然后再从外层管外壁上流出，出流量与管径、内压和内外孔口数目比有关。流量为1～5L/h。出口的间距根据灌水量来确定。这种方法和其他滴头相比，它比较经济，有时一套双壁毛管可以用1～2个生长季。可以设计出很低的流量，容易安装，极不易堵塞。可广泛用于季节性的中耕作物。其缺点是在坡地上出流量不均匀。
通常滴头流量与压力的关系可以用以下经验公式确定，此公式称为滴头流量函数：
式中 q——滴头流量，L/h；
Kc——滴头尺度的比例系数；
H——滴头的工作压力水头，m；
x——表征滴头流态的流量指数。
此式的关系绘出曲线如图3-23所示，x是直线的斜率。从图上可以清楚地看出不同流态时滴头压力与流量的关系。
图3-23 滴头流量随着压力而发生的变化