Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN
3.2 Thiết kế thảm tưới mẫu của luận án
3.3.3 Chế thử các thảm tưới mẫu
Các mẫu thảm tưới được thiết kế như mẫu phác thảo hình 3.6 bao gồn 6 phần tử cấu tạo nhƣ sau:
3.3.3.1 Phần tử cấu tạo 1 Phần tử
cấu tạo Mẫu
thảm tưới
1 2 3 4 5 6
Bề dày thảm
tưới (cm) KT1 DT3 KD4 OX1.7
cao 1cm
xốp PU dày 1cm
Vải tráng
phủ PVC
Ống PVC
1,5
KT2 DT3 KD4 OX1.7 cao 2cm
xốp PU dày 2cm
Vải tráng
phủ PVC
Ống PVC
2,5
KT3 DT3 KD4 OX1.7 cao 3cm
xốp PU dày 3cm
Vải tráng
phủ PVC
Ống PVC
3,5
KT4 DT3 KD4 OX1.7 cao 4cm
xốp PU dày 4cm
Vải tráng
phủ PVC
Ống PVC
4,5
KT5 DT3 KD4 OX1.7 cao 5cm
xốp PU dày 5cm
Vải tráng
phủ PVC
Ống PVC
5,5
Phần tử cấu tạo 1 gồm 1 chi tiết là các mẫu vải dệt thoi sợi cắt có đường kính D1
(hình 3.16).
d: đường kính mẫu thảm tưới chế thử (d=12cm) a: độ dư đường may (a = 0,5cm)
(a) Mẫu dƣỡng (b) Phần tử cấu tạo 1 Hình 3.16 Phần tử cấu tạo 1
3.3.3.2 Phần tử cấu tạo 2
Phần tử cấu tạo 2 gồm 1 chi tiết là mẫu vải không dệt PP xuyên kim (hình 3.17a).
Cắt các mẫu vải không dệt liên kết xuyên kim với vải dệt thoi sợi cắt có đường kính D1
(hình 3.17b).
(a) Phần tử cấu tạo 2 (b) Phần tử cấu tạo 2 liên kết với phần tử cấu tạo 1.
Hình 3.17 Phần tử cấu tạo 2 3.3.3.3 Phần tử cấu tạo 3
Phần tử cấu tạo 3 gồm 2 chi tiết bao gồm cúi xơ stapen PES luồn vào trong ống nhựa PVC hình thành bấc thấm dạng ống xơ (hình 3.18). Chiều dài ống nhựa PVC là 1cm, 2cm, 3cm, 4cm, 5 cm.
Hình 3.18 Phần tử cấu tạo 3
3.3.3.4 Phần tử cấu tạo 4
Phần tử cấu tạo 4 gồm 1 chi tiết là vật liệu xốp PUcó đục thêm các lỗ trống lớn đường kính10mm để tăng khả năng trữ nước, các lỗ trống nhỏ đường kính 6mm để luồn các phần tử cấu tạo 3 (hình 3.19).
(a) Cắt vật liệu xốp PUcó dường kính d= 12cm bằng
đường kính đáy chậu cây
(b) Đục lỗ vật liệu xốp PU có đường kính 10mm và
6mm
(c) Luồn phần tử cấu tạo 3 vào phần tử cấu tạo 4
Hình 3.19 Phần tử cấu tạo 4 3.3.3.5 Phần tử cấu tạo 5
Phần tử cấu tạo 5 bao gồm 1 chi tiết là vải chống thấm PE có độ dày 0,3mm, cắt mẫu vải có đường kính D2 tính theo công thức sau (hình 3.20):
D2 = d+ 2b+ 2c (3.1) Trong đó:
d: đường kính mẫu thảm tưới chế thử
b: bề dày thảm tưới (b=1,5cm; 2,5cm; 3,5cm; 4,5cm; 5.5cm) c: bề rộng gấp và viền mép (c= 1cm)
(a) Mẫu dƣỡng phần tử cấu tạo 5 (b) Phần tử cấu tạo 5 Hình 3.20 Phần tử cấu tạo 5
3.3.3.6 Phần tử cấu tạo 6
Phần tử cấu tạo 6 là ống dẫn nước bao gồm 1 chi tiết là ống nhựa PVC đường kính 6mm. Ống dẫn nước bao gồm 2 ống liên kết với nhau và ở cuối ống cắt lỗ thủng tiếp xúc với phần tử cấu tạo 5 lớp dưới cùng của thảm tưới, chiều dài ống dẫn nước bằng chiều cao của chậu trồng cây thử nghiệm (hình 3.21).
Hình 3.21 Phần tử cấu tạo 6 3.3.3.7 Thảm tưới mẫu
Thảm tưới mẫu là sản phẩm thu nhỏ của thảm tưới bao gồm 6 phần tử cấu tạo.
Chúng có dạng hình trụ đặt ở dưới đáy chậu cây có nhiệm vụ dự trữ nước và cấp nước cho giá thể trồng cây đặt ở phía trên. Quy cách và yêu cầu kỹ thuật:
- Đường kính của các mẫu thảm tưới bằng đường kính đáy chậu cây: 12cm
- Chiều cao của của các mẫu thảm đo từ đáy mẫu thảm đến đường may viền mép bao gồm 5 loại KT1, KT2, KT3, KT4, KT5 tương ứng với độ dày 1,5cm; 2,5cm; 3,5cm; 4,5cm;
5,5cm).
