دانلود تحقیق در مورد بهبود عملکرد و شبیه‌سازی

برای بهبود عملکرد، اسپریرها در انتهای لولههای فرود جریان در زیر لترال آبفشان دوار کارگذاری شدهاند. این کار از طریق لولههای صلب و یا ترکیبی از گلوگاههای صلب و لولههای منعطف نرم برای ایجاد فاصله مناسب از سطح زمین صورت گرفته است. قطر خیسشده بستگی به ارتفاع آبپاش از سطح زمین و سرعت جریان خروجی از نازل دارد. بنابراین هرچه ارتفاع آبپاش کاهش یابد، قطر خیسشده نیز کاهش مییابد، همانگونه که در شکل (2-19) قابل مشاهده است.

شعاع پاشش (فوت)
Widget not in any sidebars

شکل 2-19- تأثیر ارتفاع نصب بر روی شعاع پاشش اسپریرهای کم‌فشار با صفحه انعکاس چرخشی.
ارتفاع آبپاش کمتر از 6 فوت بهطور محسوسی یکنواختی پخش را کاهش میدهد، به‌خصوص برای آبپاشهایی که صفحات انعکاسی با زاویه پاشش کم دارند. برای گیاهان بلندتر، ارتفاع بهینه آبپاش ماکزیمم ارتفاع تاج گیاهی است. ارتفاعات بیش از 6 فوت برای آبپاش بهطور محسوسی تلفات بادبردگی و تبخیر را افزایش میدهد.
میانگین تلفات بادبردگی برای آبپاشها در ارتفاع 3 تا 6 فوت، 3 تا 5 درصد است. بههمین ترتیب، میزان این تلفات برای آبپاشهایی که بر روی آبفشان دوار در ارتفاع 12 تا 15 فوتی نصب شدهاند، تا 10 درصد افزایش مییابد.
تلفات بادبردگی میتواند دو برابر شود، اگر سرعت باد از صفر تا 5 مایل در ساعت به 5 تا 10 مایل در ساعت افزایش یابد. برای گیاهان کوتاه، ارتفاع 6 فوتی آبپاش یکنواختی پخش خوبی را فراهم میآورد، درحالیکه تلفات بادبردگی را در حد معقول حفظ مینماید.
2-4-8- سرعت باد
باد الگوی پاشش را منحرف میکند و بر روی یکنواختی پخش تأثیرگذار است. تأثیر باد بر روی الگوی پاشش برای آبپاش چرخشی در شکل (2-20) ترسیم شده است. الگوی پاشش بهشدت در جهت باد تغییر شکل داده است. بیشترین مقدار اعوجاج و تغییر در الگوی پاشش در نزدیکی آبپاش رخ داده است، چرا که قطرات ریزتر در نزدیکی آبپاشها فرود میآیند.
شبیه‌سازی کامپیوتری الگوی پاشش مرکب آبفشان دوار اشاره دارد که یکنواختی پخش به‌طور محسوسی تا سرعت باد 10 مایل در ساعت کاهش نمییابد. این نتیجه مطلوب ناشی از هم‌پوشانی آبپاش‌ها و استفاده از آبپاشهای کمفشار در ارتفاع کمتر از 6 فوت میباشد.

شکل 2-20- الگوی کاربرد آب اسپریرهای صفحه چرخشی 6 شیاری و زاویه پاشش 12 درجه تحت‌تأثیر باد
2-4-9- انرژی جنبشی قطرات آبپاش
بسیاری از خاک‌ها، به‌خصوص خاکهایی که درصد قابل‌توجهی سیلت دارند، مستعد به سله‌بندی سطحی ناشی از ضربه قطرات آب هستند. نیروی قطرات آب به زمین، ساختار خاک سطحی را شکسته و یک لایه باریک فشرده ایجاد می‌کند که به‌شدت سرعت نفوذ آب در خاک را کاهش می‌دهد.
شدت‌پخش و انرژی جنبشی ضربات جریان آب فاکتورهای اصلی تأثیرگذار بر روی شکل‌گیری سله‌بندی خاک سطحی می‌باشند. کاهش سرعت نفوذ تابعی از نوع خاک و تراکم شار انرژی وارده می‌باشد. تراکم شار انرژی، تأثیرات انرژی جنبشی قطرات آب و شدتپخش آب را در یک واحد معین براساس نیرو در واحد سطح ترکیب میکند (فوت- پوند در دقیقه در فوت مربع و یا وات در مترمربع).
ارتباط بین تراکم شار انرژی و عمق نفوذ قبل از رواناب در شکل (2-21) برای دو نوع خاک مختلف خشک و بدون پوشش تشریح شده است. خاک سیلتی- لومی به‌شدت مستعد سله‌بندی است. عمق نفوذ قبل از تجمع آب سطحی بهسرعت کاهش مییابد در حالیکه تراکم شار انرژی به‌صورت کمینه‌ای افزایش دارد. خاک لومی کمتر مستعد سلهبندی میباشد، اما عمق نفوذ قبل از رواناب به‌طور محسوسی کاهش مییابد وقتی تراکم شار انرژی افزایش مییابد.

