Aula dimensionamento de pivo central

Prévia do material em texto

<p>Dimensionamento hidráulico de pivô central</p><p>Aulas 12 e 13</p><p>Conhecer as características da área:</p><p>- Não exceder 70 ha de área útil do pivô;</p><p>- Raio máximo que o pivô pode ter: 450 m;</p><p>- Clima da região: ETo 7,0 mm/dia;</p><p>- Culturas potenciais a serem cultivadas:</p><p>- Soja (Kc 1,15);</p><p>- Milho (Kc 1,20);</p><p>- Algodão (Kc 1,25);</p><p>- Curva de infiltração de água no solo:</p><p>- VI= 94,4066 T -0,7673</p><p>- Topografia com declividade de 10%.</p><p>Projeto pivô central: Região de Luís Eduardo Magalhães - BA</p><p>PASSO 1: Número de tubos por vão</p><p>- Conhecer a topografia do terreno;</p><p>- Os vãos internos são formados por tubulações constituídas de 6, 7, 8 ou 9 tubos;</p><p>- Em geral, declividades de 15 até 20% exigem vãos de 6 tubos enquanto declividades de</p><p>10 a 15% exigem 7 tubos, 5 a 10% 8 tubos, e de até 5% com 9 tubos;</p><p>- O vão de balanço é normalmente constituído de 1 a 4 tubos.</p><p>- 7 tubos / vão;</p><p>- Vão de balanço: 4 tubos;</p><p>- Não apresentará canhão no vão de balanço.</p><p>42 m 24 m</p><p>PASSO 2: Número de torres do pivô</p><p>Nº Torres = T. Fixa +</p><p>R máx − comp. vão de balanço</p><p>Comp. vão</p><p>Nº Torres = 1 +</p><p>450−24</p><p>42</p><p>= 1 + 10,13</p><p>1 Torre fixa</p><p>10 Torres móveis</p><p>24 m</p><p>444 m</p><p>420 m</p><p>PASSO 3: Área do pivô</p><p>A = π . r2</p><p>A = π . 4442</p><p>A = 619.321,00 m²</p><p>A = 61,93 ha</p><p>PASSO 4: Velocidade de deslocamento do pivô</p><p>- Vel. Rotação do Motor 1750 RPM</p><p>- Redutor do motor 50x</p><p>- Redutor do rodado 25x</p><p>- Rodado possui 1,16 m de diâmetro</p><p>- Considerar 3% de patinagem</p><p>Ƞ cardan =</p><p>1750</p><p>50</p><p>= 35 RPM</p><p>Ƞ rodado =</p><p>35</p><p>25</p><p>= 1,4 RPM</p><p>P = 2. π. r = 2. π. 0,58 = 3,64 m</p><p>P = 3,64 . 0,97 = 3,53 m</p><p>V =</p><p>P . Ƞ rodado</p><p>t (min)</p><p>=</p><p>3,53 m . 1,4 RPM</p><p>1 (min)</p><p>= 4,94 m/min = 296,4 m/h</p><p>PASSO 5: Tempo para o pivô dar uma volta</p><p>O movimento do pivô inicia-se na última torre, que propaga uma reação em cadeia, a</p><p>começar da penúltima torre até a primeira.</p><p>Calcular a velocidade 100% com base na última torre.</p><p>V =</p><p>ΔX</p><p>Δt</p><p>= 296,4 m/h =</p><p>2638,937 m</p><p>t (h)</p><p>= 8,90 h</p><p>P = 2. π. r = 2. π. 420 = 2638,94 m</p><p>PASSO 6: Demanda hídrica diária</p><p>ETc = ETo . Kc = 7,0 . 1,25 = 8,75 mm/dia</p><p>Onde Kc é o valor máximo de Kc para cultura, ETo é a evapotranspiração de referência</p><p>média máxima para a região (mm/dia) e Ea é a eficiência de aplicação de água do pivô</p><p>(em geral 90%).