Tiêu chuẩn ngành 10 TCN 545:2002 qui định phương pháp đo độ đồng đều phân bố nước trên đồng của các máy tưới dùng trong nông nghiệp, kiểu quay quanh trục và kiểu di động ngang có lắp các vòi phun có một hoặc nhiều lỗ phun. Tiêu chuẩn cũng đặt ra phương pháp tính toán hệ số đồng đều từ các số liệu thu được trong thí nghiệm.
TIÊU CHUẨN NGÀNH 10TCN 545:2002 THIẾT BỊ TƯỚI DÙNG TRONG NÔNG NGHIỆP - MÁY TƯỚI KIỂU QUAY QUANH TRỤC TRUNG TÂM VÀ KIỂU DI ĐỘNG NGANG CĨ VỊI PHUN VỚI NHIỀU LỖ PHUN - XÁC ĐỊNH ĐỘ ĐỒNG ĐỀU PHÂN BỐ NƯỚC Agricultural irrigation equipment – centre - pivot and moving lateral irrigation machines with sprayer or sprinkler nozzels - Determination of uniformity of water distribution Ban hành kèm theo Quyết định số: 58/2002-QĐ-BNN –KHCN ngày 24 tháng 06 năm 2002 Phạm vi áp dụng tiêu chuẩn: Tiêu chuẩn qui định phương pháp đo độ đồng phân bố nước đồng máy tưới dùng nông nghiệp, kiểu quay quanh trục kiểu di động ngang có lắp vòi phun có nhiều lỗ phun Tiêu chuẩn đặt phương pháp tính tốn hệ số đồng từ số liệu thu thí nghiệm Tiêu chuẩn áp dụng cho hệ thống tưới có thiết bị tưới nước đặt cao mặt đất 1,5 m nước phân bố từ thiết bị tưới có phần chồng lấn lên Tiêu chuẩn không áp dụng để đánh giá máy tưới kiểu quay quanh trục trung tâm trang bị thiết bị tưới có góc tưới thay đổi Thuật ngữ định nghĩa: Tiêu chuẩn áp dụng định nghĩa sau đây: 2.1 Máy tưới kiểu quay quanh trục trung tâm (centre-pivôt): Máy tưới dùng áp lực kiểu tự hành, gồm có đường ống quay quanh tâm quay đỡ số trụ đỡ tự hành Nước cấp tâm quay trục chảy qua đường ống phân phối lỗ vòi phun đặt dọc ống 2.2 Máy tưới kiểu di động ngang(moving lateral): Máy tưới áp lực kiểu tự hành, gồm đường ống đỡ số trụ đỡ tự hành Cả liên hợp chuyển động thẳng đồng cho đường ống nằm đường thẳng để tưới cho diện tích hình chữ nhật Nước cung cấp đến máy điểm dọc theo đường ống phân phối lỗ vòi phun đặt dọc ống 2.3 Tổ hợp vòi phun nước (sprinkler package): Tập hợp thiết bị lắp vào cửa xả máy tưới kiểu quay quanh trục trung tâm kiểu di động ngang Có thể bao gồm vòi phun (sprayer) sprinkler hệ thống ống, thiết bị điều chỉnh áp suất huặc lưu luợng hệ thống ống phụ thiết kế cho máy đặc biệt cho tập hợp thông số làm việc 2.4 Súng phun nước đặt cuối đường ống (end gun) Bộ gồm hay nhiều vòi phun có nhiều lỗ phun, lắp đầu cuối máy tưới kiểu quay quanh trục trung tâm máy tưới kiểu di động ngang để tăng thêm diện tích tưới Các súng phun thường làm việc khoảng thời gian định để tưới khắp vùng ranh giới hệ thống tưới 2.5 Áp suất thử máy tưới (test pressure) Áp suất máy tưới kiểu quay quanh trung tâm kiểu di động ngang, đo cửa cấp nước khuỷu cút nối chữ T, điểm bắt đầu cửa nhận nước 2.6 Bán kính làm việc máy tưới kiểu quay quanh trục trung tâm (effective radius of centre-pivot machine): Bán kính diện tích hình tròn tưới đồng, tính khoảng cách từ tâm quay trục tới vòi phun cuối đường ống cộng với 