Как подобрать оптимальный диаметр труб для полива
Посадив сад или огород, каждый хозяин стремится не только обеспечить высокую урожайность участка, но и максимально заботится о нем, так как дача — душа обладателя. Качественный полив — одна из основных задач, проблема, с какой требуется справиться.
Капельный полив на дачном участке
Организация полива огорода: подбираем оптимальный диаметр труб
Существует большое количество оросительных систем, но какую именно выбрать, зависит от индивидуальных предпочтений хозяев.
При выборе наиболее удобной и эффективной системы необходимо учитывать несколько важных факторов:
- климат;
- рельеф местности;
- вид выращиваемых растений.
Автоматический капельный полив в теплице
Стационарная подача воды может выполняться с помощью распределительного трубопровода (пластиковые), качественной трубы, при этом можно воспользоваться шлангами, трубами для полива, в чем огород нуждается, или приусадебного участка. Если речь заходит о капельном поливе, то необходимо быть максимально внимательными при работе. Выбрать правильный диаметр отверстия в трубе для капельного полива — первый этап на пути создания качественной и эффективной поливной системы.
Рассчитываем отверстие для огорода
Правильно выполненный монтаж системы капельный полив — существенный момент дальнейшей эксплуатации. Можно воспользоваться несколькими способами, дача и другие придомовые территории этого требуют. Для участков, которые имеют различную площадь, следует учитывать большое количество даже самых мелких нюансов, для которых необходимо проложить качественный полив.
Полипропиленовые трубы разного диаметра
За устойчивость давления отвечает диаметр трубы для капельного полива. Следует учитывать, что труба, диаметр которой, равен 1.6 см, способна выдать до 600 л/ч. Такого количества будет достаточно для орошения 30 м2 участка, а далее соответственно, следует рассчитывать необходимое количество на 100 мм 3. При условии значительно большей территории участка, необходимо остановить выбор на трубах с более крупным диаметром. Так, следует запастись трубой, диаметр которой 25 мм (пластиковые трубы), что позволяет получить на выдаче около 1800 л/ч. Таким образом получится эффективно полить участок около 100 м2.
Сверление отверстий в трубах
Диаметр трубы для полива на даче размером 32 мм способен отдать на выходе около 3м³ воды, чего вполне будет достаточно для полива участка площадью до 5 соток, а устройства с диаметром трубы около 40 мм – 4,2м³ и соответственно подойдет для 7 соток. Если диаметр трубы будет меньших габаритов, орошение может быть недостаточным. А это как говорится только напрасная работа.
Схема капельного полива
Разводящие трубы чаще размещаются от точки водопровода по краю тропинок до самого конца участка. А уже от основной трубы на расстоянии 45 см друг от друга осуществляют укладку ленты с отверстиями для орошения по траектории насаждений, которые необходимо оросить.
Какой диаметр для капельного полива выбрать — зависит от хозяев участка, так как такие нюансы должны учитываться индивидуально, дача — это изюминка. Капельный полив лучше организовать при диаметре трубы 400 мм, но для более тонкой трубы неудобно использовать ленту и раздаточные краны.
Когда диаметр трубы для полива огорода подобран, осталось заняться только монтажными работами. Для начала рассчитать отверстие соответствующего диаметра и на расстоянии 45 см проделать отводящие краны для подключения ленты. сделать отверстия, к которым и будут подключаться ленты. Проложить рукава в две стороны и зафиксировать края трубы.
Благодаря современным технологиям есть возможность обеспечить растениям необходимый уход, выполнять качественный капельный полив, увеличивая рост культур, качественно ухаживая за дачным участком, огород того же требует. Рассчитать схему создания не составит труда, но результаты приятно удивят даже заядлых скептиков.
Данный способ, при котором происходит капельный полив, подойдет тем кто ценит своё время, и свои труды. Именно для этого был придуман регулярный капельный полив. Перед эксплуатацией системы, потребуется включить воду, наблюдать за тем, как лента расправляется. Если наполняется водой без затруднений, а растения получают влагу — диаметр трубы для полива огорода выбран грамотно.
Позаботьтесь о будущем садового участка
Созданная система, при которой полив убережет от большого количества забот, которые могут подстерегать на дачном участке. Подобная система, рассчитать которую несложно, устанавливается не только на поверхности почвы, но и на глубину 10-15 см, которые вы можете видеть на фото. Обеспечить должный уход, максимальную защиту территории очень просто. Огород и дача будут находиться в полном порядке, если обеспечить должный уход, какой возможен при использовании надежной системы полива . Выбирайте для себя наиболее качественную систему, при которой можно осуществить качественный полив.
