относно

Двете най-важни концепции, свързани с работата на хидравлична напоителна система

Дебит и налягане

Водата се транспортира по тръби, например, до поливен парцел. В зависимост от използваната напоителна система (капково или пръскачка) ще е необходимо по-ниско или по-високо налягане, за да работи системата правилно. Нека видим двете най-важни концепции, свързани с работата на хидравлична напоителна система: поток и налягане.

а) Поток

Дебитът се дефинира като обемът на водата, която преминава през повърхността за дадено време.

Ако наречем потока Q, обема V и времето t, тогава:

Обикновено обемът се измерва в литри, а времето в секунди, следователно дебитът ще бъде изразен в:

Има и друг израз за поток. Да предположим, че измерваме потока през кръгла тръба. Обемът вода, който ще премине за определено време, ще има формата на цилиндър със сечение, равно на това на тръбата (измерваме участък S в квадратни метри), и с дължина d (измерена в метри):

Следователно обемът ще бъде еквивалентен на обема на цилиндъра, т.е.

V = S d

Ако сега преминем към формула [1] и заместим, ще имаме следното:

Но все пак можем да направим още една смяна. Това уравнение съдържа изминатото от водата разстояние за дадено време, което не е нищо друго освен скоростта, с която водата циркулира, така че можем да напишем:

Където v е скоростта на циркулация на водата в метри в секунда, а S участъкът на тръбата в квадратни метри (m 2). Следователно дебитът се изразява в: Q = m 2 · m/s = m 3/s

Следователно потокът, който циркулира вътре в тръбата, ще зависи от ширината на тръбата (секцията) и нейната скорост. Колкото повече участък, толкова повече поток; колкото по-висока е скоростта, толкова по-голям е и потокът.

Фиг. 1 Потокът, който циркулира вътре в тръба, зависи от участъка на тръбата и скоростта на циркулацията на водата. Q = S • v

Дебитът може да бъде изразен в литри в секунда (l/s), литри в минута (l/min) или литри в час (l/h). Използват се също кубични метри в час (m 3/h) и кубични метри в секунда (m 3/s).

Всички тези единици могат да бъдат преобразувани една в друга. Ще трябва да използваме следните преобразувания, за да преминем от една единица в друга:

Таблица I: "Преобразуване на поточни единици"

Пример 1. Какъв поток ще тече през тръба с диаметър 200 милиметра, ако скоростта на водата е 1,5 m/s?

Формулата за изчисление е Q = S · v. Първото нещо, което трябва да знаем, е участъкът или площта на тръбата. За изчисляване на участъка ще използваме израза за площта на кръг: S = 3,1416 · радиус 2. Тъй като радиусът е половината от диаметъра, радиусът = 200/2 = 100 милиметра; Прекарваме го на метри, разделяйки на хиляда; r = 100/1000 = 0,1 метра. Следователно S = 3,1416 · 0,1 2 = 3,1416 · 0,1 · 0,1 = 0,031 m 2

Вече можем да приложим формулата; Q = S · v = 0,031 m 2 · 1,5 m/s = 0,046 m 3/s; За да го предадем, например, литри в минута, използваме таблица I за преобразуване на поточни единици:

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

Пример 2. Искаме да знаем скоростта, с която водата ще циркулира през тръба с диаметър 90 mm, която носи поток от 15l/s.

От добре познатата формула Q = S · v решаваме за скоростта. Тоест v = Q/S

Ние трансформираме потока в m 3/s, както е посочено в таблица I:

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

Сега изчисляваме сечението на тръбата. Радиусът е 90/2 = 45 mm, което при преобразуване в метри е 0,045 m.

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

Вече можем да изчислим скоростта на водата:

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

б) Налягане

Налягането е силата, действаща върху дадена повърхност. Същата сила може да предизвика повече или по-малко налягане в зависимост от повърхността, върху която действа, е по-малка или по-голяма.

За да разберем това, да предположим сила от 1000 килограма, действаща на площ от 100 квадратни сантиметра. Натискът върху тази повърхност е:

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

Ако същата сила се приложи върху повърхност от 20 cm 2, тогава упражняваното налягане ще бъде:

P = F/S = 1 000/20 = 50 kg/cm 2

Следователно, когато се говори за налягане, не е достатъчно да се посочи силата или тежестта, но е необходимо да се посочи и повърхността, върху която действа силата или тежестта.

На нормален език обаче той е съкратен и говори например за 5 "килограма" натиск. Разбираемо е, че тези 5 килограма налягане действат върху 1 квадратен сантиметър повърхност, следователно е 5 кг/см 2 .

Най-използваните агрегати за налягане в хидравликата са:

  • атм (атмосфера), бар, кг/см 2, mca (метри воден стълб), kPa (килопаскали)

Тези единици могат да бъдат преобразувани помежду си, тъй като:

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

Тоест, за да преминете от атмосфера, бар или kg/cm 2 към mca, трябва да умножите по 10.

За да преминете от mca към атмосферата, бар или kg/cm 2, разделете на 10.

Пример 3. Манометърът на филтърна станция показва 7 mwc. Ако трябва да се извърши ръчно почистване, когато загубата на налягане е 0,6 бара, необходимо ли е да почистите филтъра?

Ще променим mca на bar, за това трябва да разделим на 10. Тоест 7 mca/10 = 0.7 bar. Следователно почистването на филтъра трябва да се извърши, тъй като минималното налягане е превишено.

Уреди, наречени манометри, се използват за измерване на налягането. Манометрите могат да бъдат с резба или игла, както е показано на следващата фигура:

Фиг. 2 Манометър за налягане на резбата (A), който преди е бил инсталиран в определени точки на мрежата, оставайки неподвижен. Иглов манометър (B), използван за точково измерване.

Селскостопански технически инженер.

Професор от Международния университет за напояване.

Ако статията на нашия учител Мигел Ангел Монж ви е харесала, ви каним да посетите неговите курсове: