مروری بر طراحى و اجرای سیستم‌هاى آبیارى قطره‌اى – قسمت دوم
قطره چکانها
قطره‌چکان‌ها به دو گروه کلى تقسیم مى‌شوند :
قطره چکان‌هاى خطى (Line Source)
قطره چکان‌هاى نقطه‌اى (Point Source)
که هر دو نوع انها در روشهای آبیارى قطره‌اى با موفقیت مورد استفاده قرار مى‌گیرند.
صرف‌نظر از اینکه قطره‌چکان‌ها از چه نوعى باشند باید ویژگیهای خاصی داشته باشند.بطور مثال جریان خروجى از آنها نباید زیاد باشد، به این معنی که خروج آب از انها نباید از یک یا چند لیتر در ساعت بیشتر باشد. از سوی دیگر دبى نباید آنقدر کم باشد که مواد معلق رد شده از صافى‌ها در داخل لوله‌ها رسوب کنند. همچنین دبى خروجى از قطره‌چکان‌ها نباید در طول زمان عوض شود . به ایم معنی که باید از یکنواختى جریان در مدت زمان انجام کار قطره‌چکان مطمئن بود . قطره‌چکان‌ها باید در برابر نور خورشید، تغییرات دما و عوامل محیطى دیگر مقاوم باشند. و مهمترین مساله اینکه کار کردن با آنها ساده باشد و به راحتی در اختیار قرار گیرند.
یکى از انواع مشهور قطره‌چکان‌ها نوع لانگ پس است. به این نوع مسیر طولانی هم گفته میشود. در این نوع از قطره‌چکان‌ها فشار آب در لوله لاترال از طریق عبور از مسیر طولانى و پرپیچ و خم قطره‌چکان کاهش می یابد به گونه ای که در زمان خارج شدن از روزنه قطره‌چکان قسمت زیادی از انرژى فشار آب از بین میرود.
نوعى دیگری از قطره‌چکان‌ها شورت‌پس یا کوتاه- مسیر است . این قطره‌چکان‌ها تنظیم‌کننده و یا به زبان ساده تر جبران‌کننده فشار مى‌باشند. در این قطره‌چکان‌ها با وجود تغییرات اجتناب ناپذیر فشار ، مقدار دبى خروجى از روزنه قطره‌چکان ثابت است که این کار توسط یک غشاء یا دیافراگم لاستیکى که نسبت به تغییرات فشار جابه‌جا مى‌شود انجام میشود .
از انواع دیگر قطره‌چکان‌ها لوله‌هاى دو محفظه‌اى است، که نمونه معمولى قطره‌چکان‌هاى خطى به‌شمار مى‌روند. بدین‌ترتیب که دو لوله روى همدیگر قرار گرفته‌اند که آب در لوله اصلى جریان دارد و سپس از طریق روزنه‌هایى از محل اتصال دو لوله وارد لوله دوم مى‌شود که روى آن ینز تعداد روزنه براى خروج آب تعبیه شده است. موقعیت روزنه‌ها طورى است که مقابل همدیگر قرار نمى‌گیرند.
معمولاً قطره‌چکان‌هاى نقطه‌اى براى گیاهانى به‌کار برده مى‌شود که نسبت به‌هم فاصله نسبتاً زیادى دارند مانند درختان میوه و قطره‌چکان‌هاى خطى مخصوص گیاهان ردیفى است که با فاصله کم کاشت مى‌شوند. البته این قانون عمومیت نداشته و همان‌طور که در شکل (کاربرد قطره‌چکان‌ها نوع نقطه‌اى و خطى در انواع مختلف زراعت‌ها) مشاهده مى‌شود از هر دو نوع قطره‌چکان‌ها براى انواع مختلف گیاهان استفاده مى‌شود.
