Projeto de Aspersão Convencional

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO MARANHÃO CAMPUS CODÓ DEPARTAMENTO DE ENSINO PESQUISA E EXTENSÃO COORDENAÇÃO GERAL DE CURSOS SUPERIORES CURSO Agronomia DISCIPLINA Irrigação e Drenagem TURMA AGRONOMIA VIII ATIVIDADE Projeto de um sistema de irrigação convencional GRUPO 01 Um produtor rural da comunidade rural Barra do Saco solicitoulhe que projetasse um sistema de irrigação por aspersão convencional Após o levantamento de informações você chegou aos dados abaixo Assim dimensione um projeto de irrigação por aspersão convencional para estas condições a Cultura milho Zea mays b Profundidade do sistema radicular 25 cm c Evapotranspiração máxima 50 mmdia d Capacidade de campo 18 em peso e Ponto de murcha permanente 8 em peso f Densidade do solo 15 gcm³ g Velocidade de Infiltração Básica 240 mmh h Característica da tubulação aço galvanizado com C 120 i Horas de trabalho por dia 12 horas j Eficiência da irrigação 80 k Fator de disponibilidade hídrica 50 l Características da área a Comprimento 500 m b Largura 500 m c Distância da fonte de água até a área a ser irrigada 100 m d Desnível da casa de bombas até a superfície da água 45 m m Selecionar o aspersor e motobomba princípios hidráulicos vistos em Hidráulica Agrícola n Fazer levantamento em tabela do material a ser adquirido para o projeto 25 18 500m 500m 17012025 1 Projeto de Irrigação por Aspersão Convencional Agronomia Prof Wady Lima Castro Júnior 14012025 IRRIGAÇÃO E DRENAGEM TIPOS DE SISTEMAS DE ASPERSÃO TIPOS DE SISTEMAS DE ASPERSÃO Aspersão convencional Montagem da linha lateral de sistema por aspersão convencional Aspersão convencional Funcionamento do sistema por aspersão convencional Aspersão convencional Peças de PVC ADAPTADOR DE REDUÇÃO FÊMEA ERR BITOLA CÓDIGO 2 X 1 12 N 440203 ERR Engate Rápido Roscável ADAPTADOR DE REDUÇÃO MACHO ERR BITOLA CÓDIGO 2 X 1 12 N 440206 ERR Engate Rápido Roscável Aspersão convencional Peças de PVC ADAPTADOR FÊMEA ERR BITOLA CÓDIGO 2 N 440201 3 N 440202 ERR Engate Rápido Roscável ADAPTADOR MACHO ERR BITOLA CÓDIGO 2 N 440204 3 N 440205 ERR Engate Rápido Roscável Aspersão convencional Peças de PVC ANEL DE BORRACHA ERR BITOLA CÓDIGO 2 R 440301 3 R 440302 ERR Engate Rápido Roscável BUCHA DE REDUÇÃO ROSCÁVEL BITOLA CÓDIGO 1 12 X 1 I 440501 Aspersão convencional Peças de PVC CURVA 45 ERR BITOLA CÓDIGO 2 N 441001 3 N 441002 ERR Engate Rápido Roscável CURVA 90 ERR BITOLA CÓDIGO 2 N 441003 3 N 441004 ERR Engate Rápido Roscável Aspersão convencional Peças de PVC CURVA DE NIVELAMENTO ERR BITOLA CÓDIGO 2 N 441005 3 N 441006 ERR Engate Rápido Roscável DERIVAÇÃO DE REDUÇÃO FÊMEA ERR BITOLA CÓDIGO 3 X 2 N 441103 ERR Engate Rápido Roscável Aspersão convencional Peças de PVC DERIVAÇÃO DE REDUÇÃO ROSCA GÁS ERR BITOLA CÓDIGO 3 X 2 N 441104 ERR Engate Rápido Roscável Aspersão convencional Peças de PVC DERIVAÇÃO FÊMEA ERR BITOLA CÓDIGO 2 N 441101 3 N 441102 ERR Engate Rápido Roscável Aspersão convencional Peças de PVC DERIVAÇÃO ROSCA GÁS ERR BITOLA CÓDIGO 2 N 441105 3 N 441106 ERR Engate Rápido Roscável Aspersão convencional Peças de PVC INVERSÃO FÊMEA ERR BITOLA CÓDIGO 2 L 