- Chiều dài của ống dẫn nước bằng chiều cao của chậu cây trồng thử nghiệm.
Hình 3.22 Thảm tưới mẫu 3.3.4 Thông số kỹ thuật của thảm tưới mẫu
3.3.4.1 Kích thước và khối lượng
Kết quả xác định kích thước, khối lượng không chứa nước của các thảm tưới thử nghiệm của luận án đƣợc biểu thị trong bảng 3.16.
Bảng 3.16 Kích thước và khối lượng của các thảm tưới thử nghiệm Mẫu
thảm Đường kính (cm)
Bề dày (cm)
Diện tích (cm2)
Khối
lƣợng (g) Khối lƣợng (g/m2)
Khối lƣợng thể tích
(g/cm3)
KT1 12 1,5 113,04 30,786 2723,461 0,182
KT2 12 2,5 113,04 40,246 3560,333 0,142
KT3 12 3,5 113,04 49,767 4402,601 0,126
KT4 12 4,5 113,04 59,02 5221,161 0,116
KT5 12 5,5 113,04 68,393 6050,336 0,110
3.3.4.2 Độ trữ nước và cấp nước
Chuẩn bị mẫu và phương pháp thí nghiệm xác định độ trữ và cấp nước đã được trình bày trong chương 2 (mục 2.3.2). Mô hình thí nghiệm xác định độ cấp nước của các mẫu thảm tưới biểu thị trên hình 2.7.
Kết quả xác định lượng trữ và cấp nước tối đa của các mẫu thảm tưới mới được biểu thị trong bảng 3.17.
Bảng 3.17 Kết quả xác định lượng nước trữ và cấp tối đa của các thảm tưới thử nghiệm Mẫu
thảm Độ dày thảm
(cm)
Lƣợng trữ tối đa của
1 mẫu thảm 120 mm (ml/mẫu)
Lƣợng cấp tối đa của
1 mẫu thảm 120 mm (ml/mẫu)
Hiệu quả cấp nước (100x cột 4/cột 3
(%)
Lƣợng trữ nước trên 1 m2
(l/m2)
Lƣợng cấp nước tối
đa 1 m2 (l/m2)
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)
Mđ 0,3 34,020 19,701 57,9 3,0 1,735
KT1 1,5 101,715 78,995 77,7 8,998 6,966
KT2 2,5 201,908 151,932 75,3 17,862 13,398
KT3 3,5 301,69 223,875 74,2 26,689 19,742
KT4 4,5 401,521 295,492 73,6 35,520 26,057
KT5 5,5 501,012 358,257 71,5 44,322 31,592
Kết quả trên bảng 3.17, hình 3.23 và hình 3.24 cho thấy các mẫu thảm tưới mẫu của luận án có:
- Lượng trữ nước (101,7÷ 501ml/ mẫu) nhiều gấp 3 ÷ 15 lần mẫu thảm của Đức (34ml/ mẫu) (hình 3.23).
- Khả năng cấp nước (79÷ 358,3ml/mẫu) cho cây và đất trồng cao gấp 4÷18 lần mẫu thảm của Đức (19,7ml/mẫu) (hình 3.24).
Lượng nước trữ tối đa của các mẫu thảm tưới và mẫu thảm Đức
101.7
201.9
301.7
401.5
501.0
34.0 0
100 200 300 400 500 600
KT1 KT2 KT3 KT4 KT5 Mđ
Các mẫu thảm tưới
Lƣợng nƣớc trữ tối đa(ml/mẫu)
Hình 3.23 So sánh lượng nước trữ tối đa của các thảm tưới mẫu và thảm của Đức.
Lượng nước cấp tối đa của các mẫu thảm tưới và mẫu thảm tưới của đức
79.0
151.9
223.9
295.5
358.3
19.7 0
50 100 150 200 250 300 350 400
KT1 KT2 KT3 KT4 KT5 Mđ
Các mẫu thảm tưới
Lƣợng nƣớc cấp tối đa (ml/mẫu)
Hình 3.24 So sánh lượng nước cấp tối đa của các thảm tưới mẫu và thảm của Đức.
Điều đặc biệt nữa là trong số các thảm tưới mới do luận án thiết kế chế tạo (KT1÷KT5) có hiệu quả sử dụng nước từ 71,5÷77,7% cao hơn nhiều so với của thảm tưới Đức (57,9%).
Biểu đồ quan hệ giữa hiệu quả sử dụng nước và độ dày của thảm tưới hình 3.25 cũng cho thấy, hiệu quả sử dụng nước trong thảm tưới cũng giảm dần khi độ dày thảm tăng lên. Nguyên nhân có thể do lượng nước dự trữ tồn đọng trong cấu trúc thảm tưới tăng lên khi tăng độ dày thảm tưới.
Hình 3.25 Quan hệ giữa hiệu quả sử dụng nước và độ dày của thảm tưới mẫu.