هیدرولیک قطره‌چکان‌ها
جدول مقادیر زبری مطلق برای لوله و اتصالات مختلف
رابطه بین فشار و دبى قطره‌چکان‌ها تابعى از رژیم جریان آب است. رژیم جریان نیز خود با مشخصه‌اى به نام عدد رینولد تعیین مى‌گردد. عدد رینولد از فرمول (۱) محاسبه مى‌شود:
(معادله ۱): RN = VD / 1000ν
که در آن:
RN = عدد رینولد (بدون بعد)
V = سرعت جریان (m/s)
D = قطر قطره‌چکان (mm)
ν = لزجت سینماتیک آب (m2/s)
لزوجت سینماتیک آب در دماى ۲۰ درجه سانتى‌گراد به‌طور استاندارد برابر 1x10-6 m2/s در نظر گرفته مى‌شود. برحسب عدد رینولد براى جریان آب چهار نوع رژیم در نظر گرفته مى‌شود عبارتند از:
1- جریان آشفته کامل که عدد رینولد در آن بزرگتر از ۱۰۰۰۰ مى‌باشد (10,000 < RN) رابطه بین عدد رینولد با ضریب بدون بعد اصطکاک (f) توسط دیاگرام مودى که در فصل مربوط به طراحى سیستم لوله‌ها آمده است مشخص شده است. ضریب اصطکاک عبارت است از:
(معادله ۲): f = hf / (L/D)(v2 / 2g)
که در آن:
hf = افت بار در اثر اصطکاک (m)
L = طول لوله یا قسمتى از مجراى عبور آب که افت اصطکاک براى آن محاسبه مى‌شود (m)
D = قطر لوله یا مجراى مورد نظر (m)
v2 / 2g = ارتفاع نظیر سرعت (m)
2- جریان نیمه آشفته که عدد رینولد در آن بزرگتر از ۴۰۰۰ و کوچک‌تر یا مساوى ۱۰۰۰۰ مى‌باشد. ( 10,000 ≥ RN > 4000)
3- جریان ورقه‌اى که درآن عدد رینولد کوچک‌تر یا مساوى ۲۰۰۰ است (Rn ≥2000 )
4- جریان ناپایدار که در آن عدد رینولد بیش از ۲۰۰۰ و کوچک‌تر یا مساوى ۴۰۰۰ مى‌باشد ( 4000 ≥ RN > ۲۰۰۰ )
اگر به دیاگرام مودى توجه کنید مشاهده مى‌شود که برا جریان‌هاى ورقه‌اى رابطه ضریب اصطکاک و عدد رینولد به‌صورت خطى و براى جریان‌هاى نیمه آشفته این رابطه منحنى است. در جریان‌هاى آشفته کامل صرف‌نظر از اینکه عدد رینولد چه مقدرا باشد ضریب اصطکاک ثابت باقى مى‌ماند. در طراحى سیستم لوله‌ها برقرارى رژیم ناپایدار عملى نمى‌باشد. البته این امر چندان هم مهم نیست و فقط باید به این نکته توجه داشت که طراحى طورى صورت نگیرد که جریان در حالت ناپایدار باشد.
بسته به رژیم جریان و نوع قطره‌چکان معادله‌هاى مختلفى در مورد رابطه فشار و دبى قطره‌چکان ارائه شده است. براى قطره‌چان‌هاى نوع روزنه‌اى درشرایط جریان آشفته کامل معادله دبى به شرح زیر است:
(معادله ۳): q = 3.6(A) CO (2gH)0.5
که در آن:
H= بار فشار در روزنه (m)
q = دبى قطره‌چکان (L/h)
CO = ضریب روزنه (بدون بعد)
A = سطح مقطع قطره‌چکان که جریان از آن عبور مى‌کند (mm2)
g= شتاب ثقل زمین ( ۸۰۷/۹ m2/s)
ضریب روزنه درمعادله (۳) معمولاً ۰/۶ در نظر گرفته مى‌شود.
