vízáramlásról

A hidraulikus öntözőrendszer működésének két legfontosabb fogalma

Áramlás és nyomás

A vizet csöveken keresztül szállítják például öntözött telekre. Az alkalmazott öntözőrendszertől (csepegtető vagy öntöző) függően kisebb vagy nagyobb nyomásra lesz szükség a rendszer megfelelő működéséhez. Nézzük meg a hidraulikus öntözőberendezés működésének két legfontosabb fogalmát: az áramlást és a nyomást.

a) Áramlás

Az áramlás az a vízmennyiség, amely egy adott idő alatt áthalad egy felületen.

Ha Q áramlást, V térfogatot és t időt hívunk, akkor:

Általában a térfogatot literben, az időt másodpercben mérik, ezért az áramlást a következőkben fejeznék ki:

Van egy másik kifejezése az áramlásnak. Tegyük fel, hogy kör alakú csövön keresztül mérjük az áramlást. Az a vízmennyiség, amely egy adott idő alatt elhalad, henger alakú lesz, amelynek szakasza megegyezik a csőével (az S szakaszt négyzetméterben mérjük) és d hosszúsággal (méterben mérve):

A térfogat tehát megegyezik a henger térfogatával, vagyis:

V = S d

Ha most az [1] képlethez térünk, és helyettesítjük, akkor a következők lesznek:

De még mindig tehetünk még egy helyettesítést. Ez az egyenlet tartalmazza a víz által egy adott idő alatt megtett távolságot, amely nem más, mint a víz keringési sebessége, így írhatjuk:

Ahol v a vízkeringési sebesség méterben másodpercenként és S a cső szakasza négyzetméterben (m 2). Az áramlást ezért a következőkben fejezzük ki: Q = m 2 m/s = m 3/s

Ezért a csőben belül keringő áramlás a cső (szakasz) szélességétől és sebességétől függ. Minél több szakasz, annál nagyobb az áramlás; minél nagyobb a sebesség, annál nagyobb az áramlás is.

1. ábra A csőben belül keringő áramlási sebesség a cső szakaszától és a víz sebességétől függ. Q = S • v

Az áramlást liter/másodperc (l/s), liter/perc (l/perc) vagy liter/óra (l/h) értékkel fejezhetjük ki. Köbméter/óra (m 3/h) és köbméter/másodperc (m 3/s) is használatos.

Mindezek az egységek átalakíthatók egymásba. A következő konverziókat kell használnunk, hogy egyik egységről a másikra lépjünk:

I. táblázat: "Áramlási egységek átalakítása"

1. példa. Mekkora áramlás fog áramlani egy 200 milliméter átmérőjű csövön, ha a víz sebessége 1,5 m/s?

A számítási képlet Q = S · v. Az első dolog, amit tudnunk kell, a cső szakasza vagy területe. A szakasz kiszámításához a kör területére vonatkozó kifejezést használjuk: S = 3,1416 · sugár 2. Mivel a sugár az átmérő fele, a sugár = 200/2 = 100 milliméter; Ezerekre osztva méterekre költjük; r = 100/1000 = 0,1 méter. Ezért S = 3,1416 · 0,1 2 = 3,1416 · 0,1 · 0,1 = 0,031 m 2

Most alkalmazhatjuk a képletet; Q = S v = 0,031 m 2 1,5 m/s = 0,046 m 3/s; Például literenként percenként az I. táblázatot használjuk az áramlási egységek átalakításához:

Q = 0,04660,000 = 2,760 l/perc = 46 l/s

2. példa. Szeretnénk tudni, hogy a víz milyen sebességgel fog keringeni egy 90 mm átmérőjű csövön keresztül, amely 15 l/s áramot vezet.

A jól ismert Q = S · v képletből megoldjuk a sebességet. Vagyis v = Q/S

Az áramlást m 3/s-ra alakítjuk át az I. táblázat szerint:

15 l/s/1000 = 0,015 m 3/s

Most kiszámoljuk a cső szakaszát. A sugár 90/2 = 45 mm, ami méterekre átszámítva 0,045 m.

S = 3,1416 · 0,045 2 = 3,1416 · 0,045 · 0,045 = 0,0063 m 2

Most kiszámíthatjuk a víz sebességét:

v = Q/S = 0,015/0,0063 = 2,4 m/s

b) Nyomás

A nyomás az adott felületre ható erő. Ugyanaz az erő kisebb vagy nagyobb nyomást eredményezhet attól függően, hogy milyen felületen működik.

Tegyük fel, hogy 1000 kilogramm erő hat 100 négyzetcentiméter felületre. A felületre gyakorolt ​​nyomás:

P = F/S = 1000/100 = 10 kg/cm 2

Ha ugyanazt az erőt 20 cm 2 felületre alkalmazzuk, akkor a kifejtett nyomás a következő lesz:

P = F/S = 1000/20 = 50 kg/cm 2

Ezért amikor a nyomásról beszélünk, nem elég feltüntetni az erőt vagy a súlyt, hanem azt a felületet is meg kell jelölni, amelyen az erő vagy a súly működik.

Normál nyelven azonban rövidítve van, és például 5 "kiló" nyomásról beszél. Magától értetődik, hogy ez az 5 kg nyomás 1 négyzetcentiméter felületre hat, ezért körülbelül 5 kg/cm 2 .

A hidraulika leggyakrabban használt nyomásegységei:

  • atm (légkör), Bár, kg/cm 2, mca (méteres vízoszlop), kPa (kilopascal)

Ezek az egységek átalakíthatók egymásba, mivel:

1 atm = 1 bar = 1 kg/cm 2 = 10 mwc = 100 kPa

Vagyis ahhoz, hogy atmoszférából, bárból vagy kg/cm 2 -ből mca-ba kerülj, 10-tel kell megszorozni.

Ha az mca-ből atmoszférába akar lépni, bar vagy kg/cm 2, ossza el 10-vel.

3. példa. A szűrőállomás nyomásmérője 7 mwc értéket mutat. Ha manuális tisztítást kell végrehajtani, amikor a nyomásveszteség 0,6 bar, akkor meg kell-e tisztítani a szűrőt?

Az mca-t barra változtatjuk, ehhez el kell osztanunk 10-et. Vagyis 7 mca/10 = 0,7 bar. Ezért a szűrő tisztítását a minimális nyomás túllépése esetén kell elvégezni.

A nyomás mérésére manométernek nevezett eszközöket használnak. A manométerek menetesek vagy tűk lehetnek az alábbi ábrán látható módon:

2. ábra Menetnyomásmérőt (A) a hálózat bizonyos pontjaiba szoktak telepíteni, rögzítve maradva. A tűméréshez használt tűnyomásmérő (B).

Mezőgazdasági műszaki mérnök.

A Nemzetközi Öntözési Egyetem professzora.

Ha tetszett Miguel Angel Monge tanárnőnk cikke, meghívjuk Önt, hogy látogassa meg tanfolyamait: