Расчетные параметры насадок локальной мелкоструйной низконапорной оросительной сети для условий закрытого грунта

Рисунок 2 Ї Схема разводки трубопроводов оросительной сети на S=1,0га

В связи с тем, что выпуск поливной воды производится в атмосферу, величина напора перед водовыпуском равна:

(1)

где Ї скоростной напор на выходе из водовыпуска;

Їпотери напора в водовыпуске от сечения «0-0» до сечения «2-2».

В случае когда,

(2)

величина напора равна:

(3)

где Їплощадь поперечного сечения в сечении 0-0;

Їплощадь поперечного сечения в сечении 2-2.

Величина потерь напора определяется из уравнения:

водовыпуск оросительный гидравлический сопротивление

(4)

где Їсоответственно потери напора в насадке, внезапном расширении от сечения , до ₂ и в шланге, выраженные через скорость V₀ в горловине насадки.

Известно, что потери напора в насадке определяется по зависимости:

(5)

где Їкоэффициент гидравлического сопротивления в насадке.

Выразим через коэффициент расхода водовыпуска µ:

(6)

Известно, что:

(7)

Тогда из уравнений (6, 7) имеем:

(8)

Из выражения (8) получаем:

(9)

Тогда :

(10)

Потери напора на внезапное расширение определяются по зависимости:

(11)

где Їкоэффициент гидравлического сопротивления на внезапное расширение.

В случае если

(12)

Отсюда получаем:

(13)

Потери в шланге определяются по зависимости:

(14)

где Їкоэффициент гидравлического сопротивления шланга.

Для окончательного расчета определяются потери напора и скорость истечения воды из водовыпуска:

(15)

Тогда величина напора определяется по уравнению:

(16)

Получаем:

(17)

Где - коэффициенты гидравлического сопротивления водовыпуска;

h - величина напора в голове клетки, перед распределительным трубопроводом, м.

(18)

(19)

Имея значения и величины коэффициентов гидравлических сопротивлений можно определить теоретический расход насадки:

(20)

Данная методика расчета позволяет определять теоретический расход водовыпуска при локальном низконапорном орошении и является основанием для применения конструкции водовыпуска. Опытное определение коэффициентов гидравлических сопротивлений позволит с высокой степенью точности определять фактический расход, как всей системы, так и расход каждого водовыпуска.

Из вышеперечисленных уравнений (10, 18, 19) определяются величины По формулам рассчитаны теоретические коэффициенты расходов и гидравлических сопротивлений, рассмотренных водовыпусков (таблица 1). Из этого видно, что максимальную скорость вода имеет при выходе из конически расходящегося насадка, имеющего максимальное значение коэффициента расхода µ, минимальное значение коэффициента гидравлического сопротивления , а следовательно минимальные потери напора и максимальный расход. Из вышеизложенного и на основании анализа к дальнейшим исследованиям принимается цилиндрический насадок (рисунок 3), как наиболее простой в изготовлении и имеющий, при напорах от 0,8 до 1,5м расход, приближенный к расходам капельных систем орошения.

Рисунок - 3 Схема водовыпуска для локального низконапорного орошения с цилиндрическим выводным отверстием

Таблица 1 - ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ РАСХОДОВ И ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СОПРОТИВЛЕНИЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО ВОДОВЫПУСКА

Таблица 2 - ЗАВИСИМОСТИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ

Сравнение опытных и расчетных значений расходов и гидравлических сопротивлений для цилиндрического насадка (таблица 3).

Таблица 3 - ОПЫТНЫЕ И РАСЧЕТНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВОДОВЫПУСКА С ЦИЛИНДРИЧЕСКИМ НАСАДКОМ

В результате сравнения расчетных и опытных данных видно, что наибольшее расхождение в значениях скорости 17,3% получено при минимальных значениях расходов 3,56 и 3,2 л/час и минимальном диаметре отверстия насадки - 0,8 мм. По сравнительным данным (см. табл. 3) видно, что при увеличении диаметра отверстия до 1,2 мм расчетные величины расходов удовлетворительно совпадают с опытными и составляют соответственно 3,98 и 3,70 л/час.

По полученным экспериментальным зависимостям определены гидравлические параметры сети, рассчитан расход и диаметры распределительных трубопроводов с изменяющимся диаметром.