Kuidas arvutada tilgalindi voolukiirust ja rõhukadu

Ⅰ. Kuidas arvutada tilgalindi emitteri voolukiirust mis tahes rõhul?

Mitte-rõhku-kompenseerivad tilklindi emitterid järgivad emitteri tühjendamise võrrandit:q = k × H^x

Eksponentxütleb teile, kui tundlik on vool rõhumuutuste suhtes:

Kõige lamedam{0}}kiirgur jalabürindi tilgutiteidlangevad turbulentsesse vahemikkux ≈ 0.47–0.57. Kuue kaubandusliku tilkumislindi uuringus leiti, et keskmine x on 0,486.Kui tootja k ja x väärtusi ei avaldata, siis hinnangu andmiseksx = 0.5on mõistlik vaikeväärtus turbulentse-vooluga tilklindi emitterite jaoks ja k saab tagasi-arvutada nominaalse voolukiiruse alusel nimirõhul.

Töötatud näide 1: Kui palju vool madalamal rõhul langeb?

Arvestades:

lame emitteri tilkumislint, nimivoolukiirus: 1,38 l/h 0,1 MPa juures (≈10,2 m kõrgusel)

Eeldatav x=0.5 (turbulentne kiirgaja)

1. samm tagasi-arvutage k:

k = q / H^x = 1.38 / 10.2^0.5 = 1.38 / 3.194 = 0.432

2. samm Arvutage vooluhulk 0,06 MPa (≈6,1 m kõrgusel):

q = 0.432 × 6.1^0.5 = 0.432 × 2.470 = 1.07 L/h

See on a22% langusalates nimirõhust 1,38 l/h - ainult töötades 60% nimirõhuga.

Millise voolukiiruse saate erinevatel rõhkudel?

Kasutades sama tagasi-arvutusmeetodit (x=0.5) lameda emitteri tilgalindi spetsifikatsioonide jaoks:

Ⅱ. Kuidas arvutada hõõrdekadu tilgalindi külgsuunas?

Darcy{0}}Weisbachi võrrand on standard torude hõõrdepeakao arvutamiseks:hf=f × (L/D) × (v²/2g)

⒈ Hõõrdetegur õhukese{0}}seinaga tilkumislindile

Sujuva turbulentse voolu jaoks väikese-läbimõõduga plasttorudes (4000 < Re < 100 000) arvutatakse hõõrdetegur Blasiuse-tüüpi võrrandiga:f=a / Re^0,25

kus Re=vD/υ (Reynoldsi arv) ja υ=vee kinemaatiline viskoossus (1,01 × 10⁻⁶ m²/s 20 kraadi juures).

Koefitsient a sõltub toru tüübist:

Õhukese{0}}seinaga tilkumislindi sisse keevitatud pidev labürint suurendab hõõrdumist rohkem, kui sujuvad{1}}toruvalemid ennustavad. Kui konkreetsed testiandmed pole saadaval, on soovitatav kasutada=0.33-i konservatiivse keskmise väärtusena lameda-emitter-tilgalindi puhul.

⒉ Christiansen F{0}}tegur mitme müügipunkti jaoks

Külgmine tilkumislint ei ole tavaline toru, sellel on ühtlaselt paigutatud väljalaskeavad, mis voolavad kogu pikkuses välja. Selle põhjuseks on Christianseni reduktsioonitegur:hf_actual=F × hf_full_flow.Iga üle ~20 emitteriga külje puhul on F ≈ 0,35 ohutu väärtus.

Töötatud näide 2: Täishõõrdekao arvutamine

Arvestades:

16 mm lame emitteri tilkumislint

Seina paksus: 0,2mm; hinnanguline siseläbimõõt: 15,6 mm (0,0156 m)

Emitter voolukiirus: 1,38 l/h 10 m kõrgusel

Emitterite vahe: 30 cm (0,3 m)

Külgpikkus: 150m

Sisselaskerõhk: 0,1 MPa (10,2 m kõrgus)

Maastik: tasane (0% kalle)

Vee temperatuur: 20 kraadi

1. samm: emitterite koguarv:

N = 150 / 0.3 = 500 emitterit

2. samm: kogu külgvoolukiirus (eeldusel, et kõik emitterid on nimivoolul):

Q_kokku=500 × 1.38=690 L/h =0.000192 m³/s

Tegelikkuses väheneb voolukiirus piki külgmist rõhu langedes. Sisselaske voolukiiruse kasutamine on esialgse projekteerimise konservatiivne ja tavapärane praktika.

3. samm: voolukiirus sisselaskeava juures:

v = 4Q / (πD²) = 4 × 0.000192 / (π × 0.0156²) = 1.00 m/s

4. samm: Reynoldsi number:

Re=vD/υ=1.00 × 0,0156 / (1,01 × 10⁻⁶) =15,446

See on sujuvas turbulentses vahemikus (4000 < Re < 100 000), seega kehtib muudetud Blasiuse võrrand.

