Slide - Vazão e Volume de Água para Projetos de Irrigação - Irrigação e Drenagem 2023 1

Universidade de Brasília Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária - FAV Prof. Dr. Delvio Sandri Vazão e Volume de água para projetos de irrigação Brasília, DF Disciplina: Irrigação e Drenagem Código: FAV0027 Semestre: 2023/1 1. Caracterizar o desempenho dos sistemas de irrigação (Eficiência de aplicação); 2. Sugerir modificações dimensionais e operacionais nos projetos de irrigação; 3. Avaliar riscos de percolação ou deflúvio; 4. Servir de informação para dimensionar os depósitos de água; 5. Quantificar o consumo hídrico para fins de pagamento. Finalidade da medição de vazão em que: Vol = volume requerido, em m3; A = área irrigada, ha; e, IRN = Irrigação real necessária ou lâmina de irrigação necessária, em mm/dia; Ea = eficiência desejada do sistema de irrigação, em decimal Exemplo: Considerar: A = 1 ha; IRN = 4 mm/dia e Ea = 80% Exemplo: Vol = 10 x 1 x 4/0,8 vol = 50 m3/dia 4 mm/dia, significa que em 1 m2, são aplicados 4 L de água por dia, ou 40000 L/ha. Assim para Ea = 80%, são necessários 50 m3/dia/ha. Volume de água requerido em irrigação - Para irrigar 1 ha/dia, o volume é de 50 m3, (considerando 4 mm/dia e Ea = 80%) aplicada em apenas 1 hora/dia, a vazão é de 50 m3/h ou 14 L/s. - Aumentando o tempo disponível para 10 h/dia, a vazão reduz-se para 5 m3/h ou 1,4 L/s. - Para 20 h/dia, tem-se 2,5 m3/h ou 0,7 L/s. - Conclusão: a aumento do tempo de irrigação diária, reduz a vazão e o diâmetro das tubulações. 1. Vazão e volume requeridos 2. Cálculo da vazão de projeto por equações Em que: Q = vazão, em L/s, A = área total do projeto de irrigação, em ha, PI = Período de irrigação, em dias (turno de rega – folga para descanso), TDF = tempo de funcionamento por dia, em h, Ec = Eficiência de condução, em decimal. PROCEDIMENTO PARA QUANTIFICAR A VAZÃO EM PROJETOS DE IRRIGAÇÃO Autor: EDMAR J. SCALOPPI Apresentado no IX Congreso Latinoamericano y del Caribe de Ingeniería Agrícola - CLIA 2010. XXXIX Congresso Brasileiro de Engenharia Agrícola - CONBEA 2010 25 a 29 de julho de 2010 - Vitória - ES, Brasi. Importância deste método: 1. Elevado custo dos equipamentos hidrométricos confiáveis disponíveis; 2. Alguns equipamentos requerem pessoal especializado; 3. Pode gerar elevada perda de carga hidráulica pela presença de equipamentos hidrométricos. 3.Vazão baseada na pressão média do sistema de irrigação (Ler Resumo Expandido abaixo) Identificar a condição operacional média do sistema de irrigação. Princípio: Multiplicando-se a vazão média do sistema de irrigação pelo número de distribuidores de água, obtém-se a vazão total. Obs. A confiabilidade nos dados exige que não tenha vazamentos no sistema. 3.1 – Vazão média em tubos janelados (sulcos) Onde: HfL = perda de carga hidráulica em toda a linha lateral com comprimento L, m (medida com piezômetros); x/L = posição relativa do local de ocorrência da condição operacional média, adimensional; L = Comprimento do tubo (m) e x = variável desconhecida m = expoente da velocidade na equação para cálculo da perda de carga hidráulica utilizada, adimensional; m= 1,852 (Hazem- Willians) e m = 2 (Darcy-Weisback) HvL = carga cinética na entrada da linha lateral (V2/2g), em m (desprezível) para tubos janelados; So = gradiente de declive topográfico (razão entre a diferença de altitude e a distância total) na direção da linha lateral considerada, adimensional. 