Xác định cỡ đường ống dẫn nước trong hệ thống tưới nông nghiệp
Chọn cỡ ống nước tưới phù hợp có ý nghĩa rất lớn cả về mặt kỹ thuật và kinh tế. Vậy, thế nào là một cỡ ống tối ưu.
Tôi lấy giả sử, một máy bơm đẩy được khoảng 20m3/giờ. Vậy nên chọn cỡ ống 34mm, hay cỡ 90mm, nếu ống 34 thì sao, và ngược lại ống 90mm thì sao. Trước hết chúng ta hãy hình dung, giống như tương quan giữa số lượng phương tiện giao thông và độ rộng của con đường. Giả sử có khoảng 100,000 lượt phương tiện lưu thông trên 1km mỗi giờ, nếu lòng đường 4m, chắc chắn ùn tắc sẽ diễn ra, và ngược lại, cũng với lượng xe trên, lưu thông trên đường 10 làn, mỗi làn 4m thì chắc chắn sẽ không có ùn tắc nhưng rõ ràng chi phí đầu tư 10 làn x 4m mỗi làn sẽ rất lớn.
Về lý thuyết, và cả trên thực tế, cỡ ống nước, chiều dài đường ống, lưu lượng, và tổn thất áp có quan hệ tỉ lệ với nhau. Tôi giả sử trên cùng một chất liệu đường ống là nhựa PVC chẳng hạn.
Cỡ ống càng lớn ==>> tổn thất áp suất trên một đơn vị chiều dài càng nhỏ.
Chiều dài càng lớn ==>> tổng tổn thất càng lớn.
Lưu lượng càng lớn ==>> tổn thất áp càng lớn.
Vậy, rõ ràng cỡ ống ảnh hưởng trực tiếp tới tổn thất áp suất, và trong trường hợp đại lượng chiều dài ống, lưu lượng nước không đổi, thì cỡ ống càng lớn, tổn thất áp suất sẽ càng nhỏ, ngược lại, cỡ ống càng nhỏ, tổn thất càng lớn.
Chúng ta đã xác định được: Lưu lượng nước qua đường ống càng lớn, cần phải chọn cỡ ống lớn, và ngược lại. Đường trục chính lớn thường lớn hơn đường xương cá.
Vấn đề ở đây, chúng ta phải chọn ra được cỡ ống cho là tối ưu. Và cỡ này cân đối được giữa tỉ lệ mất áp cũng như chi phí đầu tư.
Theo tính toán, với giả thuyết trên, 20m3/giờ, cỡ ống được khuyến khích lựa chọn là 68mm. Vậy ta có thể lựa chọn cỡ ống ngoài thực tế là 60mm hoặc 90mm (vì thực tế không có cỡ 68mm).
Lưu ý: theo công thức thì các chỉ số đều là đường kính trong của ống nhưng thực tế, các hãng cung cấp ống nhựa PVC công bố đường kính lại lấy chỉ số đường kính ngoài.
Nhưng vì độ dày thành ống không quá lớn nên ta vẫn có thể cân nhắc chọn cỡ ống là tiệm cận trên, hoặc dưới với cỡ ống tối ưu. Để chọn cỡ ống tối ưu, các nhà kỹ thuật thường sử dụng phần mềm chuyên dụng để tính toán.
Dưới đây là bảng tra cỡ ống tối ưu và gợi ý lựa chọn căn cứ vào lưu lượng nước của hệ thống tưới. Bà con có thể tham khảo thêm trong trường hợp cần thiết bằng cách liên hệ với bộ phận kỹ thuật Nhà Bè Agri theo đường dây 0123 9 23 08 79.
| Lưu lượng | Lưu lượng | Cỡ ống tối ưu* | Tổn áp trên 100m | Tiệm cận trên | Tổn áp trên 100m | Tiệm cận dưới | Tổn áp trên 100m |
| (m3/h) | (l/giây) | (mm) | (bar) | (mm) | (bar) | (mm) | (bar) |
| 5 | 1.389 | 34 | 1.31 | – | – | – | – |
| 10 | 2.778 | 49 | 0.72 | – | – | – | – |
| 15 | 4.167 | 60 | 0.48 | – | – | – | – |
| 20 | 5.556 | 68 | 0.32 | 60 | 0.82 | 90 | 0.11 |
| 25 | 6.944 | 76 | 0.28 | 60 | 1.24 | 90 | 0.17 |
| 30 | 8.333 | 83 | 0.31 | 60 | 1.74 | 90 | 0.24 |
| 35 | 9.722 | 90 | 0.23 | – | – | – | – |
| 40 | 11.111 | 96 | 0.21 | 90 | 0.41 | 114 | 0.13 |
| 45 | 12.500 | 102 | 0.20 | 90 | 0.51 | 114 | 0.16 |
| 50 | 13.889 | 108 | 0.18 | 90 | 0.62 | 114 | 0.20 |
Căn cứ vào bảng trên, bà con có thể tính toán tương đối chính xác tổn thất trên toàn hệ ống của mình dựa vào lưu lượng, cỡ ống và độ dài. Lưu ý, chọn cỡ quá lớn dẫn đến tình trạng lãng phí trong đầu tư ban đầu. Ngược lại đầu tư cỡ ống quá nhỏ dẫn đến mất áp lớn, và ảnh hưởng tới hiệu quả hoạt động của hệ thống tưới tự động, đồng thời sẽ làm tăng chi phí hoạt động của hệ thống, đặc biệt chi phí năng lượng. Trong một số trường hợp phải lựa chọn giữa tiệm cận trên và dưới, bà con có thể cân nhắc chọn cỡ ống tô đỏ.
Bà con tham khảo thêm bài viết Lựa chọn đường ống cho hệ thống tưới
