Дрип тракапротокигубитак притискасу два броја која одлучују да ли је вашсистем за наводњавање кап по каписпоручује уједначену воду или оставља суве тачке на крају репа. Када димензионирате систем, морате тачно да знате колико воде сваки емитер испоручује и колико притиска губите током трчања.
Зашто је ваша калкулација протока траке вероватно погрешна?
Три грешке се појављују изнова и изнова у хидрауличном дизајну траке:
1. Коришћење Хазен-Вилијамсове једначине са Ц=150.Тај коефицијент је калибрисан за чврсте ПВЦ мреже.Танка{0}}трака за капањеса континуалним лавиринтским струјним путевима има мерљиво већи фактор трења. Истраживање објављено уВода(МДПИ) је тестирао две комерцијалне траке са танким{0}}зидовима и открио да би Блазијусов коефицијент требало да будеа=0.3225 до 0,3442, није стандардни 0,3164 који се користи за глатке круте цеви. Коришћење вредности из уџбеника потцењује губитак трења до 8%.
2. Игнорисање Цхристиансеновог фактора редукције.Бочна трака за капање има десетине или стотине излаза. Вода излази из цеви на сваком емитеру, тако да се проток смањује дуж дужине. Ако израчунате губитак због трења као да пуни улазни ток путује целом дужином, преценићете за фактор 2–3. Кристијансенов Ф-фактор то исправља.
3. Коришћење номиналног протока без узимања у обзир варијације притиска.Емитери за капајућу траку (не-тип компензације-притиска) прате к=к × Х^к. Емитер од 1,38 Л/х на висини од 10 м ће испоручити само око 1,07 Л/х на висини од 6 м - пад од 22%. „Називни“ проток се примењује само при једном специфичном притиску.
Ⅰ. Како израчунати брзину протока емитера траке за капање при било ком притиску?
Емитери траке без{0}}притиска{1}}компензације капања прате једначину пражњења емитера:q = k × H^x
| Симбол | Значење | Јединица |
| q | Брзина протока емитера | L/h |
| k | Коефицијент пражњења (одређен геометријом емитера) | - |
| H | Радна глава притиска | м воде |
| x | Експонент емитера (индикатор режима протока) | - |
Експонентxговори колико је проток осетљив на промене притиска:
| к вредност | Режим протока | Шта то значи |
| 0.0–0.2 | Компензација{0}}притиска | Проток се једва мења са притиском |
| 0.4–0.6 | Турбулентно (већина трака капања) | Проток се мења отприлике као √Х |
| 0.7–1.0 | Ламинарна или дуга{0}}пута | Проток је веома{0}}осетљив на притисак |
Најјачи{0}}емитер илавиринтне траке за капањепада у турбулентни опсег саx ≈ 0.47–0.57. Студија од шест комерцијалних трака за капање открила је средњу вредност к од 0,486.За потребе процене када к и к вредности произвођача нису објављене,x = 0.5је разумна подразумевана вредност за турбулентне-капајуће емитере траке, а к се може вратити-израчунати из номиналног протока при називном притиску.
Радни пример 1: Колико пада проток при нижем притиску?
Дато:
равна емитерска трака за капање, номинални проток: 1,38 Л/х на 0,1 МПа (≈10,2 м глава)
Претпостављено к=0.5 (турбулентни емитер)
Корак 1 Назад-израчунајте к:
k = q / H^x = 1.38 / 10.2^0.5 = 1.38 / 3.194 = 0.432
Корак 2 Израчунајте проток на 0,06 МПа (≈6,1 м главе):
q = 0.432 × 6.1^0.5 = 0.432 × 2.470 = 1.07 L/h
То је а22% падод номиналних 1,38 Л/х - само од рада на 60% називног притиска.
Коју брзину протока ћете добити при различитим притисцима?
Користећи исту методу израчунавања назад{0}} (к=0.5) за спецификације траке за капање равног емитера:
|
Номинални проток @ 10м главе |
к (процењено) | 4м глава | 6м глава | 8м глава | 10м главе | 12м глава | 15м глава |
| 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 |
Напомена: к вредности су процењене на основу номиналних спецификација под претпоставком да к=0.5. Стварне вредности могу да се разликују за ±5–10% у зависности од геометрије емитера. Када је доступно, увек користите -коефицијенте к и к које је објавио произвођач.
