مشاهدات :

 

تحديد حجم أنبوب الري وضبط سرعة الماء داخل خطوط الري

سرعة الماء في أنابيب الري يجب أن لا تزيد عن ١.٥ متر في الثانيه...السؤال الآن ماذا يحدث لو سرعة الماء كانت مرتفعه عن القيمه الموصى بها في انابيب الري؟

في الشتاء نلجأ الى عمل احتكاك بين اليدين (فرك اليدين ببعضهم) لينتج حراره أو درجه من الدفئ لأجسادانا ناتجه عن تحول الطاقه الحركيه الى طاقه حراريه بفعل الاحتكاك

بنفس الطريقه في شبكة الري بيحدث احتكاك بين جزيئات الماء وجسم أنبوب الري فينتج حراره..فيسخن جسم الأنبوب..فيحدث تمدد في جسم الأنبوب..فيحدث كراك أو كسر نتيجة زيادة حجم جزء من مادة الانبوب عن باقي الأجزاء المحيطه

بيحدث كسر في انبوب الري بنفس الطريقه لما تصب شاي سخن جدا في كوب زجاجي بارد فينكسر الكوب 

كما أن هذه الحراره تنتج فقط عندما تكون ا شبكة الري في وضع التشغيل اما لما تقف الشبكه بتبرد كل الأجزاء..تبديل الحاله من الحراره للبروده يخلق تلف في جسم الماسوره..زي بالظبط .

العامل المهم أيضا أن الاحتكاك بين جزيئات الماء وجسم الماسوره ينتج عنه ظاهرة النحت فكما أن جزيئات الماء تشق طريقها في الصخور عند مجاري الأنهار فتنحت الصخور وتفتتها فكذلك الحال بين جزيئات الماء السريعه وجسم أنبوب الري

خلاصة القول أن شبكات الري يجب ضبط سرعة الماء بها بحيث لا تتجاوز الحد الأدنى وهو 1.5 متر في الثانيه  وهي ما تعادل 5 قدم في الثانية وفي بعض المراجع 1.7 متر في الثانيه

ولكن هل تعلم أيضا أن هناك حد أدنى لسرعة الماء داخل أنابيب الري وهو 0.9 متر في الثانيه حسب بعض المراجع كما شرحنا في درس تحديد النطاقات المائية وأحجام المحابس وذلك لأسباب

أولا: إذا قلت سرعة ماء الري داخل الأنابيب عن الحدود الموصى بها فإن ذلك يؤدي على تراكب الرواسب داخل شبكة الري وانسداد أجزاء الشبكة الدقيقه مثل أجهزة التنقيط

ثانيا: يؤدي انخفاض سرعة الماء داخل الأنابيب الى تشجيع نمو الفطريات مما يؤدي الى نفس المشكله بل وقد يؤثر على النباتات بالاصابه

ثالثا: سرعة الماء داخل الأنابيب مهمه في عمليات غسيل الشبكة وطرد الرواسب

رابعا : هل تعلم أن عملية الاحتكاك بين جزيئات الماء وجسم المحابس تؤثر على كفاءة عملية إغلاق وفتح المحابس فجزء من طاقة الإحتكاك يساعد المحبس على أداء وظيفته بشكل أفضل ولا داعي للخوض في تفاصيل بعيده عن تخصصنا . 

ولكن كيف نقوم بضبط سرعة الماء في أنابيب الري؟

يتم ذلك باستخدام معادلة التدفق العامة والتي أشرنا إليها في دروس سابقة والتي تنص على 

Q = AV

Q = يشير إلى معدل تدفق السائل المقاس بـ L/s

A = يشير إلى مساحة الأنبوب أو القناة الداخلة بالمتر المربع

v = يشير إلى سرعة السائل بوحدة م/ث

انتبه عزيزي المهندس قبل البدأ في حل أي مسألة يجب عليك التأكد من أن الوحدات التي تعمل عليها هي نفس الوحدات التي تنص عليها المعادلة الأصلية فالمثال التالي عن أنابيب ري قياس 160 مم وهي شائع استخدامها في شبكات الري ولكن لا يمكن استخدام وحد المليمتر في المعادلة فتم التحويل الىوحدة المتر ليصبح نصف قطر أنبوب الري هو  0.0800 متر