Источник статьи: http://trubygid.ru/optimalnyj-diametr
Этап-6. Гидравлический расчет и подбор диаметров труб.
Суть гидравлического расчета состоит в подборе условий, при которых самый отдаленный потребитель с наименьшими потерями и при минимальной стоимости трубопровода получает необходимое количество воды под необходимым давлением. Это значит, что при гидравлическом расчете принимается во внимание не общая длина трубопровода, а максимальное прямое расстояние (без ответвлений) которое проходит вода от источника водоснабжения до самого отдаленного дождевателя. Эту длину мы назовем Lmax.
При выборе диаметра труб мы будем иметь ограничивающие нас предельные состояния, между которыми и будет находиться оптимальное решение.
Нижнее предельное состояние —
- скорость движения жидкости V, не должна превышать 1,5 м/с, а потери на гидравлическое сопротивление в трубопроводе — h, должны быть близкими к 10м (1кгс/см 2 ) на 100м трубопровода или меньше. Эти показатели тем ниже, чем больше диаметр трубы.
Верхнее предельное состояние –
- Цена материалов. Стоимость труб и, особенно, стоимость соединительных фитингов значительно возрастает по мере увеличения диаметра проходного сечения трубы.
Подберем диаметр трубы для Канала №1.
На чертеже видно, что Канал №1 состоит из трех отрезков трубопровода:
участок 1.1 длиной 22,7 м, с расходом 3 м 3 /час,
участок 1.2 длиной 22,9 м, с расходом 1,6 м 3 /час
участок 1.3 длиной 24,1 м, с расходом 1,4 м 3 /час.
Таким образом, по таблице гидравлических сопротивлений (потерь), выбираем диаметр проходного сечения по каждому участку:
Участок 1.1 – Ø32 мм, h – 9,25 м/100м,
в пересчете на длину участка h1.1 = 2,09м
Участок 1.2 – Ø25 мм, h – 11,94 м/100м,
в пересчете на длину участка h1.2 =2,73м
Участок 1.3 – Ø25 мм, h – 9,65 м/100м,
в пересчете на длину участка h1.3 =2,32м
На участке 1.2 величина h, больше 10 м/100м, но, во-первых, дождеватели на этом участке расположены вдоль радиусной кривой, а значит, реальный сектор их полива будет меньше расчетного 180°, т.е. расход и гидравлические потери будут так же, меньше расчетных. Во-вторых, длина участка настолько мала, что это превышение можно считать не существенными.
Аналогичным образом подбираем диаметр труб для всех каналов и помещаем их в сводную таблицу.
Канал №1:
Расход Q = 3 м 3 /час
L 1.1 – 22,7 м Q1.1 – 3 м 3 /час, Ø32мм, h1.1 – 2,09 м
L 1.2 – 22,9 м Q1.2 – 1,6 м 3 /час, Ø25мм, h1.2 – 2,73м
L 1.3 – 24,1 м Q1.3 – 1,4 м 3 /час, Ø25мм, h1.3 – 2,32 м
Канал №2:
Расход Q =3,2 м 3 /час
L 2.1 — 15 м Q2.1 – 3,2 м 3 /час, Ø32мм, h2.1 – 1,38 м
L 2.2 – 11,7м Q2.2 – 1,6 м 3 /час, Ø25мм, h2.2 – 1,39 м
L 2.3 – 11,7 м Q2.3 – 1,6 м 3 /час, Ø25мм, h2.3 – 1,39 м
Канал №3:
Расход Q =3,2 м3/час
L 3.1 – 7,9м Q3.1 – 3,2 м 3 /час, Ø32мм, h3.1 – 0,73 м
L 3.2 – 11,7 м Q3.2 –1,6 м 3 /час, Ø25мм, h3.2 – 1,39 м
L 3.3 – 11,7 м Q3.3 – 1,6 м 3 /час, Ø25мм, h3.3 – 1,39 м
Канал №4:
Расход Q =2,8 м 3 /час
L 1.1 — 1 м Q1.1 – 2,8 м 3 /час, Ø32мм, h4.1 – 0,09 м
L 1.2 – 22,5 м Q1.2 – 1,6 м 3 /час, Ø25мм, h4.2 – 2,68 м
L 1.3 – 21,6 м Q1.3 – 1,2 м 3 /час, Ø25мм, h4.3 – 1,63 м
При подборе диаметра канальной трубы, нужно так же понимать, что по мере удаления от клапана количество дождевателей, а значит, и расход будет уменьшаться, следовательно, и диаметр труб, по мере уменьшения количества дождевателей можно так же уменьшать. Но уменьшение диаметра потребует дополнительных соединительных фитингов, которые, в свою очередь, во-первых, создадут дополнительные гидравлические сопротивления, а во-вторых, могут просто потечь. Поэтому на небольших участках целесообразность постепенного уменьшения диаметра труб определяется расчетами в каждом отдельном случае.