Ⅱ. Како израчунати губитак трења у бочним тракама?
Дарси{0}}Вајсбахова једначина је стандард за израчунавање губитка главе услед трења у цевима:хф=ф × (Л/Д) × (в²/2г)
| Симбол | Значење | Јединица |
| хф | Губитак главе од трења | m |
| f | Дарси-Вајсбах фактор трења | бездимензионални |
| L | Дужина цеви | m |
| D | Унутрашњи пречник | m |
| v | Брзина протока | m/s |
| g | Гравитационо убрзање (9,81) | m/s² |
⒈ Фактор трења за траку за капање са танким-стинама
За глатко турбулентно струјање у пластичним цевима малог -пречника (4.000 < Ре < 100.000), фактор трења се израчунава помоћу Блазијус-једначине типа:ф=а / Ре^0.25
где је Ре=вД/υ (Реинолдсов број), и υ=кинематичка вискозност воде (1,01 × 10⁻⁶ м²/с на 20 степени).
Коефицијент а зависи од типа цеви:
| Тип цеви/траке | вредност | Извор |
| Стандардна глатка чврста цев | 0.3164 | Бласиус (оригинал) |
| ПЕ цев малог{0}}пречника (12–25 мм) | 0.300–0.302 | Багарелло ет ал.; Фриззоне ет ал. |
| Турбо трака (непрекидни лавиринт) | 0.3442 | Рети и др. |
| Сребрна трака за капање (непрекидни лавиринт) | 0.3225 | Рети и др. |
| Равна{0}}трака са емитером (процена) | 0.32–0.34 | Инжењерска процена |
Непрекидни лавиринт заварен унутар траке са танким{0}}стинама повећава трење изнад онога што предвиђају формуле глатких{1}}цеви. Коришћење=0.33 као конзервативне средње вредности за равну-окапајућу траку од емитера препоручује се када специфични подаци теста нису доступни.
⒉ Кристијансен Ф-Фактор за више продајних места
Бочна трака за капање није обична цев, она има равномерно распоређене излазе који испуштају ток дуж дужине. Кристијансенов фактор редукције објашњава ово:хф_ацтуал=Ф × хф_фулл_флов.За било коју бочну страну са више од ~20 емитера, Ф ≈ 0,35 је сигурна вредност.
| Број утичница (Н) | F |
| 1 | 0.500 |
| 5 | 0.381 |
| 10 | 0.364 |
| 20 | 0.352 |
| 50 | 0.350 |
| 100+ | 0.350 |
Радни пример 2: Прорачун пуног губитка због трења
Дато:
16мм равна емитерска трака за капање
Дебљина зида: 0,2 мм; процењени унутрашњи пречник: 15,6 мм (0,0156 м)
Брзина протока емитера: 1,38 Л/х на 10 м висине
Размак емитера: 30 цм (0,3 м)
Бочна дужина: 150м
Улазни притисак: 0,1 МПа (10,2 м глава)
Терен: раван (0% нагиб)
Температура воде: 20 степени
Корак 1: Укупан број емитера:
N = 150 / 0.3 = 500 емитера
Корак 2: Укупан бочни проток (под претпоставком да сви емитери имају називни проток):
К_тотал=500 × 1.38=690 Л/х =0.000192 m³/s
У стварности, брзина протока опада дуж бочне стране како притисак пада. Коришћење улазног протока је конзервативна и стандардна пракса за почетни дизајн.
Корак 3: Брзина протока на улазу:
v = 4Q / (πD²) = 4 × 0.000192 / (π × 0.0156²) = 1.00 m/s
Корак 4: Рејнолдсов број:
Ре=вД/υ=1.00 × 0,0156 / (1,01 × 10⁻⁶) =15,446
Ово је у глатком турбулентном опсегу (4.000 < Ре < 100.000), тако да се примењује модификована Блазијусова једначина.