براى قطره‌چکان‌هاى نوع طولانى مسیر یا لانگ‌پت اگر رژیم جریان از نوع ورقه‌اى باشد معادله زیر به‌کار برده مى‌شود:
(معادله ۴): q = 0.11384 (A) [2g(H D / f L)]0.5
که در آن:
L=طول قطره‌چکان (m)
f= ضریب اصطکاک (بدون بعد)
و در وضعیتى که رژیم ازنوع آشفته باشد معادله دبى در قطره‌چکان‌هاى نوع لانگ‌پت به‌صورت زیر مى‌باشد:
(معادله ۵): q = 0.11384 (A) [2g(√ H D / f L)]0.5
ضریب اصطکاک f همان‌طور که گفته شد تابعى از شرایط رژیم جریان است. در جریان‌هاى ورقه‌اى مقدار آن عبارت است از:
(معادله ۶): f = 64 / RN
در جریان‌هاى آشفته کامل f به عدد رینولد بستگى ندارد و مقدار آن تابعى از زبرینسبى جدار لوله یا موادى که قطره‌چکان با آن ساخته ده است مى‌باشد. رابطه‌اى ک در این مورد به‌کار برده مى‌شود عبارت است از:
(معادله ۷): 1/√ f = 2log(D /ε) + 1.14
که در آن:
ε = زبرى مطلق لوله یا مجراى عبور آب (mm)
D= قطر لوله (mm)
زبرى نسبى عبارت است از ε/D که براى بدست آوردن آن مى‌بایست زبرى مطلق ( ε) و قطر لوله (D) در اختیار باشند (واحد هر دو یکسان است). در جدول (مقادیر زبرى مطلق براى لوله و اتصالات مختلف) مقادیر زبرى مطلق براى مواد مختلفى که لوله و متعلقات از آن ساخته مى‌شود داده شده است.
یکنواختى قطره‌چکان‌ها
یکى از معیارهاى مهم در طراحى آبیارى قطره‌اى توازن بین دبى قطره‌چکان و نیاز آبى گیاه است. براى اینک چنین توازنى حصال شود مى‌بایست دبى خروجى از قطره‌چکان‌هایى که در طول یک لاترال قرار گرفته‌اند یکنواخت باشد. ضریب یکنواختى از فرمول زیر محاسبه مى‌شود:
(معادله ۸): Ue = 1000 [1.0 - ( (1.27 / √ n) Cv ) ] ( qmin / qavg )
که در آن:
Ue = ضریب یکنواختى خروج آب از قطره‌چکان‌ها
n= تعداد قطره‌چکان‌هایى که براى هرگیاخ به‌کار مى‌رود (در مورد قطره‌چکان‌هاى نقطه‌اى و گیاهان دائم). براى قطره‌چکان‌هاى خطى در گیاهان ردیفى یک ساله مى‌بایست به‌شرح زیر هر کدام از مقادیر الف یا ب که بزرگتر بود به‌کار برده مى‌شود.
الف- فاصله بین گیاهان تقسیم بر همان طولى از لاترال که توسط کارخانه سازنده براى محاسبه Cv توصیه شده است.
ب- یک
Cv = ضریب تغییرات دبى قطره‌چکان‌ها که توسط کارخانه سازنده مشخص مى‌شود
qavg = میانگین دبى در قطره‌چکان‌ها (L/h)
qmin = حداقل دبى در قطره‌چکان‌ها (L/h)
در سیستم توزیع قطره‌چکان‌ها حداقل دبى مربوط به نقطه‌اى خواهد بود که حداقل فشار را دارا است. ضریب یکنواختى که توس کارخانه تعیین مى‌شود بستگى به نوع قطره‌چکان و کنترل کیفیت ساخت آنها دارد. در جدول (ضریب تغییرات و نماى مورد استفاده درفرمول محاسبه دبى قطره‌چکان براى انواع قطره‌چکان‌ها) مقادیر ضریب تغییرات براى تعدادى از انواع قطره‌چکان‌ها داده شده است. در این جدول نماى مربوط به فرمول محاسبه دبى قطره‌چکان که بعداً در مورد آن بحث خواهد شد نیز داده شده است. انجمن مهندسان کشاورزى آمریکا (ASAE) بر اساس ضریب تغییرات در قطره‌چکان‌ها استانداردى را براى طبقه‌بندى آنها مشخص کرده است که در جدول (طبقه‌بندى قطره‌چکان‌ها بر اساس ضریب تغییرات ساخت که توسط کارخانه سازنده ارائه مى‌شود) نشان داده شده است. این انجمن همچنین استانداردى را به‌منظور توصیه دامنه تغییرات ضریب یکنواختى قطره‌چکان‌ها نسبت به نوع قطره‌چکان، فاصله گیاهان از یکدیگر و پستى و بلندى زمین ارائه داده است که در جدول (استانداردهاى طراحى در مورد ضریب یکنواختى قطره‌چکان‌ها در مناطق خشک) نشان داده شده است.