75% bán kính tưới ướt vòi phun Ghi Nếu chọn bán kính tưới ướt khác cần nói rõ kết thử 2.7 Chiều dài làm việc máy tưới di động ngang (effective length of moving - lateral machine): Kích thước song song với đường ống diện tích tưới, tính khoảng cách lỗ vòi phun xa đường ống cộng với 75 % bán kính tưới ướt vòi phun cuối đường ống Ghi Nếu phần diện tích dướii đường ống dùng cho hệ thống cấp nước khơng dùng để trồng khoảng cách khơng tính vào chiều dài làm việc Trong trường hợp này, chiều dài làm việc khoảng cách hai lỗ vòi phun xa cộng với 75% bán kính tưới ướt lỗ phun, trừ khoảng cách dùng cho hệ thống cấp nước Ghi Nếu chọn chiều dài làm việc khác cần nói rõ kết thử 2.8 Bán kính tưới ướt vòi phun (wetted radius): Khoảng cách đo từ đường trục trung tâm vòi phun tới điểm xa có cường độ phun lỗ phun giảm tới xấp xỉ 0,25 mm/h Bán kính tưới ướt dựa phép thử tiến hành khơng có gió tốc độ gió ± 1m/s (xem mục 3.5.4) Ghi Do mục đích phép thử ước lượng bán kính tưới ướt vòi phun theo số liệu sổ danh mục nhà chế tạo cách quan sát làm việc máy đồng 2.9 Mức nước tưới d1 (appied depth): Thể tích nước thu ống lấy mẫu hiệu chỉnh cộng với số lượng trung bình nước bốc từ ống lấy mẫu chia cho tiết diện miệng ống 2.10 Ống lấy mẫu để thử (collector): Ống hứng nước xả từ vòi phun suốt trình thử độ đồng phân bố nước 2.11 Khách hàng cần thử máy tưới (client): Một người, nhiều người tổ chức yêu cầu thử máy 2.12 Bên thử máy tưới (tester):Một người, nhiều người tổ chức thử máy Điều kiện thử trang thiết bị để thử: 3.1 Tất ống lấy mẫu dùng để thử phải giống có hình dạng cho nước không bắn vào bắn Miệng ống lấy mẫu phải đối xứng không bị biến dạng Chiều cao ống lấy mẫu tối thiểu phải 120 mm, đường kính miệng ống phải nửa chiều cao không nhỏ 60 mm 3.2 Các ống lấy mẫu phải đặt cách dọc theo hai hay nhiều đường thẳng vuông góc với hướng chuyển động máy Khoảng cách ống lấy mẫu đường vng góc khơng q 3m cho vòi phun kiểu (Sprayer), khơng q 5m cho vòi phun kiểu (Sprinkler) (xem sơ đồ chi tiết cách bố trí ống lấy mẫu hình 2) Khoảng cách ống lấy mẫu không bội số khoảng cách vòi phun Phải di chuyển ống lấy mẫu khỏi chỗ vết bánh xe qua ghi lại vị trí đặt ống lấy mẫu 3.3 Cần đặt ống lấy mẫu cho vật cản tán không gây cản trở tới việc đo mức nước tưới Khi vật cản cao chiều cao ống, lại thấp chiều cao lỗ vòi, phải lấy khoảng cách khơng bị cản theo chiều nằm ngang hai lần chiều cao vật cản hai phía hàng ống lấy mẫu (Hình 3, trường hợp A) Đối với hệ thống tưới có lỗ phun thấp chiều cao tán cây, phải lấy khoảng cách khơng bị che khuất theo chiều nằm ngang 1,25 lần bán kính tưới ướt lỗ phun phía hàng ống lấy mẫu (Hình 3, trường hợp B) 3.4 Miệng ống lấy mẫu phải cao Khi tốc độ gió vượt tốc độ mong muốn 2m/s, miệng ống lấy mẫu không cao mặt đất tán 0,3m Chiều cao xả loại vòi phun phải cao ống lấy mẫu 1m Phải ghi lại chiều cao lỗ phụn loại vòi phun tưới chiều cao miệng ống lấy mẫu 