Расход воды при выборе диаметра магистральной, т.е основной питающей трубы, выбираем равным расходу большего из каналов. Но он (диаметр) не должен быть меньше диаметра нагнетательного патрубка насоса.
Диаметр магистральной трубы в нашем случае выбираем по самым производительным каналам — Каналу №2 или Каналу №3 – 3,2 м 3 /час.
Получаем — Ø32 мм, hмаг – 2,56 м (в пересчете на длину магистральной трубы 25 м при показателе гидравлического сопротивления 10,27 м/100м.)
Таким образом, на данный момент, мы имеем все данные для составления основного равенства (Этап-2 Источники Водоснабжения) для вычисления проектного входного давления воды — Pпр.вх , необходимого для обеспечения работы нашей Системы Автоматического Полива.
Pпр.д. – проектное давление на дождевателях
hпод – высота подъема воды до точки подключения САП, м.,
hрел – перепад высот рельефа участка, м.
hтр – потери давления в результате гидравлических сопротивлений в трубопроводе, м.
В нашем случае hпод = hрел = 0
Для определения hтр , мы берем в расчет не общую длину водопровода, а уже известный нам показатель Lmax., равный прямому пути воды без ответвлений от источника водоснабжения до самого отдаленного дождевателя. В нашем случае
Lmax = Lмаг + L1.1 + L1.2
hтр. = hмаг + h1.1 + h1.2
Подставляя это выражение в равенство получаем:
Pпр.вх = Pпр.д. + 1,3 (hмаг + h1.1 + h1.2)/ 10
Pпр.вх = 3,5 +1,3 (2,56 + 2,09 + 2,73 )/ 10
Pпр.вх = 4,45 кгс/см 2
Таким образом результатом расчетной части нашего проекта стали характеристики источника водоснабжения:
Q =3,2 м 3 /час
Pпр.вх = 4,45 кгс/см 2
Так же, в том случае, если водоснабжение обеспечивается насосной станцией, необходимо понимать, что чем выше гидравлические сопротивления в трубопроводе, тем больше электроэнергии будет тратить двигатель вашего насоса на их преодоление. Эти затраты могут быть рассчитаны по формуле:
N=0,0027QH/ŋ
Q – расход воды в м 3 /час
Н – потеря напора в метрах
ŋ — КПД электродвигателя и механической передачи на крыльчатку насоса (ŋ =0,6 — 0,75 для центробежных насосов)
Например, мощность электродвигателя насоса, потраченная на преодоление гидравлических потерь, равных 10м при расходе 3 м 3 /час составит:
N=0,0027QHŋ
N=0,0027 х 3 х 10/0,65 =0,124 кВт
Цифра небольшая, но при необходимости «тащить» воду за сотни метров, может вылиться в серьезные затраты.
На этом проектную часть условного участка можно считать законченной. Нами получены все данные необходимые для выбора материалов и насосного оборудования для обеспечения оптимальной работы системы автополива газона.
Если у Вас, все же, остались вопросы по какому-то из этапов проектирования, наши сотрудники с удовольствием совершенно бесплатно проконсультируют Вас. Наши контактные данные Вы можете найти здесь.
Источник статьи: http://polytekhnika.ru/%D1%81%D0%BE%D0%B2%D0%B5%D1%82%D1%8B-%D0%BF%D0%BE-%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B5%D0%BA%D1%82%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8E/%D1%8D%D1%82%D0%B0%D0%BF-6-%D0%B3%D0%B8%D0%B4%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%BB%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9-%D1%80%D0%B0%D1%81%D1%87%D0%B5%D1%82-%D0%B8-%D0%BF%D0%BE%D0%B4%D0%B1%D0%BE%D1%80-%D0%B4/
Проектируем систему полива сами
Для начала проектирования системы полива нам будет необходим план участка. Как правило, план участка выполняется в масштабе 1:100, 1:200. На нём необходимо будет указать как можно точнее месторасположение существующих и планируемых объектов (сооружение, деревья и кустарники, подпорные стенки). Если участок имеет сложный рельеф, то желательно отметить перепады высот. Необходимо определить на участке места, где будет работать система автополива, капельного полива, предусмотреть отводы воды (гидранты) для ухода за труднодоступными территориями.
Возьмем, в качестве примера, проект по благоустройству участка. Последовательно рассмотрим все действия.
Рис.1 Проект участка.
