بررسی رابطه دبی- فشار و دبی- دما در لوله‌های قطره‌چکان‌دار خودتنظیم و غیر خود تنظیم رایج در کشور

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته

2 دانشیار گروه علوم و مهندسی آب دانشگاه کردستان

چکیده

سابقه و هدف: دبی قطره‌چکان‌ها تحت تاثیر عوامل مختلفی مانند فشار، ضریب تغییرات ساخت، گرفتگی و دمای آب آبیاری تغییر می‌کند. لوله‌های قطره‌چکان‌دار با توجه به مشخصات فنی و هیدرولیکی که دارند، استفاده از آنها در سامانه‌های آبیاری قطره‌ای رو به گسترش بوده لذا بررسی رابطه دبی – فشار و دبی – دما در این لوله ها به منظور بهبود راندمان سامانه‌های آبیاری قطره‌ای لازم و ضروری می‌باشد. معروف‌پور و پروینی (2012) با بررسی رابطه دبی - فشار، دبی- دما دریافتند که در تمامی قطره‌چکان‌ها و دماهای آزمایش‌شده توان معادله دبی- فشار کمتر از 2/0 بود و همگی از نوع قطره‌چکان‌های تنظیم‌کننده فشار بودند. اثر دما روی دبی 3 قطره‌چکان در سطح اطمینان ۹۵ درصد معنی‌دار و در سایر قطره‌چکان‌ها غیر معنی‌دار بود (10).
مواد و روش‌ها: به منظور بررسی اثر دما و فشار برمیزان دبی لوله‌های قطره‌چکان‌دار رایج در کشور، 8 مدل لوله قطره‌چکان‌دار، 6 مدل از نوع غیر تنظیم‌کننده فشار و 2 مدل از نوع تنظیم‌کننده فشار بر مدل فیزیکی آبیاری قطره‌ای موجود در آزمایشگاه آب دانشگاه کردستان، مورد آزمون قرار گرفت. برای انجام هر آزمایش، طبق استاندارد در هر مدل از بین برش‌های لوله‌های قطره‌چکان‌دار، 25 برش به طور تصادفی انتخاب شد. هر برش شامل 5 واحد قطره‌چکان‌دار بود. طول برش‌ها متناسب با فاصله واحدهای قطره‌چکان‌دار، از همدیگر متفاوت و در محدوده 2 تا 5 متر بود.آزمایش‌ها در 4 دمای مختلف آب شامل 13، 23، 33 و 43 درجه سانتی‌گراد با فشارهای متفاوت در محدوده صفر تا 2/1 برابر فشار حداکثر، بر قطره‌چکان‌ها بررسی شد. از ترموستات و المنت جهت تامین آب با درجه حرارت‌های 23،33 و 43 درجه سانتی‌گراد استفاده شد. جهت تامین آب با درجه حرارت 13 درجه سانتی‌گراد از قالب‌های یخ استفاده گردید. به طور کلی در هر دما، دبی لوله‌های قطره‌چکان‌دارخود تنظیم در 10 فشار و لوله‌های قطره‌چکان‌دار غیر خود تنظیم در 7 فشار اندازه‌گیری شد. تجزیه داده‌هادر قالب طرح بلوک‌های کاملاً تصادفی با استفاده از نرم‌افزار SAS انجام شد.
یافته‌ها: براساس نتایج به دست آمده از آزمایشات دبی– فشار، در تمامی دماها، در دو لوله قطره‌چکان‌دار C1 و C4 توان معادله دبی – فشار کمتر از 2/0 بود، لذا به عنوان تنظیم‌کننده فشار قابل قبول بوده و دارای درجه انعطاف‌پذیری خوب بودند. همچنین در مابقی لوله‌های قطره‌چکان دار توان معادله بین 2/0 و 1 متغیر بوده و به عنوان غیر تنظیم‌کننده فشار و از لحاظ انعطاف‌پذیری، در درجه انعطاف‌پذیری زیاد قرار داشتند. همچنین بر اساس نتایج به‌دست آمده از آزمایشات دبی - دما، در تمامی لوله‌های قطره‌چکان‌دار غیر خود تنظیم، اثر دما در سطح اطمینان 95 درصد بر دبی معنی‌دار و با افزایش دما، دبی افزایش یافته بود. در لوله‌های قطره‌چکان‌دار خود تنظیم با افزایش دما از 13 درجه‌سانتی‌گراد به 23 درجه‌سانتی‌گراد، میزان دبی افزایش یافته و این میزان افزایش دبی در سطح اطمینان 95 درصد معنی‌دار بوده است، اما از دمای 23 درجه‌سانتی‌گراد تا دمای 43 درجه‌سانتی‌گراد اختلاف معنی‌داری بین دبی‌ها وجود نداشت.
نتیجه‌گیری: به طور کلی می توان نتیجه گرفت که رابطه دبی – فشار لوله‌های قطره‌چکان‌دار خارجی و داخلی رایج در بازار ایران قابل‌قبول و در سطح مطلوب می‌باشد. همچنین پیشنهاد می‌شود، در طراحی سامانه‌های آبیاری قطره‌ای که از لوله های قطره‌چکان‌دار استفاده می شود، از میزان تاثیر دما بر دبی واحدهای قطره چکان‌دار مطمئن شد و ضرائب اصلاحی لازم در میزان دبی اسمی قطره چکان‌ها اعمال شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigation of the Relationship between Discharge – Pressure and Discharge- Temperature in the Conventional non-compensating and compensating Emitter tubes.

