در یک مزرعه که بوسیله سیستم بارانی با جابجایی دستی...

آبیاری • دستی جابجایی با بارانی سیستم بوسیله که مزرعه یک درکنید طراحی شکل به توجه با شود، می

ترتیب • به خاک اشباع عصاره و آبیاری آب الکتریکی و 1.5هدایتروزانه 2 مصرف حداکثر سانتیمتر، بر موس میلیمتر، 7میلی

ترتیب به پژمردگی نقطه و زراعی ظرفیت حد و 200رطوبتتوزیع 100 راندمان متر، در در% 80میلیمتر پایه نفوذ شدت ،

ریشه 8خاک عمق ساعت، در کاهش 2میلیمتر مجاز درصد متر،خاک پیشنهادی% 50رطوبت فواصل . 12*18و تعداد است متر

. آبپاش ضریب آورید بدست را آبپاشها جمعه 5کل روزهای و. است تعطیل

متر 360

مت240ر

لوله اصلی

ششم جلسه

چهارم :فصل

آب توزیع آرایشسیستم و طراحی

خالدیان: دکتر مدرس9/8/1388

الترال • و اصلی های لوله آرایشمزرعه – شکل و ابعادهیدرولیکی – اصول

•: الترال های لوله طراحیآبپاشها > – دبی درصد ±10اختالفالترال > – طول در فشار درصد ±20اختالفتوزیع > – یکنواختی حفظ درصد ±15برای

• : اختالف که آبپاشی دو بحرانی آبپاش دو. است بیشتر همه از فشارشان

– : و اول آبپاش یکنواخت شیب دارای یا مسطح زمینآخر

– : ؟ بلندی و پستی دارای زمین

•: بحرانی آبپاش دو بین فشار مجاز افت حداکثر

HL=[θ(Ha)-He]/l

•HL :اصطکاک اثر در فشار افت مجاز )m/m(حداکثر

•θ( اعشار : ( فشار اختالف مجاز درصد•Ha ) : ارتفاع برحسب آبپاش برای شده طراحی )mفشار•He : آبپاش دو بین جریان جهت در لوله رقوم تغییر

)m(بحرانی •l : بحرانی آبپاش دو بین )m(فاصله

بودن – مثبت و Heمنفی

مثال

خط • یک دارای متحرک نوع از آبیاری سیستم یکدر و شده جدا اصلی لوله از که است الترال لوله . شیب است سرازیر پایین طرف به شیب امتداد

و ثابت . m/m 0.005 زمین - فشار باشد میها آبپاش برای شده باشد kPa 310طراحی می

آبپاش آخرین و اولین بین . 400فاصله است متراز ناشی تلفات مجاز حداکثر کنید حساب

حسب بر را .m/mاصطکاک

• : زمین، شیب بودن ثابت بدلیل بحرانی آبپاش دوهستند بحرانی آبپاش دو آخر و اول آبپاشهای

HL=[θ(Ha)-He]/l

Ha=p/(ρg)=310000/(1000*9.81)=31.61 m

He= -S*l= -0.005*400= -2 m

θ= ±20%

HL=[0.2(31.61)-(-2)]/400=0.021 m/m

الترالها هیدرولیک

افت • محاسبهمی • الترال دبی در تغییر ایجاد سبب آبپاشها از آب خروج

شود

فرضیات•قرار: – یکدیگر از مساوی فواصل به آبپاشها الف

اند گرفتهباشد: – یکسان آبپاشها در دبی بآبپاشها: – از الترال دبی تمام خروج ج

• : مساوی آن قطر که است ای لوله معادل لولهمعادل آن اصطکاک ضریب و الترال لوله قطرداخل در دبی ولی باشد، الترال اصطکاک ضریب

. شود فرض ثابت و یکسان لوله طول تمام در آن

• HL-ac=F(HL-p)

•HL-ac :آبپاشها از آب خروج به توجه با اصطکاک واقعی ) m/m(افت

•F( اعشار : ( اصطکاک ضریب

•HL-p :معادل لوله در اصطکاک )m/m(افت

لوله در افت محاسبه های فرمولمعادل

•- وایسباخ دارسی فرمول• hf=

اسکوبی • فرمول• hf=

•- ویلیامز هیزن فرمول• hf=

g

v

D

Lf

2

2

1.1

1000

9.1

D

ksLv

])/(

[87.4

852.1

D

CQKL

hf=

Hf ( متر: ( اصطکاک افت

K) : واحدها تبدیل )1.22*1010ضریب

L( متر : ( لوله طولQ( ثانیه : ( در لیتر دبیC ) - آلومینیمی : های لوله ویلیامز هیزن اصطکاک 12ضریب

)135متری=

D( میلیمتر : ( لوله قطر

• HL-p=hf/L

])/(

[87.4

852.1

D

CQKL

•: سن کریستیان اصطکاک ضریبفاصله • به آبپاش اولین که حالتی : Slبرای است اصلی لوله از

