طراحی و آرایش سیستم توزیع آب

صفحه 1:
در یک مزرعه که بوسیله سیستم بارانی با جابجایی دستی آبیاری می شود با توجه به شکل طراحى كنيد لوله اصلی SOs هدایت الکتریکی ب آبیاری و عصاره اشباع خاک به ترتیب .4 و © میلی موس بر سانتیمتر» حداکثر مصرف روزانه ۵" میلیمتر» رطوبت حد ظرفیت زراعی و نقطه پژمردگی به ترتیب 00000 و 0006 میلیمتر در مترء راندمان توزیع ۰960000 شدت نفوذ پایه در خاک 0 میلیمتر در ساعت» عمق ريشه 6 متر» درصد مجاز کاهش رطوبت خاک ۵960 و فواصل پیشنهادی 49*4 متر است. تعداد کل آبپاشها را بدست آورید. ضریب آبپاش 6 و روزهای جمعه تعطیل است. 

صفحه 2:
طراحی و آرایش سیستم توزیع آب مدرس: دکتر خالدیان 9999« 

صفحه 3:
* آرايش لوله های اصلی و لاترال - ابعاد و شکل مزرعه - اصول هیدرولیکی * طریاحی لوله های لاترال: - اختلاف دبی آبپاشها > 000+ درصد - اختلاف فشار در طول لاترال < ۵00+ درصد - برای حفظ یکنواختی توزیع > 29 درصد 

صفحه 4:
» دو آبپاش بحرانی: دو آبپاشی که اختلاف فشارشان از همه - زمین مسطح یا دارای شیب یکنواخت: آبپاش اول و آخر - زمین دارای پستی و بلندی: ؟ 

صفحه 5:
حداکتر افت مجاز فشار بین دو آبپاش بحرانی: 0 را : حدلکثر مجاز لفتف شار در لثر لصطکاک(,/) 6 : درصد مجاز لختاه ف شار (لعشار) مرا : فشار طرلحی‌شده برلیلبپاش(ب رحسبارتفاع «) ‎We‏ تغییر رقوم لوله در جهتجریانبین‌دو لبپاش‌ی حرلنی(م) | : فاصله بین‌دو آبپاشب حرلنی(م) ‏- منفى و مثبت بودن جملا" 

صفحه 6:
‎٠‏ یک سیستم آبیاری از نوع متحرک دارای یک خط لوله لاترال است که از لوله اصلی جدا شده و در امتداد شيب به طرف پایین سرازیر است. شیب زمین ثابت و 0.06 موه می- باشد. فشار طراحی شده برای آبپاش ها 0000 ۳۰ می باشد فاصله بين اولین و آخرین آبپاش 6۳۵0 متر است. حساب كنيد حداكثر مجان تلفات ناشی از اصطکاک را بر 

صفحه 7:
* دو آبپاش بحرانی: بدلیل ثابت بودن شيب زمينء آبپاشهای اول و آخر دو آبپاش بحرانی هستند 1 ۳۸0( 0*۰ 0100000/00 -(وم) /مکو را 7 0 -00.0009*000 -* عورا 60 82 اس 1/۵0۰0( )-(9)901:.94. 0]ع را 

صفحه 8:
هیدرولیک لاترالها * محاسبه افت ‎٠‏ خروج آب از آبپاشها سبب ایجاد تغیبر در دبی لاترال می شود ‏۶ فرضیات - الف: آبياشها به فواصل مساوى از يكديكر قرار كرفته اند - ب: دبى در آبياشها يكسان باشد - ج: خروج تمام دبى لاترال از آبياشها 

صفحه 9:
وله معادل: لوله ای است که قطر آن مساوی قطر لوله لاترال و ضریب اصطکاک آن معادل ضریب اصطکاک لاترال باشد» ولی دبی در داخل ن در تمام طول لوله یکسان و ثابت فرض شود. ۰ ‏ربا‎ =P(W,,) ترا .رل : لفتولقعی‌لصطکاکبا تسوجه به خروج لباز لبپاشها(,/) : ضریب لصطکاک(لعشار) پر : لفتلصطكاكدر لوله معادل(/2) 

