Hvernig á að reikna út flæðishraða og þrýstingstap

Ⅰ. Hvernig á að reikna út rennslishraða dreypibands við hvaða þrýsting sem er?

Ó-þrýstijafnandi-dreypibandsgjafar fylgja jöfnu útblástursgjafa:q = k × H^x

Vísindamaðurinnxsegir þér hversu viðkvæmt flæði er fyrir þrýstingsbreytingum:

Flestir flatir-geislar ogvölundarhús dreypiböndfalla í ólgusjó meðx ≈ 0.47–0.57. Rannsókn á sex dreypiböndum til sölu fann meðaltal x 0,486.Í matsskyni þegar k og x gildi framleiðanda eru ekki birt,x = 0.5er hæfilegt sjálfgefið fyrir ólgandi-flæðisdreypibandsgjafa og k er hægt að endurreikna- út frá nafnflæðishraða við nafnþrýsting.

Unnið dæmi 1: Hversu mikið lækkar flæði við lægri þrýsting?

Gefið:

flatlosandi dreypiband, nafnflæði: 1,38 l/klst. við 0,1 MPa (≈10,2 m hæð)

Gert ráð fyrir x=0.5 (turbulent emitter)

Skref 1 Til baka-reiknaðu k:

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

Skref 2 Reiknaðu flæði við 0,06 MPa (≈6,1 m höfuð):

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

Það er a22% lækkunfrá 1,38 l/klst. - bara frá því að starfa við 60% af þrýstingi.

Hvaða flæðishraða færðu við mismunandi þrýsting?

Með því að nota sömu aftur-útreikningsaðferð (x=0.5) fyrir forskriftir fyrir flatemittandi dreypiband:

Ⅱ. Hvernig á að reikna núningstap í hliðarlínum með dropabandi?

Darcy-Weisbach jafnan er staðallinn til að reikna út núningshaustap í pípum:hf=f × (L/D) × (v²/2g)

⒈ Núningsstuðull fyrir þunnt-Walled Drip Tape

Fyrir slétt ókyrrð í plaströrum með litlum -þvermáli (4.000 < Re < 100.000), er núningsstuðullinn reiknaður út með Blasius-gerð jöfnunni:f=a / Re^0.25

þar sem Re=vD/υ (Reynolds tala) og υ=hreyfiseigja vatns (1,01 × 10⁻⁶ m²/s við 20 gráður).

Stuðullinn a fer eftir pípugerð:

Samfellt völundarhús soðið innan í þunnt-veggað dreypiband eykur núning umfram það sem sléttar-pípuformúlur segja til um. Mælt er með því að nota=0.33 sem íhaldssamt miðgildi fyrir flatt-dreypiband þegar ákveðin prófunargögn eru ekki tiltæk.

⒉ Christiansen F-þáttur fyrir marga sölustaði

Dreypiband til hliðar er ekki látlaus pípa, það hefur jafnt dreift úttak sem blæðir frá flæði eftir lengdinni. Christiansen lækkunarstuðullinn skýrir þetta:hf_raunverulegt=F × hf_full_flow.Fyrir hvaða hlið sem er með meira en ~20 strauma er F ≈ 0,35 öruggt gildi.

Unnið dæmi 2: Útreikningur á fullum núningstapi

Gefið:

16mm flatt útblástursband

Veggþykkt: 0,2mm; áætlað innra þvermál: 15,6 mm (0,0156 m)

Rennslishraði losunar: 1,38 l/klst. við 10m hæð

Sendarabil: 30cm (0,3m)

Hliðarlengd: 150m

Inntaksþrýstingur: 0,1 MPa (10,2 m höfuð)

Landslag: flatt (0% halli)

Vatnshiti: 20 gráður

Skref 1: Heildarfjöldi útgjafa:

N = 150 / 0.3 = 500 útblásarar

Skref 2: Heildarstreymishraði til hliðar (að því gefnu að allir útblásarar séu við nafnflæði):

Q_total=500 × 1.38=690 l/klst. =0.000192 m³/s

Í raun minnkar flæðishraðinn meðfram hliðinni þegar þrýstingur lækkar. Notkun inntaksflæðishraða er íhaldssöm og hefðbundin venja fyrir upphaflega hönnun.

Skref 3: Rennslishraði við inntak:

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

Skref 4: Reynolds númer:

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

Þetta er á sléttu ókyrrðarbilinu (4.000 < Re < 100.000), þannig að breytta Blasius-jafnan á við.

