Stap 8: Irrigatie ontwerp
Bent u tevreden met dit wetende, gelieve te slaan over naar de volgende sectie, anders lezen op.
Er is eigenlijk maar één vergelijking die u weten moet om een zwaartekracht irrigatiesysteem ontwerpen: vergelijking van Bernoulli, zoals hieronder getoond.
Deze vergelijking is in feite een herbevestiging van het beginsel van behoud van energie, alleen toegepast op een niet-samendrukbaar continuüm. Water kan als zodanig worden aangenomen voor de meeste toepassingen, met inbegrip van dit. De vergelijking stelt dat voor elke locatie of knooppunt, binnen een gesloten systeem, de dynamische druk plus het gravitatieveld effect plus de statische druk gelijk aan een onveranderlijke systeem-constante zijn zal. De dynamische druk is gelijk aan de dichtheid van het water vermenigvuldigd met de snelheid op het knooppunt, gedeeld door 2. Het gravitatieveld effect is de dichtheid van het water, vermenigvuldigd met de versnelling als gevolg van de zwaartekracht (9,8 m/s2), vermenigvuldigd met de hoogte van het knooppunt, ontleend aan een willekeurige, maar constante, referentiepunt. De statische druk is simpelweg de kracht gedeeld door het gebied op het knooppunt. Tot slot, de systeem-constante is een potentiële voortdurende verschuiving van het gehele systeem, die kan nul.
Als een eenvoudig voorbeeld van het gebruik van deze vergelijking, laat u de hoogte van de bodem worden onze referentie van de verticale hoogte en laat het systeem worden gebouwd, zodat de onderkant van het waterreservoir niveau met de bodem is. Wanneer de emmer het gevuld met 5 inches van water, wat zal de momentane snelheid van het water op de vervuilers zijn? Door het onderzoek van een knooppunt aan de bovenkant van de waterstand in de emmer, is de snelheid die de hoogte naar beneden is verwaarloosbaar, dus er nul dynamische druk is. Voor de statische druk liggen weten we dat de aarde een aangeboren geluidsdrukniveau van ongeveer 1 atmosfeer heeft, en op de top van het water in het reservoir, dit de enige druk acteren op dat knooppunt is. Echter, omdat we weten dat de uiteindelijke toestand van het water worden zal terug te keren naar de sfeer in de planter, we kunt negeren deze waarde, zoals het zal gewoon een statische verschuiving voor het hele systeem. Dit laat het effect zwaartekracht veld gelijk is aan de constante systeem op dit knooppunt, en definieert de constante systeem voor het hele systeem en is gelijk aan de dichtheid van het water, vermenigvuldigd met de versnelling als gevolg van de zwaartekracht, vermenigvuldigd met 5 inch.
Nu kunnen we het knooppunt van een van de vervuilers op de locatie die het water wordt gestort op de planter onderzoeken. Hier, wij zijn geïnteresseerd in het kennen van de snelheid van het water, dus we zullen worden op te lossen voor de dynamische druk. Voor het effect van het gravitatieveld, we gedefinieerd van deze hoogte als referentiepunt, dus de hoogte en gravitatieveld effect is nul. De statische druk is eens te meer de luchtdruk van aarde, die we al geannuleerd uit van tevoren heeft plaatsgevonden; Daarom moeten wij hetzelfde hier. En tot slot, wij al berekend de constante systeem vanaf het eerste knooppunt. Dit laat de dynamische druk op knooppunt 2 gelijk is aan het gravitatieveld effect op knooppunt 1. De snelheid op knooppunt 2 kan vervolgens worden opgelost, zoals hieronder getoond.
Om te ontdekken de totale lek snelheid van het systeem, dan moet gewoon u deze snelheid door de oppervlakte van de dwarsdoorsnede van de emitter en aantal emitters vermenigvuldigen in het systeem. Maar houd in gedachten dit is alleen de momentane lek snelheid op de huidige hoogte van het water in het reservoir; Als het waterniveau daalt naarmate de tijd vordert, zal het lek-tarief ook afnemen. Als u met te weten precies hoe lang uw planter zal worden gedrenkt en in welk tempo, zal u wilt gebruiken een schrijven van een eenvoudig script met de werkelijke afmetingen van uw systeem. Dit kan bereikt worden door discretizing tijd (met elke stap wordt op de volgorde van seconden) en voortdurend het berekenen van het lek snelheid en volume verlies bij elke stap. Dit gebeurde in MATLAB voor het systeem dat is afgebeeld hier zodat u een voorbeeld van de verwachte resultaten zien kunt.
Een factor die hierboven is genegeerd is verzet in het systeem. Omdat de toevoerlijnen korte en betrekkelijk ruim zijn, kunnen we berekenen de weerstand tegen relatief laag. Dit is ook een ingewikkelder vergelijking en ietwat moeilijker te berekenen. Vanwege de moeilijkheid en dat zijn mijn experimentele waarnemingen dat het te verwaarlozen, weerstand zullen niet verder worden besproken.
