Degoute tepto kouleepipèt presyonse de nimewo ki deside si ousistèm irigasyon degoutedelivre dlo inifòm oswa kite tach sèk nan fen ke. Lè w ap dimensionne yon sistèm, ou bezwen konnen egzakteman ki kantite dlo chak emetteur delivre ak konbyen presyon ou pèdi pandan kouri a.
Poukisa kalkil koule kasèt degoute ou a pwobableman mal?
Twa erè parèt ankò e ankò nan konsepsyon idwolik tep degoute:
1. Sèvi ak ekwasyon Hazen-Williams ak C=150.Koefisyan sa kalibre pou rijid PVC prensipal.Mens-tep degoute miray ranpa yoak chemen koule labirent kontinyèl gen yon faktè friksyon mezirab pi wo. Rechèch pibliye nanDlo(MDPI) te teste de kasèt degoute{0}}komèsyal mens epi li te jwenn koyefisyan Blasius la ta dweyon=0.3225 rive 0.3442, pa estanda 0.3164 yo itilize pou tiyo lis rijid. Sèvi ak valè liv la souzèstime pèt friksyon jiska 8%.
2. Inyore faktè rediksyon Christiansen la.Yon lateral tep degoute gen plizyè douzèn oswa dè santèn de plòg. Dlo kite tiyo a nan chak emèt, kidonk to koule a diminye sou longè a. Si ou kalkile pèt friksyon tankou si koule nan inlet konplè vwayaje tout longè a, ou pral surestime pa yon faktè 2–3. Christiansen F-faktè a korije sa.
3. Sèvi ak pousantaj koule nominal san yo pa kontablite pou varyasyon presyon.Emetteur tep gout (ki pa -presyon-konpansasyon) swiv q=k × H^x. Yon emetteur 1.38 L/h ki evalye a 10 m tèt pral sèlman delivre apeprè 1.07 L/h nan tèt 6 m - yon gout 22%. Koule "rated" la aplike sèlman nan yon presyon espesifik.
Ⅰ. Ki jan yo kalkile degoute tep emetè koule pousantaj nan nenpòt presyon?
Emetteur tep goutte ki pa -presyon-konpanse swiv ekwasyon egzeyat emetè a:q = k × H^x
| Senbòl | Siyifikasyon | Inite |
| q | Pousantaj koule emetè | L/h |
| k | Koyefisyan egzeyat (detèmine pa jeyometri emetè) | - |
| H | Tèt presyon opere | m dlo |
| x | Ekspozan emetè (endikatè rejim koule) | - |
Ekspozan anxdi w kouman koule sansib a chanjman presyon:
| x valè | Rejim koule | Ki sa sa vle di |
| 0.0–0.2 | Presyon-konpanse | Koule apèn chanje ak presyon |
| 0.4–0.6 | Ajite (pi fò kasèt degoute) | Koule chanje apeprè kòm √H |
| 0.7–1.0 | Chemen laminè oswa long- | Koule a trè sansib a presyon- |
Ki pi plat-emetè akkasèt degoute labirenttonbe nan ranje ajite akx ≈ 0.47–0.57. Yon etid sou sis kasèt degoute komèsyal yo te jwenn yon mwayèn x de 0.486.Pou rezon estimasyon lè manifakti k ak x valè yo pa pibliye,x = 0.5se yon defo rezonab pou emeteur tep degoute-koule ajite, epi k ka tounen-kalkile apati pousantaj koule nominal la nan presyon nominal la.
Travay Egzanp 1: Konbyen koule koule nan pi ba presyon?
Bay:
tep degoute emetteur plat, pousantaj koule nominal: 1.38 L / h nan 0.1 MPa (≈10.2 m tèt)
Sipoze x=0.5 (emetè ajite)
Etap 1 Retounen-kalkile k:
k = q / H^x = 1.38 / 10.2^0.5 = 1.38 / 3.194 = 0.432
Etap 2 Kalkile koule nan 0.06 MPa (≈6.1 m tèt):
q = 0.432 × 6.1^0.5 = 0.432 × 2.470 = 1.07 L/h
Sa se yon22% goutsoti nan rated 1.38 L/h - jis nan opere nan 60% nan presyon nominal.
Ki pousantaj koule ou pral jwenn nan diferan presyon?