3.5 Phải đo tốc độ gió suốt thời gian thử máy đo gió kiểu quay thiết bị tương đương 3.5.1 Hướng gió có liên quan đến đường đặt ống lấy mẫu, phải xác định chong chóng điểm chung quanh điểm thử 3.5.2 Phải đặt thiết bị đo tốc độ gió độ cao m phạm vi 200 m khu đất thử có điều kiện gió điển hình 3.5.3 Máy đo gió phải có tốc độ ngưỡng (tốc độ thấp máy đo gió đo được) không vượt 0,3 m/s đo tốc độ thực dao động khoảng ± 10% 3.5.4 Độ xác phép đo bắt đầu giảm xuống tốc độ gió vượt m/s Nếu tốc độ gió vượt q 3m/s, phép thử độ đồng tính liên hợp vòi phun coi khơng có giá trị Để tiến hành thử tốc độ gió lớn 3m/s, khách hàng bên thử phải hiểu rõ hạn chế kết thử Phải đo ghi lại tốc độ gió, hướng gió vào thời điểm thử, khoảng thời gian khơng 15 phút 3.6 Cần tiến hành phép thử trình mà ảnh hưởng độ bốc nhỏ nhất, vào ban đêm vào sáng sớm Phải đo nhiệt độ bầu khô, nhiệt độ bầu ướt, độ ẩm tương đối nhiệt độ điểm sương theo hướng ngược chiều tiến máy phải ghi lại giá trị đo vào lúc gần bắt đầu kết thúc phép thử Phải ghi lại thời gian đo ngày 3.6.1 Để giảm thiểu ảnh hưởng độ bốc từ ống lấy mẫu suốt trình thử, phải đo ghi lại thể tích nước ống lấy mẫu sau đưa ống lấy mẫu khỏi vùng lấy mẫu nước Nếu thể tích nước thu ống lấy mẫu cần hiệu chỉnh lượng nước mát bốc hơi, cần phải biết thời gian từ lúc ống lấy mẫu bắt đầu hứng nước tới kết thúc đo 3.6.2 Nếu việc hiệu chỉnh tiến hành dựa số liệu thu thập để tính lượng nước bốc từ ống lấy mẫu, tối thiểu phải có ống lấy mẫu cần kiểm tra có chứa lượng nước biết trước, đặt vào nơi thử theo dõi để xác định tốc độ bốc Phải đặt ống lấy mẫu vào nơi có vùng tiểu khí hậu khơng chịu ảnh hưởng nhiều vận hành máy Thơng thường ngược với hướng gió vùng diện tích thử Phải ghi lại thời điểm đo ống lấy mẫu cần kiểm tra 3.6.3 Có thể áp dụng biện pháp thích hợp để giảm thiểu lượng bốc Phương pháp bao gồm việc dùng chất chống bay dùng ống lấy mẫu thiết kế đặc biệt Phải ghi lại phương pháp dùng để chống bay kể loại chất chống bay hơi, có áp dụng 3.7 Phải ghi lại phép thử vùng có độ cao khác nhau, phạm vi đặc tính kỹ thuật theo thiết kế liên hợp vòi phun Phải dùng dụng cụ đo có khả đo thay đổi độ cao khoảng ± 0,2m với khoảng cách 50m Trong kết thử phải gồm phác thảo biên dạng dọc theo đường đặt ống lấy mẫu, mặt đất không phẳng Phương pháp thử máy tưới: 4.1 Các qui định chung thử máy tưới 4.1.1 Trước thử máy bên thử phải xác minh liên hợp vòi phun vừa lắp đặt dựa theo đặc điểm kỹ thuật thiết kế, khách hàng quy định khác 4.1.2 Phải điều chỉnh giữ áp suất nước cấp cho máy phạm vi sai số ± 5% áp suất thử suốt thời gian thử theo thoả thuận khách hàng bên thử Thiết bị đo áp suất phải có khả đo xác tới ± 2% áp suất thử Phải ghi lại áp suất thử 4.1.3 Phải vận hành máy với tốc độ tiến để đạt mức tưới nước trung bình khơng 15 mm, khách hàng khơng qui định khác 4.1.4 Phải ghi lại mức nước tưới cách đo thể tích khối lượng nước hứng ống lấy mẫu Thiết bị đo phải có độ xác tới ± 3% lượng nước trung bình thu 4.1.5 Phải loại bỏ cá số liệu khơng rò rỉ, ống lấy mẫu bị nghiêng sai khác giải thích Phải ghi vào báo cáo tất lần quan sát, số lần quan sát bị loại bỏ với nguyên nhân loại bỏ chúng 4.1.6 Những quan sát ngồi bán kính làm việc, chiều dài làm việc máy phải loại bỏ khỏi phép phân tích 4.1.7 Nếu thiết kế liên hợp vòi phun có súng phun đặt đầu cuối đường ống, phải thực phép thử với súng phun đặt đầu cuối làm việc Không thay đổi số vòi phun suốt q trình thử Nếu cần thực phép thử không cho súng phun đặt đầu cuối đường ống làm việc để đánh giá phân bố nước điều kiện nêu 4.2 Máy tưới kiểu quay quanh trục trung tâm: 4.2.1 Các ống lấy mẫu đặt dọc theo đường kéo dài xuyên qua tâm quay trục Đầu mút đường xuyên tâm không xa 50m bên (xem hình cách bố trí chi tiết ống lấy mẫu) 4.2.2 Nếu có thoả thuận bên thử khách hàng, phải loại bỏ tới 20% số liệu ống lấy mẫu phần bên tổng chiều dài máy khỏi phép phân tích phân bố nước Nếu khơng cần xác định phân bố nước phần bên máy tưới kiểu quay quanh trục trung tâm, khơng cần đặt ống lấy mẫu phần bên trục quay 4.3 Máy tưới kiểu di động ngang: Phải đặt ống lấy mẫu dọc theo đường thẳng song song với đường ống Các đường đặt ống lấy mẫu mở rộng suốt chiều dài làm việc máy không xa 50m bên (xem hình cho việc bố trí chi tiết ống lấy mẫu) Tính tốn hệ số đồng phân bố nước: 5.1 Dùng công thức giản ước Heerman Hein quanh trục trung tâm (1) để tính hệ số đồng máy kiểu quay Trong đó: CuH Hệ số đồng Heerman Hein; n Số ống lấy mẫu dùng để phân tích số liệu; i Số thứ tự qui định cho ống lấy mẫu đặc biệt, thông thường bắt đầu ống lấy mẫu đặt gần tâm quay (i=1) kết thúc với i=n cho ống lấy mẫu đặt xa tâm quay nhất; Vi Thể tích (hoặc khối lượng chiều sâu) nước thu ống lấy mẫu thứ i.; Si Khoảng cách từ tâm quay trục tới ống lấy mẫu thứ i.; V Thể tích trung bình (khối lượng chiều sâu) lượng nước thu được, tính sau: 5.2 Tính hệ số đồng củả máy di động ngang theo công thức Christiansen (2) Trong đó: Cuc Hệ số đồng christiansen; n Số ống lấy mẫu dùng để phân tích số liệu; Vi Thể tích (hoặc khối lượng chiều sâu) nước thu ống lấy mẫu; V Trị số trung bình số học thể tích (khối lượng chiều sâu) nước thu tất ống lấy mẫu dùng để phân tích số liệu Tính V sau: 5.3 Tính hệ số CuH Cuc cho đường đặt ống lấy mẫu với loại máy Tính hệ số đồng phối hợp từ số liệu hai đường đặt ống lấy mẫu 5.4 Nếu thử máy có súng phun cuối đường ống phải dùng phương pháp mục 4.1.7 để đo hệ số đồng súng phun làm việc không bắt buộc thử súng phun tắt Phải nêu đặc trưng làm việc súng phun phụ lục A 1, cách ghi lại diện tích gần cánh đồng tưới súng phun làm việc diện tích tưới súng phun khơng làm việc 5.5 Phải vẽ đồ thị thể tích (khối lượng chiều sâu) nước thu ống lấy mẫu ngược với khoảng cách từ tâm quay đến ống lấy mẫu dọc theo đường nằm ngang vị trí trụ đỡ vòi phun Từ số liệu đường ống lấy