442001 3 L 442002 ERR Engate Rápido Roscável Aspersão convencional Peças de PVC INVERSÃO MACHO ERR BITOLA CÓDIGO 2 L 442003 3 L 442004 ERR Engate Rápido Roscável Aspersão convencional Peças de PVC PONTA FÊMEA ERR BITOLA CÓDIGO 2 I 443001 3 I 443002 ERR Engate Rápido Roscável Aspersão convencional Peças de PVC PONTA MACHO ERR BITOLA CÓDIGO 2 I 443003 3 I 443004 ERR Engate Rápido Roscável Aspersão convencional Peças de PVC REDUÇÃO MACHOFÊMEA ERR BITOLA CÓDIGO 3 X 2 N 443601 ERR Engate Rápido Roscável Aspersão convencional Peças de PVC SAÍDA PARA ASPERSOR ERR BITOLA CÓDIGO 2 X 1 N 443701 2 X 1 12 N 443702 3 X 1 12 N 443703 3 X 2 12 N 443704 ERR Engate Rápido Roscável Aspersão convencional Peças de PVC CAP FÊMEA ERR BITOLA CÓDIGO 2 N 440701 3 N 440702 ERR Engate Rápido Roscável Aspersão convencional Peças de PVC CAP MACHO ERR BITOLA CÓDIGO 2 N 440703 3 N 440704 ERR Engate Rápido Roscável Aspersão convencional Peças de PVC TUBO DE SUBIDA BITOLA CÓDIGO 05 X 1 L 445001 10 X 1 L 445002 17012025 7 Componentes de PVC engate metálico Linha Principal e Linha Lateral conexão engate metálico Aspersão convencional Peças de PVC OPÇÕES DE MONTAGEM BITOLAS DISPONÍVEIS DN Diâmetro Nominal Linha principal DN Diâmetro Nominal Linha lateral Válvula de Linha 100 REF 4 75 REF 3 DN 100 REF 4 X dn 75 REF 3 100 REF 4 50 REF 2 Curva de Derivação 75 REF 3 75 REF 3 DN 75 REF 3 X dn 75 REF 3 75 REF 3 50 REF 2 DN 75 REF 3 X dn 50 REF 2 Aspersão convencional Peças de PVC Linha lateral Válvula e acoplamento rápido para tubo de elevação do aspersor Em PVC são pouco usados Aspersão convencional Peças de PVC CARACTERÍSTICAS DIMENSIONAIS Pressão Nominal PN 80 mca 8kgfcm² DIAM NOMIN DIAM NOMIN DIAM EXTERNO ESPESSURA DE COMPRIMENTO DN DE REFERÊNCIA DE REFERÊNCIA PAREDE m POL mm mm 50 2 505 19 6 75 3 755 25 6 100 4 1016 36 6 Características técnicas de tubos de PVC Tigre engate metálico Aspersão convencional Peças de PVC Componentes de PVC engate rosca Aspersão convencional Peças de PVC conexão rosqueada Bolsa Ponta Anel de borracha bilabial Aspersão convencional Peças de PVC Linha principal e linha lateral conexão rosqueada Aspersão convencional Peças de PVC Características técnicas de tubos de PVC Tigre engate rosca Dimensionamento de sistema de irrigação por aspersão convencional Exemplo de dimensionamento de linha lateral Dimensionar uma linha lateral em nível para as seguintes condições Largura da área 360 m Material Aço zincado C 120 Aspersor S1 x S2 18 x 24 m PS 3 atm q 345 m³h Número de aspersores por lateral N 180 18 10 aspersores Perda de carga permitida hf 20 PS 020 30 6 mca Perda de carga fictícia F m185 N10 0402 hfF 6 0402 149 mca Dimensionamento de sistema de irrigação por aspersão convencional Vazão no início da linha lateral Q N q 10 345 345 m³h Q 00096 m³s Linha lateral com dois diâmetros Dimensionamento de sistema de irrigação por aspersão convencional 17 Dimensionamento da linha de recalque O dimensionamento da tubulação de recalque é feito com aplicação do método da velocidade média de escoamento permitida entre 1 e 2 ms Geralmente o diâmetro da tubulação de recalque é igual ao diâmetro do primeiro trecho da linha