هیدرولیک لاترال‌ها
هیدرولیک سیستم‌هاى توزیع آب در آبیارى قطره‌اى در لوله‌هاى اصلى و لاترال مشابه سایر سیستم‌ها است. بدین‌صورت که افت اصطکاک با همان روشى که در مورد آبیارى بارانى گفته شد محاسبه مى‌شود. پمپ باید بار فشار لازم را طورى تأمین کند که جوابگوى افت اصطکاک در لوله‌هاى توزیع، فیلترها و وسایل کنترل بوده علاوه بر این درصروت اختلاف ارتفاع، آن را نیز جبران نماید و سرانجام در قطره‌چکان‌ها به اندازه طراحى شده فشار موجود باشد.
در محاسبه افت اصطکاک در لاترال ابتدا مقدار افت در لوله با این فرض که هیچگونه دبى از امى‌رها خارج نشود محاسبه شده (hf) سپس مقدار واقعى افت اصطکاک با در نظر گرفتن این واقعیت که دبى لاترال از ابتدا تا انتها به دلیل خروج آب از قطره‌چکان‌ها به‌تدریج کاهش مى‌یابد با ضرب کردن hf درضریبى به نام اصطکاک کریستیان‌سن (F) بدست مى‌آید. افت اصطکاک hf با استفاده از فرمول دارسی- ویسباخ به‌شرح زیر محاسبه مى‌شود:
(معادله ۹): hf = 6.377 f L Q2 / D5
که در آن:
D = قطر لوله لاترال (میلى‌متر، mm)
hf = افت اصطکاک در طول لاترال (متر،m)
Q = مقدار کل دبى که در لاترال در جریان است (لیتر در ساعت، L/h)
L = طول لاترال (متر،m)
ضریب اصطکاک (hac) با در نظر گرفتن کاهش دبى در طول لاترال عبارت است از:
(معادله ۱۰): hac = F(hf)
که در آن:
hac = افت واقعى اصطکاک (متر،m)
F = ضریب اصطکاک کریستیان سن
براى محاسبه بار کل فشار در مدخل لاترال درصورتیکه لاترال در طول مسیر خود افزایش ارتفاع داشته باشد مى‌بایست اختلاف ارتفاع به مقدار واقعى افت اصطکاک افزوده شود.
قطره چکانها
قطره‌چکان‌ها به دو گروه کلى تقسیم مى‌شوند :
قطره چکان‌هاى خطى (Line Source)
قطره چکان‌هاى نقطه‌اى (Point Source)
که هر دو نوع انها در روشهای آبیارى قطره‌اى با موفقیت مورد استفاده قرار مى‌گیرند.
صرف‌نظر از اینکه قطره‌چکان‌ها از چه نوعى باشند باید ویژگیهای خاصی داشته باشند.بطور مثال جریان خروجى از آنها نباید زیاد باشد، به این معنی که خروج آب از انها نباید از یک یا چند لیتر در ساعت بیشتر باشد. از سوی دیگر دبى نباید آنقدر کم باشد که مواد معلق رد شده از صافى‌ها در داخل لوله‌ها رسوب کنند. همچنین دبى خروجى از قطره‌چکان‌ها نباید در طول زمان عوض شود . به ایم معنی که باید از یکنواختى جریان در مدت زمان انجام کار قطره‌چکان مطمئن بود . قطره‌چکان‌ها باید در برابر نور خورشید، تغییرات دما و عوامل محیطى دیگر مقاوم باشند. و مهمترین مساله اینکه کار کردن با آنها ساده باشد و به راحتی در اختیار قرار گیرند.
یکى از انواع مشهور قطره‌چکان‌ها نوع لانگ پس است. به این نوع مسیر طولانی هم گفته میشود. در این نوع از قطره‌چکان‌ها فشار آب در لوله لاترال از طریق عبور از مسیر طولانى و پرپیچ و خم قطره‌چکان کاهش می یابد به گونه ای که در زمان خارج شدن از روزنه قطره‌چکان قسمت زیادی از انرژى فشار آب از بین میرود.
نوعى دیگری از قطره‌چکان‌ها شورت‌پس یا کوتاه- مسیر است . این قطره‌چکان‌ها تنظیم‌کننده و یا به زبان ساده تر جبران‌کننده فشار مى‌باشند. در این قطره‌چکان‌ها با وجود تغییرات اجتناب ناپذیر فشار ، مقدار دبى خروجى از روزنه قطره‌چکان ثابت است که این کار توسط یک غشاء یا دیافراگم لاستیکى که نسبت به تغییرات فشار جابه‌جا مى‌شود انجام میشود .
