هیزن ویلیامز در لوله
معادله هیزن ویلیامز (روابط آبیاری تحت فشار)- 1
شبکه های آبياری از مجموعه ای از لوله هاي اصلی ،نيمه اصلي ،مانيفلد وجانبی تشكيل شده است .آب ازخط اصلی ونيمه اصلي وارد لوله مانيفلد واز آنجا وارد خطوط جانبی (لاترالها ) شده،سپس بين پاشنده ها توزيع و روي گياه پاشيده مي شود.برای محاسبه افت اصطکاک وانتخاب قطر لوله ها درسيستم آبياري باراني،معادلات مختلفی بکار گرفته می شود.از معروفترين وپرکاربردترين معادلات افت، معادله هيزن ويليامز می باشد: Hf = 1/212*1010*(Q/C)1.852*D-4.87 Hf= افت اصطکاکیm Q= دبی لولهLit/s D= قطر داخلی لولهmm C = ضريب زبری لوله L= طول لولهm درمراجع واستانداردهاي مختلف براساس عمر وقطر لوله ضريب C رابين 100تا140 پيشنهاد نموده اند.طبق مراجع معتبراين ضريب در لوله هاي آزبست سيمان110، لوله هاي آلومينيومي120وبراي لوله هاي پلي اتيلن 140 مي باشد.
طراحی سیستم های آبیاری تحت فشار (آبیاری قطره ای)
بسم الله الرحمن الرحیم سلام تازه که شروع به کار کرده بودم تو یه شرکت آبیاری تحت فشار فهمیدم با اینکه 6 ساله دارم طراحی سیستم های تحت فشار میخونم اما نمی دونم برای طراحی یه پروژه تحت فشار باید از کجا شروع کنم و چطور پیش برم و ... . هر چیم تو نت دنبال مطلبی گشتم که بتونم ازش کمک بگیرم نشد که نشد چون همه مطالب نت در واقع کپی همون کتابای درسی بودن. خلاصه به هر طریقی بود با کمک همکارم شروع به طراحی کردم و الان لا اقل میدونم باید از کجا شروع کنم. این مطلب بطور خلاصه میگه که چطور شروع کنیم و ادامه بدیم طراحی سیستم های آبیار ی تحت فشار رو. ( با عرض پوزش که این بخش رو به طبان گفتاری نوشتم). طراحی سیستم های آبیاری تحت فشار (آبیاری قطره ای) 1- محاسبه یا استخراج ET0 برای ماه های مختلف. 2- محاسبه یا استخراج Kc برای ماه های محتلف (معمولا در منابع مختلف برای انواع گیاهان وجود دارد) 3- محاسبه ETc برای ماه های مختلف (ETc=Kc × ET0) 4- محاسبه Kr ( روش های مختلفی وجود دارد) 5- محاسبه نیاز ناخالص آبیاری ( In=Kr × ETc ) 6- محاسبه نیاز ناخالص (Ig= In/Ea) 7- محاسبه ساعات آبیاری ( توضیح اینکه انتخاب تعداد قطره چکان بر این اساس است که مساحت خیس شده می بایست در محدوده 33 الی 66 درصد باشد. مثلا اگر در یک خاک با بافت متوسط برای شبکه درختان 6*6 تعداد 6 قطره چکان با دبی 4 لیتر در ثانیه انتخاب شود مساحت خیس شده زمین برابر 38 درصد خواهد بود.) 8- دبی مورد نیاز کل مساحت زمین: تعداد درخت * تعداد قطره چکان برای یک درخت * دبی هر قطره چکان<?mso-application progid="Word.Document"?> 9- محاسبه تعداد قطعات: دبی مورد نیاز زمین تقسیم بر دبی موجود<?mso-application progid="Word.Document"?> 10- تقسیم زمین به قطعات مورد نظر 11- تعیین وضعیت استقرار لوله های اصلی و نیمه اصلی و فرعی با توجه به توپوگرافی و تجربه و هنر مهندس طراح 12- تعیین قطر لوله های اصلی و نیمه اصلی (قطر لوله های اصلی با توجه به فرمول هیزن ویلیامز تعیین می شود) <?mso-application progid="Word.Document"?> D: قطر داخلی لوله بر حسب mm Q: دبی بر حسب lit/s L: طول لوله بر حسب m ∆Hs: افت فشار مجاز در لوله <?mso-application progid="Word.Document"?> (لازم به ذکر است که این فرمول حدود قطر لوله را بدست می دهد و برای اطمینان از صحت محاسبات می بایست سرعت آب در لوله محاسبه شود. سرعت مجاز در شبکه لوله ها بطور معمول بین 1-2 متر در ثانیه می باشد که در سرازیری های تند می بایست از 5/1 بیشتر نشود و در سربالایی های تند می تواند تا 5/2 متر در ثانیه هم برسد. <?mso-application progid="Word.Document"?> 13- طراحی ...
درس 8 واتر جمس
نکته: برای تهیه نرم افزار موجود می توانید آنها را به راحتی در CD یا DVD فروشی ها عرضهنرم افزارهای تخصصی (عمران – آب) پیدا کنید. برای شروع یک فایل اتوکد مربوط به خودم را قرار می دهم و طبق آن به پیش می رویم (البته خودتان می توانید فایلهای دیگری هم انتخاب و آنها را تحلیل کنید.) البته این فایل به فرمت .Dxf تبدیل شده است. نقشه تمرینی نکته: باید لوله ها و در صورت داشتن نقاط ارتفاعی آنها را جاگانه از نقشه اصلی مثل مرزبندی و جمعیت جدا و آنها را در یک فایل جدید به نامهای Pipe.dxf و Hight.dxf ذخیره کنید. ابتدا از طریق مسیر (Tools – Options – Units ) واحد ها را به SI تغيير مي دهيد. در واترجمس سه روش برای طراحی در نظر گرفته شده است. 1- روش دارسی ویسباخ: 2- روش هیزن ویلیامز: 3- روش مانینگ: که در آنها D قطر لوله بر حسب متر ، L طول لوله بر حسب متر ، hfافت هد در لوله بر حسب متر ، g گرانش زمین (9.81) ، Q دبی عبوری بر حسب متر مکعب بر ثانیه ( m3/s) ، عدد پی هم ۳.۱۴ ، f ضریب اصطکاک ، CH.Wضریب هیزن و n ضریب مانینگ می باشد. نکته: شما به وسیله مسیر ( Analysis – Calculation Options ) متد طراحي شبكه را می توانید تغییر دهید.
تاریخچه آبرسانی
در ۷۰۰ سال قبل از میلاد مسیح کشور پارس(پرشیا) اقدام به حفر قنات و انتقال آب کرد که الان اون منطقه ارمنستان حالاست.حالا برمیگردیم عقب تر ۱۵۰۰ سال قبل از میلاد مسیح برای اولین بار در کریت (crete) سیستم های لوله کشی آب مورد استفاده قرار گرفتدر سال ۲۵۰ قبل از میلاد ارشمیدس قانون معروف خودش را ارائه کرد. توضیح اینکهآقای ارشمیدس همان مبدع عدد پی در ریاضیات است.سال ۱۰۰ بعد از میلاد رومی ها برای انتقال آب از کانال استفاده کردند.سال ۱۴۵۵ساخت اولین لوله چدنی ۱۶۵۲لوله کشی آب در بوستون آمریکا که از رودخانه ها آب رو توسط لوله به محل شهر میبردند.۱۶۴۴- پادشاه لوییس پانزدهم فرمان کشیدن خط لوله چدنی ۱۵ مایلی ازمارلی-اُن-سین به قصر ورسایی را داد. در آن زمان بزرگترین خط لولهآبرسانی بود.آقای پیتو لوله پیتو را برای اندازه گیری سرعت ابداع کرد. لوله پیتو L شکله.برنولی هیدرو دینامیکا را چاپ کرد: برنولی با تلفیق روابط نیتوتنو لایبنیتز به مباحث سیالات مبحث هیدرودینامیک و شروع کرد که بسیاری ازمباحث سیالات و هیدرولیک از هیدرودینامیک کمک میگیرند، و همچنین وسایلیمثل ونتوری متر از این قوانین تبعیت میکنند، در سال ۱۷۵۲ همکار آقایبرنولی یعنی اولر (لئونارد اولر) روابط انرژی را نوشت.۱۷۵۴- اولین سیستم های آبی آمریکا ساخته شد. و برای کارکردن پمپهاشون از اسب ها استفاده کردند.1760رابطه افت شزی۱۷۸۵- یک سری قطعات برای لوله ها ساخته شد۱۸۳۹- رابطه هیگن- پوازویی تعریف شد.۱۸۴۳- رابطه سن ونانت ارائه شد. روابط ناویه استوکسرابطه افت دارسی ویسباخ۱۸۷۸- اولین بار از آبپاش های اتوماتیک استفاده شد. (برای استفاده در آتش نشانی)۱۸۷۹- کتاب هیدرودینامیک آقای لمب انتشار یافت. که آخرین ویرایش آن هم سال ۱۹۳۲ بود.۱۸۸۱( AWWA) American Water Works Association تشکیل یافت1883تفاوت جریان آرام و آشفته توضیح داده شد. آقای آزبورن رینولدز و عدد رینولدز رو همتون میشناسید.۱۸۹۶- آقایCole لوله پیتو را برای لوله های فشاری به کار برد.۱۹۰۶- رابطه هیزن-ویلیامز؛ رابطه ای تجربی برای تعین افت هد.۱۹۰۰تا ۱۹۳۰- تئوری لایه مرزی مطرح شد. در این مابین آقای پرانتل با شاگردانش تحقیقاتی داشتند که منجر به طرح تئوری لایه مرزی شد. ۱۹۱۴- اولین استانداردهای آب نوشیدنی آمریکا تهیه شد.دهه ۱۹۲۰- اولین خطوط آب با ملات سیمان۱۹۲۱- اولین استانداردهای هیدرولیکی که بیشتر مربوط به پمپ و اینجورچیزا بود مطرح شد.۱۹۳۶- روش هاردی کراس مطرح شد.۱۹۳۸- رابطه کول بروک وایت۱۹۴۰- نمودارهای Hunter ارائه گشت.1945 دیاگرام مودی۱۹۵۰- دستگاه آنالیزور McIlroy ساخته شد. دستگاهی بود که سیستم های آبیرا شبیه سازی میکرد و به جای ...
تاریخچه آبرسانی
یخچه آبرسانی در ۷۰۰ سال قبل از میلاد مسیح کشور پارس(پرشیا) اقدام به حفر قنات و انتقال آب کرد که الان اون منطقه ارمنستان حالاست. حالا برمیگردیم عقب تر ۱۵۰۰ سال قبل از میلاد مسیح برای اولین بار در کریت (crete) سیستم های لوله کشی آب مورد استفاده قرار گرفت در سال ۲۵۰ قبل از میلاد ارشمیدس قانون معروف خودش را ارائه کرد. توضیح اینکهآقای ارشمیدس همان مبدع عدد پی در ریاضیات است. سال ۱۰۰ بعد از میلاد رومی ها برای انتقال آب از کانال استفاده کردند. سال ۱۴۵۵ساخت اولین لوله چدنی ۱۶۵۲لوله کشی آب در بوستون آمریکا که از رودخانه ها آب رو توسط لوله به محل شهر میبردند. ۱۶۴۴- پادشاه لوییس پانزدهم فرمان کشیدن خط لوله چدنی ۱۵ مایلی ازمارلی-اُن-سین به قصر ورسایی را داد. در آن زمان بزرگترین خط لولهآبرسانی بود. آقای پیتو لوله پیتو را برای اندازه گیری سرعت ابداع کرد. لوله پیتو L شکله. برنولی هیدرو دینامیکا را چاپ کرد: برنولی با تلفیق روابط نیتوتنو لایبنیتز به مباحث سیالات مبحث هیدرودینامیک و شروع کرد که بسیاری ازمباحث سیالات و هیدرولیک از هیدرودینامیک کمک میگیرند، و همچنین وسایلیمثل ونتوری متر از این قوانین تبعیت میکنند، در سال ۱۷۵۲ همکار آقایبرنولی یعنی اولر (لئونارد اولر) روابط انرژی را نوشت. ۱۷۵۴- اولین سیستم های آبی آمریکا ساخته شد. و برای کارکردن پمپهاشون از اسب ها استفاده کردند. 