4 ỨNG DỤNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG TƯỚI PHUN
4.3.3 Kết quả ứng dụng 3
Mơ hình tiếp theo được lựa chọn đểứng dụng thiết kế hệ thống tưới phun mưa sử dụng đầu phun tạo xốy tại Trại thực hành thực nghiệm Lâm sinh thuộc trường Cao đẳng nghề Cơng nghệ và Nơng Lâm Nam bộ đĩng tại địa bàn huyện Tân Uyên, Bình Dương. Tại đây đang vận hành hệ thống tưới phun mưa cho vườn ươm cây dầu rái trên diện tích 2000m2 (40m x 50m), trong đĩ được chia thành nhiều lơ nhỏ cĩ diện tích 50m2
(5m x 10m). Hiện nay, Trại thực hành thực nghiệm Lâm sinh đang sử dụng đầu phun mưa 096 do Việt Nam chế tạo (hình 4.9).
Đầu phun mưa 096 được chế tạo bằng đồng, nhờ các rãnh xoắn ở phía trong lõi của đầu phun mà sau khi nước phun ra khỏi lỗ tạo thành mưa. Đầu phun mưa 096 cĩ các thơng số kỹ thuật như sau: đường kính lỗ vịi d = 2 3mm; áp lực phun p = 1,2 2,0bar; lưu lượng Q = 2 4l/ph; bán kính phun R = 1,0 2,65m.
Để cĩ cơ sở so sánh kết quảứng dụng mơ hình hệ
thống tưới phun với đầu phun 096, thực nghiệm đã sử dụng đầu phun tạo xốy cĩ các thơng số kỹ thuật tương đương: đường kính lỗ vịi 2mm và 3mm, áp lực làm việc 2,0bar và hệ số xốy S = 1,2. Nguồn nước tưới được xả từ bồn chứa 5m3 cĩ cao độ 6m so với mặt đất hoặc được bơm trực tiếp từ suối lên, cơng suất bơm N = 1,5kW. Sơđồ bố trí đầu phun và đường ống được mơ tảở hình 4.10.
Hình 4.10 Sơ đồ bố trí đầu phun và đường ống
Tiến hành thực nghiệm ứng dụng mơ hình từ ngày 09/10 14/10/2009 đểđo đạc các thơng số hình học của dịng phun và các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật. Cũng căn cứ vào các bảng (4.1) (4.3) và cơng thức (4.1), (4.2) xác định được các số liệu như sau: thời
Hình 4.9 Hình dạng
gian thực nghiệm 5 ngày; tổng số lần tưới 5 lần; mỗi ngày tưới một lần trong thời gian 30 phút; lượng nước tưới mỗi lần 0,5m3 trên diện tích 50m2 (= 10l/m2).
Tiến hành đo đạc các thơng số hình học của dịng phun, phân bố cường độ mưa và độđồng đều khi tưới tại khu thực nghiệm vườn ươm đối với hai loại đầu phun 096 và đầu phun tạo xốy, kết quảđược thể hiện trong các bảng PL4.10 PL4.13 (phụ lục 4).
Đồ thị so sánh về sự phân bố cường độ mưa của đầu phun tạo xốy và đầu phun 096 được thể hiện ở hình 4.11.
So sánh giữa hai kết quảđo đạc thực nghiệm của đầu phun tạo xốy và đầu phun 096 nhận thấy rằng:
Trong cùng điều kiện bố trí thực nghiệm như nhau (d = 2mm và p = 2,0bar), bán kính phun của đầu phun xốy cho thấy rộng và đồng đều hơn. Do cả hai loại đầu phun cĩ đường kính lỗ vịi bé nên hạt mưa phun ra đều cĩ dạng sương, rất thích hợp với các loại cây trồng ở vườn ươm.
Biên dạng của hai đồ thị cĩ sự khác biệt, phân bố cường độ mưa của đầu phun 096 cho thấy lượng mưa tập trung nhiều ở tâm vịi phun và khoảng giữa của bán kính dịng phun; cịn đầu phun xốy cho kết quảđồng đều trên diện tích được phủ.
