灌溉系统中施肥、加氧等设备多分布于系统首部，本产品将水、肥、气模块进行有机整合，开发出集灌水、施肥、加氧于一体的移动式水肥气一体机，结合太阳能等清洁能源、泵式施肥方法和PLC控制系统，对移动式水肥一体纳米气泡机进行设计、选型及搭建，测定相关工作参数为：功率1.6kW，出口压力0.1MPa，施肥速率8 m3/h，产气浓1.06×108，平均粒径125nm。该设备主要由灌水模块、施肥模块、加氧模块、能源动力以及控制模块组成，通过操控面板实现不同功能模块的便捷应用，同时将其放置于可移动的小车上以实现整个设备的灵活移动，达到在增加较少成本的基础上同时具有优良性能的目的，满足温室大棚灌水、施肥和加氧需求。移动式水肥气一体机有效增加了设备的应用面积与种植场景，同时进一步降低了纳米气泡发生器的使用成本。利用本产品对番茄、黄瓜、玉米、甘蔗等作物根区进行加氧滴灌，取得了明显的节水、增产、提质效果。该设备便于移动，性价比高，操作简便，可用于农业生产水肥气调控，解决当前应用中土壤透气性不足、作物生产力低下、经济投入产出比低等经济生产问题。
施肥模块的自吸泵配置：设计选型基于中国农业大学北京通州实验站的温室大棚。大棚采用四垄双行的种植模式，种植面积为60 m×8 m。棚内的滴灌带采用一管一行的铺设方式，共8根，每根滴灌带长度为60 m，灌水器流量为2.0 L/h。通过计算可知滴灌带灌水过程中出流的总流量是2.88 m3/h。此外，为使得滴灌带进口压力能达到0.1 MPa，并考虑管路的压力损失，选择型号为WZB65单相漩涡式自吸泵，其主要工作参数如下表所示：
表 离心泵工作参数
流量(m3/h) | 扬程(m) | 吸程(m) | 功率(kW) | 转速(r/min) | 额定电压 | |
数值 | 8 | 65 | 12 | 0.75 | 2850 | 220V |
施肥桶的设计应当在使得设备结构紧凑的同时确保肥液完全溶于水中。以较难溶于水的尿素为例，大棚施用50 kg的尿素需溶于至少200 L水，因此设计储水桶的容积为200 L。为便于溶肥，采用圆柱形施肥桶，底部直径0.7 m，高度0.55 m，总体容积212 L。
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