صفحه 10:
فرمول های محاسبه افت در لوله معادل ‎٠‏ فرمول دارسى-وايسباخ ‎٠‏ فرمول اسكوبى ‎٠»‏ فرمول هیزن-ویلیامز ‎ ‎ 

صفحه 11:
(Qi. Di? P= KIL ] را : لفتلصطکاک(متر) : ضریبة بدیلو لحدها (0.6©*0000) را : طول‌لوله (متر) : دبی‌(لیتر در ثانیه) 0 : ضریبلصطکاک هیزن‌ویلیامز (لوله هیآ مینیمی8) متری199) 0 : قطر لوله (میلیمتر) نا ۰ 

صفحه 12:
ضریب اصطکاک کریستیان سن: برای حالتی که اولین آبپاش به فاصله ,9) از لوله اصلی است: 1 1 ۳ ۳ +1 2۸۷ ۷۴ برای حالتی که اولین آبپاش به فاصله 9/0) از لوله اصلی است: | جه 1 ‎2N‏ + P= 2N-1/m1 ۴ ‎OD‏ : تعداد لبياشروىلاترالل : ضريبىوكه بستكويه فرمولدارد: ‎sel able wad. -‏ ‏- ©0.66- : برلعمعادله هيزن ويليامز ‎=O‏ : معادله دارسی‌ولسباخ ‎ 

صفحه 13:
۶ افت اصطکاک: - جنس لوله -دبى - طول لوله - قطر لوله ‎٠‏ دبی لوله توسط طول لوله کنترل می شود (تعداد آبپاش) * رعایت افت مجاز فشار ‏- اصلاح قطر لوله ‏- اصلاح طول لوله 

صفحه 14:
حساب کنید قطر مورد نیاز برای لوله را بطوری که افت واقعی اصطکاک در محدوده مجاز باشد. لوله در امتداد شیب و شیب زمین 009).() ماب فشار طراحی برای آبپاش 000 کیلوپاسکال و فاصله بین اولین و آخرین آبپاش (6<6(6 متر است. فاصله آبپاش ها برابر 48 متر و اولین آبپاش به فاصله ,9 از وله اصلی قرار دارد. دبی هر آبپاش 2.006) لیتر در ثانیه طراحی شده است. is W,=0.0E0 wily 

صفحه 15:
02/۵00/۵29 <اا 99 06-40 0* 00-66 0299 /0/0(۳۹۹۵)]))عي رااسرالالط 269/099۹66۶۶ 0 با" Wy, =(A.OSP*UD°VO" * محاسبه ضریب *) برای وضعیتی که فاصله اولین آبپاش تا لوله اصلى ,09 است: 

صفحه 16:
P=0/(. OSC +H)HU(E"*S9)+(LOSC-1)"9/(8*99°) » به ازا قطرهاى مختلف ‎WD, cane 9 Ty, bobs (D)‏ محاسبه و در جدول زير رديف شده اند /- 00.020 رباك : ناك تدرا ‎why‏ م00 00.09 ۳990 0.0099 00.0022 اماك ‎why‏ ‏0 ‏000۶9 ‏03009 ‏00009 ۴ وه ww 909 299 0۹9 9۶0 

صفحه 17:
* کنترل با معیار حداکثر سر.عت: * Owes 1.5 wis * O=Q/W=(1O.99S*1OO0)/ ‏ه)‎ 00.0006 *0.0006*0.6©( عله 44 > علب 20.068 ۰ 

صفحه 18:
+ آرایش لاترالها: - حداقل کردن هزینه لوله گذاری - استفاده از پستی و بلندی زمین در جهت ایجاد توازن فشار در لاترال ‎٠»‏ لوله اصلى: - حداقل كردن طول لوله اصلى (هزينه) - در زمينهاى با شيب ملايم و يكنواخت لوله اصلى در وسط زمين ودر جهت شيب زمين قرار مى كيرد. 