Hình 4.11 Đồ thị so sánh phân bố cường độ mưa
của đầu phun tạo xốy và đầu phun 096
Các thơng số kỹ thuật của dịng phun và các chỉ tiêu khác của hai loại đầu phun được tĩm tắt trong bảng 4.9.
Từ kết quả tĩm tắt ở bảng 4.9, rút ra được một số nhận xét như sau:
Các thơng số hình học như bán kính dịng phun, chiều cao dịng phun, lưu lượng nước qua vịi và độ đồng đều khi tưới của đầu phun xốy cũng hồn tồn phù
hợp với kết quả tính tốn lý thuyết và thực nghiệm trước đây.
Bảng 4.9 Các thơng số kỹ thuật của đầu phun tạo xốy và đầu phun 096 TT Thơng số Đầu phun tạo xốy Đầu phun T92
1 Số lượng đầu phun [cái] 15 15
2 Đường kính lỗ đầu phun d [mm] 2 2
3 Bán kính phun Rmax [m] 2,30 1,90
4 Chiều cao dịng phun Hmin [m] 1,10 1,00
5 Lưu lượng nước qua vịi Q [l/ph] 2,65 2,80
6 Độ đồng đều CU [%] 92,0 89,2
7 Tổng lượng nước tưới W [m3/ha] 250 264
8 Điện năng tiêu thụ P [kWh/tháng] 13,75 18,75
Ghi chú: Chỉ tiêu tổng lượng nước tưới và nguồn điện năng tiêu thụ được tính bình quân cho một tháng tưới 25 lần; Điện năng tiêu thụ của đầu phun xốy được tính tốn cho bơm cĩ cơng suất 1,1kW
Tổng lượng nước tưới bình quân trong một tháng (tưới 25 lần) của hai loại đầu phun cho thấy là tương đương. Nguồn điện năng tiêu thụ (tính bình quân trong 1 tháng) của đầu phun xốy ít hơn so với đầu phun T92 do theo tính tốn thiết kế thì chỉ cần sử dụng động cơđiện cĩ cơng suất 1,1kW. Mặt khác, tiêu chí tiết kiệm nước và năng lượng cịn được đánh giá qua việc sử dụng áp lực làm việc trung bình, lưu lượng nhỏ nên đầu phun xốy địi hỏi nguồn điện năng và nước ít.
Đầu phun xốy cũng cho độđồng đều tưới phun cao hơn so với đầu phun 096.
4.4 Nhận xét
Kết quả ứng dụng hiệu ứng xốy trong thiết kế hệ thống tưới phun mưa bằng cách sử dụng đầu phun tạo xốy cho phép kiểm chứng và đánh giá ảnh hưởng của hiệu ứng xốy tới chiều rộng của dịng phun và độ đồng đều khi tưới của nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm ứng dụng hiệu ứng xốy trong thiết kế hệ thống tưới phun nghiệm trước đĩ là phù hợp và đáng tin cậy.
So sánh các kết quả ứng dụng thực nghiệm tại ba đơn vị khác nhau khi sử dụng đầu phun tạo xốy và các loại đầu phun khác rút ra một số kết luận sau:
Cho tầm phun mưa rộng (khả năng phân tán rộng), làm tăng hiệu quả sử dụng nước.
Khi bố trí đầu phun hợp lý thì lượng mưa phân đồng đều trên diện tích tưới (từ tâm vịi phun cho đến tầm phun xa nhất), giúp duy trì độẩm tối ưu cho khu tưới.
Cỡ hạt mưa nhỏ (độ thơ hạt mưa); Cĩ thể tưới nhiều lần, mỗi lần tưới một lượng ít vừa đủ để giữ cho cây cĩ được độ ẩm tối ưu để phát triển. Đồng thời, do sử dụng áp lực làm việc khơng lớn, lưu lượng địi hỏi khơng cao nên tiêu tốn nguồn điện năng và nước ít, phát huy hiệu quả về chất lượng tưới, tiết kiệm nước và năng lượng, tiết kiệm cơng sức của người lao động.
5 KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI