Evaluation of technical specification of mini sprinklers and derivation of mathematical model for flow rates prediction

Yıl 2015, Cilt: 30 Sayı: 2, 118 - 125, 25.07.2015

Çimen Demirel Vedat Demir

https://doi.org/10.7161/anajas.2015.30.2.118-125

Cited By: 1

Öz

In this study, it is aimed to compose mathematical model that can be used in predicting flow rate values, pressure-flow rate relationships and making difference within different operating conditions to demonstrate technical characteristics of local made and imported strange made mini sprinkler irrigation nozzles that has been used in our country. For this reason, different nozzle diameters are widely used in our country by providing mini sprinkler irrigation nozzles in 4 different nozzle types (A, B, C and D) in different nozzle diameters of total of 21 varied nozzle in this study were discussed. Used in this study for each nozzle, flow rates of 20 mini sprinklers that have the same nozzle diameter prepared with the help of a trial method up to 1.0-1.5-2.0-2.5 and 3.0 pressure levels were measured five different pressure values.
In this study for all sprinklers, the difference is found between 0.0102-0.0693 and the lowest value of these manufacturing variations (Vm) are type B and C. Produced with the same technology of the same type may have seen to be different flow rates of the two mini-sprinkler nozzles under constant pressure.
All mini sprinkler nozzles for different nozzle diameters in deference to operating pressures a model equation which can predict the flow were introduced. For mini sprinkler nozzles of A, B, C and D types that developed model equalities with flow rate values, respectively, 99.60%, 99.94%, 96.65% and 99.83% can be used to prediction. In last period of this study, including all nozzle types have been revealed model equality. This model equality included all the mini sprinkler irrigation nozzles, nozzle diameter 1.3 and 2.59 mm and working pressure 1.0-3.0 bar to limits, flow rate values can be predicted 98.50%.

Anahtar Kelimeler

Mathematical model mini sprinkler irrigation, irrigation, manufacturing variation

Mini yağmurlama sulama başlıklarının teknik özeliklerinin incelenmesi ve debi değerlerinin tahminlenmesinde kullanılabilecek bir matematiksel modelin geliştirilmesi

Öz

Bu çalışmada, ülkemizde kullanılmakta olan yerli ve yabancı yapım bazı mini yağmurlama sulama başlıklarının teknik özelliklerinin ortaya konması için basınç-debi ilişkisi ve yapım farklılığı değerlerinin belirlenmesi ile farklı işletme şartlarında debi değerlerinin tahminlenmesinde kullanılabilecek matematiksel modelin oluşturulması amaçlanmıştır. Bu amaçla ülkemizde yaygın olarak kullanılan, farklı meme çaplarındaki mini yağmurlama sulama başlıkları temin edilerek, 4 farklı başlık tipinden (A, B, C ve D) farklı meme çaplarındaki toplam 21 değişik başlık çalışmada ele alınmıştır. Çalışmada ele alınan her bir başlık için aynı meme çapına sahip 20 adet mini yağmurlayıcının debileri, hazırlanan bir deneme düzeni yardımıyla 1.0-1.5-2.0-2.5 ve 3.0 bar olmak üzere beş farklı basınç değerinde ölçülmüştür. Çalışmada ele alınan tüm başlıklar için yapım farklılığı (Vm) değerleri ise 0.0102-0.0693 arasında bulunmuş olup en düşük yapım farklılığı B ve C tipi başlıklarda olmuştur. Aynı teknoloji ile üretilen aynı tip iki mini yağmurlama başlığının sabit basınç altındaki debilerinin farklı olabileceği görülmüştür. Çalışmanın ikinci aşamasında tüm mini yağmurlama başlıklarında farklı meme çapları için çeşitli çalışma basınçlarını da dikkate alarak debiyi tahminleyebilecek birer model eşitliği ortaya konulmuştur. Geliştirilen model eşitlikleri, A, B, C ve D tipi mini yağmurlama başlıkları için debi değerlerinin sırasıyla %99.60, %99.94, %96.65 ve %99.83 doğrulukla tahminlenmesi amacıyla kullanılabilir. Çalışmanın son aşamasında, tüm başlık tiplerini kapsayacak model eşitliği ortaya konmuştur. Ele alınan tüm mini yağmurlama sulama başlıklarını kapsayan bu model eşitliği, meme çapları 1.3 ile 2.59 mm ve çalışma basıncı 1.0-3.0 bar sınırları için başlık debi değerini %98.50 doğrulukla tahminleyebilmektedir.

