Local head loss for uncoaxial drippers inserted in polyethylene pipes

Este trabalho apresenta os resultados de experimento conduzido para avaliar as perdas de carga localizadas em gotejados não coaxiais integrados a tubos de polietileno. As perdas de carga para diferentes vazões foram determinadas em quatro modelos de tubos-gotejadores, com dez repetições. Para cada vazão, a perda de carga localizada foi calculada pela diferença entre a perda de carga no tubo com emissor e a perda de carga contínua no tubo uniforme estimada pela equação de Darcy-Weisbach com o fator de atrito (f) previamente determinado. Aproximações matemáticas foram sugeridas para calcular hfe com base no coeficiente de carga cinética (K) e em um valor constante de comprimento equivalente (Le). Para os modelos de tubos-gotejadores estudados, a perda de carga localizada, expressa como percentagem da perda de carga total, aumentou com o aumento da razão de obstrução, variando de 24,5% a 50,8% para Ag/At = 0,221 e 0,429, respectivamente. A maior diferença percentual encontrada entre a perda de carga total calculada pelo método iterativo passo a passo e pelo uso de Le constante, calculado com a vazão de entrada na lateral, foi 5,5% para o gotejador não autocompensante. Para os gotejadores autocompensantes, as diferenças foram inferiores a 1,7%.In this paper, the results of an experimental investigation on local head losses from uncoaxial in-line emitters inserted into the pipe line are reported. Local losses corresponding to four different pipe-emitter combinations, with ten replications, were measured for a range of discharge values. For each discharge, the amount of local losses was calculated as the difference between the total measured head losses and the corresponding friction losses evaluated by the Darcy-Weisbach equation. Mathematical approaches were tested to calculate hfe based on the kinetic head coefficient (K) and constant equivalent length (Le). For the drip-line models examined, the amount of local losses, expressed as a percentage of the total losses, was found to grow with an increase in the obstruction degree. The percentage increased to 24.5% and 50.8%, respectively, for Ag/At = 0.221 and 0.429. The results of this experimental investigation indicated the practical validity of using a constant equivalent length (Le) to estimate the local head losses in a drip lateral line. The percentage variation between total head loss calculated by a step-by-step procedure and the Le approximation method was 5.5% for non-compensating pressure emitters and less than 1.7% for the pressure compensating emitters.Ministério da Ciência e TecnologiaConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Engenharia da Irrigação (INCT-EI

Model applied to water and potassium dynamics under drip irrigation: sensitivity analysis

A compreensão do transporte simultâneo da água e de solutos, a partir de uma fonte pontual, permite desenvolver estratégias eficientes na fertirrigação, sendo importante no dimensionamento, na operação e no manejo de sistemas de irrigação localizada. O presente trabalho teve como objetivo apresentar a análise de sensibilidade de um modelo matemático, desenvolvido para simular o deslocamento simultâneo de água e de potássio na irrigação por gotejamento. A análise de sensibilidade foi realizada com respeito às variações individuais da condutividade hidráulica do solo saturado, umidade inicial e saturada do solo, dispersividade, fator de retardamento e vazão do emissor. Os resultados obtidos revelaram que o modelo matemático, com relação à distribuição de água, é bastante sensível à umidade de saturação e inicial do solo e, em relação à distribuição de potássio, é bastante sensível a variações negativas da condutividade hidráulica do solo saturado e da vazão do gotejador; já em relação aos parâmetros de transporte de solutos no solo, é bastante sensível a variações negativas do fator de retardamento e pouco sensível às variações da dispersividade do solo.The understanding of the simultaneous transport of water and solute, from a punctual source, allows developing efficient strategies in fertigation, being important in design, operation and management of drip irrigation. The present work had as objective to show the sensitivity analysis of a mathematical model, developed to simulate the simultaneous water and potassium movement in drip irrigation. The sensitivity analysis was performed considering individual variations of saturated soil hydraulic conductivity, initial and saturated soil moisture, dispersivity, retardation factor and emitter flow. The obtained results showed that the mathematical model, regarding water distribution, is quite sensitive to the saturation and initial soil moisture. In relation to potassium distribution, it is quite sensitive to negative variations of soil saturated hydraulic conductivity, emitter flow and retardation factor of the soil, and less sensitive to the soil dispersivity variations

Development of microsprinkler prototypes through rapid prototyping and mechanical lathing

Objetivou-se, com este trabalho, construir protótipos de microaspersores, com boa uniformidade de distribuição para irrigações com sobreposição em hortas agrícolas, utilizando-se os processos de prototipagem rápida e torneamento mecânico. O estudo foi conduzido na ESALQ/USP e no Centro de Tecnologia da Informação Renato Archer (CTI). Utilizou-se o coeficiente de uniformidade de Christiansen na avaliação do desempenho dos emissores. O PVC e o tecnyl foram os materiais que apresentaram mais facilidade na construção dos protótipos no processo de torneamento mecânico, porém o PVC foi o escolhido devido ao melhor acabamento. Os protótipos construídos com torneamento mecânico apresentaram resultados satisfatórios ressaltando tratar-se de um processo bastante artesanal e laborioso; já com a prototipagem rápida se construíram protótipos com melhores acabamentos e mais rapidez. A utilização da prototipagem rápida no desenvolvimento de equipamentos de irrigação é algo totalmente inovador e de caráter pioneiro, além de uma ferramenta de grande utilidade na área de inovação de produtos no setor de Engenharia Agrícola.The present study had the objective of developing prototypes of microsprinkler with good distribution uniformity to irrigate with overlap in vegetable crops, by rapid prototyping and mechanic tournament. The work was carried out in the Hydraulic Laboratory of the Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, University of Sao Paulo, Brazil, and in the Centro de Tecnologia da Informação Renato Archer (CTI). Two processes were tested in the development of the microsprinkler prototypes rapid prototype and mechanical lathing. Christiansen Uniformity Coefficient was used as indicator to evaluate the distribution uniformity. Among the tested materials, the PVC and the technyl showed more facility in the prototype development in the mechanical lathing process, however, the PVC was chosen due to better finishing. The prototypes built by mechanical lathing showed satisfactory results, but were hard work and handmade. On the other hand, with the rapid prototyping, prototypes were built with better finishing and were quicker. The utilization of rapid prototyping in the development of irrigation devices is something completely innovative and pioneering, besides being a tool of great utility in the product innovation in the Agricultural Engineering sector.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), pelo apoio financeiro a esta pesquisa, através do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Engenharia da Irrigação (INCTEI