• F=

فاصله • به آبپاش اولین که حالتی :Sl/2برای است اصلی لوله از

• F=

•N : الترال روی آبپاش تعداد•m: دارد : فرمول به بستگی که ضریبی

– m=1.9 : اسکوبی معادله–m=1.852- ویلیامز : هیزن معادله برای–m=2- وایسباخ : دارسی معادله

2

5.0

6

)1(

2

1

1

1

N

m

Nm

2

5.0

6

)1(

1

1

12

2

N

m

mN

N

•: اصطکاک افتلوله – جنسدبی–لوله – طوللوله – قطر

شود • می کنترل لوله طول توسط لوله دبی( آبپاش( تعداد

فشار • مجاز افت رعایتلوله – قطر اصالحلوله – طول اصالح

مثال

بطوری • را لوله برای نیاز مورد قطر کنید حساب . باشد مجاز محدوده در اصطکاک واقعی افت که

زمین شیب و شیب امتداد در ، m/m 0.005لولهآبپاش برای طراحی و 310فشار کیلوپاسکال

آبپاش آخرین و اولین بین . 400فاصله است متربرابر ها آبپاش به 12فاصله آبپاش اولین و متر

. Slفاصله آبپاش هر دبی دارد قرار اصلی لوله از0.315 . است شده طراحی ثانیه در لیتر

• HL=0.021 m/m

• N=L/Sl=400/12=33

• Q=Nq=33*0.315=10.395 L/s

• C=135

• hf/L=HL-p=K[(Q/C)1.852/D4.87]

• HL-p=1.22*1010[(10.395/135)1.852/D4.87]

• HL-p=(1.057*108)/D4.87

ضریب • فاصله Fمحاسبه که وضعیتی برایاصلی لوله تا آبپاش :Slاولین است

• F=1/(1.852+1)+1/(2*33)+(1.852-1)0.5/(6*332)

مختلف • قطرهای ازا سپس HL-pمقدار )D(به HL-acو

اند شده ردیف زیر جدول در و HL=0.021 محاسبهm/m: قطر HL-p HL-ac

mm inch m/m m/m

50.8 2 0.521 0.1907

76.2 3 0.072 0.0264

101.6 4 0.018 0.0066

127.0 5 0.006 0.0022

•: سرعت حداکثر معیار با کنترل

• Vmax≤ 1.5 m/s

• V=Q/A=(10.395*1000)/(3.14*0.1016*0.1016*0.25)

• V=1.282 m/s < 1.5 m/s

•: الترالها آرایشگذاری – لوله هزینه کردن حداقلایجاد – جهت در زمین بلندی و پستی از استفاده

الترال در فشار توازن

•: اصلی لوله–( هزینه ( اصلی لوله طول کردن حداقلدر – اصلی لوله یکنواخت و مالیم شیب با زمینهای در

. گیرد می قرار زمین شیب جهت در و زمین وسط

و اصلی های لوله سیستم طراحیاصلی نیمه

اصلی • لوله به الترال اتصال نقطه در الزم فشار

Hm=Ha+[0.75(Hf+He)+Hr]9.807 kPa/m

Hm( کیلوپاسکال : ( الترال به آب ورود محل در اصلی لوله در الزم فشارHa( کیلوپاسکال : ( آبپاش برای الزم فشارHf( متر : ( الترال در اصطکاک افت

He( متر : ( ارتفاعی رقوم افزایشالترال : 0.75 وسط نقطه در فشار متوسط از اطمینان حصول برای ضریبی

Hr( متر : ( رایزر ارتفاع

رایزر • ارتفاع حداقل

)cm(قطر Hr (cm) حداقل

1.27 7.6

1.90 15

2.54 30

7.6 90

مثال

از • آب ورود محل در الزم فشار کنید حسابمثال در که حالتی برای الترال به اصلی لوله

. آبپاشها، طراحی فشار شد گفته قبل 310های . قرار زمین روی الترال لوله است کیلوپاسکال . متر یک رایزر ارتفاع کنید فرض گرفت خواهد

باشد.

• Hf=HL-ac(L)

• Hf=0.0066*400=2.64 m

آبپاش • و ورودی نقطه بین ارتفاع افزایش.2بحرانی است- متر

• Hm=Ha+[0.75(Hf+He)+Hr]9.807

• Hm=310+[0.75(2.64-2)+1]*9.807=324 kPa

اتصال • نقطه در اصلی لوله در آب بنابراینمعادل فشاری باید آن به 324الترال

. باشد داشته کیلوپاسکال

لوله در لزوم مورد بحرانی فشاراصلی

حاصل • اصلی، لوله از نقطه هر در آب فشار: است زیر مقادیر جمع

جهت: – در که ای نقطه در لزوم مورد فشار الف. است گرفته قرار نظر مورد نقطه از بعد جریان