از انواع دیگر قطره‌چکان‌ها لوله‌هاى دو محفظه‌اى است، که نمونه معمولى قطره‌چکان‌هاى خطى به‌شمار مى‌روند. بدین‌ترتیب که دو لوله روى همدیگر قرار گرفته‌اند که آب در لوله اصلى جریان دارد و سپس از طریق روزنه‌هایى از محل اتصال دو لوله وارد لوله دوم مى‌شود که روى آن ینز تعداد روزنه براى خروج آب تعبیه شده است. موقعیت روزنه‌ها طورى است که مقابل همدیگر قرار نمى‌گیرند.
معمولاً قطره‌چکان‌هاى نقطه‌اى براى گیاهانى به‌کار برده مى‌شود که نسبت به‌هم فاصله نسبتاً زیادى دارند مانند درختان میوه و قطره‌چکان‌هاى خطى مخصوص گیاهان ردیفى است که با فاصله کم کاشت مى‌شوند. البته این قانون عمومیت نداشته و همان‌طور که در شکل (کاربرد قطره‌چکان‌ها نوع نقطه‌اى و خطى در انواع مختلف زراعت‌ها) مشاهده مى‌شود از هر دو نوع قطره‌چکان‌ها براى انواع مختلف گیاهان استفاده مى‌شود.
هیدرولیک قطره‌چکان‌ها
جدول مقادیر زبری مطلق برای لوله و اتصالات مختلف
رابطه بین فشار و دبى قطره‌چکان‌ها تابعى از رژیم جریان آب است. رژیم جریان نیز خود با مشخصه‌اى به نام عدد رینولد تعیین مى‌گردد. عدد رینولد از فرمول (۱) محاسبه مى‌شود:
(معادله ۱): RN = VD / 1000ν
که در آن:
RN = عدد رینولد (بدون بعد)
V = سرعت جریان (m/s)
D = قطر قطره‌چکان (mm)
ν = لزجت سینماتیک آب (m2/s)
لزوجت سینماتیک آب در دماى ۲۰ درجه سانتى‌گراد به‌طور استاندارد برابر 1x10-6 m2/s در نظر گرفته مى‌شود. برحسب عدد رینولد براى جریان آب چهار نوع رژیم در نظر گرفته مى‌شود عبارتند از:
1- جریان آشفته کامل که عدد رینولد در آن بزرگتر از ۱۰۰۰۰ مى‌باشد (10,000 < RN) رابطه بین عدد رینولد با ضریب بدون بعد اصطکاک (f) توسط دیاگرام مودى که در فصل مربوط به طراحى سیستم لوله‌ها آمده است مشخص شده است. ضریب اصطکاک عبارت است از:
(معادله ۲): f = hf / (L/D)(v2 / 2g)
که در آن:
hf = افت بار در اثر اصطکاک (m)
L = طول لوله یا قسمتى از مجراى عبور آب که افت اصطکاک براى آن محاسبه مى‌شود (m)
D = قطر لوله یا مجراى مورد نظر (m)
v2 / 2g = ارتفاع نظیر سرعت (m)
2- جریان نیمه آشفته که عدد رینولد در آن بزرگتر از ۴۰۰۰ و کوچک‌تر یا مساوى ۱۰۰۰۰ مى‌باشد. ( 10,000 ≥ RN > 4000)
3- جریان ورقه‌اى که درآن عدد رینولد کوچک‌تر یا مساوى ۲۰۰۰ است (Rn ≥2000 )
4- جریان ناپایدار که در آن عدد رینولد بیش از ۲۰۰۰ و کوچک‌تر یا مساوى ۴۰۰۰ مى‌باشد ( 4000 ≥ RN > ۲۰۰۰ )
اگر به دیاگرام مودى توجه کنید مشاهده مى‌شود که برا جریان‌هاى ورقه‌اى رابطه ضریب اصطکاک و عدد رینولد به‌صورت خطى و براى جریان‌هاى نیمه آشفته این رابطه منحنى است. در جریان‌هاى آشفته کامل صرف‌نظر از اینکه عدد رینولد چه مقدرا باشد ضریب اصطکاک ثابت باقى مى‌ماند. در طراحى سیستم لوله‌ها برقرارى رژیم ناپایدار عملى نمى‌باشد. البته این امر چندان هم مهم نیست و فقط باید به این نکته توجه داشت که طراحى طورى صورت نگیرد که جریان در حالت ناپایدار باشد.
