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Título: Modelagem semi-empírica da distribuição de água de aspersores autopropelidos sob diferentes condições de vento
Título(s) alternativo(s): Semi empirical modeling of traveling gun sprinkler water distribution under different wind conditions
Autor : Oliveira, Henrique Fonseca Elias de
Primeiro orientador: Colombo, Alberto
Primeiro membro da banca: Faria, Manoel Alves de
Scalco, Myriane Stella
Área de concentração: Engenharia de Água e Solo
Palavras-chave: Modelagem
Autopropelido
Distribuição de água
Vento
Data da publicação: 29-Ago-2014
Referência: OLIVEIRA, H. F. E. de. Modelagem semi-empírica da distribuição de água de aspersores autopropelidos sob diferentes condições de vento. 2008. 74 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2008.
Resumo: A uniformidade de aplicação de água é um importante aspecto da performance de um sistema de irrigação. Uma aplicação não uniforme resulta em perdas econômicas e compromete a qualidade ambiental. A uniformidade de aplicação de água de sistemas autopropelidos depende da combinação de diversos fatores, incluindo: (i) tipo de aspersor e características operacionais (tamanho de bocal, pressão de serviço, ângulo do jato e ângulo do setor molhado); (ii) espaçamento entre carreadores; e (iii) velocidade e direção do vento. Neste estudo, um modelo semi-empírico que prediz a distorção pelo vento dos padrões de aplicação de água foi usado com o intuito de ajustar os parâmetros empíricos necessários para predizer o padrão de aplicação de água do aspersor canhão PLONA-RL250, operando sob diferentes condições de vento. Este modelo semi-empírico foi calibrado e validado usando medidas em campo do padrão de distribuição de água distorcido pelo vento. Valor de coeficientes de uniformidade de Christiansen para canhões hidráulicos, baseados em medidas de campo da distribuição espacial de água do aspersor operando sob condições de vento, foi comparado com valores baseados em dados simulados da distribuição espacial de água, mostrando uma boa correlação entre eles (r² = 0,718 e desvio absoluto médio de 5,38%). Várias simulações foram rodadas com o objetivo de identificar configurações de canhões hidráulicos que alcancem uniformidades ótimas de irrigação. As simulações foram agrupadas de acordo com quatro perfis radiais típicos de aplicação (I, II, III e IV), identificados através de análise de agrupamento, as quais foram usadas para representar as 160 combinações possíveis de pressão e diâmetro do bocal do aspersor PLONA-RL250. Os resultados simulados indicaram que: (i) o espaçamento máximo entre carreadores necessário para alcançar valores de coeficiente de Christiansen acima de 80% depende do perfil radial de aplicação do aspersor, velocidade e direção de vento; (ii) a uniformidade de irrigação de autopropelidos é mais afetada pela direção de vento paralela ao carreador do que outras direções; (iii) sob qualquer condição de vento, não há indicação de que o desempenho da irrigação sob um setor molhado de 270º é melhor do que sob 360º.
Water application uniformity is an important aspect of irrigation system performance. A non uniform application results in economic losses and compromises environmental quality. Water application uniformity of travel irrigation machines depends on the combination of several factors including: (i) sprinkler type and operational characteristics (nozzle size, working pressure, jet angle, and wetted sector angle), (ii) towpath spacing, and (iii) wind speed and direction. In this study, a semi empirical model that predicts the distortion by wind of raingun application patterns, was used to adjust the empirical parameters necessary to predict water application pattern of the PLONA-RL250 gun sprinkler operating under different wind conditions. This semi-empirical model was calibrated and validated using infield measured wind-distorted water distribution patterns. Values of traveling gun machine Christiansen´s coefficient of uniformity based on infield measured wind-distorted water distributions were compared with values based on simulated wind-distorted water distributions showing a good correlation among then (r2 = 0.718 and average absolute deviation of 5.38%). Several simulations were run in order to identify traveling gun irrigation configurations that achieve optimal irrigation uniformities. Simulations were grouped according to four typical radial application patterns ( I, II, III and IV), identified through clustering analysis, that were used to represent the 160 possible pressure-nozzle combinations of the PLONA- RL250 gun sprinkler. Simulated results indicated that (i) maximum towpath spacing necessary to achieve Christiansen´s coefficient values above 80% depends on sprinkler radial application pattern, wind speed and wind direction; (ii) traveling irrigation uniformity is more affected by a wind direction parallel to towpath than other directions; (iii) under any wind condition, there is no indication that irrigation performance under a 2700 wetted sector is better than that under 3600.
URI: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/3325
Publicador: UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS
Idioma: pt_BR
Aparece nas coleções:DEG - Engenharia Agrícola - Mestrado (Dissertações)



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