طراحی، ساخت و اجرای آزمایشگاه استاندارد تست هیدرولیکی لوله های سفالی تراوا

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

استادیار مؤسسه تحقیقات فنی و مهندسی و کشاورزی، سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

چکیده

برای بررسی و مطالعه دقیق قطعات سفالی، نیاز به ابزارهای دقیق آزمایشگاهی و مزرعه‌ای می‌باشد که تا این تاریخ وسیله استانداردی تعریف نشده است. ساخت و توسعه دستگاه‌های استاندارد برای اندازه‌گیری میزان انتشار کپسول­های رسی متخلخل هدف اصلی این تحقیق بود. در این پروژه ابتدا اقدام به ساخت یک دستگاه بیست واحده اندازه‌گیری تراوش، با رعایت استاندارد پیشنهادی ISO 6775 تست قطره‌چکان‌ها، شده است. مقدار تراوش از هر واحد این دستگاه، در فشار هیدرواستاتیک 2 متر، در حد 1/0 الی 5/0 لیتر در ساعت می‌باشد. حداکثر فشار هیدرولیکی در سیستم کمتر از 5 متر و از نوع هیدرو استاتیک انتخاب شده است. دومین دستگاهی که در این تحقیق ساخته شده، دستگاه تک واحده قابل‌حمل در مزرعه برای اندازه‌گیری تراوش سفال می‌باشد. با این دستگاه، بدون اینکه سفال از خاک بیرون آورده شود، اندازه‌گیری تراوش در مزرعه انجام می‌پذیرد. برای تست راست آزمائی دستگاه‌های مذکور، از روش بار هیدرولیکی ثابت با استفاده از سیفون ماریوت برای اندازه‌گیری تراوش استفاده شده است. در بار هیدرولیکی ثابت، از مولد فشار هیدرو استاتیک که مجهز به سیفون ماریوت می‌باشد استفاده شده است. نتایج حاصل از آزمایشات تراوش با دستگاه‌های ساخته‌شده با نتایج حاصل از روش‌های بار هیدرولیکی ثابت، بر روی بیست عدد سفال، با یکدیگر مقایسه شده است. مقایسه مقادیر به‌دست‌آمده از ضریب تغییرات در دستگاه‌های آزمایشگاهی و صحرایی با سیفون ماریوت نشان می‌دهد که تفاوت ضریب تغییرات محاسبه‌شده در دستگاه‌های مذکور با سیفون ماریوت در حد 0039/0 و 00053/0 می­باشد که بسیار ناچیز و قابل‌اغماض می­باشد؛ بنابراین می­توان با اطمینان کامل از دستگاه‌های ساخته‌شده برای اندازه­گیری مقدار تراوش از گسیلنده‌ها در شرایط آزمایشگاهی و صحرایی در طرح‌های تحقیقاتی و همچنین آزمون گسیلنده‌هایی که توسط شرکت‌های مختلف ساخته می‌شوند استفاده نمود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Design, construction and implementation of standard laboratory for hydraulic testing of permeable clay pipes

نویسنده [English]

  • Shahram Ashrafi
Assistant Professor, Agricultural Engineering Research Institute (AERI), Agricultural Research Education, and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran
چکیده [English]

To investigation and careful study pottery parts, precise laboratory and field tools are needed, which to date has not been defined as a standard tool. The main purpose of this study was to construction and development of standard devices for measuring the emission of porous clay capsule. In this project, first, a twenty-unit percussion measuring device has been constructed, in compliance with the proposed ISO 6775 standard for drip testers. The amount of seepage from each unit of this device, at a hydraulic pressure of 2 meters, is about 0.1. To 0.5 Liters per hour. The maximum hydraulic pressure in the system is less than 5 meters and is selected from the hydrostatic type. The second device developed in this research is a single portable device in the field for measuring pottery seepage. With this device, seepage is measured in the field without removing the pottery from the soil. To test the accuracy of the mentioned devices, a fixed hydraulic head method using a marriott siphon was used to measure the seepage. At constant hydraulic head, a hydrostatic pressure generator equipped with a marriott siphon is used. The results of seepage tests with manufactured devices are compared with the results of fixed hydraulic head methods on twenty pieces of pottery. Comparison of the values obtained from the coefficient of change in laboratory and field devices with Marriott siphon shows that the difference between the coefficient of variation calculated in the mentioned devices with Marriott siphon is between 0.0039 and 0.00053, which is very small and negligible. Therefore, built devices can be used with complete confidence to measure the amount of emissions from emitters in laboratory and field conditions in research projects as well as testing emitters made by different companies.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Seepage
  • Hydraulic head
  • porous clay capsule
  • Subsurface irrigation
  • Water and pottery leakage
Abu-Zreig, M. 2009. Factors Affecting Water Seepage Rate of Clay Pitchers in Arid Lands. University of Sharjah. Journal of Pure Applied Science. 6 (1): 59-80.
Abu-Zreig, M.M., and Atoum, M. F. 2004. Hydraulic Characteristics and Seepage Modelling of Clay Pitchers Produced in Jordan. Canadian Biosystems Engineering. 46: 1.15-1.20.
Ajit, N., K.  Virendra, K. Mahesh,  R.C. Purohit , B.S. Singhvi .2007. Hydraulic Study of Earthen Pitchers. Journal of Agricultural Engineering. 44 (2): 88-92.
Ashrafi, Sh. 2001. Simulation of Water Flow in the Soil under Subsurface Porous Clay Pipe. PhD Dissertation. Asian Institute of technology: School of Civil Engineering (AIT), Bangkok, Thiland. December 2001. 
Gupta, A.D., M.S. Babel, and Sh. Ashrafi. 2009. Effect of soil texture on the emission characteristics of porous clay pipe for subsurface irrigation. Irriggation Science. 27: 201-208.
ISO 9261 : 2004 , Agricultural irrigation equipment – Emitters and emitting pipe – Specification and test methods.
Siyal, A. & Skaggs, T.H., 2009. Measured and simulated soil wetting patterns under porous clay pipe sub-surface irrigation. Agricultural water management. 96 (6): 893-904.
 Siyal, A., Van Genuchten, M.T. & Skaggs, T., 2013. Solute transport in a loamy soil under subsurface porous clay pipe irrigation. Agricultural Water Management. 121: 73-80.
Siyal, A.A., and T.H. Skaggs. 2009. Measured and Simulated Soil Wetting Pattern under Porous Clay Pipe Subsurface Irrigation. Agric. Water Manage. 96: 893-904.
 Siyal, A.A., Van Genuchten, M.T. & Skaggs, T.H., 2009. Performance of pitcher irrigation system. Soil science, 174 (6), 312-320.
 Stein, T., 1998. Development and evaluation of design criteria for pitcher irrigation systems. Beiheft no. 66, selbstverlag des verbandes der tropenlandwirte. Witzenhausen ev, witzenhausen.
Stein, T.M. 1998. Development and Evaluation of Design Criteria for Pitcher Irrigation Systems. Ph. D. Desertation.
 Tesfaye, T., Tesfaye, K. & Woldetsadik, K., 2012. Clay pot irrigation for tomato (lycopersicon esculentum mill) production in the north east semiarid region of ethiopia. Journal of Agriculture and Rural Development in the Tropics and Subtropics (JARTS). 112 (1): 11-18.
Vasudevan, P., Thapliyal, A., Tandon, M., Dastidar, M. & Sen, P., 2014. Factors controlling water delivery by pitcher irrigation. Irrigation and Drainage, 63 (1), 71-79.