بسته به رژیم جریان و نوع قطره‌چکان معادله‌هاى مختلفى در مورد رابطه فشار و دبى قطره‌چکان ارائه شده است. براى قطره‌چان‌هاى نوع روزنه‌اى درشرایط جریان آشفته کامل معادله دبى به شرح زیر است:
(معادله ۳): q = 3.6(A) CO (2gH)0.5
که در آن:
H= بار فشار در روزنه (m)
q = دبى قطره‌چکان (L/h)
CO = ضریب روزنه (بدون بعد)
A = سطح مقطع قطره‌چکان که جریان از آن عبور مى‌کند (mm2)
g= شتاب ثقل زمین ( ۸۰۷/۹ m2/s)
ضریب روزنه درمعادله (۳) معمولاً ۰/۶ در نظر گرفته مى‌شود.
براى قطره‌چکان‌هاى نوع طولانى مسیر یا لانگ‌پت اگر رژیم جریان از نوع ورقه‌اى باشد معادله زیر به‌کار برده مى‌شود:
(معادله ۴): q = 0.11384 (A) [2g(H D / f L)]0.5
که در آن:
L=طول قطره‌چکان (m)
f= ضریب اصطکاک (بدون بعد)
و در وضعیتى که رژیم ازنوع آشفته باشد معادله دبى در قطره‌چکان‌هاى نوع لانگ‌پت به‌صورت زیر مى‌باشد:
(معادله ۵): q = 0.11384 (A) [2g(√ H D / f L)]0.5
ضریب اصطکاک f همان‌طور که گفته شد تابعى از شرایط رژیم جریان است. در جریان‌هاى ورقه‌اى مقدار آن عبارت است از:
(معادله ۶): f = 64 / RN
در جریان‌هاى آشفته کامل f به عدد رینولد بستگى ندارد و مقدار آن تابعى از زبرینسبى جدار لوله یا موادى که قطره‌چکان با آن ساخته ده است مى‌باشد. رابطه‌اى ک در این مورد به‌کار برده مى‌شود عبارت است از:
(معادله ۷): 1/√ f = 2log(D /ε) + 1.14
که در آن:
ε = زبرى مطلق لوله یا مجراى عبور آب (mm)
D= قطر لوله (mm)
زبرى نسبى عبارت است از ε/D که براى بدست آوردن آن مى‌بایست زبرى مطلق ( ε) و قطر لوله (D) در اختیار باشند (واحد هر دو یکسان است). در جدول (مقادیر زبرى مطلق براى لوله و اتصالات مختلف) مقادیر زبرى مطلق براى مواد مختلفى که لوله و متعلقات از آن ساخته مى‌شود داده شده است.
یکنواختى قطره‌چکان‌ها
یکى از معیارهاى مهم در طراحى آبیارى قطره‌اى توازن بین دبى قطره‌چکان و نیاز آبى گیاه است. براى اینک چنین توازنى حصال شود مى‌بایست دبى خروجى از قطره‌چکان‌هایى که در طول یک لاترال قرار گرفته‌اند یکنواخت باشد. ضریب یکنواختى از فرمول زیر محاسبه مى‌شود:
(معادله ۸): Ue = 1000 [1.0 - ( (1.27 / √ n) Cv ) ] ( qmin / qavg )
که در آن:
Ue = ضریب یکنواختى خروج آب از قطره‌چکان‌ها
n= تعداد قطره‌چکان‌هایى که براى هرگیاخ به‌کار مى‌رود (در مورد قطره‌چکان‌هاى نقطه‌اى و گیاهان دائم). براى قطره‌چکان‌هاى خطى در گیاهان ردیفى یک ساله مى‌بایست به‌شرح زیر هر کدام از مقادیر الف یا ب که بزرگتر بود به‌کار برده مى‌شود.