mẫu phải vẽ lên đồ thị riêng biệt Đánh giá 6.1 Phải dùng hệ số đồng tính để biểu thị đặc tính kỹ thuật liên hợp vòi phun với điều kiện cánh đồng, môi trường, áp suất thử thay đổi thường xảy suốt trình thử Có thể so sánh hệ số đồng liên hợp vòi phun với kiểu liên hợp vòi phun khác, xem hệ số tham khảo cho máy tương tự sử dụng thời gian 6.2 Nếu hệ số đồng máy lắp đặt lệch nhiều so với giá trị qui định theo thiết kế ban đầu, cần phải nghiên cứu khảo sát thêm để xác định lại nguyên nhân Hệ số đồng nhỏ giá trị thiết kế chứng tỏ mòn, rạn vỡ thiết bị dùng nước không yêu cầu 6.3 Đồ thị mức nước tưới dọc theo đường ống tưới giúp nhận điều khó hiểu vận hành máy Các vị trí dọc theo ống tưới có mức nước tưới cao hay thấp 10% so với mức nước tưới trung bình, cần nghiên cứu để xác định nguyên nhân thay đổi Báo cáo kết thử máy tưới: Số liệu đo phép thử phải ghi vào mẫu tương tự mẫu số liệu tiêu chuẩn giới thiêụ phụ lục A1 & A2, mẫu thử tổng hợp phụ lục A3 Các cách xếp khác với mẫu theo thoả thuận bên thử khách hàng phải giải thích.Việc chỉnh lý số liệu mâu thuẫn phải biểu thị theo dạng tài liệu Các số liệu thêm vào mà tiêu chuẩn không yêu cầu, phải đưa vào với kết thử số liệu giúp biểu thị đặc trưng độ đồng Hình Sơ đồ bố trí ống lấy mẫu để xác định phân bố nước máy tưới trục quay trung tâm Hình Bố trí ống lấy mẫu để xác định phân bố nước máy tưới kiểu di động ngang Hình Hướng dẫn bố trí ống lấy mẫu có vật cản (như trồng) suốt trình thử PHỤ LỤC A BẢN KÊ SỐ LIỆU THU THẬP VÀ MẪU BÁO CÁO THỬ A.1 Bản kê cánh đồng thí nghiệm tài liệu máy thí nghiệm - Loại thử - Địa điểm thử 1 Mô tả máy - Nhà sản xuất / kiểu máy - Số trụ đỡ - Khoảng cách trục quay trụ đỡ cuối + Chiều dài máy kiểu di động ngang - Phân đoạn 1: mm Phân đoạn 2: .mm - Phân đoạn 3: mm + Đường kính ống nằm ngang - Phân đoạn 1: .mm Phân đoạn 2: mm - Phân đoạn 3: .mm + Kiểu tổ hợp vòi phun + Súng phun đặt cuối đường ống:Diện tích tưới xấp xỉ - Súng phun tắt: - Súng phun mở: + Chiều cao danh nghĩa lỗ phun so với mặt đất: m + Chiều cao ống lấy mẫu so với mặt đất: m + Áp suất thử: kPa + Tốc độ máy: - Trụ cuối trục quay trung tâm: m/h - Máy di động ngang m/h - Thời gian đặt thiết bị đo thời gian: .% - Thời gian kéo dài chu kỳ thiết bị đo thời gian: s Điều kiện khí hậu: bắt đầu kết thúc phép thử Nhiệt độ bầu khô Độ ẩm tương đối nhiệt độ điểm sương Bắt đầu 0C % 0C Kết thúc 0C .% 0C Trung bình 0C % 0C Độ bốc ống lấy mẫu kiểm tra Ống lấy mẫu N0 Trung bình Thể tích ban đầu ml ml ml ml Thời gian đo ngày Thể tích sau ml ml ml Lượng mát ml ml ml Thời gian bay .h .h h Tốc độ bay (loss) E1 ml/h ml/h ml/h Cánh đồng lắp đặt máy Chỉ vị trí ống tưới nhánh suốt q trình thử Máy kiểu quay quanh trục trung tâm Máy kiểu di động ngang Thơng tin gió: - Vẽ sơ đồ véc tơ gió cho lần đo gió - Tốc độ gió cực đại theo thoả thuận thử m/s - Tốc độ gió trung bình suốt thời gian thử m/s Độ cao ống tưới: Vẽ sơ đồ độ cao tương