Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9220:2012 Thiết bị tưới nông nghiệp - Máy tưới quay quanh trục trung tâm

• Số hiệu: TCVN9220:2012
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2012

Đường kính ướt của vòi phun  quay hoặc không quay, m	Khoảng cách ống thu lớn nhất, m
< 10	3
≥ 10	5

Để giảm thiểu sai số hệ thống, các ống thu ở các hàng liền kề nhau phải được bù. Lượng bù phải bằng 1/n của khoảng cách giữa các ống thu, với n là số hàng ống thu (xem Hình 1 và Hình 2 về cách bố trí chi tiết của ống thu). Đảm bảo rằng khoảng cách giữa các ống thu không phải là bội số của khoảng  cách giữa các vòi phun quay và phun không quay. Ống hứng có thể được chuyển dịch để tránh bánh xe máy kéo. Ghi chép vị trí các ống thu.

3.1.3 Bố trí các hàng ống thu sao cho khoảng cách giữa chúng như sau:

Đối với các máy tưới quay quanh trục trung tâm, đặt các ống thu dọc theo hai hoặc nhiều hàng thẳng kéo dài vuông góc với chiều chuyển động của máy tưới. Đảm bảo khoảng cách giữa các hàng ngoài cùng không hơn 50 m. Ghi chép vị trí các ống thu (xem Hình 1).

Đối với các máy tưới ngang di động, bố trí các ống thu dọc theo hai hoặc nhiều hàng thẳng song song với đường ống. Đảm bảo khoảng cách giữa các hàng ống thu mở rộng, cắt ngang chiều dài hiệu dụng của máy tưới và không lớn hơn 50m. Ghi chép vị trí các ống thu (xem Hình 2).

3.1.4 Bố trí các ống thu sao cho các vật cản như tán cây không gây cản trở tới việc đo nước tưới. Khi vật cản cao hơn độ cao mặt ống, nhưng lại thấp hơn chiều cao bộ phận phân bố nước, đảm bảo duy trì khoảng cách không bị cản theo phương nằm ngang ít nhất bằng hai lần chiều cao vật cản cả về hai phía đối với các hàng ống thu (Hình 3, trường hợp A). Đối với các hệ thống tưới vận hành bên dưới chiều cao tán cây, duy trì khoảng cách không bị cản theo phương nằm ngang ít nhất 1,25 lần bán kính ướt của vòi phun quay hoặc vòi phun không quay về mỗi phía đối với các hàng ống thu (Hình 3, trường hợp B).

3.1.5 Miệng các ống thu phải đặt ở độ cao bằng nhau. Khi tốc độ gió trong quá trình thử dự kiến vượt quá tốc độ 2 m/s, miệng ống thu phải không đặt cao hơn mặt đất hoặc tán cây 0,3 m. Chiều cao xả nước của vòi phun quay hoặc vòi phun không quay phải cao hơn đỉnh ống thu ít nhất là 1 m. Ghi chép chiều cao của vòi phun không quay hoặc vòi phun không quay và miệng các ống thu.

3.2 Gió

3.2.1 Đo tốc độ gió suốt quá trình thử nghiệm bằng máy đo gió kiểu quay hoặc thiết bị đo tương đương.

3.2.2 Xác định hướng gió có liên quan đến các hàng ống thu bằng chỉ thị chong chóng tại ít nhất 8 điểm xung quanh vùng thử.

...

...

...

3.2.4 Đảm bảo để máy đo gió có tốc độ đo nhỏ nhất không lớn hơn 0,3 m/s và có thể đo được tốc độ gió thực tế dao động trong khoảng ± 10%.

3.2.5 Độ chính xác của quy trình đo bắt đầu giảm khi tốc độ gió lớn hơn 1 m/s. Nếu tốc độ gió vượt quá 5 m/s, kết quả thử nghiệm về độ đồng đều phân bố hoặc đặc tính kỹ thuật của bộ vòi phun quay được xem là không hợp lệ. Để thử nghiệm ở điều kiện tốc độ gió lớn hơn 5 m/s, khách hàng và bên thử phải hiểu rõ những giới hạn của kết quả thử nghiệm. Đo và ghi tốc độ gió, hướng gió chính đều đặn trong quá trình thử nghiệm từ thời điểm bắt đầu đến khi kết thúc, mỗi lần đo cách nhau không quá 15 min.

3.3 Bốc hơi nước

3.3.1 Thử nghiệm phải được tiến hành trong khoảng thời gian phù hợp sao cho giảm thiểu ảnh hưởng bốc hơi, như buổi đêm hay vào buổi sáng sớm.

