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DESIGN OF DRIP IRRIGATION SYSTEM USING MICROTUBES FOR FULL EMISSION UNIFORMITY

Authors


  • Conception de systèmes d'irrigation au goutte à goutte utilisant des microtubes pour une uniformité parfaite de l'émission.

ABSTRACT

Clogging and emission non-uniformity have been the major obstacles in the development of drip irrigation. To obtain best emission uniformity, pressure regulators and pressure- compensating emitters have been in use for a long time. However, pressure-compensating emitters tend to be more complex and costly than non-compensating emitters. Microtubes as small-bore polyethylene tubes can be pierced along laterals to provide simpler passages and thus less susceptibility to clogging. This paper suggests the possibility of utilizing microtubes with varying lengths to deliver equal discharges throughout a network by adjusting its pressure heads. A model based on a stepwise technique is developed considering the head losses and flow regime changes through the system. The model was run for 12 possible scenarios, under two terrains of 0 and +0.25% slopes (upward), with three (2, 3 and 4 mm) and two (12 and 16 mm) microtube and lateral diameters, respectively. Mathematical relationships and design tables and graphs are developed to design a drip network manually. To simplify the design, the concept of non-dimensional length ratios is introduced to compute the variation of microtube length difference ratios along the laterals. The microtube length difference ratios follow the same trend for all the microtube and lateral sizes chosen; hence manual computation of variable microtube lengths could be carried out by using this new methodology. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.

RÉSUMÉ

Le colmatage et la non-uniformité de l'émission ont été les principaux obstacles au développement de l'irrigation au goutte à goutte. Pour obtenir une meilleure uniformité de l'émission on recourt depuis longtemps aux régulateurs de pression et aux émetteurs avec compensation de pression. Toutefois, de tels équipements ont tendance à être plus complexes et plus coûteux que les émetteurs sans compensation. Des microtubes faits en tuyaux en polyéthylène de petit diamètre peuvent être percés le long d'une génératrice pour faire des passages simples et donc moins sensibles au colmatage. Ce document suggère la possibilité d'utiliser des microtubes avec différentes longueurs pour livrer des débits égaux à travers un réseau et ceci en ajustant la charge. Un modèle basé sur la technique par étapes est développé pour tenir compte des pertes de charge et des changements de régime d'écoulement à travers le système. Le modèle a calculé douze scénarios possibles, correspondant à deux pentes de terrain (nulle et +0.25%), avec trois diamètres de perforation (2, 3 et 4 mm) et deux diamètres de microtubes (12 et 16 mm), respectivement. Des relations mathématiques, des tableaux et des graphiques sont développés pour pouvoir concevoir manuellement un réseau de goutte à goutte. Pour simplifier la conception, la notion de rapports adimensionnels de longueur est introduite pour calculer la variation des ratios de différence de longueur des microtubes le long des rampes. Ces ratios suivent la même tendance pour tous les microtubes et toutes les dimensions de rampes, ce qui a permis le calcul à l'aide de cette nouvelle méthodologie. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.

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