本文以旋转式喷头在有风情况下的射程计算理论模型为研究对象,总结了喷灌的发展历史以及发展方向,分析了喷头射程计算模型研究的进展,重点介绍了半经验办理论公式和理论公式。并通过对大量相关资料的分析得出:现有的喷灌喷头射程计算中,未考虑到风速的影响,与喷灌实际发生情况有差异,公式在应用过程中受到限制。作者借助牛顿第二定律和空气动力学方程,推导出在考虑风速情况下,喷头的理论射程公式模型,并通过实验对其进行了验证,结果表明本文模型具有一定的精度,模型公式可广泛应用于喷头射程的计算之中,具有一定的参考意义。本文的主要研究成果如下:(1)对无风条件下,已有的几个主要旋转式喷头射程公式进行了比较和准确性分析,选取其中常文海、加维林、冯传达、Cauazza、于浙民等公式,通过比较分析认为:分析结果认为文中所给公式可分为三类:依次为Cauazza公式、冯传达公式、于浙民公式为第一类,第二类为加维林公式计算值,常文海公式计算值为第三类。(2)喷头射程的预测涉及因素较多,各因素之间是一种非线性、不确定关系。文章从影响PY系列喷头射程的3个主要因素出发,采用L-M优化算法预测喷头射程,并与实测值进行对比。应用建立好的模型分别预测喷射仰角、喷嘴直径和工作压力等影响因素与喷头射程的变化规律,结果表明该算法精确度高,收敛速度快,误差小,适用性强,可适用应用于其它类型的喷头射程预测。(3)基于空气动力学原理,研究了喷头水滴在空气中的运动模型,分析了喷灌水滴阻力特性参数及最大水滴直径与喷嘴直径和工作压力的关系,推导了考虑风速条件下的旋转式喷头射程的解析计算公式,考虑无风条件下用试验和已有文献中的多种喷头射程实测值对模型进行了验证。结果表明本文模型物理背景清晰,模型中的参数与喷头的型号无关,适应性强,计算值与实测值的误差小,精度较高,适用于其它类型喷头的射程计算。(4)传统色斑法在测量水滴直径时简单易行,能满足一般的精度要求,但手续繁琐,工作量大。本文提出基于Adobe 7.0软件的水滴直径测量方法,对形成的色斑图案进行整体等比例放大处理,然后勾勒出各个色斑的轮廓,采用软件自动测量其面积值,测量结果直接导入Excel中,换算为雨滴直径值。运用该方法对色斑直径与水滴直径关系进行了率定,得出雨滴直径与色斑直径率定关系式。同时对Rainbird 30PSH、46H系列喷头的水滴直径进行了测量,得到了三种水滴平均直径的关系、水滴直径与喷头距离的关系以及水滴累积体积百分数曲线图。所用方法克服了传统方法在测量一些不规则色斑时精确度低、以及观测与数据转换等方面精度低、手续繁琐的缺陷,使测量下限由1mm下降到0.2 mm,测量范围扩大了一个数量级,实现了喷头水滴直径测量、换算过程的程序化,测量精度得以提高,减少了工作量。