Kako izračunati hitrost pretoka kapljičnega traku in izgubo tlaka

Ⅰ. Kako izračunati pretok oddajnika kapljičnega traku pri katerem koli tlaku?

Oddajniki trakov za kapljanje brez{0}}kompenzacije tlaka{1}} sledijo enačbi razelektritve oddajnikov:q = k × H^x

Eksponentxvam pove, kako občutljiv je pretok na spremembe tlaka:

Večina ravnih-oddajnikov inlabirint kapljični trakovipadec v turbulentnem območju zx ≈ 0.47–0.57. Študija šestih komercialnih kapalnih trakov je pokazala povprečje x 0,486.Za namene ocenjevanja, ko vrednosti k in x proizvajalca niso objavljene,x = 0.5je razumna privzeta vrednost za turbulentne{0}}kapljajoče sevalne trakove, k pa se lahko-izračuna nazaj iz nazivne stopnje pretoka pri nazivnem tlaku.

Primer dela 1: Koliko pade pretok pri nižjem tlaku?

podano:

kapljični trak s ploščatim sevalcem, nazivni pretok: 1,38 L/h pri 0,1 MPa (≈10,2 m višine)

Predpostavljeno x=0.5 (turbulentni oddajnik)

1. korak Nazaj-izračunaj k:

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

2. korak Izračunajte pretok pri 0,06 MPa (≈6,1 m višine):

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

To je a22% padecod nazivnega 1,38 L/h - samo od delovanja pri 60 % nazivnega tlaka.

Kakšno stopnjo pretoka boste dosegli pri različnih tlakih?

Z uporabo iste povratne-metode izračuna (x=0.5) za specifikacije kapalnega traku s ploščatim oddajnikom:

Ⅱ. Kako izračunati izgubo zaradi trenja v stranskih trakovih?

Darcy-Weisbachova enačba je standard za izračun izgube zaradi trenja v ceveh:hf=f × (L/D) × (v²/2g)

⒈ Faktor trenja za tanko{0}}stenski odcejni trak

Za nemoten turbulentni tok v plastičnih ceveh z majhnim-premerom (4.000 < Re < 100.000) se faktor trenja izračuna z enačbo tipa Blasius-:f=a / Re^0,25

kjer je Re=vD/υ (Reynoldsovo število) in υ=kinematična viskoznost vode (1,01 × 10⁻⁶ m²/s pri 20 stopinjah).

Koeficient a je odvisen od vrste cevi:

Neprekinjen labirint, privarjen znotraj tanko{0}}odkapnega traku, poveča trenje, ki presega tisto, kar predvidevajo formule za gladke{1}}cevi. Uporaba=0.33 kot konzervativne srednje vrednosti za kapalni trak z ravnim-emiterjem je priporočljiva, kadar določeni preskusni podatki niso na voljo.

⒉ Christiansen F-faktor za več prodajnih mest

Stranski odkapni trak ni navadna cev, ima enakomerno razporejene odprtine, ki odtekajo po dolžini. Christiansenov redukcijski faktor upošteva to:hf_dejanski=F × hf_polni_tok.Za kateri koli lateral z več kot ~20 emiterji je F ≈ 0,35 varna vrednost.

Delovni primer 2: Izračun celotne izgube zaradi trenja

podano:

16 mm ploščati kapljični trak

Debelina stene: 0,2 mm; predviden notranji premer: 15,6 mm (0,0156 m)

Pretok sevalnika: 1,38 L/h pri 10 m višine

Razdalja oddajnikov: 30 cm (0,3 m)

Bočna dolžina: 150m

Vstopni tlak: 0,1 MPa (10,2 m višine)

Teren: raven (0% naklon)

Temperatura vode: 20 stopinj

1. korak: Skupno število oddajnikov:

N = 150 / 0.3 = 500 oddajnikov

2. korak: Skupna bočna stopnja pretoka (ob predpostavki, da imajo vsi onesnaževalci nazivni pretok):

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

Dejansko se stopnja pretoka vzdolž bočne strani zmanjša, ko tlak pade. Uporaba vstopnega pretoka je konzervativna in standardna praksa za začetno načrtovanje.

3. korak: Hitrost pretoka na vstopu:

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

4. korak: Reynoldsovo število:

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

To je v gladkem turbulentnem območju (4.000 < Re < 100.000), zato velja modificirana Blasiusova enačba.