5. samm: hõõrdetegur (= 0.33 lameda-emitterlindi puhul):

f = 0.33 / 15446^0.25 = 0.33 / 11.16 = 0.0296

6. samm: täieliku-voolu hõõrdekadu (väljalaskeava korrigeerimine puudub):

hf_raw=0.0296 × (150 / 0,0156) × (1,00² / 19,62)=0.0296 × 9615 × 0.0510 =14.50 m

7. samm: rakendage Christianseni F-tegur (N=500, F=0.35):

hf_actual=0.35 × 14.50 =5.08 m ≈ 0,050 MPa

8. samm: surve sabaotsas:

P_tail=10.2 - 5.08 =5.12 m ≈ 0,050 MPa

Kohtuotsus:Saba-otsrõhk 0,050 MPa vastab lameda emitteri tilgalindi minimaalsele soovitatavale töörõhule (0,05 MPa) [3]. 150 m kõrgusel on see külg projekteerimispiiril. Mis tahes lisakadu liitmike, filtrite või kõrguse tõttu surub saba otsa allapoole spetsifikatsiooni.

Mis muutub 120 m kõrgusel?Sama arvutuse jooksmine 120 m jooksul:

• N = 400, Q = 0.000154 m³/s
• hf_actual =3.25 m(0,032 MPa)
• P_tail=10.2 - 3.25=6.95 m (0,068 MPa) → mugav veeris

Ⅲ. Millal kasutada Hazen{1}}Williamsi lindi hõõrdumise kaotamiseks?

Hazen{0}}Williamsi võrrand on lihtsam ja seda kasutatakse laialdaselt niisutamise kavandamisel:hf=10.67 × L × Q^1,852 / (C^1,852 × D^4,87)

Polüetüleenist tilgalindi puhul on C väärtused kirjanduses vahemikus 130 kuni 150. UF/IFAS-laiendus kasutab tilkniisutusarvutustes ¾--tolliste külgjoonte jaoks C=130.

Darcy-Weisbach vs. Hazen-Williams: milline hõõrdumise kadumise valem on tilkumislindi jaoks täpsem?

Kasutades samu parameetreid nagu näites 2 (16 mm lint, 1,38 l/h, 30 cm vahe, 150 m, sisselaskevool 0,192 l/s, D=0.0156 m):

Takeaway:Hazen-Williams koos C=140–145-ga läheneb Darcy-Weisbachi tulemusele selle stsenaariumi puhul ±5% piires. C=150 on liiga optimistlik. C=130 annab konservatiivse hinnangu. Lõpliku kujunduse jaoks kontrollige alati Darcy{10}}Weisbachiga, kasutades muudetud Blasiuse koefitsienti.

Ⅳ. Kui kaua saate teipi külgsuunas joosta?

Tilguteibi külgmiste külgede peamine disainipiirang onvoolu variatsioon- suurima ja madalaima emitteri voolukiiruse erinevus ühel küljel ei tohiks ületada 10% (ISO ja Hiina riikliku standardi GB/T 50485 järgi).

• Turbulentse emitteri puhul, mille x ≈ 0,5, vastab 10% vooluhulk ligikaudu 20% rõhumuutusele (kuna Δq/q ≈ x × ΔH/H). See tähendab:Lubatud rõhumuutus=±10% sisselaskepeast
• Külgmisel tasasel maastikul tuleneb kogu rõhu kõikumine hõõrdekadudest, seega:hf_allowable ≈ 0,20 × H_inlet

Kui suur on tilkumislindi maksimaalne pikkus voolukiiruse ja vahekauguse järgi?

Järgmises tabelis on näidatud lameda emitteri tilgutilindi hinnangulised maksimaalsed pikkused tasasel maastikul, eeldusel, et voolu kõikumine on 10% (rõhu kõikumine 20%) ja sisselaskerõhk on 10 m. Arvutatud Darcy-Weisbachi=0.33 ja Christiansen F=0.35. abil

16 mm lint (hinnanguline ID: 15,6 mm):

22 mm lint (hinnanguline ID: 21,4 mm):

Ⅴ. Kuidas kalle mõjutab tilgalindi survet?

Kõrguse muutused lisavad või lahutavad saadaoleva rõhu igas külgmise punktis:ΔH_kõrgus=± Δz

kus Δz on kõrguse muutus (positiivne ülesmäge, negatiivne allamäge). Rõhu muutus MPa-s 10 m kõrguse muutuse kohta on:ΔP=0.098 MPa 10 m kõrguse kohta

Või samaväärselt:1 m kõrgus=0.0098 MPa=0.1 bar ≈ 1,42 PSI

Praktiline mõju jooksu pikkusele

Töötatud näide 3: Mis juhtub survega 1% kallakul?

Arvestades:16 mm lint, 1,38 l/h emitterid, 30 cm vahe, 150 m külgmine, 0,1 MPa sisselaskeava

KKK: 5 levinumat viga tilkumislindi hüdraulilises disainis

Kiirviide: võtmevalemite kokkuvõte

Viited

1. Reti, C. et al. "Pideva labürindiga õhukese-seinaga tilgutite pea kadu."Vesi(MDPI), 2019. PMC6925943

2. "内镶贴片式滴头流道结构参数对水力性能影响的试验研究." 节水灌溉, 2023. Link

3. Zazueta, FS "Tsitrusviljade mikroniisutussüsteemide hüdraulilised kaalutlused". UF/IFAS laiendus, väljaanne CH156. Link

4.Dripmax Silver Drip Tape Tehnilised andmed. Link

5.Rivulis T{0}}Teibi tilkumislindi toote nimetamine ja vooluhulga arvutamine. Link

6.Bagarello, V. et al. "Väikese-läbimõõduga plasttorude voolutakistuse eksperimentaalne uuring."Journal of Irrigation and Drenage Engineering, 1997.