1760رابطه افت شزی ۱۷۸۵- یک سری قطعات برای لوله ها ساخته شد ۱۸۳۹- رابطه هیگن- پوازویی تعریف شد. ۱۸۴۳- رابطه سن ونانت ارائه شد. روابط ناویه استوکس رابطه افت دارسی ویسباخ ۱۸۷۸- اولین بار از آبپاش های اتوماتیک استفاده شد. (برای استفاده در آتش نشانی) ۱۸۷۹- کتاب هیدرودینامیک آقای لمب انتشار یافت. که آخرین ویرایش آن هم سال ۱۹۳۲ بود. ۱۸۸۱( AWWA) American Water Works Association تشکیل یافت 1883تفاوت جریان آرام و آشفته توضیح داده شد. آقای آزبورن رینولدز و عدد رینولدز رو همتون میشناسید. ۱۸۹۶- آقای Cole لوله پیتو را برای لوله های فشاری به کار برد. ۱۹۰۶- رابطه هیزن-ویلیامز؛ رابطه ای تجربی برای تعین افت هد. ۱۹۰۰تا ۱۹۳۰- تئوری لایه مرزی مطرح شد. در این مابین آقای پرانتل با شاگردانش تحقیقاتی داشتند که منجر به طرح تئوری لایه مرزی شد. ۱۹۱۴- اولین استانداردهای آب نوشیدنی آمریکا تهیه شد. دهه ۱۹۲۰- اولین خطوط آب با ملات سیمان ۱۹۲۱- اولین استانداردهای هیدرولیکی که بیشتر مربوط به پمپ و اینجورچیزا بود مطرح شد. ۱۹۳۶- روش هاردی کراس مطرح شد. ۱۹۳۸- رابطه کول بروک وایت ۱۹۴۰- نمودارهای Hunter ارائه گشت. 1945 دیاگرام مودی ۱۹۵۰- دستگاه آنالیزور McIlroy ساخته شد. دستگاهی بود ...
سیالات
جرم حجمی : جرم حجمی هر سیال نسبت جرم آن سیال به حجم آن است . واحد جرم حجمی در دستگاه M.K.S عبارتست از کیلوگرم برمتر مکعب واحد جرم حجمی در دستگاه C.G.S عبارتست از گرم بر سانتی متر مکعب واحد جرم حجمی در دستگاه انگلیسی عبارتست از پوند بر فوت مکعب جرم حجمی آب : در دستگاه 1000M.K.Sکیلوگرم بر متر مکعب ، در دستگاهC.G.S یک گرم بر سانتیمتر مکعب و در دستگاه انگلیسی 94/1 پوند بر فوت مکعب است . چگالی نسبی RD : عبارتست از چگالی یک سیال نسبت به چگالی سیال دیگر . معمولاً چگالی نسبی سیالات نسبت به آب تعریف می شود . چگالی آب در سیستم C.G.S تقریباً معادل یک گرم بر سانتیمتر مکعب و در سیستم M.K.S برابر 1000 کیلوگرم بر متر مکعب می باشد . rآب/rجسم=RD چگالی نسبی فاقد واحد و بعد می باشد . عدد رینولدز : عبارتست از نسبت نیروهای اینرسی به نیروهای ویسکوزیته . این عدد نمایانگر نوع جریان در لوله ها ، جریان در لایه مرزی و جریان در اطراف اجسام موجود در مسیر سیال می باشد . عدد رینولدز با قطر لوله و سرعت رابطه مستقیم و با ویسکوزیته رابطه عکس دارد. بنابراین افزایش لزجت موجب کاهش عدد رینولدز و افزایش قطر لوله و سرعت موجب افزایش عدد رینولدز می گردد . عدد رینولدز یکی از مهمترین اعداد بدون بعدی است که در بسیاری از پدیده های سیالات نقش مهمی را به عهده دارد . این عدد حاصل نیروهای اینرسی به ویسکوزیته است . عدد رینولدز در لوله ها به صورت زیر محاسبه می شود : تقسیم بندی نوع جریان بر اساس Re : 2000> Re = جریان آرام (Laminar) ، جریان میانی4000>= Re > 4000 (Transitional ) ، 2000< Re جریان آشفته (Turbulent) . عدد رینولدز 2000 را عدد رینولدز بحرانی گویند و حالتی است که جریان از حالت آشفته به آرام تبدیل می شود . ضریب اصطکاک f : زمانی که عدد رینولدز یک لوله کمتر از 2000 باشد ، جریان آرام یا لایه ای Laminar است . در این حالت ضریب اصطکاک تنها تابع عدد رینولدز است . بنابراین با کاهش سرعت در جریان آرام با ثابت بودن بقیه شرایط منجر به کاهش عدد رینولدز و در نتیجه افزایش ضریب اصطکاک می گردد . رینولدز بحرانی در لوله ها 2300 می باشد پس می توان برای رینولدز بیش از 2300 جریان را آشفته فرض کرد . برای جریان مغشوش ضریب اصطکاک f فقط به زبری سطح بستگی دارد . و به صورت زیر محاسبه می شود :معادله هیزن ویلیامز برای محاسبۀ سرعت جریان آب : V= 0/355 Cd0/63 S0/54 ضریب هیزن C معمولا ً 100 در نظر می گیرند . d قطر لوله S شیب هیدرولیکی V سرعت آب S= h/L طول لوله/ ارتفاع = شیب هیدرولیکی دستورالعمل تعيين مقدار آلومينيم در بوکسیت - شنبه بیست و پنجم دی 1389دستورالعمل تعیین آهک آزاد - شنبه بیست و پنجم دی 1389دستورالعمل تعیین افت حرارتی - شنبه بیست و پنجم ...
قسمت دوم: متودهای اصطکاک
رابطه شزی: 1- رابطه شزی معمولاً به طور مستقیم مورد استفاده قرار نمیگیرد ولی اساس روابط دیگری مانند مانینگ میباشد. C ضریب زبری شزی A مساحت جریان R شعاع هیدرولیکی S شیب اصطکاک Q دبی 2- رابطه هیزن ویلیامز: که خیلی اوقات در سیستم های تحت فشار مورد استفاده قرار میگیرد (آبرسانی شهری و فاضلاب). C ضریب زبری هیزن ویلیامز A مساحت جریان R شعاع هیدرولیکی K ثابت (85/0 برای سیستم SI، 32/1 برای سیستم آمریکایی) 3- رابطه دارسی ویسباخ: این رابطه به دلیل غیرتجربی (منتقی) بودنش از دید مهندسان به عنوان دقیق ترین روش برای تعیین اصطکاک به حساب می آید. که اینجا رابطه را برای Q نوشتیم. در مقاطعی که دایروی نیستند از D=4R استفاده کنید. چون که میدونید قطر لوله 4 برابر شعاع هیدرولیکی است. 4- رابطه کول بروک وایت: برای بدست آوردن f ضریب اصطکاک در رابطه دارسی-ویسباخ روابط زیادی ارائه شد که این رابطه هم به همین مناسبت ارائه شد که این معادله ضمنی است. یعنی باید سعی و خطا کنی تا f دست بیاد. البته این رابطه برای جریان آشفته انتقالی ارائه شد که در این قسمت جریان، f هم به ضریب رینولدز Re و هم به زبری نسبی e/D بستگی دارد. که آقایان کارمن- پرانتل هم رابطه ای ضمنی در باب جریان آشفته زبر دارند که فعلاً نیازی به بیانش نیست. 5- رابطه سوامی-جین: این آقایان کار چند نفر و تخته کردند: 1- تو کتابشون نوشتن که آقایون و خانوما بیخیاله هیزن ویلیامز شین و از دارسی ویسباخ استفاده کنید. 2- با رابطه ای صریح خوبی که ارائه دادن هم بازار روابط ضمنی خوابید هم معادله صریح دیگری بعد از این رابطه به اون صورت استفاده نمیشه. که البته این رابطه برای جریان آشفته انتقالی است. 6- رابطه مانینگ: که عنایت دارید که این رابطه امروزه در مباحث سطوح آزاد (آبهای سطحی، کانالها) مورد استفاده قرار میگیرد. که مبنای این رابطه همان رابطه شزی است.