5. korak: Faktor trenja (a=0.33 za ploščati-oddajni trak):

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

6. korak: Izguba trenja celotnega{1}}toka (brez popravka na izhodu):

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

7. korak: Uporabite faktor Christiansen F- (N=500, F=0.35):

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

8. korak: Pritisk na koncu repa:

P_rep=10.2 - 5.08 =5.12 m ≈ 0,050 MPa

Razsodba:Končni tlak 0,050 MPa je ravno pri najmanjšem priporočenem delovnem tlaku za kapalni trak s ploščatim oddajnikom (0,05 MPa) [3]. Pri 150 m je ta lateral na projektirani meji. Kakršna koli dodatna izguba zaradi fitingov, filtrov ali dviga bo potisnila zadnji del pod specifikacijo.

Kaj se spremeni pri 120m?Enak izračun za 120 m:

• 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) → udoben rob

Ⅲ. Kdaj uporabiti Hazen-Williams za izgubo zaradi drip traku zaradi trenja?

Enačba Hazen-Williams je preprostejša in se pogosto uporablja pri načrtovanju namakanja:hf=10.67 × L × Q^1,852 / (C^1,852 × D^4,87)

Za polietilenski kapalni trak se vrednosti C v literaturi gibljejo od 130 do 150. Razširitev UF/IFAS uporablja C=130 za polilateralne črte ¾- palca pri izračunih kapljičnega namakanja.

Darcy-Weisbach proti Hazen-Williamsu: katera formula za izgubo zaradi trenja je natančnejša za kapljični trak?

Z uporabo istih parametrov kot v primeru 2 (16 mm trak, 1,38 L/h, razmik 30 cm, 150 m, vstopni pretok 0,192 L/s, D=0.0156 m):

Za s seboj:Hazen-Williams s C=140–145 se za ta scenarij približa rezultatu Darcy-Weisbach v okviru ±5 %. C=150 je preveč optimističen. C=130 zagotavlja konzervativno oceno. Za končno zasnovo vedno preverite pri Darcy-Weisbachu z uporabo spremenjenega Blasiusovega koeficienta.

Ⅳ. Kako dolgo lahko vodite bočni kapljični trak?

Ključna konstrukcijska omejitev stranskih trakov za kapljanje jesprememba pretoka- razlika med najvišjim in najnižjim pretokom emisij na eni strani ne sme presegati 10 % (po ISO in kitajskem nacionalnem standardu GB/T 50485).

• Pri turbulentnih emisijah z x ≈ 0,5 10-odstotna sprememba pretoka ustreza približno 20-odstotni spremembi tlaka (ker je Δq/q ≈ x × ΔH/H). To pomeni:Dovoljeno nihanje tlaka=±10 % vstopne višine
• Pri stranskem delu na ravnem terenu celotna sprememba tlaka izvira iz izgube zaradi trenja, torej:hf_dovoljeno ≈ 0,20 × H_inlet

Kakšna je največja dolžina kapalnega traku glede na pretok in razmik?

Naslednja tabela prikazuje ocenjene največje dolžine teka kapljičnega traku s ploščatim oddajnikom na ravnem terenu ob predpostavki 10-odstotne spremembe pretoka (20-odstotne spremembe tlaka) in vstopnega tlaka 10 m višine. Izračunano z uporabo Darcy-Weisbach z=0.33 in Christiansen F=0.35.

16 mm trak (ocenjena ID: 15,6 mm):

22 mm trak (ocenjeni ID: 21,4 mm):

Ⅴ. Kako naklon vpliva na pritisk kapalnega traku?

Spremembe višine dodajo ali odštejejo razpoložljivi tlak na vsaki točki vzdolž bočne strani:ΔH_nadmorska višina=± Δz

kjer je Δz sprememba nadmorske višine (pozitivna za vzpon, negativna za spust). Sprememba tlaka v MPa na 10 m spremembe višine je:ΔP=0.098 MPa na 10 m nadmorske višine

Ali enakovredno:1 m nadmorske višine=0.0098 MPa=0.1 bar ≈ 1,42 PSI

Praktični vpliv na dolžino teka

Delovni primer 3: Kaj se zgodi s tlakom na 1 % naklonu?

podano:16 mm trak, oddajniki 1,38 L/h, razmik 30 cm, stranski 150 m, vhod 0,1 MPa

Pogosta vprašanja: 5 pogostih napak pri hidravlični zasnovi odkapnega traku

Hitra referenca: Povzetek ključnih formul

Reference

1. Reti, C. et al. "Izguba višine v tankostenskih-kapnih trakovih z neprekinjenim labirintom."voda(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. Povezava

3. Zazueta, FS "Hidravlični vidiki za mikronamakalne sisteme citrusov." Razširitev UF/IFAS, publikacija CH156. Povezava

4.Tehnični podatki Dripmax Silver Drip Tape. Povezava

5.Rivulis T-Tape Drip Tape Poimenovanje izdelkov in izračun pretoka. Povezava

6.Bagarello, V. et al. "Eksperimentalna študija odpornosti proti pretoku v plastičnih ceveh majhnega{2}}premera."Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 1997.