3.3.2 Để giảm thiểu ảnh hưởng của sự bốc hơi từ các ống thu trong quá trình thử, đo và ghi thể tích nước trong mỗi ống thu ngay sau khi đưa ống hứng ra khỏi vùng lấy mẫu. Để hiệu chỉnh thể tích nước thu gom được trong mỗi ống thu do bốc hơi, phải ước lượng thời gian trong đó mỗi ống thu chứa nước, ví dụ: từ thời điểm đầu bắt đầu tính nước trong ống hứng cho đến khi đo lượng nước thu gom được khi kết thúc thử nghiệm.

3.3.3 Để xác định được lượng nước bốc hơi từ ống thu, đặt ít nhất 3 ống thu đối chứng chứa nước thu gom được tại nơi thử nghiệm. Ghi thể tích nước trước và sau mỗi thử nghiệm, và ghi ngày, giờ mỗi ống thu được đặt vào vị trí lấy mẫu và thời điểm ghi chép sau thử nghiệm. Tính mức bốc hơi trung bình từ ống thu đối xứng (E_i) (xem mẫu báo cáo trong phụ lục-A). Kích thước của ống thu đối chứng phải giống như ống thu quy định trong điều 3.1.1. Đặt các ống thu đối chứng ở nơi tiểu khí hậu đặc biệt không bị ảnh hưởng bởi hoạt động của máy tưới. Thông thường, phía trên đầu gió khu vực thử nghiệm.

3.3.4 Có thể áp dụng các biện pháp thích hợp để giảm thiểu lượng nước bốc hơi. Phương pháp này bao gồm việc dùng các chất hạn chế nước bốc hơi hoặc sử dụng ống thu có thiết kế đặc biệt. Ghi các phương pháp sử dụng để chống nước bốc hơi, kể cả loại chất chống nước bay hơi, nếu áp dụng.

3.4 Độ cao

Khi tiến hành thử nghiệm ở độ cao khác so với đặc tính kỹ thuật do nhà chế tạo công bố đối với bộ vòi phun quay. Đo sự khác biệt về độ cao bằng thiết bị đo có độ phân giải ± 0,2 m trên dải đo 50 m. Báo cáo kèm theo sơ đồ biên dạng bố trí dọc theo từng hàng ống thu trên mặt đất và kết quả thử nghiệm, ngoại trừ mặt ruộng bằng phẳng.

...

...

...

4.1 Trước khi thử máy tướ nước, phải xác định rằng bộ vòi phun quay đã được lắp đặt phù hợp với đặc tính kỹ thuật thiết kế, nếu khách hàng không có yêu cầu khác.

4.2 Điều chỉnh và duy trì áp suất nước cấp cho máy tưới trong quá trình thử ổn định trong khoảng ± 5% áp suất thử nghiệm, được thỏa thuận trước giữa khách hàng và đơn vị thử nghiệm. Thiết bị đo áp suất phải có khả năng đo chính xác tới ± 2%. Ghi dữ liệu áp suất thử.

4.3 Vận hành máy tưới nước tại tốc độ đạt được mức tưới trung bình ở độ sâu ống thu không ít hơn 15 mm. trừ khi khách hàng có yêu cầu khác.

4.4 Ghi dữ liệu độ sâu tưới nước bằng cách đo thể tích hoặc khối lượng của nước thu gom trong các ống thu. Hiệu chỉnh bù sự bốc hơi nước như sau: hiệu chỉnh khối lượng (V_i) bằng thể tích nước trong mỗi ống thu hứng gom được (V_Ci) cộng với lượng nước bốc hơi trung bình từ các ống tu đối chứng trong quá trình thử (t_i) trong ống thu chuyên dùng (để báo cáo, xem A.2). Đảm bảo để các phép đo có cấp chính xác đến ± 3% đối với lượng nước trung bình thu gom được.

4.5 Loại bỏ các điểm số liệu không chuẩn xác do dò rỉ, miệng ống thu bị che khuất, hoặc các hiện tượng khác có thể lý giải được trong phân tích độ đồng đều phân phối nước. Đảm bảo số lượng các số liệu bị loại bỏ không vượt quá 3% tổng số các số liệu thực nghiệm. Báo cáo mọi quan sát thu nhận được, ghi dữ liệu các quan sát cùng với nguyên nhân mà chúng bị loại bỏ.