Корак 5: Фактор трења (= 0.33 за равну-емитерску траку):
f = 0.33 / 15446^0.25 = 0.33 / 11.16 = 0.0296
Корак 6: Пуни-губитак због трења (без корекције излаза):
хф_рав=0.0296 × (150 / 0,0156) × (1,00² / 19,62)=0.0296 × 9615 × 0.0510 =14.50 m
Корак 7: Примените Цхристиансен Ф-фактор (Н=500, Ф=0.35):
хф_ацтуал=0.35 × 14.50 =5.08 m ≈ 0,050 МПа
Корак 8: Притисак на задњем крају:
П_реп=10.2 - 5.08 =5.12 m ≈ 0,050 МПа
Пресуда:Притисак на крају{0}}од 0,050 МПа је тачно на минималном препорученом радном притиску за равну емитерску траку која капа (0,05 МПа) [3]. На 150м, ова бочна је на граници пројектовања. Сваки додатни губитак због фитинга, филтера или надморске висине ће гурнути задњи крај испод спецификације.
Шта се мења на 120м?Трчање истог прорачуна за 120м:
- N = 400, Q = 0.000154 m³/s
- хф_ацтуал =3.25 m(0,032 МПа)
- П_реп=10.2 - 3.25=6.95 м (0,068 МПа) → удобна маргина
Ⅲ. Када користити Хазен-Виллиамс за губитак трења траке?
Хазен{0}}Вилијамсова једначина је једноставнија и широко се користи у дизајну наводњавања:хф=10.67 × Л × К^1,852 / (Ц^1,852 × Д^4,87)
| Симбол | Значење | Јединица |
| хф | Губитак главе | m |
| L | Дужина цеви | m |
| Q | Брзина протока | L/s |
| C | Хазен-Вилијамсов коефицијент храпавости | бездимензионални |
| D | Унутрашњи пречник | m |
За полиетиленску траку кап по кап, вредности Ц у литератури се крећу од 130 до 150. УФ/ИФАС екстензија користи Ц=130 за поли бочне линије од ¾- инча у прорачунима наводњавања кап по кап.
Дарси-Вајсбах против Хазена-Вилијамс: Која је формула за губитак трења прецизнија за траку која се капља?
Користећи исте параметре као у Примеру 2 (16 мм трака, 1,38 Л/х, размак 30 цм, 150 м, улазни проток 0,192 Л/с, Д=0.0156 м):
| Метод | хф (м) | репни притисак (МПа) | Амтдле тдентхоусе |
| Дарци-Веисбацх (а=0.33) | 5.08 | 0.050 | Баселине |
| Хазен{0}}Вилијамс (Ц=150) | 4.35 | 0.057 | −14,4% (потцењује) |
| Хазен{0}}Вилијамс (Ц=140) | 4.80 | 0.053 | −5.5% |
| Хазен{0}}Вилијамс (Ц=130) | 5.36 | 0.047 | +5.5% (прецене) |
за понети:Хазен-Вилијамс са Ц=140–145 приближава резултат Дарсија-Вајсбаха у оквиру ±5% за овај сценарио. Ц=150 је превише оптимистичан. Ц=130 даје конзервативну процену. За коначни дизајн, увек проверите код Дарци{10}}Веисбацха користећи модификовани Блазијус коефицијент.
Ⅳ. Колико дуго можете да користите траку за капање бочно?
Кључно ограничење дизајна за бочне траке јеваријација протока- разлика између највећег и најнижег протока емитера на једној бочној страни не би требало да пређе 10% (по ИСО и кинеском националном стандарду ГБ/Т 50485).
- За турбулентне емитере са к ≈ 0,5, варијација протока од 10% одговара приближно 20% варијацији притиска (пошто Δк/к ≈ к × ΔХ/Х). то значи:Дозвољена варијација притиска=±10% улазне главе
- За бочно на равном терену, цела варијација притиска долази од губитка трења, тако да:хф_алловабле ≈ 0,20 × Х_инлет
Која је максимална дужина траке за капање према брзини протока и размаку?
Следећа табела приказује процењене максималне дужине рада за равну емитерску траку за капљање на равном терену, уз претпоставку 10% варијације протока (20% варијације притиска) и улазног притиска од 10м висине. Израчунато коришћењем Дарци-Веисбацха са=0.33 и Цхристиансен Ф=0.35.