الف- فاصله بین گیاهان تقسیم بر همان طولى از لاترال که توسط کارخانه سازنده براى محاسبه Cv توصیه شده است.
ب- یک
Cv = ضریب تغییرات دبى قطره‌چکان‌ها که توسط کارخانه سازنده مشخص مى‌شود
qavg = میانگین دبى در قطره‌چکان‌ها (L/h)
qmin = حداقل دبى در قطره‌چکان‌ها (L/h)
در سیستم توزیع قطره‌چکان‌ها حداقل دبى مربوط به نقطه‌اى خواهد بود که حداقل فشار را دارا است. ضریب یکنواختى که توس کارخانه تعیین مى‌شود بستگى به نوع قطره‌چکان و کنترل کیفیت ساخت آنها دارد. در جدول (ضریب تغییرات و نماى مورد استفاده درفرمول محاسبه دبى قطره‌چکان براى انواع قطره‌چکان‌ها) مقادیر ضریب تغییرات براى تعدادى از انواع قطره‌چکان‌ها داده شده است. در این جدول نماى مربوط به فرمول محاسبه دبى قطره‌چکان که بعداً در مورد آن بحث خواهد شد نیز داده شده است. انجمن مهندسان کشاورزى آمریکا (ASAE) بر اساس ضریب تغییرات در قطره‌چکان‌ها استانداردى را براى طبقه‌بندى آنها مشخص کرده است که در جدول (طبقه‌بندى قطره‌چکان‌ها بر اساس ضریب تغییرات ساخت که توسط کارخانه سازنده ارائه مى‌شود) نشان داده شده است. این انجمن همچنین استانداردى را به‌منظور توصیه دامنه تغییرات ضریب یکنواختى قطره‌چکان‌ها نسبت به نوع قطره‌چکان، فاصله گیاهان از یکدیگر و پستى و بلندى زمین ارائه داده است که در جدول (استانداردهاى طراحى در مورد ضریب یکنواختى قطره‌چکان‌ها در مناطق خشک) نشان داده شده است.
هیدرولیک لاترال‌ها
هیدرولیک سیستم‌هاى توزیع آب در آبیارى قطره‌اى در لوله‌هاى اصلى و لاترال مشابه سایر سیستم‌ها است. بدین‌صورت که افت اصطکاک با همان روشى که در مورد آبیارى بارانى گفته شد محاسبه مى‌شود. پمپ باید بار فشار لازم را طورى تأمین کند که جوابگوى افت اصطکاک در لوله‌هاى توزیع، فیلترها و وسایل کنترل بوده علاوه بر این درصروت اختلاف ارتفاع، آن را نیز جبران نماید و سرانجام در قطره‌چکان‌ها به اندازه طراحى شده فشار موجود باشد.
در محاسبه افت اصطکاک در لاترال ابتدا مقدار افت در لوله با این فرض که هیچگونه دبى از امى‌رها خارج نشود محاسبه شده (hf) سپس مقدار واقعى افت اصطکاک با در نظر گرفتن این واقعیت که دبى لاترال از ابتدا تا انتها به دلیل خروج آب از قطره‌چکان‌ها به‌تدریج کاهش مى‌یابد با ضرب کردن hf درضریبى به نام اصطکاک کریستیان‌سن (F) بدست مى‌آید. افت اصطکاک hf با استفاده از فرمول دارسی- ویسباخ به‌شرح زیر محاسبه مى‌شود:
(معادله ۹): hf = 6.377 f L Q2 / D5
که در آن:
D = قطر لوله لاترال (میلى‌متر، mm)
hf = افت اصطکاک در طول لاترال (متر،m)
Q = مقدار کل دبى که در لاترال در جریان است (لیتر در ساعت، L/h)
L = طول لاترال (متر،m)
ضریب اصطکاک (hac) با در نظر گرفتن کاهش دبى در طول لاترال عبارت است از:
(معادله ۱۰): hac = F(hf)
که در آن:
hac = افت واقعى اصطکاک (متر،m)
F = ضریب اصطکاک کریستیان سن
براى محاسبه بار کل فشار در مدخل لاترال درصورتیکه لاترال در طول مسیر خود افزایش ارتفاع داشته باشد مى‌بایست اختلاف ارتفاع به مقدار واقعى افت اصطکاک افزوده شود.
دیدگاه ها