principal 18 Dimensionamento da linha de sucção O diâmetro da tubulação de sucção é igual ao diâmetro comercial imediatamente superior ao da tubulação de recalque Dimensionamento de sistema de irrigação por aspersão convencional CÁLCULOS 1 LÂMINA TOTAL DE IRRIGAÇÃO CC U 271 033015 32 Pn U 271 150015 18 f 06 Tabelado Z 30 cm Tabelado CRA 32 1810 13 06 30 328 mm IRN CRA 328 mm ITN IRNEa 328080 41 mm Dimensionamento de sistema de irrigação por aspersão convencional ΔP 20 Ps hf ΔZ 020 Ps hf 10 153100 020 30 hf 447 mca hf hf F 1093 mca D 10641 00091120185 1531093020514865 0076 m 76 mm Dimensionamento de sistema de irrigação por aspersão convencional 75 mm D 100 mm OPÇÕES a D 100 mm Não recomendada b D 75 mm Utilizada somente se ΔP 235 Ps Neste caso hf 153 0235 30 hf 552 mca Portanto podese utilizar D 75 mm Dimensionamento de sistema de irrigação por aspersão convencional b Uma linha lateral em A e a outra em C No cálculo de hfLP ΔZLP o maior valor obtido foi 2035 mca Dimensionamento de sistema de irrigação por aspersão convencional Fatores que afetam o desempenho dos aspersores Bocal Pressão de serviço Superposição de jatos Velocidade do vento Espaçamento dos aspersores Múltiplo de 6 m S1 x S2 12 x 12 12 x 18 12 x 24 18 x 18 18 x 24 24 x 24 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO CIENCIAS E TECNOLOGIA DO MARANHÃO CAMPUS CODÓ COORDENAÇÃO GERAL DOS CURSOS SUPERIORES CGCS CURSO BACHARELADO EM AGRONOMIA ATIVIDADE Projeto de um sistema de irrigação convencional ATIVIDADE Projeto de um sistema de irrigação convencional Trabalho entregue a disciplina de Irrigação e Drenagem ministrada pelo Professor a O trabalho tem como objetivo a obtenção da Sumário 1 DADOS DO PROJETO4 2 DIMENSIONAMENTO AGRONÔMICO5 3 DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO7 4 Conjunto Motor bomba11 5 Croqui da área13 1 DADOS DO PROJETO Um produtor rural da comunidade rural Barra do Saco solicitoulhe que projetasse um sistema de irrigação por aspersão convencional Após o levantamento de informações você chegou aos dados abaixo Assim dimensione um projeto de irrigação por aspersão convencional para estas condições a Cultura milho Zea mays b Profundidade do sistema radicular 25 cm c Evapotranspiração máxima 50 mmdia d Capacidade de campo 18 em peso e Ponto de murcha permanente 8 em peso f Densidade do solo 15 gcm³ g Velocidade de Infiltração Básica 240 mmh h Característica da tubulação aço galvanizado com C 120 i Horas de trabalho por dia 12 horas j Eficiência da irrigação 80 k Fator de disponibilidade hídrica 50 l Características da área a Comprimento 500 m b Largura 500 m c Distância da fonte de água até a área a ser irrigada 100 m d Desnível da casa de bombas até a superfície da água 45 m m Selecionar o aspersor e motobomba princípios hidráulicos vistos em Hidráulica Agrícola n Fazer levantamento em tabela do material a ser adquirido para o projeto 500m m 25 18 500m m 2 DIMENSIONAMENTO AGRONÔMICO Primeiramente procedeuse o dimensionamento agronômico do projeto que foi estabelecido com base nas informações fornecidas pela propriedade 21 Irrigação total necessária IRN CRAθccθ pmp 10 Dsf Z CRA188 10 150 