PERDA DE CARGA EM LINHAS LATERAIS DE MICROIRRIGAÇÃO

Autores

  • GABRIEL GRECO DE GUIMARÃES CARDOSO Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", Universidade de São Paulo (USP), Av. Pádua Dias 11, 13418-900, Piracicaba, São Paulo, Brasil.
  • JOSÉ ANTÔNIO FRIZZONE Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", Universidade de São Paulo (USP), Av. Pádua Dias 11, 13418-900, Piracicaba, São Paulo, Brasil.

DOI:

https://doi.org/10.18011/bioeng2007v1n2p147-162

Palavras-chave:

fator de perda de carga, escoamento turbulento, tubos lisos, índice de obstrução, razão de obstrução

Resumo

O procedimento de dimensionamento de uma linha lateral de microirrigação requer a avaliação das perdas de carga distribuídas na tubulação e das perdas de carga localizadas nas inserções dos emissores com os tubos. As perdas localizadas podem ser significativas quando comparadas com as perdas de carga totais, devido ao grande número de emissores instalados ao longo da linha lateral. Este trabalho apresenta os resultados de um experimento sobre perda de carga distribuída, fator de atrito e perda de carga localizada em conexões de emissores "on-line" em tubos de polietileno de pequenos diâmetros. Foram utilizados cinco tubos com diâmetros internos de 10,0, 13,0, 16,3, 17,4 e 19,7 mm e quatro modelos de conectores, com áreas de protrusão de 19,70, 23,59, 26,50 e 31,63 mm2. O experimento foi conduzido para números de Reynolds no intervalo de 6000 a 72000, obtidos pela variação da vazão nos tubos, a uma temperatura média da água de 20 2 oC. Os resultados foram analisados e concluiu-se que o fator de atrito f da equação de Darcy-Weisbach pode ser estimado por f = 0,300 R-0,25. A equação de Blasius com c = 0,316 e m = 0,25 superestimou o fator de atrito em 5,1%. Para desenvolver um procedimento de estimativa de K, a geometria da conexão entre o emissor e o tubo foi caracterizada por um índice de obstrução IO, que depende da razão (r) entre a área da seção transversal de escoamento, onde o conector está localizado, e a área da seção transversal de escoamento fora do conector. Uma função potência foi ajustada aos pares experimentais (OI, K). A seleção do modelo é consistente com o fenômeno físico uma vez que K=0 para r=1 (nenhuma obstrução dentro do tubo). Para 6000<R<72000 a relação foi K = 1,23 (IO)0,51 Para 6000<R<72000 a relação foi K = 1,23 (IO)0,51 com R2 =
0,9556 e erro padrão do ajuste igual a 0,04245. As diferenças entre os valores de K estimados e observados são normalmente distribuídas.

Downloads

Não há dados estatísticos.

Referências

AL-AMOUND, A. I. Significance of energylosses due to emitter connections in trickleirrigation lines. Jounal of AgricultureEngineering Research., Silsoe, UK, v.60, n.1,p.1-5, 1995.

ALVES, P.R.V. Análise de um coeficientegeométrico para estimativa de perdas de cargaem linhas laterais de irrigação por gotejamento.São Carlos, 2000. 163p. Dissertação(Mestrado) – Escola de Engenharia de SãoCarlos, Universidade de São Paulo.

ALVES, P.R.V.; PORTO, R. Coeficientegeométrico para estimativa da perda de cargalocalizada em linhas laterais de irrigação porgotejamento. Engenharia Agrícola,Jaboticabal, SP, v.22, n.1, p.51-59, 2002.

BAGARELLO,V.; FERRO, V.; PROVENZANO,G.; PUMO, D. Experimental study on flow-resistance law for small-diameter plastic tipes.Journal of Irrigation and Drainage Engineering,New York, v.121, n.5, p.313-316, 1995.

BAGARELLO, V., FERRO,V., PROVENZANO,G., PUMO, D. Evaluating pressure losses indrip-irrigation lines. Journal of Irrigation andDrainage Engineering, New York, v.123, n.1,p.1-7, 1997.

CAMARGO, A.P.; SENTELHAS, P.C. Avaliaçãodo desempenho de diferentes métodos deestimativa da evapotranspiração potencial noestado de São Paulo, Brasil. Revista Brasileirade Agrometeorologia, Santa Maria, RS, v.5, n.1,p.89-97, 1997.

HATHOOT, H.M.; AL-AMOUND, A.I.;MOHAMMAD, F.S. Analysis and design oftrickle-irrigation laterals. Journal of Irrigationand Drainage Engineering, New York, v.119,n.5, p.756-767, 1993.

HOWELL, T.A.; BARINAS, F.A. Pressureloss across trickle irrigation fitting andemitters. Transactions of the ASAE, St.Joseph, MI, v.23, n.4, p.67-72, 1980.

JUANA, L., RODRIGUES-SINOBAS, L;LOSADA, A. Determining minor headlosses in drip irrigation laterals. I:Methodology. Journal of Irrigation andDrainage Engineering, New York, v.128,n.6, p.376-384, 2002a.