На участке необходимо сделать автоматический полив газона, цветников, предусмотреть гидранты.
Выбор места расположения дождевателей и зоны их покрытия.
Для полива будем использовать МР ротаторы. Радиус полива для ротаторных дождевателей колеблется от 4 до 9 метров:
Также они отличаются регулировкой сектора полива:
Теперь расставим дождеватели по плану. Начинать лучше с отмостки около дома и др. строений, а также по границе участка и в углах. В идеале должно быть 100% перекрытия (т.е. любая точка участка должна поливаться 2-мя дождевателями). После этого смотрим какие зоны не поливаются (или поливаются недостаточно) и добавляем дождеватели.
Рассчитаем расход воды, используя данные из таблицы 1.
Таблица 1. Расход ротаторов в зависимости от радиуса действия и сектора полива.
(данные приводятся при рабочем давлении 3 бар.)
На чертеже расставим данные согласно таблице.
Общий расход воды на участок будет равен 5,224 м3/час.
Для стабильной работы насоса необходимо, чтобы производительность разных зон отличалась не более, чем на 25%.
Разобьем участок на 2 зоны. Расход самой большой зоны 2,676 м3/час, самой маленькой 2,548 м3/час.
Теперь можно спроектировать прокладку трубы и установку клапанов.
При подборе диаметра труб учитывается зависимость между скоростью движения воды, гидравлическими потерями в трубопроводе и мощностью насосной станции. Рекомендуемая расчетная скорость воды в трубопроводе из полимерных материалов 2,5-3,0 м/с.
Ниже приведена таблица соответствия скорости и расхода. По ней Вы можете определить необходимый диаметр труб.
| диаметр трубы нд, мм | скорость воды, м/с | расход воды, м.куб./час |
| 25 | 2,5 — 3,0 | 2,94 — 3,53 |
| 32 | 2,5 — 3,0 | 4,43 — 5,29 |
| 40 | 2,5 — 3,0 | 7,47 — 8,96 |
| 50 | 2,5 — 3,0 | 11,7 — 14,0 |
| 63 | 2,5 — 3,0 | 18,7 — 22,32 |
Нам достаточно трубы диаметром 32 мм.
Выбираем место для установки емкости, насосного оборудования и контроллера.
Вода из скважины (местного водопровода или др.) поступает в накопительную емкость (уровень регулируется поплавковым клапаном) , откуда через насосную станцию она нагнетается в магистральную трубу.
Магистральная труба (на рисунке черным цветом) находится всегда под давлением. К ней подсоединяются ветки для полива участка (Кран1, Кран2) и ветка гидрантов (Кран3), на рисунке желтым цветом. Ветки ( на рисунке красным и синим цветом) включаются только в определенное (заданное) время. На них монтируются дождеватели.
Кран1 и Кран2 — электромагнитные клапаны, открываются в заданное время для полива определенного участка.
Гидранты размещены в разных частях участка. Они подсоединены к магистральной трубе через Кран3 (который всегда открыт), соответственно они всегда под давлением. Гидрант расположенный на фасаде может использоваться для мойки брусчатки, машины, а также для полива небольших клумб. Гидрант в огороде незаменим при поливе огорода, там же будет возможность сделать капельный полив.
Подбор насосного оборудования.
Для правильного подбора насосного оборудования необходимо сделать гидравлический расчет. Его целью является определение расхода и напора насосной станции. Расчет производится по самой невыгодной трассе трубопроводов, подводящих воду к самому удаленному от насосной станции дождевателю или дождевателю расположенному на самой высокой отметке.
В нашем проекте это 1-я ветка.
Расход воды, проходящей через 13 дождевателей составит 2,676 м3/ч.
Скорость потока в трубе составит: V = Q/F, (м/с),
Q – расход воды на канал, м3/с;
F – площадь внутреннего сечения трубы, м,
F = π * D2/4 = 3,14 * 0,0252/4 = 0,00049 м,
где D – внутренний диаметр трубы, м.
V = 0,0011/0,00049 = 2,24 м/с
Гидравлические потери на канал (Нпк) сложатся из сумм потерь по длине и потерь на местные сопротивления, т.е.:
Потери по длине.