Sèvi ak menm metòd kalkil dèyè-(x=0.5) pou espesifikasyon kasèt degoute emetteur plat:
|
Koule nominal @ 10m tèt |
k (estime) | 4m tèt | 6m tèt | 8m tèt | 10m tèt | 12m tèt | 15m tèt |
| 0.8 L/h | 0.253 | 0.51 | 0.62 | 0.71 | 0.80 | 0.88 | 0.98 |
| 1.1 L/h | 0.348 | 0.70 | 0.85 | 0.98 | 1.10 | 1.20 | 1.35 |
| 1.38 L/h | 0.436 | 0.87 | 1.07 | 1.23 | 1.38 | 1.51 | 1.69 |
| 2.0 L/h | 0.632 | 1.26 | 1.55 | 1.79 | 2.00 | 2.19 | 2.45 |
| 3.0 L/h | 0.949 | 1.90 | 2.32 | 2.68 | 3.00 | 3.29 | 3.67 |
Remak: yo estime k valè yo apati spesifikasyon nominal yo sipoze x=0.5. Valè aktyèl yo ka diferan nan ±5–10% selon jeyometri emèt. Lè sa disponib, toujou sèvi ak koyefisyan k ak x ke manifakti-pibliye.
Ⅱ. Ki jan yo kalkile pèt friksyon nan lateral tep degoute?
Ekwasyon Darcy-Weisbach la se estanda pou kalkile pèt tèt friksyon nan tiyo:hf=f × (L/D) × (v²/2g)
| Senbòl | Siyifikasyon | Inite |
| hf | Pèt tèt friksyon | m |
| f | Darcy-Faktè friksyon Weisbach | san dimansyon |
| L | Longè tiyo | m |
| D | Dyamèt entèn | m |
| v | Vitès koule | m/s |
| g | Akselerasyon gravitasyonèl (9.81) | m/s² |
⒈ Faktè friksyon pou tep degoute mens-
Pou koule ajite lis nan ti -tiyo plastik dyamèt (4,000 < Re < 100,000), yo kalkile faktè friksyon an ak ekwasyon Blasius-tip:f=a / Re^0.25
kote Re=vD/υ (nimewo Reynolds), ak υ=viskozite sinematik dlo (1.01 × 10⁻⁶ m²/s a 20 degre).
Koefisyan a depann de kalite tiyo a:
| Tiyo/Kasèt Kalite | yon valè | Sous |
| Estanda lis tiyo rijid | 0.3164 | Blasius (orijinal) |
| Ti -dyamèt PE tiyo (12-25mm) | 0.300–0.302 | Bagarello et al.; Frizzone et al. |
| Turbo Tape (labirent kontinyèl) | 0.3442 | Reti et al. |
| Silver Drip Tape (labirent kontinyèl) | 0.3225 | Reti et al. |
| Plat-tep gout (estime) | 0.32–0.34 | Estimasyon Jeni |
Labirent kontinyèl ki soude andedan kasèt degoute mens-ranpa yo ogmante friksyon pi lwen pase sa fòmil tiyo lis-prevwa. Sèvi ak yon=0.33 kòm yon valè mitan konsèvatif pou plat-tep degoute emetè yo rekòmande lè done tès espesifik pa disponib.
⒉ Christiansen F-Faktè pou plizyè plòg
Yon lateral kasèt degoute se pa yon tiyo plenn, li gen priz egalman espace ki senyen nan koule sou longè a. Faktè rediksyon Christiansen an konte pou sa:hf_actual=F × hf_full_flow.Pou nenpòt lateral ki gen plis pase ~ 20 emetè, F ≈ 0.35 se yon valè ki an sekirite.
| Kantite priz (N) | F |
| 1 | 0.500 |
| 5 | 0.381 |
| 10 | 0.364 |
| 20 | 0.352 |
| 50 | 0.350 |
| 100+ | 0.350 |
Travay Egzanp 2: Kalkil konplè pèt friksyon
Bay:
16mm plat emetteur degoute tep
Epesè miray: 0.2mm; estime entèn dyamèt: 15.6mm (0.0156 m)
Pousantaj koule emetè: 1.38 L / h nan tèt 10m
Espas emetè: 30cm (0.3m)
Longè lateral: 150m
Presyon inlet: 0.1 MPa (10.2 m tèt)
Tèren: plat (0% pant)
Tanperati dlo: 20 degre
Etap 1: Kantite total emèt:
N = 150 / 0.3 = 500 emeteur
Etap 2: Pousantaj total koule lateral (si nou sipoze tout emèt nan koule nominal):
Q_total=500 × 1.38=690 L/h =0.000192 m³/s
An reyalite, to koule diminye sou lateral la kòm presyon gout. Sèvi ak pousantaj koule inlet la se pratik konsèvatif ak estanda pou premye konsepsyon.