صفحه 19:
شکل ۱-۴ آرايش لاترال‌ها در وضعیتی که شیب زمین ملایم د یکنواخت است و منبع آب در وسط زمپن قرار گرفته باشد. مسير حوكت لاتسرالها با صلامت پسیکان مشخص‌شده است. 3 

صفحه 20:
شکل ۲-۴ ش لاترال‌ها در وضعیتی که شیب زمین ملایم و بکتواخت است و نیم آب در یکی از اضلاع زمین قرار گرفته باشد. مسیر حرکت لاترال‌ها با علامت پیکان مشخص شده است. 

صفحه 21:
شکل ۲-۴ آرايش لاترالها در وضعيتى كه لوله اصلى در يكى از حاشيههاى زمين قرار كرفته باشد. در اینجا لاترالها در جهت شیب زمین می‌باشند تا افت فشار در آنها در اثر شيب ختثى شود. 

صفحه 22:
شکل ۴-۴ آرایش لوله‌ها در حالتی که لوله اصلی در حاشیه‌های بالائی زمین قرار گرفته و لاترال‌ها در جهت شیب زسین سركت مي‌کنند تا افت اصسطکاک در اثر اختلاف ارتفاع برطرف شود. شکل زمین باعث می‌شوه که یک پمپ فشار (بسوستر) در نیمه راء وله اصلی قرار گیرد. 

صفحه 23:
شکل ۵-۴ _آرایش لوله‌ها در یک زمین نساهموار که لوله‌فای اصسلی زدی پشته‌های زمین و در مرکز آن قرار دارد و لاترال‌ها در جسهت رر به پائین شیب حرکت می‌کنند. 

صفحه 24:
شکل ۶-۴ آرایش لوله‌ها در زمین اهموار که در آن به اجبار مقدار زیادی لوله اصلی در اطراف مین قرار گرفته است تا لاترال‌ها بتوانند در جهت رو به پائین شیب حرکت 

صفحه 25:
‎٠»‏ فشار لازم در نقطه اتصال لاترال به لوله اصلی د له 60۵ راب درا ۰۵6 0]+م را وراد ‎Ibe‏ : فشار لازم در لوله لصلی‌در محل‌ورود آببه لاترامل(ک یلوپاسکالل دراك : فشار ‎S) this! pV‏ ] ‏۶ : افتلصطككدر لاترا-ل(متر) ‏جرا : لفزليشرقوم ارتفاعى(متر) ‏9 : ضريبى براى حصول اطمينان از متوسط فشار در نقطه وسط لاترال ‏ماك : ارتفاع رليزر (متر) 

صفحه 26:
‎٠»‏ حداقل ارتفاع رایزر ‏حداقل ‎Dr (ox)‏ قطر (مج) 29 9 ‎as‏ 900 30 99 90 29 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 

صفحه 27:
مثال حساب كنيد فشار لازم در محل ورود لب از لوله اصلى به لاترال براى حالتى كه در مثال هاى قبل كفته شد. فشار طراحى آبياشهاء (00© كيلوياسكال است. لوله لاترال روى زمين قرار خواهد كرفت. فرض كنيد ارتفاع رایزر یک متر باشد. ٠ ‏(ما)_بللخاراك‎ هس 06 .2099*6002 .را ۰ 

صفحه 28:
* افزایش ارتفاع بین نقطه ورودی و آبپاش بحرانی ©2- متر است رم جر 9 0]+و ‎We‏ © .)29 .0]+90060 مراك ۰ ۰ 0[*9.002296+(9 * بنابراین آب در لوله اصلی در نقطه اتصال لاترال به آن باید فنشاری معادل 0060۴ کیلوپاسکال داشته باشد. 