نقطه: – و نظر مورد نقطه بین اصطکاک افت باصلی لوله روی بعدی

و: – نظر مورد نقطه بین ارتفاعی رقوم افزایش جاصلی لوله روی بعدی نقطه

نقطه: – و نظر مورد نقطه بین سرعت بار افزایش داصلی لوله روی بعدی

• Hi=Hn+hf-in+He-in+Hv-in

•Hi : نقطعه در لزوم مورد فشار )iبار متر (•Hn : نقطه در لزوم مورد فشاری )nبار متر (•Hf-in : نقطه بین اصطکاک )nو iافت متر (•He-in : نقطه بین ارتفاعی رقوم )nو iافزایش متر (•Hv-in : نقطه بین سرعت بار )nو iافزایش متر (

• Hv-i=Vi2/2g=Vi2/(2*9.807)

•Vi : نقطه در جریان ) } iسرعت قابل ( ثانیه بر مترصرفنظر{

و • کنیم شروع انتها از باید را اصلی لوله در فشار محاسبه. برویم است اولیه نقطه که پمپ سمت به

• : به توجه با که است ای نقطه اصلی لوله در بحرانی نقطهداشته الزم را فشار بیشترین نقطه آن و پمپ بین اصطکاک

باشد.

• : بحرانی نقطه در نیاز مورد فشار تامین پمپ وظیفه

•: شود می حاصل زیر اجزای جمع از پمپ نیاز مورد فشار

اصلی: – لوله در بحرانی نقطه در لزوم مورد فشار الفلوله: – روی بحرانی نقطه و پمپ بین اصطکاک افت کل مقدار ب

اصلیبحرانی: – نقطه و پمپ بین ارتفاعی رقوم افزایش جپمپ: – محور خط و پمپاژ آب سطح بین اصطکاک افت داصلی: – لوله در بحرانی نقطه در سرعت بار ه–

گویند • پمپ دینامیکی کل بار حاصل، مجموع )TDH.(به

•TDH محاسبه اصلی لوله نقاط تمام برای بایدحداکثر. آن دینامیکی کل بار که ای نقطه و شود

. است اصلی لوله بحرانی نقطه است• TDHi=Hi+hf-pi+He-si+hf-s+Vi

2/2g

•TDHi :نقطه برای لزوم مورد دینامیکی کل iبار( متر(

•hf-pi :نقطه تا پمپ از اصطکاک )iافت متر (•He-si :منبع در آب سطح از ارتفاعی رقوم افزایش

نقطه )iتا متر (•hf-s ( متر: ( پمپ مکش قسمت در اصطکاک افت

•: بحرانی نقطه در فشار تامین جهت حل راه دو

هیدرانت – یا رگوالتور کاربرددر – بحرانی نقاط از قبل بوستر های پمپ کاربرد

بزرگ های سیستم

مثالبه • ها لوله توزیع سیستم بارانی آبیاری طرح یک در

بایست می که است بطور Eتا Aالترال 5نحوی . الترال هر کنند کار هر 30همزمان دبی که دارد آبپاش

. 0.36کدام الزم فشار است شده طراحی ثانیه در لیترالترال هر مدخل در اصلی لوله کیلوپاسکال 393در

روی نقطه هر ارتفاعی رقوم و است شده محاسبه: است شده داده زیر جدول در آنها بین فاصله و خط

داخلی • قطر با آلومینیمی لوله یک اصلی 20.32لوله - آن در ویلیامز هیزن زبری ضریب که است سانتیمتر

144 . سطح از ارتفاع بار و اصطکاک افت باشد میپمپ مرکز تا . 0.333آب می+ ها الترال است متر

نقطه از . Eتا Aبایست کنید حساب کنند کار همزمانکل بار و است بحرانی فشار آن در که ای نقطه

. را پمپ بزای لزوم مورد دینامیکی

پمپ: • سمت به و کرده شروع اصلی لوله انتهای از حل . برابر لزوم مورد دبی مقدار الترال هر در میرویم پیش

: با است• Qi=30*0.306=10.8 l/s

نقطه • از را اصطکاک افت و کل بطول Eتا Dدبی18.29. کنیم می حساب متر

• Qi-DE=1*10.8=10.8 l/s

• Hf-DE=KL[(Q/C)1.852/D4.87]• Hf-E=1.22*1010*18.29*[(10.81/144)1.852/203.24.87]• Hf-E=0.011 m

• Hn=393000 Pa• Hn= 393000/(1000*9.807)=40.073 m• He-DE=47.24-47.85= -0.61 m

Hv-E=V2/2g

Hv-E=}(10.8/1000)[4/(3.14*0.2032*0.2032)]{2/(2*9.807)

Hv-E=10.8*0.0000485=0.00565 m

Hv-D=21.6*21.6*.0000485=0.02262 m

Hv-DE=0.00565-0.02262= -0.01696 m= -0.017 m

HD=40.073+0.011-0.61-0.017=39.457 m

• TDH=40.98+0.1414+0.333=41.454 m

میزان • به حداکثر اطمینان، نظر از متر 3معموالجبران تا شود می افزوده دینامیکی کل بار به

. بنماید را نشده بینی پیش های افت