Cálculo do comprimento máximo dos gotejadores

Autor: Brenda de Melo Esteves - Data: 10/05/2023

Para o bom funcionamento do sistema de irrigação por gotejamento, é necessário observar os fatores que afetam a uniformidade da emissão, como a variação de vazão dos emissores ao longo da lateral, decorrente da variação de pressão por perda de carga e por desnível geométrico, a obstrução de emissores, a variação de vazão por fabricação dos emissores, e as variações de temperatura da água ao longo da tubulação.
A perda de carga localizada ocorre quando o fluido sofre alguma perturbação brusca em seu escoamento, e é necessário definir o as perdas totais de cargas que ocorrem ao longo do tubo gotejador.

Imagem de Freepik



O comprimento máximo lateral, basicamente é o valor em m que a tubulação pode ter para que, levando em consideração o valor da perda de carga localizada, ela tenha seus dados de performance de forma mais constante possível até o final.

Para realizar o cálculo, realizamos um estudo usando o material da disciplina de Irrigação e drenagem do Instituto de Ciências Agrárias - ICA da Universidade Federal Rural da Amazônia, e o artigo Perda de carga localizada em gotejadores integrados em tubos de polietileno, da Eng. Agríc., Jaboticabal.

Para o dimensionamento da linha lateral:

  • Diâmetros mais utilizados: tubos de polietileno de 10, 13, 16 e 20 mm;
  • Sempre que possível em nível;
  • Variação máxima de pressão na linha lateral = 20% da pressão de serviço do emissor;
  • HF = perda de carga em tubulações com múltiplas saídas;
  • Hf admissível = 0,2 PS ± deltaZ;
  • HF’ - perda de carga se não existisse saída intermediária;
  • Ltotal = Lequivalente + L;
  • Le – acréscimo no comprimento do tubo (referente à perda localizada na conexão do emissor na linha lateral) –> Esse valor é tabelado.

  • 1
    Inicialmente, é necessário definir o valor de Leq. Esse valor é definido pela equação de Darcy-Weisbach.


    Sendo:

  • Le - Comprimento equivalente, m
  • K - Coenficiente de carga cinética
  • D - Diâmetro do tubo, m
  • Q - Vazão, m3/s
  • n - Viscosidade cinemática da água, que é uma constante ~ 1,0x10-6 m2/s

  • 2
    Usamos a fórmula de Hazen Willians para calcular a HFlinha, onde:

    Fórmula de Hazen Willians

    3
    É calculado o F, que é o fator de múltiplas saídas ou fator de Christiassen. Sua fórmula é dada por:

    Fórmula para determinação do fator de múltiplas saídas

    Onde:

  • m - coeficiente que depende do expoente da velocidade na equação de perda de carga (para Hazen Willians, m = 1,85);
  • N – número de saídas.

  • 4
    Os resultados da perda de carga do tubo e do fator de múltiplas saídas são multiplicados, para assim resultar no valor da perda de carga por emissor. Então:


    No exemplo abaixo, conseguimos ver uma simulação de cálculo da linha lateral de um tubo gotejador. Nesse caso, foi escolhido o valor de 45m pra ver se a perda de carga total do tubo é inferior a 20% da pressão de serviço do emissor.
    O valor de Le já havia sido calculado e predefinido.


    Nesse caso, o valor de HF foi menor que o valor de HFadm, então esse comprimento máximo estaria certo pra esse tubo gotejador.

    Cadastro dos tubos gotejadores no HydroMANAGER



    No HydroMANAGER, para o cadastro de um tubo gotejador, é necessário que o item tenha:
  • Pressão;
  • Vazão;
  • Comprimento máximo.

  • Porém, caso o catálogo não traga a as informações de comprimento máximo, você pode usar o recurso varinha mágica.
    Este recurso permite que você consiga calcular o valor do comprimento máximo dentro do próprio Hydro, e usando apenas o valor do Leq e a pressão (é importante entender que este recurso poderá ser utilizado apenas após o cadastro da ficha do gotejador, e depois que os demais campos básicos do item estejam preenchidos (a equação pega parte dessas informações para que seja realizado o cálculo).

    Tela do HydroMANAGER

  • Recurso varinha mágica.
  • Campos que precisam ser preenchidos;
  • - Pressão mínima e máxima;
    - Diâmetro interno e nominal;
    - Vazão por emissor;
    - Espaçamento dos emissores.

    Tela Varinha mágica

    Para obter o resultado do comprimento máximo, basta clicar em Cálculos, depois de inserir as informações.

  • Amarelo: Dados inseridos manualmente;
  • Vermelho: Dados inseridos automaticamente com o uso da ficha pré cadastrada.
  • Laranja: Resultado do comprimento máximo.

  • A ferramenta usa como base de cálculo o material da disciplina de Irrigação e drenagem do Instituto de Ciências Agrárias - ICA da Universidade Federal Rural da Amazônia.

    Veja também:

    * Saiba quais os tipos de aspersores se encontra no mercado
    * HydroMANAGER: Recurso Varinha Mágica para aspersores e válvulas


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