نویسندگان [English]

  • sara abdi 1
  • Eisa Maroufpoor 2

چکیده [English]

Background and objectives: Emitters discharge influenced by various factors such as pressure, manufacturing coefficient of variation, clogging or irrigation water temperature changes. Emitting pipes according to the hydraulic and technical specifications, the use of them in the trickle irrigation systems are increasing.Therefore investigation of the relationship between discharge – pressure and discharge- temperature is required in these pipes in order to improve the efficiency of trickle irrigation systems. Maroufpoor and Parvini(2012) fund with investigation of the relationship between discharge – pressure and discharge- temperature.That in all emitter and tested temperatures power of the discharge - pressure equation was less than 0.2 and all of were emitters pressure compensating. The effect of temperature on the discharge 3 emitter at 95 percent significant and was non-significant other emitters.
Materials and Methods: In order to evaluate the effect of temperature and pressure on emitters discharge, 8 emitting pipe, 6 type of non-compensating and 2 compensating was tested on the constructed physical model of drip irrigation in the water laboratory of University of Kurdistan. In each experiment, according to the standard on every model from the emitting pipes slices, 25 slices were selected randomly. Each slices was consists of 5 units emitters. Slices length varied proportional to the distance of unit’s emitters in the range of 2 to 5 m. The effects of four different water temperatures (13, 23, 33 and 43°C) with different pressure ranges (between zero and 1.2 times more than the maximum pressure) on the emitters were evaluated. The thermostat and element were used to supply water temperatures of 23, 33 and 43 ° C. To supply water temperatures 13 ° C was used of the ice pieces. Generally in the every temperature, discharge of compensating emitting pipes was measured at 10 pressures and in the non-compensating emitting pipes was measured at 7 pressures. Data analysis was performed in a randomized complete block design using SAS software.
Results:According to the results obtained from the experiments of discharge- pressure at all temperatures, in the both C1 and C4 emitting pipes, power of the discharge - pressure equation was less than 0.2,therefore, as compensating are acceptable and were good degree of them flexibility. As well as in the rest of the emitting pipes power of equation was variable between 0.2 and 1 and as non-compensating and them flexibility was the high degree of flexibility. According to the results obtained from the experiments discharge – temperature, in the all emitting pipes of non-compensating, the effect of temperature on discharge at 95 percent was significant, that generally discharge had increased with increasing temperature. In the compensating emitting pipes with increasing temperature from 13 °C to 23 °C, flow rate has increased at 95 percent significantly, but from temperature of 23 °C to temperature 43 °C there was no significant difference between emitters discharge.
Conclusion: In general it can be concluded that the relationship discharge – pressure in the external and internal emitting pipes of common market is acceptable and desirable. Also is suggested that, in the design of trickle irrigation systems that is used emitting pipes, was ensured the effect of temperature on the discharge of emitting pipes units and the necessary correction coefficients is applied emitter nominal flow rate.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Trickle irrigation
  • "compensating
  • " temperature
  • " emitter
  • "Trickle irrigation tape