在当前水资源日益短缺情况下,大力发展和推广节水灌溉装备与技术,对于缓解水资源危机和实现农业长期稳定发展具有重要的战略意义。在室外运行的节水灌溉装备,在夏季太阳辐射下,其内部空气温度过高,形成了一个恶劣的热环境,导致内部的器件存在失效问题,从而引起节水灌溉装备过灌而浪费水资源或缺灌而旱坏作物。本文以太阳能智能灌溉器内部热环境作为研究对象,从理论上分析了太阳能智能灌溉器内部热环境的受热过程,基于受热分析,利用COMSOL软件对太阳辐射下的灌溉器内部热环境进行了温度场仿真,为后续开展降温实验研究提供了参考,并完成了对膨胀石墨/石蜡复合相变材料的制备,提出将此复合相变材料应用于灌溉器内部热环境降温实验研究中,通过与二氧化硅气凝胶毡相结合的方式,可将内部环境的温度维持在相变温度范围内,极大地改善了太阳能智能灌溉器内部热环境,促进了太阳能智能灌溉器的工程应用,为相变温控技术与隔热技术组合应用于室外节水灌溉装备内部热环境降温提供一定的思路和依据。本文主要内容和结论如下:基于灌溉器内部热环境受热分析,利用COMSOL软件对太阳辐射下的灌溉器内部热环境进行了温度场仿真,通过仿真计算,得到了灌溉器的内部热环境一天中从上午6点到下午6点的温度云图。仿真结果表明:12:00到15:00,灌溉器内部环境温度均突破了50℃,该时间段的最高温度分布区域均集中在内顶部附近,其内部热环境温升的主要热源来自顶部,且太阳光入射方向的变化影响着灌溉器内部环境最高温度的区域分布,该温度场仿真为后续降温实验提供了参考。为了使灌溉器内部热环境空气温度维持在50℃以下,选取了46号石蜡为相变材料,利用膨胀石墨为基体,采用熔融混合法分别制备了膨胀石墨含量为3%、6%、9%、12%和15%的复合相变材料,通过差式扫描量热分析、导热测定以及防泄漏测试,测试与分析结果显示:膨胀石墨占比为12%的复合相变材料其相变起始点为43.31℃,相变终止点为47.87℃,相变潜热为180.969J/g,仍保持一个较高的相变潜热;膨胀石墨占比越高,复合相变材料的导热系数就越大,膨胀石墨占比为12%的复合相变材料导热系数为4.801W/（m?K）,约为石蜡的11.8倍;经防泄露性测试,膨胀石墨占比为12%时,几乎无泄露现象发生。综合考虑选用膨胀石墨占比为12%的复合相变材料应用于灌溉器内部热环境降温实验研究。从2020年6月26日到2020年8月12日开展了太阳能智能灌溉器内部热环境降温实验研究,实验结果显示:采用组合降温方式,即在灌溉器内顶部布置二氧化硅气凝胶毡,四周填充复合相变材料,该降温效果要优于复合相变材料组与内顶部隔热组,在所测试时间内,采用组合降温方式的灌溉器内部空气最高温度为44.8℃,将内部空气温度维持在了复合相变材料相变温度范围内,较空白组、内顶部隔热组和复合相变材料组分别下降了9.2℃、6.4℃和3.8℃。