Hidrológiai Közlöny 1964 (44. évfolyam)
1. szám - Bogárdi István: A műanyagtömlős öntözés hidraulikai vonatkozású kérdéei
2 Hidrológiai Közlöny 1964. 1. sz. A víz mozgását jellemző alapegyenlet Az 1., ábra a tömlős öntözés elvi vázlatát mutatja. A polietilén tömlőt egy bizonyos hosszon (50, 100, 150 m) egyenletesen, egymástól 70 cm-re elhelyezett kör alakú lyukakkal látjuk el. A tömlőben vízmennyiséget vezetve, a nyomás alatt álló tömlőből, a megcsapolások által előidézett nyomás-, illetve vízhozameloszlás meghatározandó. 1. ábra. Műanyagtömlős öntözésre vonatkozó elvi vázlat Abb. 1. Prinzipskizze der Berieselung mit Kunststoffschlauchen Fig. 1. Diagrammatical arrangement of lay-flat irrigation A feladat általános , a műszaki élet más területén is sokszor előfordul. Például : kisnyomású csőszerű öntözőberendezések és hosszú szárny vezetékek esetében, egyszerre 15—20 szórófej is dolgozhat, vagy hidromechanizációs munkánál a zagy elhelyezése esetleg a csővezeték lyukasztása révén is megoldható. A vízmozgás fizikai jellegét tömören tehát a következőképpen fogalmazhatjuk meg : csőben való vízmozgás, nyomás alatti kifolyással. A csőben való vízmozgásnál a Chery képlet átrendezéséből adódó alapösszefüggést vettük figyelembe : dy dx Q'í A"2 (1) ahol y az x [m] helyhez tartozó piezometrikus nyomás [m], Q [m3/s] az x helyen a tömlőben folyó vízmennyiség és K [m3/s] a fajlagos vízszállító képesség, amely kifejezhető a K — c • F}í R (c érdességi tényező, F a tömlő keresztmetszeti területe és R a hidraulikus sugár) alakban. Az újabb vizsgálatok arra mutatnak, hogy helyesebb egy k mm alakú képletet használni, ahol a dx k tényező a cső anyagától és átmérőjétől függ és az m hatványkitevő nem mindig 2, hanem szintén a cső anyagával változik. Hankó Zoltán a 200 mm-es hazai kísérleti gyártású polietilén tömlőkre a hv [cm/100 fm] = 0,008594 Ql-» [m3/óra] képletet javasolta [4]. A tanulmányban azért alkalmazzuk az (1) egyenletet, mert a 2-es hatvány kitevő az 1,8-assal szemben egyszerűbben kezelhető. A nyílásokon a nyomással folyik ki a víz, melynek mennyisége V i = jui/.y így (2) összefüggésből számítható. A cső vége zárt, ezért valamely keresztmetszetben (x) a csőben átfolyó vízmennyiség egyenlő az adott helytől a cső zárt végéig levő lyukakon kifolyó vízmennyiségek összegével. i = 0 Az (1) egyenletbe helyettesítve és az állandókat kiemelve, az alapegyenlet , ahol az ismert jelöléseken kívül / a lyukak keresztmetszeti területe [m2], //, a cső mentén változó vízhozamtényező. Az alapegyenlet megoldása A (3) egyenletnek a jelen tanulmányban ismertetett megoldása csak a tömlős öntözés esetére érvényes, mert a felhasznált közelítéseket, elhanyagolásokat, valamint a képlet állandóit is ennek megfelelően állapítottuk meg. Feltételezzük a következőket: 1. A lyukakon való kifolyásnál átlagos vízhozamtényezővel számolunk. Ennek értéke a külföldi irodalmi adatok alapján : 0,70. 2. A cső hossza mentén a vízkivétel folyamatos, tehát a csövet nem lyukasztva, hanem felvágva képzeljük, így folyóméterenként a lyukasztott 0,70 a vízhozam, 70 cm-es lyuktávolságnál (barázdatávolság). Ezáltal az összegezésről áttérhetünk az integrálra. 3. A geodetikus szintkülönbségnek a nyomás-és vízhozameloszlásra gyakorolt hatását a (3) egyenlettől függetlenül vesszük figyelembe, mert az csak vízszintes terepre érvényes. Tehát kiszámítjuk az y — f(x) függvényt minden pontban, összegezzük a geodetikus magassággal és a (2) egyenletből a vízhozamok számíthatók. 4. A tömlő keresztmetszeti területe a hossz mentén nem változik : F(x) ρ állandó. A fentiek alapján a (3) egyenlet összevonva , ahol ti V~2g 0,70.' Esetünkben 0 200 mm-es tömlőre nézve a legkedvezőbb lyukméret 0 27 mm-nek adódott. Az érdességi tényezőt C = ^ összefüggés- dy dx | f yj'i, (4) _ j^ojamfijgg t/jny nyomásfüggvény .LhiumuidunJJJ Megcsapolás 70 cm-ként h zártt , tömloveg X Qx= 2 qi i = 0 Behelyettesítve qi értékét : X Qx= y /i'^vv dy dx [/.vs .Wz| ^ = A2 A K"(3) Bogárdi I.: A műanyagtömlős öntözés hidraulikai vonatkozásai