3.2 Perda de carga em uma linha lateral (LL) de aspersão convencional https://agropos.com.br/irrigacao-por-aspersao/ Distribuição das pressões nas linhas laterais (LL) da aspersão convencional Tubo de Pitot com manômetro Manômetro Aspersores Tubo de subida Linha lateral (LL) Tubulação principal Adutora Fonte de água Estação de bombeamento C A A variação de pressão entre A e C não deve ser > 30% da pressão de serviço (PS) e entre B e C < 20% da PS B Perda de carga em uma linha lateral de aspersão convencional Linha de energia Pressão média em uma linha lateral de aspersão convencional 1 2 3 4 5 6 7 Q Fonte: SCALOPPI & ALLEN (1993a) 12 m 12 m 12 m 12 m 12 m 12 m L = 72 m 26,6 m ou 37% de L Pmédia Repetir este procedimento para cada linha lateral e multiplicar pelo número total de laterais para obter a vazão total Pressão no aspersor 1 Pressão no aspersor 7 3.3 Aspersão pivô central 42 m L = 294 m 120,5 m ou 41% de L Pmédia 42 m 42 m 42 m 42 m 42 m 42 m Fonte: SCALOPPI & ALLEN (1993b) 3.4 Microaspersão e gotejamento Princípio: Identificar o local de ocorrência da condição média que prevalece na unidade operacional. A condição operacional média depende do critério adotado no dimensionamento da unidade operacional. Gotejamento Microaspersão 1º passo: determinar o valor da carga hidráulica média que prevalece na unidade operacional A carga média em tubulações com múltiplas derivações, instalada em nível, localiza-se em um ponto onde a perda de carga corresponde à fração (m+1)/(m+2) da perda de carga por atrito em todo o comprimento da tubulação, onde (m) corresponde ao expoente da velocidade média de escoamento, ou da vazão, na equação empregada para cálculo da perda de carga hidráulica (SCALOPPI & ALLEN, 1993a). Portanto, deve-se determinar primeiro a carga hidráulica média na linha de derivação (LD) ou na linha principal (LP) Identificada as linhas laterais correspondentes a essa posição deve-se, a seguir, identificar o emissor (microaspersor ou gotejador) mais próximo a 37% do comprimento da linha lateral. Por Hazen-Williams, m = 1,852 Por Darcy-Weisbach, m = 2,00 Q LL = 100 m 37 m ou 37% de LL Pmédia na principal Linha lateral Tubulação principal 0,74 ou 74% de hf da porta lateral ou derivação ocorre até LP/2 37 m ou 37% de LP LP = 100 m Para porta lateral e lateral em nível tem-se Gotejadores ou microaspersores 4.Vazão baseada na Equação de energia ou de Bernoulli 2 a 1 total 2 2 2 2 2 1 1 1 hf 2g v γ P Z 2g v γ P Z + + + = + + 2g V D L f hf 2   = Exemplo: Qual a vazão que circula pela tubulação conforme dados abaixo: P1/ = 30 m.c.a. P2 /  = 25 m.c.a. L = 225 m Z1 = 15 m e Z2 = 18 m D tubo = 75 mm Tubo de PVC, f = 0,018 Sendo V1 = V2 2.9,81 V 0,075 0,018 225 2g v γ 25 18 2g v γ 30 15 2 2 2 2 1  + + + = + + 15 + 30 – 18 - 25 =2,752V2 V = 0,85m/s Q = V . A Q = 0,003755 m3/s γ P1 2g V 2 1 2g V 2 2 γ P2 PHR Tubulação Linha de energia Linha piezométrica P2 P1 Z2 Z1 hftotal 2g V D L f 2g v γ P Z 2g v γ P Z 2 2 2 2 2 2 1 1 1   + + + = + + Hidrômetros Hidrômetro Woltmann Irrigação DN 200 mm (8") Vazão Nominal 250m³/h Vazão Máxima 500m³/h Medidor electromagnetico mut2200el compacto mc608a c/anill euromag Marca: Bermad O Modelo BERMAD WW-920-MV integra um hidrômetro do tipo turbina Woltman vertical com uma válvula de controle hidráulico acionada por diafragma. Obrigado