 

أمثلة على معدل التدفق

مثال 1

لنفترض أن الماء يتدفق من أنبوب دائري نصف قطره 0.0800 m. علاوة على ذلك، فإن سرعته المتجهة تساوي 3.30 م/ث. إذًا، احسب معدل تدفق الماء الذي يتدفق من الأنبوب باللتر في الثانية (L/s)؟

 الحل:

 للعثور على معدل التدفق أولاً، نحتاج إلى إيجاد مساحة الأنبوب الدائري:

A=πr2 $�=�\times (0.0800\text{م}{)}^2=0.0201{\text{م}}^2$

لذا، مساحة الأنبوب تكون $0.0201{\text{م}}^2$. الآن يمكننا حساب معدل التدفق:

$�=�\times �$ $�=(0.0201{\text{م}}^2)\times (3.30\text{م}\mathrm{/}\text{ث})=0.0663{\text{م}}^3\mathrm{/}\text{ث}$

بالإضافة إلى ذلك، يمكننا تحويله إلى لتر في الثانية باستخدام $1{\text{م}}^3=1000\text{لتر}$:

$�=0.0663{\text{م}}^3\mathrm{/}\text{ث}\times 1000\text{لتر}\mathrm{/}{\text{م}}^3=66.3\text{لتر}\mathrm{/}\text{ث}$

لذلك، معدل التدفق من خلال الأنبوب الدائري هو $66.3\text{لتر}\mathrm{/}\text{ث}$.

عزيزي مهندس الري.. هذه القوانين ليست فقط تنطبق على أنابيب الري ولكن أيضا على الأنهار ! وهذه هي روعة العلم . حيث يمكن تطبيقه بأشكال مختلفة وعلى مقاييس متنوعة وإليك هذا المثال

مثال 2

يتدفق الماء من خلال شلال مستطيل مفتوح. كما يبلغ عرض المزلق 1.20 م وعمق المياه المتدفقة بداخله 0.200 م. علاوة على ذلك، فإن سرعة الماء تساوي 5.0 m/s. ثم اكتشف معدل تدفق الماء عبر المزلق باللتر في الثانية (L/s)؟

 الحل:

 أولاً وقبل كل شيء، نحتاج إلى العثور على مساحة النهر.

$�=�\times ℎ$ $�=(1.20\text{م})\times (0.200\text{م})=0.240{\text{م}}^2$

لذا، الآن يمكننا حساب معدل التدفق باستخدام الصيغة:

$�=�\times �$ $�=(0.240{\text{م}}^2)\times (5.00\text{م}\mathrm{/}\text{ث})=1.20{\text{م}}^3\mathrm{/}\text{ث}$

للحصول على الإجابة بوحدة لتر في الثانية،

نحتاج إلى تحويل

$1.20{\text{م}}^3\mathrm{/}\text{ث}$ إلى لتر باستخدام $1{\text{م}}^3=1000\text{لتر}$:

$�=1.20{\text{م}}^3\mathrm{/}\text{ث}\times 1000\text{لتر}\mathrm{/}{\text{م}}^3=1200\text{لتر}\mathrm{/}\text{ث}$

معدل تدفق النهر هو $1200\text{لتر}\mathrm{/}\text{ث}$.

أما إذا كنت تريد حساب سرعة الماء في الأنابيب كأن يكون لديك شبكة ري قائمة بالفعل وطلب المالك من الإدارة زيادة مساحة اللاندسكيب مما يسبب تحميل إضافي على استيعاب أنابيب الري لتدفق الماء ومطلوب منك أن تقوم بتطوير حسابات شبكة الري لتقييم الوضع المتوقع إذا تم تطوير اللاندسكيب فيمكنك تغيير شكل المعادله لتصبح كالآتي

إنتبه عزيزي المهندس فنحن هنا نتحدث عن التصرف الكلي لشبكة الري يشمل ذلك أعمال اللاندسكيب الموجوده بالفعل وأعمال اللاندسكيب المزمع إقامتها فيجب عليك دراسة وضع الشبكة القائم دراسة جيده بالتعرف على التصرف والحسابات الهيدروليكية وجداول التشغيل وسوف أتوسع بالشرح في هذه النقاط لكن في موضع آخر 