</p><p>LB =</p><p>LL</p><p>Ea</p><p>x 100 =</p><p>8,75</p><p>90</p><p>x 100 = 9,72 mm - Horário da irrigação</p><p>- Condições climáticas</p><p>- Tipos de emissores</p><p>- Teste CUC em campo</p><p>Cultura do algodão</p><p>PASSO 7: Lâmina bruta para o pivô funcionar a 100%</p><p>- Precisa definir a jornada de trabalho deste pivô;</p><p>- Geralmente os cálculos são feitos para uma jornada de 21 ou 24 horas.</p><p>- Neste exemplo os cálculos serão feitos para uma jornada de 21 horas.</p><p>9,72 mm/dia ------------ 21 h funcionamento</p><p>x ------------ 8,90 h</p><p>x = 4,12 mm / volta do pivô</p><p>Ideal seria aplicar 9,72 mm / volta</p><p>PASSO 8: Cálculo do percentímetro de funcionamento</p><p>Percentímetro (%) =</p><p>t volta 100%</p><p>t serviço do pivô</p><p>x 100</p><p>Percentímetro % =</p><p>8,90 h</p><p>21 h</p><p>x 100 = 42,38 %</p><p>Para checar: LB(p 42,38%) =</p><p>LB volta 100%</p><p>percentímetro calculado</p><p>x 100</p><p>Para checar: LB p 42,38% =</p><p>4,12 mm</p><p>42,38</p><p>x 100 = 9,72 mm</p><p>PASSO 9: Vazão máxima de entrada no pivô</p><p>Qmáx (m3/h) =</p><p>ETc</p><p>mm</p><p>dia</p><p>. Área ha . 1000</p><p>Ea % . Tempo de operação (horas)</p><p>Qmáx (m3/h) =</p><p>8,75</p><p>mm</p><p>dia</p><p>. 61,93 ha . 1000</p><p>90 % . 21 horas</p><p>= 286,71 m³/h</p><p>Volume de água máximo aplicado por dia (m³) = Área pivô (m²) x LB (m)</p><p>Vol. = 619321 m² . 0,00972 m = 6019,80 m³</p><p>PASSO 10: Seleção dos emissores</p><p>- Vamos selecionar dentre os emissores Asfix</p><p>da fabrimar.</p><p>- Espaçamento entre emissores de 2 m.</p><p>- É preciso conhecer a vazão de cada emissor.</p><p>- Selecionar o bocal do emissor para cada</p><p>saída. (210 + 12 = 222 saídas).</p><p>PASSO 10: Seleção dos emissores</p><p>PASSO 10: Seleção dos emissores</p><p>- É preciso conhecer a área irrigada de cada emissor.</p><p>- Deve-se calcular a vazão necessária para cada ponto de saída.</p><p>- Ex de cálculo da vazão do emissor na saída 159.</p><p>AE159 = 2. π. r . Espaçamento entre emissores = 2. π. 318 . 2 = 3994,08 m²</p><p>VolumeE159 m3 = AE159 . LB 100% = 3994,08 . 0,00412 = 16,46 m3</p><p>q E159 m3/h =</p><p>Volume 100%</p><p>tempo 100%</p><p>=</p><p>16,46 m³</p><p>8,9 h</p><p>= 1,849 m3/h</p><p>Emissor selecionado para a saída 159</p><p>Aspersor com bocal azul e inserto azul,</p><p>pressão de operação 7 mca.</p><p>PASSO 10: Seleção dos emissores</p><p>PASSO 10: Seleção dos emissores</p><p>- Cuidados com o raio próximo da torre fixa, fechamento das primeiras saídas.</p><p>- Aspersor precisa funcionar com pressão de operação 7 mca.</p><p>- Usar uma válvula compatível com a pressão de operação do emissor.