صفحه 29:
فشار بحرانی مورد لزوم در لوله اصلی * فشار. آب در هر نقطه از لوله اصلی» حاصل جمع مقادیر زیر است: - الف: فشار مورد لزوم در نقطه ای که در جهت جریان بعد از نقطه مورد نظر قرار گرفته است. -ب: افت اصطکاک بین نقطه مورد نظر و نقطه بعدی روی لوله أصطل - ج: افزايش رقوم ارتفاعى بين نقطه مورد نظر و نقطه بعدى روى لوله اصلى -د: افزايش بار سرعت بين نقطه مورد نظر و نقطه بعدى روى لوله اصلى 

صفحه 30:
۰ ‏بو راا ترا‎ Wet Wit : بار فشار مورد لزوم در نقطعه : (متر) »با : بار فشاری‌مورد لزوم در نقطه ب (متر) :دارا“ : افتلصطكاك بيننقطه ؛ و » (متر) ‎Weta‏ | لفزليشرقوم ارتفاعىييننقطه : و ه (متر) دنمماك : لفزلیش‌بار سر عتبین‌نقطه زو (متر) (۴/۵۱20۴6/)6*۵.00( )سرا ‎٠‏ ‏() : سرعتجریان‌در نقطه ز (متر بر تانیه) (قابل‌صرفنظر) محاسبه فشار در لوله اصلی را باید از انتها شروع کنیم و به سمت پمپ که نقطه اولیه است برویم. 

صفحه 31:
* نقطه بحراني در لوله اصلی: نقطه ای است که با توجه به اصطکاک بین پمپ و آن نقطه بیشترین فشار را لازم داشته باشد. ‎٠‏ وظیفه پمپ: تامین فشار مورد نیاز در نقطه بحرانی * فشار مورد نیاز پمپ از جمع اجزای زیر حاصل می شود: ‏- الف: فشار مورد لزوم در نقطه بحرانی در لوله اصلی ‏مقدار کل افت اصطکاک بین پمپ و نقطه بحرانی روی لوله اصلی : افزایش رقوم ارتفاعی بین پمپ و نقطه بحرانی ‏- د: افت اصطکاک بین سطح آب پمپاژ و خط محور پمپ ‏- ه: بار سرعت در نقطه بحرانی در لوله اصلی ‏* به مجموع حاصل بار کل دینامیکی پمپ گویند ‎(POW).‏ ‎ 

صفحه 32:
‎DOW‏ باید برلیتمام نقاط لوله لصلی‌محاسبه شود. و نقطه لی‌که بار کل دینامیکی آن حدلکثر لستنقطه بحرلنیب وله لصلىاستٍ ‎۶ ‏را راب۶۳1‎ FOF ‏,2001 : بار كلديناميكىمورد لزوم برلینقطه : (متر) پٍا: لفلصطکاک از پمم‌قا نقطه : (متر) ‏پٍما : لفزلیشرقوم ارتفاعی‌از سطح لبدر منبع تا نقطه ] (متر) ‏: افتلصطکاک در قسمتمکش‌پمپ(متر) 

صفحه 33:
* دو راه حل جهت تامین فشار در نقطه بحرانی: - کاربرد رگولاتور یا هیدرانت — کاربرد پمپ های بوستر قبل از نقاط بحرانی در سیستم های بزرگ 

صفحه 34:


صفحه 35:
مثال ‎٠‏ در يك طرح آبيارى بارانى سيستم توزيع لوله ها به نحوى است كه مى بايست © لاترال 00 تا ©) بطور همزمان كار كنند. هر لاترال 20 أبياش دارد كه دبى هر كدام ©0.©2 ليتر در ثانيه طراحى شده است. فشار لازم در لوله اصلی در مدخل هر لاترال 600 کیلوپاسکال محاسبه شده است و رقوم ارتفاعی هر نقطه روی خط و فاصله بین آنها در جدول زیر داده شده است: ‎ ‎ 