Skref 5: Núningsstuðull (= 0.33 fyrir flata-útvarpsband):

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

Skref 6: Núningstap á fullu-flæði (engin leiðrétting úttaks):

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

Skref 7: Notaðu Christiansen F-stuðul (N=500, F=0.35):

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

Skref 8: Þrýstingur á endanum:

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

Úrskurður:Endaþrýstingur- upp á 0,050 MPa er rétt við ráðlagðan lágmarksþrýsting fyrir flatt útblástursband (0,05 MPa) [3]. Við 150m er þessi hlið við hönnunarmörk. Sérhvert viðbótartap af festingum, síum eða upphækkun mun ýta skottendanum undir forskriftina.

Hvað breytist við 120m?Að keyra sama útreikning fyrir 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) → þægileg framlegð

Ⅲ. Hvenær á að nota Hazen-Williams til að tapa núningstapi?

Hazen-Williams jafnan er einfaldari og mikið notuð í áveituhönnun:hf=10.67 × L × Q^1.852 / (C^1.852 × D^4.87)

Fyrir pólýetýlen dropaband eru C gildin í bókmenntum á bilinu 130 til 150. UF/IFAS viðbótin notar C=130 fyrir ¾- tommu fjöl hliðarlínur í útreikningum á dropaáveitu.

Darcy-Weisbach vs. Hazen-Williams: Hvaða núningstapsformúla er nákvæmari fyrir Drip Tape?

Með því að nota sömu færibreytur og dæmi 2 (16 mm borði, 1,38 l/klst., 30 cm bil, 150 m, innstreymi 0,192 l/s, D=0.0156 m):

Takeaway:Hazen-Williams með C=140–145 nálgast Darcy-Weisbach niðurstöðuna innan við ±5% fyrir þessa atburðarás. C=150 er of bjartsýnn. C=130 gefur varlega mat. Fyrir endanlega hönnun skaltu alltaf staðfesta með Darcy-Weisbach með breyttum Blasius-stuðli.

Ⅳ. Hversu lengi er hægt að keyra dreypiband til hliðar?

Lykilhönnunarþvingunin fyrir hliðarborð með dropabandi erflæðisbreytileiki- munurinn á hæsta og lægsta losunarhraða á einni hlið ætti ekki að fara yfir 10% (samkvæmt ISO og kínverskum landsstaðli GB/T 50485).

• Fyrir ókyrrða strauma með x ≈ 0,5 samsvarar 10% flæðisbreytingu um það bil 20% þrýstingsbreytingu (þar sem Δq/q ≈ x × ΔH/H). Þetta þýðir:Leyfilegt þrýstingsbreyting=±10% af inntakshaus
• Fyrir hlið á sléttu landslagi kemur allt þrýstingsbreytingin frá núningstapi, svo:hf_leyft ≈ 0,20 × H_inntak

Hver er hámarkslengd dreypibandshlaups eftir flæðihraða og bili?

Eftirfarandi tafla sýnir áætlaðar hámarkslengdir fyrir flatt útblástursdreypiband á sléttu landslagi, miðað við 10% flæðisbreytingu (20% þrýstingsbreytingu) og inntaksþrýsting upp á 10m hæð. Reiknað með Darcy-Weisbach með=0.33 og Christiansen F=0.35.

16 mm borði (áætluð auðkenni: 15,6 mm):

22 mm borði (áætluð auðkenni: 21,4 mm):

Ⅴ. Hvernig hefur halli áhrif á dropaþrýstinginn?

Hæðarbreytingar bæta við eða draga frá tiltækum þrýstingi á hverjum stað meðfram hliðinni:ΔH_hæð=± Δz

þar sem Δz er hækkun á hæð (jákvæð fyrir upp á við, neikvæð fyrir niður á við). Þrýstibreytingin í MPa á hverja 10m hæðarbreytingar er:ΔP=0.098 MPa fyrir hverja 10m hæð

Eða á sama hátt:1m hækkun=0.0098 MPa=0.1 bar ≈ 1,42 PSI

Hagnýt áhrif á hlaupalengd

Unnið dæmi 3: Hvað gerist við þrýsting í 1% halla?

Gefið:16 mm límband, 1,38 l/klst. straumar, 30 cm bil, 150 m hliðar, 0,1 MPa inntak

Algengar spurningar: 5 algeng mistök í vökvahönnun með dropabandi

Flýtivísun: Yfirlit yfir helstu formúlur

Heimildir

1. Reti, C. o.fl. „Höfuðtap í þunnum-vegguðum dreypiböndum með samfelldu völundarhúsi.“Vatn(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. Tengill

3. Zazueta, FS "Vökvakerfissjónarmið fyrir sítrus öráveitukerfi." UF/IFAS viðbygging, útgáfa CH156. Tengill

4.Dripmax Silver Drip Tape Tæknigögn. Tengill

5.Rivulis T-Tape Drip Tape vöruheiti og flæðisútreikningur. Tengill

6.Bagarello, V. o.fl. "Tilraunarannsókn á flæðisþoli í litlum-plaströrum í þvermál."Tímarit um áveitu- og frárennslisverkfræði, 1997.