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RESUMO:Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de ajustar equações que estimam a perda distribuída de carga em microtubos utilizados em microaspersão e a perda localizada de carga na passagem lateral do fluxo por meio dos conectores na linha lateral. A perda distribuída de carga foi determinada em quatro diâmetros de microtubos com nove a dez repetições para 15 vazões, por meio da aplicação do teorema de Bernoulli. O fator de atrito (f) foi estimado fixando-se o valor de m = 0,25 e calibrando-se o valor do parâmetro c (0,290). A perda localizada de carga foi determinada por diferença entre perda de carga no microtubo mais conector e perda de carga no microtubo. Dois modelos de conectores foram utilizados e caracterizados quanto ao diâmetro interno e dimensões. Uma aproximação matemática foi proposta para calcular a perda localizada de carga com base em coeficiente de carga cinética do conector (K'), que leva em consideração as dimensões do conector e do microtubo e independência das forças viscosas para Re > 5.000. As variações de vazão e de pressão entre os emissores situados nos extremos da linha lateral mostraram-se sensíveis à perda de carga na passagem lateral pelo conector mais a perda de carga no microtubo.PALAVRAS-CHAVE: perda localizada de carga, perda distribuída de carga, comprimento equivalente, coeficiente de carga cinética. HEAD LOSS IN MICROTUBES AND CONNECTORS USED IN MICROSPRINKLER SYSTEMSABSTRACT: This work was carried out aimed at presenting equations to estimate the continuous head loss in microtubes and the local head loss in the connector used on microsprinklers lateral lines. The continuous head loss was determined using Bernoulli´s theorem for four microtubes diameters, each one with nine to ten replications for 15 flowrates. The Darcy-Weisbach friction factor was estimated by setting m to 0.25 and by calibrating the parameter value c to 0.290. The local head loss was determined by subtracting the head loss on the connector and microtube from the head loss on the microtube. Two types of connectors were used and characterized by its internal diameters and its dimensions. A mathematical approach to compute the local head loss was proposed based on a kinetic head connector coefficient (K'). This coefficient is a function of connector and microtube dimensions and independent of viscous forces up to Re > 5,000. Flowrate and pressure at emitters located at the far end of the lateral line were sensitive the head losses at the connectors and in the microtube.
RESUMO:Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de ajustar equações que estimam a perda distribuída de carga em microtubos utilizados em microaspersão e a perda localizada de carga na passagem lateral do fluxo por meio dos conectores na linha lateral. A perda distribuída de carga foi determinada em quatro diâmetros de microtubos com nove a dez repetições para 15 vazões, por meio da aplicação do teorema de Bernoulli. O fator de atrito (f) foi estimado fixando-se o valor de m = 0,25 e calibrando-se o valor do parâmetro c (0,290). A perda localizada de carga foi determinada por diferença entre perda de carga no microtubo mais conector e perda de carga no microtubo. Dois modelos de conectores foram utilizados e caracterizados quanto ao diâmetro interno e dimensões. Uma aproximação matemática foi proposta para calcular a perda localizada de carga com base em coeficiente de carga cinética do conector (K'), que leva em consideração as dimensões do conector e do microtubo e independência das forças viscosas para Re > 5.000. As variações de vazão e de pressão entre os emissores situados nos extremos da linha lateral mostraram-se sensíveis à perda de carga na passagem lateral pelo conector mais a perda de carga no microtubo.PALAVRAS-CHAVE: perda localizada de carga, perda distribuída de carga, comprimento equivalente, coeficiente de carga cinética. HEAD LOSS IN MICROTUBES AND CONNECTORS USED IN MICROSPRINKLER SYSTEMSABSTRACT: This work was carried out aimed at presenting equations to estimate the continuous head loss in microtubes and the local head loss in the connector used on microsprinklers lateral lines. The continuous head loss was determined using Bernoulli´s theorem for four microtubes diameters, each one with nine to ten replications for 15 flowrates. The Darcy-Weisbach friction factor was estimated by setting m to 0.25 and by calibrating the parameter value c to 0.290. The local head loss was determined by subtracting the head loss on the connector and microtube from the head loss on the microtube. Two types of connectors were used and characterized by its internal diameters and its dimensions. A mathematical approach to compute the local head loss was proposed based on a kinetic head connector coefficient (K'). This coefficient is a function of connector and microtube dimensions and independent of viscous forces up to Re > 5,000. Flowrate and pressure at emitters located at the far end of the lateral line were sensitive the head losses at the connectors and in the microtube.