Потери по длине вычисляются по формуле Дарси:
Нд = ξ * L * V2 / dвн * 2 * g, (м)
Вы можете использовать таблицу потерь напора. (см. Таблицу потерь напора).
| Потери напора в трубопроводах ПНД по ГОСТ18599,2001 PN10 (в метрах на 100 метров прямого трубопровода) | ||||
| диаметр, мм | ||||
| 25 | 32 | 40 | 50 | |
| 0,5 | 1,29 | 0,33 | ||
| 1,0 | 4,27 | 1,09 | 0,36 | |
| 1,5 | 8,67 | 2,21 | 0,73 | |
| 2,0 | 14,37 | 3,66 | 1,2 | 0,42 |
| 2,5 | 21,3 | 5,41 | 1,77 | 0,62 |
| 3,0 | 29,41 | 7,46 | 2,44 | 0,85 |
| 3,5 | 38,65 | 9,8 | 3,2 | 1,11 |
| 4,0 | 49,01 | 12,41 | 4,06 | 1,41 |
| 4,5 | 15,29 | 4,99 | 1,73 | |
| 5,0 | 18,43 | 6,02 | 2,09 | |
| 5,5 | 21,84 | 7,12 | 2,47 | |
| 6,0 | 25,5 | 8,31 | 2,88 | |
| 6,5 | 29,41 | 9,58 | 3,32 | |
| 7,0 | 33,56 | 10,93 | 3,79 | |
| 7,5 | 37,97 | 12,36 | 4,28 | |
| 8,0 | 42,61 | 13,87 | 4,8 | |
| 8,5 | 47,49 | 15,45 | 5,35 | |
| 9,0 | 17,11 | 5,92 | ||
| 9,5 | 18,85 | 6,52 | ||
| 10,0 | 20,66 | 7,14 | ||
При нашем расходе 2,676 м3/час, потери напора в трубопроводе длиной 100 м составят 5,41 метров.
Длина ветки до дальнего дождевателя 30 метров, соответственно потери напора по длине составят 1,8 метра.
Потери на местные сопротивления.
Потери на местные сопротивления вычисляются по формуле Вейсбаха:
Нм = ξм * V2/2 * g, (м)
И в свою очередь разделим их на:
- потери при повороте;
- потери при ответвлении;
- потери в запорной арматуре.
При поворотах значение коэффициента местного сопротивления ξм, в зависимости от угла поворота α, принимаем по таблице:
| α | 30° | 40° | 50° | 60° | 70° | 80° | 90° |
| ξм | 0,2 | 0,2 | 0,4 | 0,55 | 0,7 | 0,9 | 1,1 |
На ветке 3 поворота на угол 90°, принимаем коэффициент местного сопротивления равным 1,1, тогда: Нп = 3 * 1,1 * 2,242/(2 * 9,81) = 0,84 м
При ответвлениях значение коэффициент местного сопротивления ξм принимается в зависимости от угла подсоединения ответвления.
У нас имеется 2 ответвления со значением коэффициента местного сопротивления ξм=1,5, следовательно,
— Нотв = 2 * 1,5 * 2,242/(2 * 9,81) = 0,34 м
Поскольку диаметр трубопровода расчетного канала 32 мм, по каталогу Hunter подбираем электромагнитный клапан диаметром 1″. Потери напора в клапане принимаем по графику, приведенному в каталоге.
Для нашего расхода они составят 1,3 метра.
Нпк = 1,8 + 0,84 + 0,34 + 2 = 4,98 м.
Аналогично рассчитываем потери на напорной магистрали (Нпм) от насосного узла до колодца №1. Они составят Нпм=0,54 метров.
Суммарное значение потерь на участке от насосного узла до наиболее удаленного дождевателя составит:
ΣНп = 4,98+ 0,54 = 5,52 м
Рассчитаем необходимое давление, которое должен выдавать насос на выходе:
Нн = Нг + Нп + Нд, (м),
Нг – максимальный геометрический перепад между отметкой оси насоса и дождевателем;
Нп — гидравлические потери в трубопроводе;
Нд — давление, необходимое для работы дождевателя.
Нн = 1,0 + 10,61 + 30 = 36,52 м = 3,7 атм.
По каталогу оборудования подбираем насос. При подаче 2,7 м3/час, напор на выходе из насоса должен быть не менее 3,6 атм.
Если у Вас уже существует насосный узел или поселковый водопровод, удовлетворяющий рабочим характеристикам оборудования, то их можно использовать в качестве источника для системы полива. В этом случае производительность канала будет определяться производительностью насосной станции или поселковой магистрали. Для расчета можно идти от обратного, а именно, на основании данных о производительности Q источника и создаваемом при этом напоре H определяется давление на самом дальнем дождевателе по каждому каналу.
В оросительных системах, использующих насосное оборудование, желательна установка накопительных емкостей. Применение емкостей позволяет обеспечить объем воды, необходимый на цикл полива, прогретой до температуры окружающей среды. Обычно емкости устанавливаются на участках в хозяйственных зонах и декорируются живыми изгородями.
Источник статьи: http://zgorod-nn.ru/articles/183/