Etap 3: Vitès koule nan inlet:
v = 4Q / (πD²) = 4 × 0.000192 / (π × 0.0156²) = 1.00 m/s
Etap 4: Nimewo Reynolds:
Re=vD/υ=1.00 × 0,0156 / (1,01 × 10⁻⁶) =15,446
Sa a se nan seri ajite lis (4,000 < Re < 100,000), kidonk ekwasyon Blasius modifye a aplike.
Etap 5: Faktè friksyon (yon=0.33 pou kasèt emetè plat-):
f = 0.33 / 15446^0.25 = 0.33 / 11.16 = 0.0296
Etap 6: Pèt friksyon konplè -koule (pa gen okenn koreksyon priz):
hf_raw=0.0296 × (150 / 0,0156) × (1,00² / 19,62)=0.0296 × 9615 × 0.0510 =14.50 m
Etap 7: Aplike Christiansen F-faktè (N=500, F=0.35):
hf_actual=0.35 × 14.50 =5.08 m ≈ 0.050 MPa
Etap 8: Presyon nan fen ke:
P_tail=10.2 - 5.08 =5.12 m ≈ 0.050 MPa
Vèdik:Presyon ke -fen 0.050 MPa a se dwa nan presyon opere minimòm rekòmande pou kasèt degoute plat (0.05 MPa) [3]. Nan 150m, lateral sa a nan limit konsepsyon li yo. Nenpòt pèt adisyonèl soti nan ekipman, filtè, oswa elevasyon pral pouse fen ke anba a spesifikasyon.
Ki sa ki chanje nan 120m?Kouri menm kalkil la pou 120m:
- 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) → maj konfòtab
Ⅲ. Ki lè pou itilize Hazen-Williams pou pèt friksyon tep degoute?
Ekwasyon Hazen-Williams la pi senp epi lajman itilize nan konsepsyon irigasyon:hf=10.67 × L × Q^1.852 / (C^1.852 × D^4.87)
| Senbòl | Siyifikasyon | Inite |
| hf | Pèt tèt | m |
| L | Longè tiyo | m |
| Q | Pousantaj koule | L/s |
| C | Hazen-koyefisyan brutality Williams | san dimansyon |
| D | Dyamèt entèn | m |
Pou tep degoute polyethylene, valè C nan literati yo varye ant 130 ak 150. Ekstansyon UF/IFAS la itilize C=130 pou liy poli lateral ¾-pous nan kalkil irigasyon degoute.
Darcy-Weisbach kont Hazen-Williams: Ki fòmil pèt friksyon ki pi egzak pou kasèt degoute?
Sèvi ak paramèt yo menm jan ak Egzanp 2 (16mm tep, 1.38 L/h, 30cm espas, 150m, koule inlet 0.192 L/s, D=0.0156 m):
| Metòd | hf (m) | Presyon ke (MPa) | Amtdle tdenthouse |
| Darcy-Weisbach (yon=0.33) | 5.08 | 0.050 | Debaz |
| Hazen-Williams (C=150) | 4.35 | 0.057 | −14.4% (souzestime) |
| Hazen-Williams (C=140) | 4.80 | 0.053 | −5.5% |
| Hazen-Williams (C=130) | 5.36 | 0.047 | +5.5% (surestimation) |
Takeaway:Hazen-Williams ak C=140–145 apwoksimatif rezilta Darcy-Weisbach nan ±5% pou senaryo sa a. C=150 twò optimis. C=130 bay yon estimasyon konsèvatif. Pou konsepsyon final la, toujou verifye ak Darcy-Weisbach lè l sèvi avèk koyefisyan Blasius modifye a.
Ⅳ. Konbyen tan ou ka kouri yon tep degoute lateral?
Kontrent nan konsepsyon kle pou lateral tep degoute sevaryasyon koule- diferans ki genyen ant pousantaj koule emetteur ki pi wo ak pi ba yo sou yon sèl lateral pa ta dwe depase 10% (pa ISO ak estanda nasyonal Chinwa GB/T 50485).
- Pou emeteur ajite ak x ≈ 0.5, yon varyasyon koule 10% koresponn ak apeprè yon varyasyon presyon 20% (depi Δq/q ≈ x × ΔH/H). Sa vle di:Varyasyon presyon admisib=± 10% nan tèt inlet
- Pou yon lateral sou tèren plat, tout varyasyon presyon an soti nan pèt friksyon, kidonk:hf_allowable ≈ 0.20 × H_inlet
Ki longè maksimòm degoute kasèt la selon pousantaj koule ak espas?