Anahtar Kelimeler

Matematik model, mini yağmurlama, sulama, yapım farklılığı

Kaynakça

• Anonymous 1995. Design and Installation of Microirrigation System. ASAE Standards: EP405, pg. 720-723.
• Ayyıldız, M., Yaralı, E. 1985. Yağmurlama Başlıklarında Yapımcı Farklılıklarının Eş Su Dağılımı Düzeyine Etkisi. Doğa Bilim Dergisi, 2: 204-211.
• Benami,A., Ofen, A. 1993. Irrigation Engineering. Irrigation Engineering Scientific Publications, Hafia, Israel.
• Boman, B.J. 1991. Micro Tubing Effects on Microsprinkler Discharge Rates. Transactions of the ASAE, 34(1):51-56.
• Bralts, V.F. 1986. Operational Principles-Field Performance and Evaluation. In: Nakayama; F.S. and D.A.Bucks (Ed.), Trickle Irrigation for Crop Production. Elsevier Science Publishers B.V., P.O.Box 211,1000 AE Amsterdam, Netherlands.
• Çakmak, B., Kendirli, B., Yıldırım, M. 2005. Türkiye’de Sulama Uygulamaları ve Basınçlı Sulama Uygulama Olanakları. II. Ulusal Sulama Sistemleri Sempozyumu. Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğü, s: 25-37, 9-11 Kasım 2005, Ankara.
• Demir, V. 1997. Mikro Sulama Sistemlerini Oluşturan Elemanların Teknik Özelliklerinin ve Bu Sistemlerdeki Sürtünme Kayıplarının Belirlenmesi Üzerine Bir Araştırma. Doktora tezi. Ege Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü. İzmir.
• Demirel, Ç. 2013. Mini Yağmurlama Sulama Başlıklarının Teknik Özelliklerinin İncelenmesi ve Debi Değerlerinin Tahminlenmesinde Kullanılabilecek Bir Matematiksel Modelin Geliştirilmesi. Yüksek Lisans Tezi. Ege Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü. İzmir.
• Güngör, Y., Yıldırım, O. 1989. Tarla Sulama Sistemleri. A. Ü. Ziraat Fakültesi Yayınları, No.1155, Ders Kitabı:325, Ankara.
• Hills, D.J., Silveria, R.C.M., Wallender, W.W. 1986. Oscillating Pressure for Improving Application Uniformity of Spray Emitters. Transactions of the ASAE, 29 (4):1080-1085.
• Karmeli, D., Keller, J. 1975. Constructions and Characteristics of Emitters. In: Trickle Irrigation Desing. Rain Bird Sprinkler Manufacturing Corporation. Glendora, California.
• Keller, J., Bliesner, R. D. 1990. Sprinkler and Trickle İrrigation. An Avi Book, Van Nostrand Reinhold Pub., New York. Pereira L.S.
• Korukçu, A., Yıldırım, O. 1981. Yağmurlama Sistemlerinin Projelenmesi. Topraksu Genel Müdürlüğü Yayınları, Ankara.
• Post, S. E. C., Peck, D. E., Abrenoler, R., Sakovich, N. J., Waddle, L. 1985. Evaluation of Non-Overlapping, Low-Flow Sprinklers. Drip/Trickle Irrigation in Action, Proc. Third Inter'l. Drip/Trickle Irrig.Cong. 1: Pg.294-305, ASAE St.Joseph, Michigan, 49085.
• Singh, J., Singa A.K., Jain S., Gars R., Nathur I.N. 1990. Micro Sprinklers Performance Evaluation and Constraint for Its Adaption. XI. International Congress on the Use of Plastics in Agriculture Pg.B.79-B.87. New Delhi.
• Solomon, K. 1977. Manufacturing Variation of Emitters in Trickle Irrigation System. ASAE Paper No: 77-2009. ASAE, St. Joseph, Michigan, 49085.
• Solomon, K. 1979. Manufacturing Variation of Trickle Emitters. Transaction of the ASAE 22 (5): 1034-1038, 1043.
• Tüzel, İ. H. 1990. Yerli Yapım Damla ve Düşük Basınçlı Yağmurlama Sistemlerinin Bazı Teknik Özellikleri ve Projelendirme Kriterleri Üzerinde Bir Araştırma. E. Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, Bornova, İzmir.
• Yerdani, A., Rubinstein, Z. 1991. Development of Dynamic MiniSprinkler With High Clogging Resistance. Pg. 53-56. Agroteam Consultans Ltd., P.O.B 116, Kiryat Tivon, Israel.