Droplet Characterization and Water Distribution of Fixed Spray Plate Sprinkler Used in Linearly Moved Irrigation System
Karakterizacija kapljica i distribucije vode fiksnog rasprskivača koji se koristi u sistemu navodnjavanja linearnog tipa
Author
Opoku Darko, Ransford
Yuan, Shouqi
Liu, Junping
Sam-Amoah, Livingstone
Keywords
application ratedroplet diameter
hydraulic performance
sprinkler irrigation
water distribution
norma navodnjavanja
prečnik kapljice
hidraulične performanse
navodnjavanje rasprskivačem
distribucija vode
Metadata
Show full item recordAbstract
The irrigation uniformity of sprinkler irrigation system depends on many design factors such as nozzle diameter, operating pressure and riser height. An experimental study was conducted to investigate the effect of combination factors of operating pressure and riser height on water distribution and droplet diameter. To study the droplet characteristics of the fixed spray plate sprinkler (FSPS), droplet diameter and velocity were measured using a Thies Clima laser precipitation monitor. Statistical analysis was conducted on the drop size distribution using volume-weighted method. The volumetric cumulative frequency of drop diameters permitted to reconstruct water application along the sprinkler radius in term of the frequency of drops of different diameters with respect to elevation and working pressure. Wetted diameters and average application rates increased with the increase in pressure and nozzle elevation within a distance of less than 2m from the sprinkler. The results showed that various combinations of the sprinkler could greatly change droplet and water distribution characteristics. Empirical equations for the water distribution from FSPS were also developed with coefficients of determination ranging from 95.0% to 99.6%. The study concluded that the uniformity of a sprinkler irrigation system is more affected by the combination of distance from sprinkler, riser height and operating pressure. Ujednačenost sistema navodnjavanja sa rasprskivačima zavisi od mnogih faktora projektovanja, kao što su: prečnik mlaznice, radni pritisak i visina postolja. Sprovedena je eksperimentalna studija kako bi se ispitao uticaj kombinacije faktora radnog pritiska i visine postolja na raspodelu vode po površini i prečnik kapljice. Da bi se proučile karakteristike kapljice fiksnog rasprskivača tipa FSPS, prečnik i brzina kapljica su mereni pomoću laserskog monitora tipa Thies Clima.
Statistička analiza je urađena za raspodelu veličine kapi korišćenjem ponderisanog modela, metoda odnos zapremina-težina. Kumulativna zapremina učestalosti prečnika pada kapljica urađena je u odnosu na radijus rasprskivača u smislu učestalosti kapljica različitih prečnika u odnosu na visinu postolja i radni pritisak. Prečnici vlažene površine i prosečne brzine kapljica su registrovane kod povećanja pritiska i mlaznice na udaljenosti manjoj od 2m od rasprskivača.
Rezultati su pokazali da promene kombinacije rasprskivača mogu značajno promeniti karakteristike kapljice i raspodelu vode. Empirijske jednačine za distribuciju vode iz programa FSPS su razvijene sa koeficijentima određivanja u rangu od 95,0% do 99,6%.
Studija ima zaključak da je ujednačenost sistema navodnjavanja sa rasprskivačima najviše zavisi od kombinacije udaljenosti rasprskivača, visine postolja i radnog pritiska vode u sistemu.