JUANA, L., RODRIGUES-SINOBAS, L;LOSADA, A. Determining minor headlosses in drip irrigation laterals. II:Experimental study and validation."Journal of Irrigation and DrainageEngineering, New York, v.128, n.6, p.385-396, 2002b.

KAMAND, F.Z. Hydraulic friction factor forpipe flow. Journal of Irrigation andDrainage KANG, Y.; NISHIYAMA, S.;CHEN, H. Design of microirrigation lateralon nonuniform slops, Irrigation Science,Sidney, MT, , v.17, n.1, p.3-14, 1996.

MONTGOMERY, D.C.; RUNGER, G.C.Estatística aplicada e probabilidade paraengenharia. 2. ed. Rio de Janeiro: LivrosTécnicos e Científicos, 463p. 1999.

MORRIS, H.M; WIGGERT, J.M. Appliedhydraulics in engineering. 2. ed. NewYork: John Wiley, 1972. 629p.

PALAU-SALVADOR, G.; SANCHIS, L.H.;GONZÁLEZ-ALTOZANO, P.; ARVIZA-VALVERDE, J.Real local lossesestimation for on-line emitters usingempirical and numerical procedures.Journal of Irrigation and DrainageEngineering, New York, v.132, n.6, p.522-530, 2006.

PORTO, R.M. Hidráulica básica. SãoCarlos: EESC/USP, 1998. 540p.

PROVENZANO, G.; PUMO, D.Experimental analysis of local pressurelosses for microirrigation laterals. Journalof Irrigation and Drainage Engineering,New York, v.130, n.4, p.318-324, 2004.

PROVENZANO, G.; PUMO, D.; DI DIO,P. Simplified procedure to evaluate headlosses in drip irrigation lateral. Journal ofIrrigation and Drainage Engineering, NewYork, v.131, n.6, p.525-532, 2005.

ROMEO, E., ROYO, C., MONZÓN, A.Improved explicit equations for estimationof the friction factor in rough and smoothpipes. Chemical Engineering Journal,Amsterdam, v.8, n.3, p.369-374, 2002.

SERGHIDES, T. K. Estimate frictionfactor accurate. Chemical EngineeringJournal, Amsterdam, v.91, n.5, p.63-64,1984.

SONNAD, J.R.; GOUDAR, C.T.Turbulent flow friction factor calculationusing a mathematically exact alternativeto the Colebrook-White equation. Journalof Hydraulics Engineering, New York,v.132, n.8, p.863-867, 2006.

SWAMEE, P.K.; JAIN, A.K. Explicitequations for pipe-flow problems. Journalof Hydraulics Division, New York, v.102,n.5, p.657-664, 1976.

VILELA, L.A.A.; SOCCOL, O.J.;GERVÁZIO, E.S.;FRIZZONE, J.A.;BOTREL, T.A. Alteração no diâmetro detubos de polietileno submetidos adiferentes pressões. Revista Brasileirade Engenharia Agrícola e Ambiental,Campina Grande, v.7, n.1, p.182-185,2003.

VON BERNUTH, R.D.; WILSON, T. Frictionfactors for small diameter plastic pipes. Journalof Irrigation and Drainage Engineering, NewYork, v.115, n.2, p.183-192, 1989.

VON BERNUTH, R. D. Simple and accuratefriction loss equation for plastic pipe. Journalof Irrigation and Drainage Engineering, NewYork, v.116, n.2, p.294-298, 1990.

YOO, D.H.; SINGH, V.P. Two methods for thecomputation of commercial pipe friction factors.Journal of Hydraulics Engineering, New York,v.131, n.8, p.694-704, 2005.

WU, I.P. Energy gradient line for direct hydrauliccalculation in drip irrigation design. IrrigationScience, Amsterdam, v.13, n.1, p.21-29, 1992.

WU, I. P., GITLIN, H. M. Energy gradient linefor drip irrigation laterals. Journal of Irrigationand Drainage Division, New York, v.101, n.4,p.323-326, 1975.

WU, I.P. An assessment of hydraulics designof micro-irrigation systems. Agricultural WaterManagement, Amsterdam, v.32, n.3, p.275-284, 1997.

WILLMOTT, C.J. On the validation of models.Physical Geography, Canada, v.2, n.2, p.184-195, 1981.

ZAYANI, K.; ALOUINI, A.; LEBDI, F.;LAMADDALENA, N. Design of drip irrigationsystems using the energy drop ratio approach.Transactions of the ASAE, St. Joseph, MI, v.44,n.5, p.1127-1133, 2001.

Downloads

Publicado

10-11-2007

Como Citar

CARDOSO, G. G. D. G., & FRIZZONE, J. A. (2007). PERDA DE CARGA EM LINHAS LATERAIS DE MICROIRRIGAÇÃO. Revista Brasileira De Engenharia De Biossistemas, 1(2), 147–162. https://doi.org/10.18011/bioeng2007v1n2p147-162

Edição

Seção

Regular Section