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Título: Características hidráulicas e energéticas de um pivô central
Título Alternativo: Hydraulic and energy characteristics of a central pivot
Autor(es): Barbosa, Brenon Diennevan Souza
Lattes: http://lattes.cnpq.br/5218777799611817
Orientador: Colombo, Alberto
Membro da banca: Faria, Lessandro Coll
Membro da banca: Lima, Luiz Antônio
Assunto: Irrigação – Pivô central
Eficiência energética
Energia elétrica – Consumo
Irrigation – Central pivot
Energy efficiency
Electric power consumption
Data de Defesa: 12-Ago-2016
Data de publicação: 13-Fev-2017
Agência de Fomento: Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)
Referência: BARBOSA, B. D. S. Características hidráulicas e energéticas de um pivô central. 2016. 157 p. Dissertação (Mestrado em Recursos Hídricos em Sistemas Agrícolas)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2016.
Resumo: O monitoramento contínuo das características operacionais dos equipamentos de irrigação permite que os irrigantes identifiquem variações nos parâmetros de desempenho destes equipamentos, orientando-os quanto à necessidade de substituição de componentes desgastados, que possam comprometer a uniformidade de aplicação de água e ou eficiência energética destes equipamentos. O objetivo deste estudo foi analisar, ao longo de um giro completo de uma linha lateral de um pivô central, de 436,8m de comprimento, o comportamento das seguintes características: vazão (Q); altura manométrica total (HMT); potência elétrica ativa (PEA); rendimento global (ƞg); consumo específico (CE) e consumo específico normalizado da irrigação (CENI). O sistema foi avaliado após seis anos de uso, com 8844 horas de operação em terreno de topografia variável, caracterizado por um desnível vertical descendente máximo de 19.5m e um desnível vertical ascendente máximo de 4,2m. Ao longo de 22 posições angulares diferentes assumidas pela linha lateral na área, foram determinados perfis radiais da distribuição espacial da carga de pressão ao longo da linha. Com base na norma ABNT 14244, na posição da linha lateral correspondente ao desnível vertical ascendente máximo, foi determinada a uniformidade de aplicação de água (CUCH). O pivô central analisado neste estudo operava com vazão média de 231,95 m3 h-1, que representa uma redução de 4% no valor declarado em projeto. Esta redução na vazão pode estar associada ao valor médio perda de carga na adutora observado (28 m) que foi muito superior ao valor declarado na ficha técnica do pivô central (13 m). A redução na vazão do sistema ocasionou também a redução na PEA observada, sendo registrado um valor médio de 98 kW, que representa uma redução de 2,7% em relação ao valor médio de catálogo. Em toda a área irrigada, os pares de valores de HMT e Q observados ficaram abaixo dos valores de catálogo. Estes fatores também prejudicaram a distribuição de carga de pressão ao longo da linha lateral: 9 perfis, dentre os 22 analisados, apresentaram valores de carga de pressão mínima menor do que o valor nominal (7,02 m) das válvulas reguladoras de pressão. Apesar do tempo de uso, o rendimento global da unidade de bombeamento se mostrou satisfatório, atingindo um valor médio de 72,46%, que representa uma redução de apenas 5% em relação ao valor de catálogo. Apesar da redução no rendimento global do conjunto de bombeamento, o efeito da redução dos valores de vazão (Q) e altura manométrica total (HMT) foi preponderante na determinação do CE médio (0,424 kWh m-3), que ficou 1,8% abaixo do valor de projeto. No entanto, o valor de CENI médio observado (3,80 Whm-3m-1), que ficou 1,3% acima do valor de catalogo, refletindo a queda nos valores de HMT, Q e rendimento global. Mesmo após 8844 h de operação, o sistema foi capaz de apresentar um valor de CUCH de 89,58%, que pode ser classificado como uma “boa” uniformidade de aplicação de água.
Abstract: The continuous monitoring of irrigation systems operational characteristics allows to the farmers to identify variations in the performance parameters of these systems and also orienting them to the necessity of replacement of worn components that could compromise the uniformity of water application and the energy efficiency of these systems. The aim of the study was to analyze, along a complete rotation of a 436.8 m long center pivot lateral line, the behavior the following characteristics: flow (Q), total dinamic head (HMT), active electric power (PEA), global efficiency (ƞg), specific consumption (CE), irrigation normalized specific consumption (CENI). The system was evaluated after six years of use, when the center pivot completed 8844 hours of operation on variable topography terrain, characterized by a vertical maximum downhill slope of 19.5m, a maximum uphill slope of 4.2m. Radial profiles of the spatial distribution of the pressure head along the lateral line were determined at 22 different angular positions assumed by the lateral line. At the lateral line position corresponding to the maximum uphill slope, the system water application uniformity (CUCH), as prescibed by the ABNT 14244 standard, was determined. The central pivot analyzed in this study operated with a mean flow rate of 231.95 m3 h-1, which represents a reduction of 4% in the design value. This reduction in flow rate may be associated with the increase on the observed head loss value along the main line (28m) which was much higher than the design value (13 m). This reduction in the system flow also caused a reduction in the observed PEA, the average observed value (98 kW) results in a 2.7% reduction in relation to the design value. Throughout the irrigated area, the observed pairs of HMT and Q values were always lower than catalog values. These factors also hampered the pressure head distribution along the lateral line: 9 profiles, out of 22 analyzed, presented values of minimum pressure head lower than the nominal value (7.02 m) of the pressure regulator valves. Despite the expected wear after 8444 hours of operation, the pumping unit global efficiency was satisfactory, reaching an average value of 72.46%, which represents a reduction of only 5% in relation to the design value. Despite the reduction in the pumping set global efficiency, the effect of the reduction of flow (Q) and total head (HMT) values was predominant in the determination of the mean EC value (0.424 kWh m-3), which was 1.8% below the design value. However, the observed mean CENI value (3.80 Whm-3m-1), which was 1.3% above the catalog value, reflected the fall in HMT, Q and global efficiency values. Even after 8844 h of operation, the system was able to present a CUCH value of 89.58%, which can be classified as a "good" uniformity of water application.
URI: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/12278
Publicador: Universidade Federal de Lavras
Idioma: por
Aparece nas coleções: DEG - Recursos Hídricos em Sistemas Agrícolas - Mestrado (Dissertações)

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