đối gần ống tưới trình thử A.2 Bản kê số liệu lấy mẫu để báo cáo kết thử - Loại thử : - Số đường đặt ống lấy mẫu - Đường kính ống lấy mẫu (Dc) mm - Tiết diện miệng ống lấy mẫu theo danh nghĩa (A c = 0,785D2c) .mm - Khoảng cách danh nghĩa ống lấy mẫu m - Độ bốc trung bình ống lấy mẫu kiểm tra (E1) .ml/h Thứ tự ống lấy mẫu Chỉ dẫn số liệu bị loại bỏ N0 (1) Khoảng cách từ ống lấy mẫuđến Thể tích nước hứng Thể tích nướchứng hiệu chỉnh Trục quay ml (3) (2) i Si Mức nước tưới (4) mm Tích khoảng cách thể tích (5) ml Vi V d1 SiV1 Ghi 1) Đánh dấu số liệu bị loại bỏ 2) Không dùng cột với hệ thống tưới di động ngang 3) Thể tích hiệu chỉnh thể tích thu ống cộng với lượng nước bốc trung bình ống lấy mẫu kiểm tra suốt thời gian (t1) nước ống lấy mẫu theo qui định: Vi = Vci + E1 ti 4) Xem 2.9 di = 1000 Vi/ Ac 5) Tích khoảng cách thể tích dùng để tính tốn hệ số đồng máy kiểu quay quanh trục trung tâm A.3 Bảng kê tổng hợp thử: + Loại thử + Bán kính tưới ướt vòi phun cuối m Máy tưới kiểu quay quanh trục trung tâm - Khoảng cách từ tâm quay đến vòi phun cuối m - Bán kính làm việc m Máy tưới kiểu di động ngang - Khoảng cách vòi phun xa .m - Khoảng cách đường ống dùng để cấp nước m - Chiều dài làm việc m - Số ống lấy mẫu đặt - Số ống lấy mẫu dùng để phân tích (n) - Phần trăm ống lấy mẫu bị loại khỏi phép phân tích - Nguyên nhân loại bỏ Thể tích trung bình (khối lượng mức nước tưới) Máy kiểu quay quanh trục trung tâm Đường đặt ống lấy mẫu Tổng Tổng bao gồm Tổng tích thể tích (khối lượng mức nước tưới) khoảng cách Tổng khoảng cách Thể tích trung bình (khối lượng mức nước tưới) Máy kiểu di động ngang Thể tích trung bình (khối lượng mức nước tưới) Hệ số đồng máy kiểu quay quanh trục trung tâm Hệ số đồng máy kiểu di động ngang PHỤ LỤC B (thông báo) HEEMANN, DF HEIN.P.R.Đặc tính vận hành hệ thống ống tưới dùng với vòi phun mưa máy tưới trục quay trung tâm tự hành (Báo cáo khoa học hội kỹ sư nông nghiệp Mỹ) CHRISTIAN.J.E -Tưới phun mưa - Tập san 670-1942.Trường đại học tổng hợp California,.Trường cao đẳng Nông nghiệp, Trạm thực nghiệm nông nghiệp - Bor kely-California Hội tiêu chuẩn kĩ thuật mỹ ASAE 8436, Phương pháp thử xác định độ đồng phân bố nước máy tưới kiểu trục quay trung tâm, trục quay theo góc máy tưới kiểu di động ngang lắp miệng phun sương mù miệng phun mưa ... hay thấp 10% so với mức nước tưới trung bình, cần nghiên cứu để xác định nguyên nhân thay đổi Báo cáo kết thử máy tưới: Số liệu đo phép thử phải ghi vào mẫu tương tự mẫu số liệu tiêu chuẩn giới... thích.Việc chỉnh lý số liệu mâu thuẫn phải biểu thị theo dạng tài liệu Các số liệu thêm vào mà tiêu chuẩn không yêu cầu, phải đưa vào với kết thử số liệu giúp biểu thị đặc trưng độ đồng Hình Sơ... California,.Trường cao đẳng Nông nghiệp, Trạm thực nghiệm nông nghiệp - Bor kely-California Hội tiêu chuẩn kĩ thuật mỹ ASAE 8436, Phương pháp thử xác định độ đồng phân bố nước máy tưới kiểu trục