Este trabalho foi desenvolvido para analisar as perdas de carga localizadas em gotejadores coaxiais integrados em tubos de polietileno. A perda de carga para diferentes vazões foi determinada em quatro modelos de tubos gotejadores, com sete repetições. Para cada vazão, a perda de carga localizada foi calculada pela diferença entre a perda de carga no tubo com emissor e a perda de carga contínua no tubo uniforme, estimada pela equação de Darcy-Weisbach. Aproximações matemáticas foram sugeridas para calcular a perda de carga com base no coeficiente de carga cinética (K) e em um valor constante de comprimento equivalente (Le). A desconsideração da perda de carga localizada levou à superestimativa do comprimento máximo da linha lateral de até 25,7%, para os gotejadores autocompensados, e de 9,5%, para os não autocompensados. O cálculo da perda de carga localizada, utilizando o modelo potencial para estimar o valor de K em função do índice de obstrução, mostrou bons resultados, comparáveis àqueles obtidos com o valor de K ajustado pelos dados observados em laboratório, o que resultou em pequenas variações na estimativa do comprimento máximo da linha lateral por esses dois procedimentos.
RESUMO:O objetivo deste artigo é apresentar um estudo envolvendo uma relação entre a perda de carga localizada em conexões de emissores em tubulações, com diferentes diâmetros, utilizados em irrigação localizada, com a geometria dos conectores de emissores "online", que permite a fácil quantificação dessas perdas de carga, uma vez conhecida a dimensão dos conectores. O experimento foi conduzido para Números de Reynolds no intervalo de fluxo turbulento, obtidos pela variação da vazão nos tubos a uma temperatura constante da água. Para os tubos considerados, os resultados da investigação indicaram que o fator de atrito da equação de Darcy-Weisbach pode ser estimado pela Equação de Blasius com os coeficientes b = 0,300 e m = 0,25 para a determinação da perda de carga nos tubos avaliados. As perdas de carga provocadas pelas conexões dos emissores nos tubos considerados aumentaram em até 62% em relação às observadas nos tubos sem emissor. Uma relação entre o coeficiente de carga cinética (K) e o índice de obstrução devido à conexão do emissor "online" (IO) no tubo é apresentada por uma relação algébrica do tipo potência, com coeficiente de ajuste de, aproximadamente, 96%.PALAVRAS-CHAVE: perda de carga localizada; equação de Blasius, Número de Reynolds. GEOMETRIC INDEX AND LOCAL HEAD LOSS IN CONNECTION OF "ONLINE" EMITTERS ABSTRACT:The objective of this research is to present a study on a relationship between the local head loss in connection of emitters in pipes with different diameters used in drip irrigation, with the "online" geometry of the emitter connectors, that allows an easy quantification of such head loss regarding of the size of the connectors. The experiment was carried out according to the Reynolds Numbers at a turbulent flow interval, obtained by the variation of the pipe outflow at a constant temperature of water. The results indicated that the friction factor of the Darcy-Weisbach equation can be estimated by the Blasius equation with the coefficients b = 0.300 and m = 0.25, for the above mentioned pipes. The head losses produced by the connections of the emitters, in relation to the pipe without emitter, was of 62%. A relationship between the kinetic load coefficient (K) and the index of blockage (IO) provoked by the "online" connector is presented by an algebraic equation which shows a coefficient of adjustment of approximately 96%.KEYWORDS: local head loss, Blasius equation, Reynolds number. INTRODUÇÃONa irrigação localizada, o uso de gotejadores ou mesmo de microaspersores requer conexões,que são encaixes introduzidos na linha lateral, e lá permanecem ocupando uma área interna desta linha lateral, provocando assim uma perda de carga localizada . A perda de carga localizada, causada pelo conector do emissor ou pelo próprio emissor no interior da tubulação, depende da área que o conector ou o emissor ocupa internamente na tubulação e de sua forma geométrica. Em função disso, os emissores são, comumente, classificados quanto ao tipo de conexão na tubulação: sobre a linha (online), na linha (in-line)...
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