Kā aprēķināt pilināmās lentes plūsmas ātrumu un spiediena zudumu

Ⅰ. Kā aprēķināt pilošās lentes emitētāja plūsmas ātrumu pie jebkura spiediena?

Ne{0}}spiedienu-kompensējošie pilienu lentes emitētāji ievēro emitera izlādes vienādojumu:q = k × H^x

Eksponentsxnorāda, cik jutīga ir plūsma pret spiediena izmaiņām:

Lielākā daļa plakano{0}}izstarotāju unlabirinta pilienu lentesiekrist turbulentā diapazonā arx ≈ 0.47–0.57. Pētījumā par sešām komerciālām pilināšanas lentēm tika konstatēts, ka vidējais x ir 0,486.Aplēses nolūkos, ja ražotāja k un x vērtības nav publicētas,x = 0.5ir saprātīgs noklusējums turbulentas{0}}plūsmas pilienu lentes emitētājiem, un k var tikt aprēķināts atpakaļ-no nominālā plūsmas ātruma pie nominālā spiediena.

Nostrādātais 1. piemērs: cik daudz plūsma samazinās pie zemāka spiediena?

Ņemot vērā:

plakana emitētāja pilienu lente, nominālais plūsmas ātrums: 1,38 l/h pie 0,1 MPa (≈10,2 m)

Pieņemtais x=0.5 (turbulents izstarotājs)

1. darbība Atpakaļ-aprēķiniet k:

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

2. darbība Aprēķiniet plūsmu pie 0,06 MPa (≈6,1 m).

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

Tas ir a22% kritumsno nominālā 1,38 l/h - tikai no darbības ar 60% no nominālā spiediena.

Kādu plūsmas ātrumu jūs iegūsit pie dažādiem spiedieniem?

Izmantojot to pašu atpakaļ{0}}aprēķinu metodi (x=0.5) plakanās emitētāja pilināmās lentes specifikācijām:

Ⅱ. Kā aprēķināt berzes zudumu pilienu lentes sānu daļās?

Darcy{0}}Veisbaha vienādojums ir standarts, lai aprēķinātu berzes galvas zudumus caurulēs:hf=f × (L/D) × (v²/2g)

⒈ Berzes koeficients plānai{0}}sienu pilošajai lentei

Lai nodrošinātu vienmērīgu turbulentu plūsmu maza-diametra plastmasas caurulēs (4000 < Re < 100 000), berzes koeficients tiek aprēķināts, izmantojot Blasius-tipa vienādojumu:f=a / Re^0,25

kur Re=vD/υ (Reinoldsa skaitlis) un υ=ūdens kinemātiskā viskozitāte (1,01 × 10⁻⁶ m²/s pie 20 grādiem).

Koeficients a ir atkarīgs no caurules veida:

Nepārtrauktais labirints, kas metināts plānās -sienu pilienu lentes iekšpusē, palielina berzi, nekā paredz gludās{1}}caurules formulas. Ja nav pieejami konkrēti testa dati, ieteicams izmantot=0.33 kā konservatīvu vidējo vērtību plakanai-izstarotāja pilienu lentei.

⒉ Christiansen F{0}}faktors vairākām tirdzniecības vietām

Sānu pilienu lente nav vienkārša caurule, tai ir vienmērīgi izvietotas izplūdes atveres, kas izplūst visā garumā. Christiansen samazināšanas faktors to nosaka:hf_actual=F × hf_full_flow.Jebkurai sānu malai ar vairāk nekā ~ 20 emitētājiem F ≈ 0,35 ir droša vērtība.

Nostrādātais 2. piemērs: Pilnas berzes zuduma aprēķins

Ņemot vērā:

16 mm plakana emitera pilienu lente

Sienas biezums: 0,2mm; paredzamais iekšējais diametrs: 15,6 mm (0,0156 m)

Izstarotāja plūsmas ātrums: 1,38 l/h 10 m augstumā

Izstarotāju atstatums: 30 cm (0,3 m)

Garums sānis: 150m

Ieplūdes spiediens: 0,1 MPa (10,2 m augstumā)

Reljefs: līdzens (0% slīpums)

Ūdens temperatūra: 20 grādi

1. darbība: kopējais emitētāju skaits:

N = 150 / 0.3 = 500 izstarotāji

2. darbība: kopējais sānu plūsmas ātrums (pieņemot, ka visi emitētāji ir nominālajā plūsmā):

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

Patiesībā plūsmas ātrums samazinās gar sāniem, samazinoties spiedienam. Ieplūdes plūsmas ātruma izmantošana ir konservatīva un standarta prakse sākotnējā projektēšanā.

3. darbība: plūsmas ātrums pie ieplūdes:

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

4. darbība: Reinoldsa numurs:

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

Tas ir vienmērīgā turbulentā diapazonā (4000 < Re < 100 000), tāpēc tiek piemērots modificēts Blāzija vienādojums.

5. darbība: berzes koeficients (= 0.33 plakanai-izstarotāja lentei):

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

6. darbība. Pilns -plūsmas berzes zudums (bez izplūdes atveres korekcijas):

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

7. darbība. Izmantojiet Christiansen F-faktoru (N=500, F=0.35):

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

8. darbība: spiediens astes galā:

P_aste=10.2 - 5.08 =5.12 m ≈ 0,050 MPa

Spriedums:Gala spiediens 0,050 MPa ir atbilstošs minimālajam ieteicamajam darba spiedienam plakanā emitera pilienu lentei (0,05 MPa) [3]. 150 m šis sāns ir sasniedzis tā projektēšanas robežu. Jebkurš papildu zudums no armatūras, filtriem vai pacēluma nospiedīs astes galu zem specifikācijas.