Tablo ki anba la a montre longè maksimòm kouri estime pou kasèt degoute emetteur plat sou tèren plat, sipoze 10% varyasyon koule (20% varyasyon presyon) ak presyon inlet nan 10m tèt. Kalkile lè l sèvi avèk Darcy-Weisbach ak yon=0.33 ak Christiansen F=0.35.
16mm tep (estime ID: 15.6mm):
| Koule Emetè | Espas | Max Kouri Longè | Nimewo nan Emetè |
| 0.8 L/h | 20cm | 254m | 1270 |
| 0.8 L/h | 30cm | 327m | 1090 |
| 1.38 L/h | 20cm | 135m | 675 |
| 1.38 L/h | 30cm | 174m | 580 |
| 2.0 L/h | 20cm | 93m | 465 |
| 2.0 L/h | 30cm | 120m | 400 |
22mm kasèt (estime ID: 21.4mm):
| Koule Emetè | Espas | Max Kouri Longè | Nimewo nan Emetè |
| 0.8 L/h | 20cm | 468m | 2340 |
| 0.8 L/h | 30cm | 603m | 2010 |
| 1.38 L/h | 20cm | 249m | 1245 |
| 1.38 L/h | 30cm | 321m | 1070 |
| 2.0 L/h | 20cm | 171m | 855 |
| 2.0 L/h | 30cm | 220m | 733 |
Verifikasyon:Valè sa yo konfòm ak done manifakti-pibliye longè maksimòm pou pwodwi kasèt degoute ki konparab. Pou egzanp, Dripmax Silver Drip Tape (16mm, 0.4 L / h, 30cm espas) bay lis 371m nan 10% varyasyon koule ak 1.0 ba inlet. Valè nou kalkile pou yon pousantaj koule pi ba (0.8 L/h kont . 0.4 L/h) nan menm dyamèt la pi kout, sa ki espere paske pi gwo pousantaj koule pou chak emetè ak espas pi pre pwodui plis friksyon.
Nòt:Tout valè asime tèren plat. Gade pwochen seksyon an pou ajisteman pant.
Ⅴ. Ki jan pant afekte presyon tep degoute?
Chanjman elevasyon yo ajoute oswa retire presyon ki disponib nan chak pwen sou lateral la:ΔH_elevasyon=± Δz
kote Δz se chanjman nan elevasyon (pozitif pou monte, negatif pou desann). Chanjman presyon nan MPa pou chak 10m chanjman elevasyon se:ΔP=0.098 MPa pou chak 10m elevasyon
Oswa ekivalan:1m elevasyon=0.0098 MPa=0.1 ba ≈ 1.42 PSI
Enpak pratik sou longè kouri
| Pant | Chanjman presyon pou chak 100m Longè | Efè sou Max Run Length |
| Difisil 0.5% | −0.0049 MPa | Diminye longè maksimòm pa ~ 15-20% |
| Difisil 1% | -0.0098 MPa | Diminye longè maksimòm pa ~ 30-40% |
| Flat | 0 | Sèvi ak longè max kalkile |
| Desandan 0.5% | +0.0049 MPa | Ogmante longè maksimòm pa ~ 15-20% |
| Desandan 1% | +0.0098 MPa | Ogmante longè maksimòm pa ~ 30-40% |
Travay Egzanp 3: Kisa k ap pase presyon sou yon pant 1%?
Bay:16mm kasèt, 1.38 L / h emèt, 30cm espas, 150m lateral, 0.1 MPa inlet
| Kondisyon | Pèt friksyon | Chanjman Elevasyon | Chanjman Presyon Filè | Presyon ke | Vèdik |
| Flat | 0.050 MPa | 0 | -0.050 MPa | 0.050 MPa | Nan limit |
| Difisil 1% | 0.050 MPa | +0.015 MPa | -0.065 MPa | 0.035 MPa | Echwe |
| Desandan 1% | 0.050 MPa | −0.015 MPa | -0.035 MPa | 0.065 MPa | Pase ak maj |
Sou yon pant monte 1%, menm 150m lateral la desann a 0.035 MPa nan ke - byen anba minimòm 0.05 MPa. Ou ta bezwen diminye lateral la a apeprè 100m oswa chanje nan kasèt 22mm.
Sou yon pant desann 1%, ogmantasyon nan elevasyon pasyèlman konpanse pèt friksyon, ak presyon ke a se yon konfòtab 0.065 MPa. Ou ta ka pwolonje lateral sa a apeprè 200m anvan ou frape limit presyon an.