</p><p>- Válvulas reguladoras de pressão disponíveis em psi: 10, 15, 20, 30 psi. 10 psi</p><p>PASSO 11: Selecionar a válvula reguladora de pressão.</p><p>PASSO 11: Regulagem mínima do percentímetro</p><p>- Calculo para o último emissor!</p><p>I) Cálculo do perímetro: P = 2. π. r = 2. π. 444 = 2789,73m</p><p>II) Velocidade de infiltração de água no solo (VI):</p><p>2789,73 m ---------- 8,9 h</p><p>7 m ---------- x (Ti)</p><p>Ti = 0,022 h</p><p>VI =</p><p>LB 100%</p><p>Ti</p><p>=</p><p>4,12 mm</p><p>0,022 h</p><p>= 187,27 mm/h</p><p>PASSO 11: Regulagem mínima do percentímetro</p><p>III) Calcular o Ti mínimo, utilizando a equação de infiltração deste solo.</p><p>VI (cm/h) = 94,4066 T (min) -0,7673 18,727 = 94,4066 Ti -0,7673</p><p>Ti min =</p><p>18,727</p><p>94,4066</p><p>−</p><p>1</p><p>0,7673</p><p>= 8,233 min = 0,1372 h</p><p>IV) Cálculo do percentímetro mínimo.</p><p>P mínimo % =</p><p>Ti 100%</p><p>Ti mínimo</p><p>x 100 =</p><p>0,022</p><p>0,1372</p><p>x 100 = 16%</p><p>PASSO 12: Dimensionamento da Linha lateral</p><p>- A tubulação da LL do pivô é de aço galvanizado, com</p><p>diâmetros podendo variar de:</p><p>125 mm (5’’)</p><p>168 mm (6 5/8’’)</p><p>200 mm (8’’)</p><p>250 mm (10’’)</p><p>- É comum o uso de tubos com diâmetro de 6 5/8’’.</p><p>PASSO 13: Pressão no início da Linha lateral</p><p>Calcular a hf por HW e multiplicar</p><p>pelo fator F (0,548).</p><p>Q = 286,71 m³/h</p><p>D = 6 5/8’’ (único)</p><p>C = 130 (aço galvanizado)</p><p>L = 444 m</p><p>hf = 17,20 mca</p><p>Para o cálculo da PiLL deve-se levar em</p><p>consideração:</p><p>- Desnível</p><p>- Regulador de pressão</p><p>- Perda de carga na tubulação</p><p>- Altura do pivô</p><p>- Perda de carga localizada do regulador de</p><p>pressão.</p><p>PiLL = 10 + 7 + 17,20 + 3,95 + 3 = 41,15 mca</p><p>PASSO 14: Altura manométrica e potência da bomba</p><p>Para o cálculo da Hm deve-se levar em consideração:</p><p>- Desnível do rio ao centro do pivô</p><p>- Perda de carga da adutora do rio ao centro do pivô</p><p>- Pressão no início da linha lateral</p><p>- Folga 5% de perda de carga localizada</p><p>Hm = 15 + 8 + 41,15 = 64,15 . 1,05 = 67,36 mca</p><p>Pot (cv) =</p><p>Q</p><p>L</p><p>s</p><p>. Hm mca</p><p>75 . Ƞ</p><p>=</p><p>79,64 . 67,36</p><p>75 . 0,75</p><p>= 95,37 cv</p><p>PASSO 15: Quanto gastaria de energia elétrica?</p><p>Boa semana!</p><p>Slide 1</p><p>Slide 2</p><p>Slide 3</p><p>Slide 4</p><p>Slide 5</p><p>Slide 6</p><p>Slide 7</p><p>Slide 8</p><p>Slide 9</p><p>Slide 10</p><p>Slide 11</p><p>Slide 12</p><p>Slide 13</p><p>Slide 14</p><p>Slide 15</p><p>Slide 16</p><p>Slide 17</p><p>Slide 18</p><p>Slide 19</p><p>Slide 20</p><p>Slide 21</p><p>Slide 22</p><p>Slide 23</p><p>Slide 24</p>