صفحه 36:
لوله اصلی یک لوله آلومینیمی با قطر داخلی 600.66 سانتیمتر است که ضریب زبری هیزن-ویلیامز در آن 46۳6۶ می باشد. افت اصطکاک و بار ارتفاع از سطح لب تا مرکز پمپ 40.999 متر است. لاترال ها می بایست از نقطه ‏ تا ۶) همزمان کار کنند. حساب کنید نقطه ای که در لن فشار بحرانی است و بار كل دینامیکی مورد لزوم بزای پمپ را. حل: از انتهای لوله اصلی شروع کرده و به سمت پمپ پیش میرویم. در هر لاترال مقدار دبی مورد لزوم برابر است با: دلا ©.0.9009-000* 0-900 ‎٠‏ 

صفحه 37:
‎٠‏ دبى كل و افت اصطکاک را از نقطه 0) تا 8) بطول ©©.©0) متر حساب می کنیم. ‏علا .عم 6۵ ‎٠‏ ‏اانت 909/0 60/0(۳] تاک کیب ۰ ‏بر ‏|" 94/46(1556/۵609: 96*100 96*006000*4.عي ‎+ Wpg=O.OUd w ‎۰ ‏9990و‎ Pa ۰ ‏م 0۶9 ,8(2۵0۵ 060 :295000000/)1000060*9 عورا.‎ ۰ PP CP-P?.OG= -0.00 0 ‎ ‎OE 

صفحه 38:
W, ۳۳ ‏ات‎ Cy 4b, (WO. CNOOO)[F(8.*O.C09E*0.C082)}°/ (e°9.607) 4, g=40.8*D. ODODE ES=0.0088S w ٩ ‏ی‎ 01:9*00:0*:000006-0.06666 4b, ag=0.D0S8S-0.0DEE8E= -0.01899 w= -0.007 w Wyg=FO.OPS+O0.00-0.90-0.00P=99.F SP w 

صفحه 39:
جدول ۲-۴ (الف) محاسبه بار فشار لازم و بار سرهت در هر یک از نقاط خط لوله اصلی بار مورد نیاز ‎(m)‏ ‏46.071 ‏39.487 ‏38.47 ‏38.898 ‏39.296 39.44 cory 0 6.0057 0.0226 0.0509 0.0905 0.1414 01414 ass 8 ‏م‎ ‎6 A رفرم ارتفاعی 4 -0 -0:920 0.310 0910 0.960 افت اصطكاك ‎Gay‏ oon ۳ ibis) 10.800 21.600 32.400 200 ‘$4,000 تطمات لوله اصلق 

صفحه 40:
جدول ۴-۴ (ب) محاسبه بار کل دینامیکی لازم برای هر نقطه از خط اصلی از پمپ () باد كل ‎ote‏ ۳ 39.928 39.928 3928 39.928 39.928 39,928 رتوم ارتفاعی 0 0 0.050 0.360 - 110 افت اصطكاك 0 0418 0.556 0,637 0.676 0.686 قطعات الوله اصلى 

صفحه 41:
جدول ۳-۴(ج) محاسبه بار فشار لازم و بار سرعت در هر نقطه از خط لوله اصلی بار مورد نباز 0 4۱99 40.983 40.073 40.424 41422 40.980 te ‏ها‎ 0.0087 0.0226 0.0509 0.0905 00144 0144 رقوم ارتفاعی ‎(mm)‏ 0.610 ~0.920 0.310 0.910 0.860 افت اصطکاك ‎{m)‏ 0.0 0.038 0.081 0.138 0.418 or «L/s) 10.800 21,600 32.400 43.200 54.000 تسستهاى نوله اصفي 

صفحه 42:
۰ ۳0/۱/26۳۵ ۰9-0 08۴۴ 9 * معمولا از نظر. اطمینان» حداکثر به میزان 9 متر به بار کل دینامیکی افزوده می شود تا جبران افت های پیش بینی نشده را بنماید.