FAQ: 5 erè komen nan degoute tep idwolik konsepsyon
Poukisa ou pa ta dwe fè konfyans to koule nominal la sou fèy espèk la
+
-
Koule nominal la sou yon fèy espesifikasyon pwodwi aplike nan egzakteman yon presyon. Yon emeteur 1.38 L / h nan tèt 10m delivre sèlman 1.07 L / h nan tèt 6m. Si konsepsyon ou a sipoze 1.38 L / h toupatou, ou pral surestime livrezon dlo jiska 22% nan fen ke.
Ranje:Toujou kalkile koule aktyèl la nan presyon ke-fen an lè l sèvi avèk q=k × H^x.
Kisa k ap pase lè w sote faktè Christiansen F-
+
-
Yon lateral 150m ak 500 emeteur gen yon pèt friksyon ki se sèlman 35% nan sa ou ta kalkile an sipoze plen koule sou tout longè a. Si w omite faktè F-la, sa vle di pèt friksyon an plis pase ~3×, sa ki ka mennen w sou gwo tiyo san nesesite - oswa vin pi mal, ba w yon fo sans konfyans paske ou panse pèt la se gwo epi ou "kontab pou li."
Ranje:Aplike F=0.35 pou nenpòt lateral ki gen plis pase 20 emèt.
Poukisa koyefisyan Blasius estanda (a=0.3164) pa bon pou kasèt degoute
+
-
Mens-kasèt degoute miray ak labirent kontinyèl oswa emeteur plat gen pi gwo friksyon pase tiyo lis rijid. Rechèch ki pibliye yo montre yon=0.3225–0.3442 pou kasèt ki gen miray mens- ak labirent kontinyèl [1]. Sèvi ak 0.3164 souzèstime pèt friksyon pa 2-8%.
Ranje:Sèvi ak yon=0.33 pou kasèt degoute plat-lè lè done tès espesifik pa disponib.
Poukisa pèt friksyon pou kont li pa rakonte tout istwa a
+
-
Friksyon se sèlman yon eleman nan chanjman presyon sou yon lateral. Elevasyon ka ajoute oswa soustraksyon menm jan. Sou tèren aksidante, inyore elevasyon ka lakòz echèk sistèm nan pwen wo yo oswa inondasyon nan pwen ki ba yo.
Ranje:Chanjman presyon total=pèt friksyon ± chanjman elevasyon. Toujou mete tou de.
Poukisa C=150 twò optimis pou kasèt degoute
+
-
C=150 apwopriye pou nouvo kouran PVC lis. Li twò optimis pou lateral tep degoute, ki gen emèt entèn ak (nan ka mens-tep ki gen miray ranpa) -seksyon transvèsal ki defòme anba presyon. Sèvi ak C=150 souzèstime pèt friksyon pa 10–15% konpare ak Darcy-Weisbach ak koyefisyan Blasius korije.
Ranje:Sèvi ak C=130 pou yon estimasyon H-W konsèvatif, oswa pi byen toujou, sèvi ak Darcy-Weisbach.
Referans rapid: Rezime fòmil kle yo
| Sa Ou Bezwen | Fòmil | Paramèt kle |
| Emetè koule nan nenpòt presyon | q = k × H^x | k soti nan karakteristik nominal; x ≈ 0.5 pou emeteur ajite |
| Pèt friksyon (Darcy{0}}Weisbach) | hf=f × (L/D) × (v²/2g) × F | f=a/Re^0.25; yon ≈ 0.33; F ≈ 0.35 |
| Pèt friksyon (Hazen-Williams) | hf=10.67 × L × Q^1.852 / (C^1.852 × D^4.87) | C=130–140 pou tep degoute |
| Chanjman presyon elevasyon | ΔP=±0.0098 MPa pou chak 1m elevasyon | +monte, −desann |
| Friksyon admisib pou varyasyon koule 10%. | hf_allowable ≈ 0.20 × H_inlet | Sipoze x ≈ 0.5 |
Referans
1. Reti, C. et al. "Pèt tèt nan mens-Kasèt degoute miray ak labirent kontinyèl."Dlo(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 "Konsiderasyon idwolik pou sistèm Mikroirrigasyon Citrus." Ekstansyon UF/IFAS, Piblikasyon CH156. Link
4.Dripmax Silver Drip Tape Done Teknik. Link
5.Rivulis T-Tape Drip Tape Nonmen Pwodwi ak Kalkil Koule. Link
6.Bagarello, V. et al. "Etid eksperimantal sou rezistans koule nan ti -tiyo plastik dyamèt."Journal of Jeni irigasyon ak drenaj, 1997.