Трака од 16 мм (процењени ИД: 15,6 мм):
| Емиттер Флов | Размак | Максимална дужина трчања | Број емитера |
| 0.8 L/h | 20цм | 254m | 1270 |
| 0.8 L/h | 30цм | 327m | 1090 |
| 1.38 L/h | 20цм | 135m | 675 |
| 1.38 L/h | 30цм | 174m | 580 |
| 2.0 L/h | 20цм | 93m | 465 |
| 2.0 L/h | 30цм | 120m | 400 |
Трака од 22 мм (процењени ИД: 21,4 мм):
| Емиттер Флов | Размак | Максимална дужина трчања | Број емитера |
| 0.8 L/h | 20цм | 468m | 2340 |
| 0.8 L/h | 30цм | 603m | 2010 |
| 1.38 L/h | 20цм | 249m | 1245 |
| 1.38 L/h | 30цм | 321m | 1070 |
| 2.0 L/h | 20цм | 171m | 855 |
| 2.0 L/h | 30цм | 220m | 733 |
Верификација:Ове вредности су у складу са -објављеним подацима о максималној дужини трајања за упоредиве производе са траком. На пример, Дрипмак Силвер Дрип трака (16 мм, 0,4 Л/х, размак од 30 цм) наводи 371 м при варијацији протока од 10% и улазу од 1,0 бара. Наша израчуната вредност за нижи проток (0,8 Л/х у односу на . 0.4 Л/х) при истом пречнику је краћа, што је и очекивано јер веће брзине протока по емитеру са ближим размаком производе више трења.
Напомена:Све вредности претпостављају раван терен. Погледајте следећи одељак за подешавања нагиба.
Ⅴ. Како нагиб утиче на притисак траке?
Промене надморске висине додају или одузимају од расположивог притиска у свакој тачки дуж бочне стране:ΔХ_елевација=± Δз
где је Δз промена надморске висине (позитивно за узбрдо, негативно за низбрдо). Промена притиска у МПа на 10м промене надморске висине је:ΔП=0.098 МПа по 10м надморске висине
Или еквивалентно:1м надморске висине=0.0098 МПа=0.1 бар ≈ 1,42 ПСИ
Практични утицај на дужину трчања
| Нагиб | Промена притиска на 100м дужине | Утицај на максималну дужину трчања |
| Узбрдо 0,5% | −0,0049 МПа | Смањите максималну дужину за ~15–20% |
| узбрдо 1% | −0,0098 МПа | Смањите максималну дужину за ~30–40% |
| Стан | 0 | Користите израчунату максималну дужину |
| низбрдо 0,5% | +0.0049 МПа | Повећајте максималну дужину за ~15–20% |
| низбрдо 1% | +0.0098 МПа | Повећајте максималну дужину за ~30–40% |
Радни пример 3: Шта се дешава са притиском на нагибу од 1%?
Дато:16мм трака, 1,38 Л/х емитери, 30цм размак, 150м бочно, 0,1 МПа улаз
| Стање | Губитак трења | Промена надморске висине | Промена нето притиска | Таил Прессуре | Пресуда |
| Стан | 0,050 МПа | 0 | −0,050 МПа | 0,050 МПа | На граници |
| узбрдо 1% | 0,050 МПа | +0.015 МПа | −0,065 МПа | 0,035 МПа | Фаилс |
| низбрдо 1% | 0,050 МПа | −0,015 МПа | −0,035 МПа | 0,065 МПа | Пролази са маргином |
На падини од 1% узбрдо, истих 150м бочно пада на 0,035 МПа на репу - знатно испод минимума од 0,05 МПа. Мораћете да скратите бочну страну на отприлике 100м или да пређете на траку од 22мм.
На падини од 1% низбрдо, повећање висине делимично надокнађује губитак трења, а притисак у репу је угодних 0,065 МПа. Можете проширити ово бочно на приближно 200м пре него што достигнете границу притиска.