Kas mainās pie 120m?Skrienot to pašu aprēķinu 120 m:

• N = 400, Q = 0.000154 m³/s
• hf_actual =3.25 m(0,032 MPa)
• P_aste=10.2 - 3.25=6.95 m (0,068 MPa) → ērta mala

Ⅲ. Kad izmantot Hazen{1}}Williams, lai novērstu pilienu lentes berzi?

Heizena{0}}Viljamsa vienādojums ir vienkāršāks un plaši izmantots apūdeņošanas projektēšanā:hf=10.67 × L × Q^1,852 / (C^1,852 × D^4,87)

Polietilēna pilienu lentei C vērtības literatūrā svārstās no 130 līdz 150. UF/IFAS paplašinājums izmanto C=130 ¾- collu daudzām sānu līnijām pilienveida apūdeņošanas aprēķinos.

Darcy{0}}Weisbach pret Hazen-Williams: kura berzes zuduma formula ir precīzāka pilēšanas lentei?

Izmantojot tos pašus parametrus kā 2. piemērā (16 mm lente, 1,38 l/h, 30 cm atstatums, 150 m, ieplūdes plūsma 0,192 l/s, diametrs=0.0156 m):

Līdzņemšanai:Hazen-Williams ar C=140–145 tuvina Darcy-Weisbach rezultātu ±5% robežās šim scenārijam. C=150 ir pārāk optimistisks. C=130 nodrošina piesardzīgu aprēķinu. Lai izveidotu galīgo dizainu, vienmēr pārbaudiet ar Darcy{10}}Weisbach, izmantojot modificēto Blāzija koeficientu.

Ⅳ. Cik ilgi var palaist pilināmo lenti sāniski?

Galvenais dizaina ierobežojums pilienu lentes sānu daļām irplūsmas variācija- starpība starp augstāko un zemāko emitētāja plūsmas ātrumu vienā sānā nedrīkst pārsniegt 10% (saskaņā ar ISO un Ķīnas valsts standartu GB/T 50485).

• Turbulentiem emitētājiem ar x ≈ 0,5 10 % plūsmas izmaiņas atbilst aptuveni 20 % spiediena svārstībām (jo Δq/q ≈ x × ΔH/H). Tas nozīmē:Pieļaujamā spiediena svārstība=±10% no ieplūdes galvas
• Sānu uz līdzena reljefa visas spiediena izmaiņas rodas berzes zuduma dēļ, tāpēc:hf_allowable ≈ 0,20 × H_inlet

Kāds ir maksimālais pilināšanas lentes garums pēc plūsmas ātruma un atstatuma?

Nākamajā tabulā ir parādīts aptuvenais maksimālais darbības garums plakanā emitētāja pilienu lentei līdzenā reljefā, pieņemot, ka plūsmas izmaiņas ir 10% (spiediena svārstības 20%) un ieplūdes spiediens ir 10 m. Aprēķināts, izmantojot Darcy-Weisbach ar=0.33 un Christiansen F=0.35.

16 mm lente (aptuvenais ID: 15,6 mm):

22 mm lente (aptuvenais ID: 21,4 mm):

Ⅴ. Kā slīpums ietekmē pilināšanas lentes spiedienu?

Paaugstinājuma izmaiņas pieskaita vai atņem pieejamo spiedienu katrā punktā gar sāniem:ΔH_augstums=± Δz

kur Δz ir augstuma izmaiņas (pozitīvs kalnup, negatīvs lejup). Spiediena izmaiņas MPa uz 10 m augstuma izmaiņām ir:ΔP=0.098 MPa uz 10 m augstumu

Vai līdzvērtīgi:1 m pacēlums=0.0098 MPa=0.1 bārs ≈ 1,42 PSI

Praktiska ietekme uz skrējiena garumu

Nostrādāts 3. piemērs: Kas notiek ar spiedienu uz 1% slīpumu?

Ņemot vērā:16 mm lente, 1,38 l/h izstarotāji, 30 cm atstatums, 150 m sāniski, 0,1 MPa ieplūde

Bieži uzdotie jautājumi: 5 biežāk pieļautās kļūdas lentes hidrauliskajā dizainā

Ātrā uzziņa: galveno formulu kopsavilkums

Atsauces

1. Reti, C. et al. "Galvas zudums plānās{2}}sienu līmlentēs ar nepārtrauktu labirintu."Ūdens(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. Saite

3. Zazueta, FS "Hidrauliskie apsvērumi citrusaugļu mikroapūdeņošanas sistēmām". UF/IFAS paplašinājums, publikācija CH156. Saite

4.Dripmax Silver Drip Tape Tehniskie dati. Saite

5.Rivulis T{0}}lentes pilienu lentes produkta nosaukumu piešķiršana un plūsmas aprēķins. Saite

6.Bagarello, V. et al. "Eksperimentāls pētījums par plūsmas pretestību mazā{2}} diametra plastmasas caurulēs."Apūdeņošanas un drenāžas inženierijas žurnāls, 1997.