مره أخرى عزيز المهندس انتبه للوحدات بالمعادلات فيمكنك استخدام واحدات النظام المتري أو وحدات النظام الامبراطوري وسينشرح ذلك بشكل أوسع لاحقا

مثال لحساب سرعة الماء في أنابيب الري

احسب سرعة الماء في أنابيب الري إذا كان التصرف هو 18 جالون في الدقيقة  و القطر الداخلي لأنبوب الري هو 1.21 بوصه

الإجابة

V=0.408 x(Q/d2)

V=0.408 x(18/1.212)

V= 5 f/s

إذن فسرعة الماء في هذه الحالة هي 5 قدم في الثانيه الواحده وهو الحد الأدنى المسموح به في شبكات الري

ولكن قد يختلف السؤال فيكون مطلوب منك تحديد قطر أنبوب الري المناسب لتكون سرعة الماء 5 متر في الثانية فيمكنك استخدام نفس المعادلة أو استخدام معادلة التدفق العام التي تم شرحها أول الدرس وستصل لنفس النتيجه ولنعتبر هذا السؤال هو تمرين هذا الدرس المطلوب منك حله باستخدام المعادلتين

ولكن انتبه عزيزي المهندس

1- فنتائج المعادلات دائما فيما يخص أحجام أنابيب الري ليست بالضروره متوفره في سوق الأنابيب بمعنى أنك قد تحصل على نتيجه من المعادله أن القطر الداخلي أنبوب الري المطلوب هو 149 مم وحسب كتالوجات مصانع الأنابيب قد لاتجد أي أنبوب ري له قطر داخلي يساوي القيمة التي حصلت عليها من المعادلات ففي هذه الحالة ستنتقل الى الحجم الذي يليه مباشرة في كتالوج الشركة بمعنى الحجم الأكبر من المصنع وليكن أنبوب ري قياس 160 مم بقطر داخلي 152 مم

2- كما قلنا سابقا حاول أن لا تصل للحد الأعلى للتصرف المسموح لحجم معين لأنبوب الري . حاول أن تستحدم 70 في المائة من التصرف المطلوب بحيث تقل السرعة عن 1.5 متر في الثانيه ولا تقل عن 0.9 متر في الثانيه

3- أقطر الأنابيب الكبيره مرتفعة الثمن ومهندس الري الجيد هو الذي يحقق أفضل تصميم بأقل تكاليف فإنتبه

الآن خذ نفسا عميقا وركز معي .. هل تتذكر آخر مثال شرحته لك حيث سرعة الماء كانت 5 قدم في الثانية ؟ لو دخلت على كتالوج شركة رينبير ستجد في آخر الكتالوج جدول يوضح سرعات الماء وقيم الضغط المفقود لأحجام مختلفه من الأنابيب عند تصرفات مختلفه

فالمفاجأة الساره عزيزي المهندس أن كثر من الكتالوجات متوفر بها حسابات جاهزه للسرعة وفواقد الإحتكاك عند أحجام أنابيب مختلفه مع تصرفات مختلفه يمكنك البحث عنها بسهوله على الانترنت وتلاحظ في الجدول وجود تظليل عندما تصل سرعة الماء الى 5 متر في الثانية وهي الحد الأعلى لسرعة الماء حيث هذا التظليل هو تنبيه أنك دخلت في منطقة الخطر لهذا الحجم من الأنابيب

هذه الجداول يتم اعتمادها من بعض الاستشاريين عند تقديم حسابات الشبكة ولكن البعض الآخر يرفضها وعموما ففي كل الحالات يجب عليك فهم المعادلات أعلاه فهي الأساس الهيدروليكي لشبكة الري

عموما هذا الموضوع له بقيه سنشرحها في الدروس التاليه فهناك طرق أخرى لحسابات الري ولكن كل ما أريده منك الآن أن تهضم هذا الدرس جيدا وتحول إعادة حل الأسئلة

تحديث : صيفه أخرى لمعادلة حساب السرعة

V=1273,24 x(Q/d2)

v= m/s

Q=L/s

D=mm

انتبه لتحويل الوحدات مره أخرى

$$

 

مشاركة عبر فيس بوك

شارك الموضوع على موقع التوظيف لينكدإن

أرسل هذا الموضوع الى صديقك بالإيميل

...