شکل 2-21- کاهش شدت نفوذ آب در خاک به‌دلیل شار انرژی قطرات آب در دو خاک لوم و سیلتی لوم
تأثیر ضربه قطرات آب بر روی سرعت نفوذ یک نوع خاص خاک برای توسعه ارتباط کمی، مانند آنچه در شکل (2-21) نشان داده شد، بایستی اندازهگیری شود که البته مشکل است، چرا که نتایج به شرایط خاک سطحی، ساختار خاک و میزان رطوبت خاک بستگی دارد. به هر حال، روندی که در شکل (2-21) نشان داده شده است برای هر خاکی کاربرد دارد و قابل استفاده برای انتخاب آبپاش‌های سیستم آبیاری آبفشان دوار است.
مطالعات بر روی رواناب ناشی از آبیاری آبفشان دوارها نشان میدهد که سلهبندی خاک سطحی پس از هر بار آبیاری توسعه مییابد. تنها راه بهبود شکلگیری سلهبندی تخریب فیزیکی سلهها با استفاده از عملیات کشاورزی است. بهترین راه محدود کردن فرمگیری سلهها، حفاظت خاک سطحی از طریق مانع شدن کاربرد آب بر روی خاک بدون پوشش میباشد.
زمانیکه کاربرد آب بر روی خاک بدون پوشش میباشد، تراکم شار انرژی بایستی کاهش داده شود تا شکلگیری سلهها به تعویق افتد. این کار از طریق استفاده از آبپاشهایی با انرژی جنبشی جریان کمتر و یا شدتپخش کمتر و یا ترکیبی از هر دو میباشد. کاهش شدتپخش سادهترین راه میباشد و از طریق افزودن تعداد نازلهای خروجی جریان میباشد. شدتپخش آبفشان دوار مستقل از سرعت دستگاه میباشد، بنابراین تنظیم سرعت دستگاه بر روی شکلگیری سلهها تأثیری ندارد.
انرژی جنبشی ضربات جریان آب به اندازه قطرات (وزن آنها) و سرعت ضربات در هنگام برخورد با خاک سطحی بستگی دارد. سرعت قطرات نیز تابعی از سایز آنها میباشد. توزیع سایز قطرات توسط سایز نازل، فشار و شکل صفحات انعکاس جریان آبپاشها تعیین میشود.
شکل (2-22)، انرژی جنبشی در واحد حجم آب کاربردی (فوت- پوند در فوت مکعب و یا ژول بر کیلوگرم) در مقابل نسبت بدون بعد (فوت بر فوت و یا متر بر متر) سایز نازل به فشار چندین نوع آبپاش را نشان میدهد. انرژی جنبشی جریان در آبپاشهایی قطرات درشتتری تولید میکنند، مانند آبپاش‌های ضربهای و آبپاشهای چرخشی (چرخشی) که صفحات انعکاس جریان با تعداد شیار
کم دارند، بیشترین است. انرژی جنبشی جریان برای آبپاشهای تولیدکننده قطرات کوچک مانند اسپریرکنندههای ثابت با صفحات مسطح یا دندانهدار کمترین است. تفاوت ناچیزی در مقدار انرژی جنبشی آبپاشهای متنوع اسپریکننده وجود دارد به استثنای آبپاش چرخشی 4 شیاری.