Често постављана питања: 5 уобичајених грешака у хидрауличном дизајну траке
Зашто не бисте требали вјеровати номиналној брзини протока у спецификацији
+
-
Називни проток на листи спецификација производа примењује се на тачно једном притиску. Емитер од 1,38 Л/х на висини од 10 м даје само 1,07 Л/х на висини од 6 м. Ако ваш дизајн претпоставља 1,38 Л/х свуда, преценићете испоруку воде за до 22% на крају.
Поправи:Увек израчунајте стварни проток на крајњем-притиску користећи к=к × Х^к.
Шта се дешава када прескочите Цхристиансенов Ф-фактор
+
-
Бочно од 150м са 500 емитера има губитак трења који је само 35% онога што бисте израчунали под претпоставком пуног протока дуж целе дужине. Изостављање Ф-фактора прецењује губитак због трења за ~3×, што може да вас наведе да непотребно предимензионирате цеви - или још горе, даје вам лажни осећај самопоуздања јер мислите да је губитак огроман и да сте га „обрачунали“.
Поправи:Примените Ф=0.35 за било коју бочну страну са више од 20 емитера.
Зашто је стандардни Блазијус коефицијент (а=0.3164) погрешан за траку за капљање
+
-
Танкозидне{0}}траке са непрекидним лавиринтом или равним емитерима имају веће трење од глатких чврстих цеви. Објављено истраживање показује=0.3225–0,3442 за траке са танким-зидовима са непрекидним лавиринтима [1]. Коришћење 0,3164 потцењује губитак трења за 2–8%.
Поправи:Користите=0.33 за равну-траку емитера када нису доступни специфични подаци о тестирању.
Зашто сам губитак трења не говори целу причу
+
-
Трење је само једна компонента промене притиска дуж бочне стране. Висина може додати или одузети исто толико. На брдовитом терену, игнорисање надморске висине може довести до кварова система на високим тачкама или поплаве на ниским тачкама.
Поправи:Укупна промена притиска=губитак због трења ± промена висине. Увек укључите обоје.
Зашто је Ц=150 превише оптимистичан за траку за капање
+
-
Ц=150 је погодан за нове, глатке ПВЦ мреже. Превише је оптимистично за бочне траке које имају унутрашње емитере и (у случају траке са танким{2}}зидовима)-пресеке који се деформишу под притиском. Коришћење Ц=150 потцењује губитак трења за 10–15% у поређењу са Дарци-Веисбацхом са коригованим Блазијусовим коефицијентима.
Поправи:Користите Ц=130 за конзервативну Х-В процену, или још боље, користите Дарци-Веисбацх.
Брза референца: Резиме кључних формула
| Шта Вам треба | Формула | Кључни параметри |
| Проток емитера под било којим притиском | q = k × H^x | к од номиналних спецификација; к ≈ 0,5 за турбулентне емитере |
| Губитак трења (Дарци-Веисбацх) | хф=ф × (Л/Д) × (в²/2г) × Ф | ф=а/Ре^0.25; а ≈ 0,33; Ф ≈ 0,35 |
| Губитак због трења (Хазен-Виллиамс) | хф=10.67 × Л × К^1,852 / (Ц^1,852 × Д^4,87) | Ц=130–140 за траку за капање |
| Промена притиска у висини | ΔП=±0,0098 МПа по 1м надморске висине | +узбрдо, −низбрдо |
| Дозвољено трење за 10% варијације протока | хф_алловабле ≈ 0,20 × Х_инлет | Претпоставља се да је к ≈ 0,5 |
Референце
1. Рети, Ц. ет ал. „Губитак главе у тракама са танким-капајућим зидовима са континуираним лавиринтом.“Вода(МДПИ), 2019. ПМЦ6925943
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. Линк
3. Зазуета, ФС "Хидрауличка разматрања за системе за микронаводњавање цитруса." УФ/ИФАС проширење, публикација ЦХ156. Линк
4.Технички подаци Дрипмак Силвер Дрип траке. Линк
5.Ривулис Т-Именовање производа и прорачун протока траке за капање. Линк
6.Багарелло, В. ет ал. „Експериментална студија о отпору протока у пластичним цевима малог-пречника.“Часопис за наводњавање и одводњавање, 1997.