Những nội dung được trình bày trong phần này cũng cĩ thể được áp dụng cho trường hợp hệ thống chữa cháy tự động.
Các đặc điểm hoạt động và thiết kế của hệ thống tưới tự động
Khác với các mơ phỏng của hệ thống cấp nước đơ thị, trong đĩ lưu lượng cấp được giả định trước khơng phụ thuộc vào áp lực thực tế tại vị trí lấy nước trong mạng lưới, các hệ thống tưới tự động hoạt động theo các nguyên tắc sau:
- Lưu lượng cấp nước và bán kính phục vụ của vịi phun (sprinkler hay emitter) phụ thuộc vào áp lực dư tại vị trí lắp đặt vịi,
- Phân bố áp lực trong mạng lại phụ thuộc vào loại máy bơm, đường ống và cả loại vịi phun được sử dụng trong mạng lưới.
Do đĩ lưu lượng tại các điểm nút lấy nước khơng thể được giả định là hằng số như trong trường hợp mơ phỏng hệ thống cấp nước bình thường.
Một hệ thống tưới tự động cần đảm bảo đồng thời các tiêu chuẩn sau: - Lưu lượng tưới của từng vịi phải tương đối đồng đều.
- Lưu lượng của các vịi phun khơng quá lớn so với thiết kế (khơng lớn hơn quá 10% và khơng nhỏ hơn giá trị thiết kế).
- Tầm phun của các vịi được bố trí theo một sơ đồ khơng gian cho trước phải đảm bảo phủ kín diện tích được tưới.
- Máy bơm hoạt động với hiệu suất cao nhất cĩ thể.
- Tổn thất năng lượng trong đường ống nằm trong giới hạn chấp nhận được.
Chuẩn bị tài liệu
Những số liệu kỹ thuật cần thiết cho việc thiết kế hệ thống tưới tự động bao gồm:
- Tài liệu địa hình: mơ tả các đặc trưng hình học của khu tưới như cao độ, ranh giới, đường giao thơng, sơng suối…
- Tài liệu kỹ thuật của loại vịi phun: quan hệ giữa áp lực hoạt động – lưu lượng – tầm phun.
- Sơ đồ bố trí vịi phun trong hệ thống. - Đặc tính kỹ thuật của máy bơm
Dựa vào quan hệ (cĩ thể được cung cấp dưới dạng bảng hay đồ thị) giữa áp lực và lưu lượng, ta sẽ phải xác định ra hệ số vịi phun (EMITTER COEFFICIENT). Hệ số này được định nghĩa là lưu lượng phun ứng với áp lực tại vịi là 1m. Thơng thường đối với các vịi
phun cao áp, nhà sản xuất chỉ cung cấp các giá trị lưu lượng ứng với áp lực cao từ 10m trở lên (tương đương với 1 kg/cm2), trong trường hợp đĩ ta cần phải xử lý số liệu để xác định giá trị của hệ số vịi phun.
Một cách gần đúng, quan hệ giữa lưu lượng phun và áp lực hoạt động cĩ dạng căn bậc 2: Q~kH1/2. Do đĩ ta suy ra cơng thức sau đây:
QH=1m = QH=10m /3.16
Trong trường hợp của các vịi tưới nhỏ giọt, quan hệ Q~H tuân theo quy luật số mũ Q~kHn, trong đĩ n ~0.1-0.3. Khi đĩ cần phải khai báo lại số mũ này như sau:
Trong cửa sổ BROWSER chọn DATA / OPTIONS / HYDRAULICS. Sau đĩ khai báo giá trị của EMITTER EXPONENT theo giá trị mới (mặc định là 0.5).
Ví dụ
Trong ví dụ sau đây, ta tính tốn thuỷ lực cho một đường ống chính của hệ thống tưới phun. Dọc theo đường ống cĩ 10 vịi phun được bố trí cách nhau 20m, hệ số vịi là 1 m3/h (tương ứng với lưu lượng phun 1 m3/h ở áp lực hoạt động 0.1 kg/cm2). Nguồn cấp nước là một đài nước cĩ cột áp ổn định là 20m. Biết rằng áp lực yêu cầu của vịi phun là 10 m tương ứng với lưu lượng thiết kế của vịi phun là 3.2 m3/h.
Giả định chọn đường ống cĩ đường kính 50 mm để lắp đặt. Ống được dùng là loại PVC cĩ C = 130.
Kết quả tính tốn áp lực dọc theo tuyến ống cho thấy từ vịi phun thứ 3 trở đi, áp lực phun khơng cịn đạt yêu cầu ( > 10m).
Ta tiến hành giả định lại đường kính của 2 đoạn đầu tiên là 80 mm (ống 90) và của 4 đoạn kế tiếp là 68 mm (ống 76). Kết quả tính tốn áp lực dọc theo tuyến ống như sau.
Tất cả giá trị áp lực tại các vịi phun đều thỏa yêu cầu. Ta tiến hành kiểm tra lại về chênh lệch lưu lượng của hệ thống.
Lưu lượng phun của vịi 1 (gần nhất) và vịi 10 (xa nhất) lần lượt là 4.3 và 3.2 m3/h.
Như vậy chênh lệch tương đối tối đa của lưu lượng phun so với thiết kế là (4.3-3.2)/3.2 = 34 %. Nếu giới hạn chênh lệch tương đối cho phép về lưu lượng phun là +20%, ta thấy rằng các vịi phun 1, 2 và 3 cần phải được bố trí van giảm áp trước vịi phun.
Bài tập 21: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hãy thiết kế hệ thống tưới tự động gồm máy bơm lấy nước từ sơng cĩ cao trình mực nước tối thiểu là -3m, đường ống nhựa PVC và 10 vịi phun bố trí cách nhau 25m. Biết rằng vịi phun cĩ lưu lượng riêng là 1.2 m3/h. Để đảm bảo tầm phun, áp lực hoạt động tại vịi tối thiểu phải là 30m. Giả định mặt đất bằng phẳng cĩ cao độ là 0.00m.
Xuất kết quả phân bố lưu lượng và áp lực dọc theo tuyến ống (sử dụng chức năng GRAPH / PROFILE PLOT).