5251875mm A capacidade real de água no solo é igual a irrigação total necessária logo CRAIRN1875mm 22 Irrigação real necessária ITN A irrigação total necessária é em função da eficiência do método de irrigação utilizado como o método de irrigação é por aspersão convencional a sua eficiência é de 80 ITNIRN Ei 1875 08 2344mm 23 Turno de rega TR O turno de rega é o intervalo de tempo entre duas irrigações sucessivas ou seja o número de dias que o solo leva para reter água suficiente para as plantas TRIRN Etc 1875 5 375dias 3dias O arredondamento no turno de rega é sempre feito para baixo pois se arredondasse para 4 dias haveria chance de deixar as plantas sem água e causar problemas para a cultura Com o turno de rega definido deve ser calculado novamente a irrigação real necessária IRN e a irrigação total necessária ITN IRNTREtc3515mm ITNIRN Ei 15 081875mm Sendo o turno de rega igual a 3 dias o período de irrigação Pi que consiste no tempo total necessário para irrigar toda a área também deve ser de 3 dias TRPi3dias 24 Aspersor a ser utilizado Fabricante Agro polo Modelo NY 30 Bocal 71 x 46 mm Pressão de serviço PS 40 mca Vazão do aspersor 463 m³h Espaçamento 18 x 24 Intensidade de aplicação Ia 1072 mmh 25 Tempo necessário por posição TNP Para achar o tempo necessário por posição é preciso considerar o tempo para realizar a irrigação e o tempo para a realizações de manutenções e troca de posições Ti I TN Ia 1875 1072175horas TNPTiTmud TNP17507525horas 26 Número de posições irrigadas por linha lateral por dia NPLD Consideraremos um total de 10 horas de trabalho por dia Nt NPLD Nt TNP 10 254 posiçõeslateraldia 27 Número total de posições NTP NTPComprimento S2 2 NTP500 24 242 posições 28 Número de posições a ser irrigada por dia NPID NPID NTP Pi NPID42 3 14 posiçõesdia 29 Número de linhas laterais NLL Nll NPID NPLD Nll14 4 354linhaslaterais 3 DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO 31 Linha lateral LL Número de aspersores N a L E250 18 14 aspersores A distância foi dividida ao meio porque a linha principal será colocada no centro da área dividindo a propriedade ao meio Vazão na linha lateral QNq Q144 6364 82 m 3 h 18 L s Variação de pressão máxima permitida na linha lateral O critério bem conhecido e aceito para dimensionamento de linha lateral é que seja 20 da pressão de serviço P02PS P02408m ca Em situações de região plana a variação de pressão seria a perda de carga aceitável na linha lateral porém como o terreno é inclinado deve se levar em consideração a situação de aclive da linha lateral para que ocorra a menor perda de carga possivel DN2500025625m hf PDN86 25175m ca Devemos calcular o Fator F de Christiansen pela seguinte equação F 1 m1 1 2N m1 6 N 2 F 1 1851 1 214 1851 614² 03873 Onde m é o valor do expoente da vazão na equação de hazenWillians e o N é o número de aspersores da linha lateral Com isso teremos uma nova perda de carga h f hf F h f 175 03873 4 52mc a Comprimento efetivo da linha lateral Lef Lef N a1S 1 S1 2 Lef 141 18 18 2 243m Diâmetro da tubulação da linha lateral D 10643 Q C 1 85 Lef hf 0205 D 10643 1810 3 120 1 85 243 452 0205 D013m 130mm O diâmetro comercial imediatamente acima é o de 150 mm com isso devemos refazer o cálculo de perda de carga agora com o diâmetro comercial hf 10643 Q C 1 85 Lef D 487 h f 10643 1810 3 120 1 85 243 015 487 224m ca hf hf F hf 22403873087m ca A nova perda de carga está abaixo do valor máximo permitido calculado anteriormente logo as tubulações das linhas laterais terão diâmetro de 150 mm Pressão no início Pi e no final Pf da linha lateral PiPS 3 4hf Aa05DN Pf PS1 4hf Aa05DN No aclive PiPS 3 4hf Aa05DN Pf PS1 4hf Aa05DN Pi40 3 40872056254578m Pf 401 408720 5625449m No declive PiPS 3 4hf Aa05DN Pf PS1 4hf Aa05DN Pi40 3 40872056253953m Pf 401 40872056253866m 32 Linha Principal Lp A linha principal pode ser dividida em dois trechos um que leva vazão para 4 linhas laterais AB e outro que leva vazão apenas para 2 linhas laterais BC O croqui pode ser visto no anexo com as separações Trecho AB A vazão do treino AB será 4 vazões de linhas laterais Q AB4Q Q AB400180072m 3 s O diâmetro da tubulação será calculado pela seguinte formula QAv Q πD 2 4 v D 4Q πv Para critérios de dimensionamento a velocidade da água na tubulação da linha principal deve ficar entre 15 e 25 ms por isso utilizaremos como padrão a velocidade de 2 ms D 40072 π2 0214m214mm O diâmetro comercial imediatamente acima é o de 250 mm com isso calculamos a perda de carga neste trecho mas antes temos que calcular o comprimento deste trecho LABS2 2 10S2 LAB24 2 1024252m hf AB 10643 Q C 1 85 LAB D 4 87 hf AB 10643 0072 120 1 85 252 025 4 87 251m ca Realizamos os mesmos cálculos para o segundo trecho porém este leva apenas 2 vazões laterais Trecho BC A vazão do treino BC será 2 vazões de linhas laterais Q AB2Q Q AB200180036 m 3 s O diâmetro da tubulação será calculado pela seguinte formula QAv Q πD 2 4 v D 4Q πv Para critérios de dimensionamento a velocidade da água na tubulação da linha principal deve ficar entre 15 e 25 ms por isso utilizaremos como padrão a velocidade de 2 ms D 40036 π2 0151m151mm O diâmetro comercial imediatamente acima é o de 200 mm com isso calculamos a perda de carga neste trecho mas antes temos que calcular o comprimento deste trecho LBC9S2 S2 2 LBC924 24 2 228m hf BC 10643 Q C 185 LBC D 487 hf BC 10643 0036 120 185 228 0 2 4 87 187m ca O desnível da linha principal é de DN0018488878m 4 Conjunto Motor bomba Vazão de projeto Q 00721000 72 Ls Linha de recalque Para a linha de recalque utilizaremos o mesmo diâmetro da tubulação do trecho AB pois leva a mesma vazão hf r 10643 0072 120 185 100 025 487 1m ca Desnível do recalque 18 Comprimento do recalque 100 m DNiL DN001810018m Linha de sucção Utilizaremos um diâmetro de 200 mm com um comprimento de 65 m que possui um desnível de 45 m hf s 10643 0072 120 185 6 5 02 4 87 02m c a Altura manométrica H manPhf s Zs hf r Zr hf LP Zlp H man45780265118187251878 H man6838mc a São adicionados ainda 4 por perda localizada nas tubulações H man T68381047111m ca Potência necessária para o funcionamento da bomba PotQHm 75ηb Pot727111 75065 10502cv Potência do motor Pot mPot11105021111552cv Potência consumida pelo motor Potconsumida QHm 75ηmb Potconsumida 727111 75065092114 15cv 5 Croqui da área RIO MB A B C 18 25