4.6 Loại bỏ, không phân tích các quan sát nằm ngoài bán kính hiệu dụng hoặc chiều dài hiệu dụng của máy tưới.

4.7 Nếu thiết kế bộ vòi phun quay được thiết kế với súng phun, tiến hành thử nghiệm với súng phun vận hành trong cùng chế độ như đối với bộ vòi phun quay. Số vòi phun quay hoặc không quay phải duy trì không đổi trong quá trình thử nghiệm. Nếu có nhu cầu, có thể tiến hành thử nghiệm với súng phun không vận hành để đánh giá độ đồng đều phân bố nước ở điều kiện này.

4.8 Các dữ liệu từ và đến 20% số lượng ống thu trên các phần bên trong của toàn bộ chiều dài của máy tưới quay quanh trục trung tâm có thể phải bị loại bỏ khỏi mép phân tích độ đồng đều phân bố nước nếu được thỏa thuận trước giữa khách hàng và đơn vị thử nghiệm. Không cần đặt ống thu ở phần bên trong máy tưới kiểu quay quanh trục trung tâm, nếu không cần xác định độ đồng đều phân bố nước ở phần này.

5 Tính toán

...

...

...

                          (1)

trong đó:

C_uH là hệ số đồng đều Heerman và Hein;

n    là số ống thu sử dụng trong phân tích số liệu;

i     là số thứ tự được qui định cho ống thu đặc biệt, thông thường bắt đầu là

Ống thu đặt gần tâm quay nhất (l =1) và kết thúc với i = n cho ống thu đặt xa tầm quay nhất;

V_i  là thể tích (hoặc khối lượng hoặc chiều sâu) của nước thu được trong ống thu thứ i;

S_i  là khoảng cách từ tâm quay của trục tới ống thu thứ i;

 là thể tích trung bình (khối lượng hoặc chiều sâu ống thu) của lượng nước thu được, tính bằng công thức sau:

...

...

...

5.2 Hệ số đồng đều phân bố nước của các máy tưới ngang di động được tính bằng công thức Christiansen (2). Các thông số đặc tính kỹ thuật bổ sung có thể được sử dụng để diễn tả độ đồng đều phân bố nước. Người thử nghiệm phải nhận biết rõ các thông số đó, kể cả công thức tính toán áp dụng.

Công thức của Christiansen như sau:

trong đó:

C_uc là hệ số đồng đều christiansen;

n    là số ống thu sử dụng trong phân tích số liệu;

V_i  là thể tích (hoặc khối lượng hoặc chiều sâu) của nước thu được trong ống thu mẫu nước;

 là trung bình số học của thể tích (khối lượng hoặc chiều sâu) nước thu được trong tất cả các ống thu để phân tích số liệu và được tính toán bằng công thức sau:

...

...

...

5.4 Nếu thử nghiệm máy tưới có súng phun, sử dụng quy trình cho trong điều 4.7 để đo hệ số đồng đều khi súng phun hoạt động, và lựa chọn, khi súng phun dừng hoạt động. Để đặc trưng hoạt động của súng phun, ghi gần đúng diện tích của ruộng thủ (Phụ lục A₁) được tưới trong khi súng phun hoạt động và diện tích gần đúng được tưới khi súng phun ngừng hoạt động.

5.5 Vẽ đồ thị chỉ thể tích (hoặc thay thế bằng: khối lượng hay độ sâu ống thu) của nước thu gom được trong mỗi ống thu ứng với khoảng cách từ tâm quay dọc theo đường bên, cùng với các vị trí của tháp và các vòi phun không quay hoặc quay. Vẽ đường cong dữ liệu ứng với mỗi hàng ống thu riêng rẽ.

6 Đánh giá

6.1 Hệ số đồng đều đã tính toán được sẽ được sử dụng như chỉ số hiệu quả của tổ hợp vòi phun quay theo điều kiện đồng ruộng, môi trường, áp suất và biến động áp suất điển hình trong quá trình thử nghiệm. Hệ số đồng đều của bộ vòi phun quay mới có thể được sử dụng để so sánh các kiểu bộ vòi phun quay khác nhau như giá trị tham chiếu cho các máy tưới đã qua sử dụng (sau một thời gian xác định).

6.2 Nếu hệ số đồng đều của máy tưới đã được lắp đặt sai lệch đáng kể so với giá trị quy định theo thiết kế ban đầu, cần phải nghiên cứu khảo sát thêm để xác định nguyên nhân. Hệ số đồng đều nhỏ hơn giá trị thiết kế có thể chỉ ra sự hao mòn, rạn vỡ hoặc xuống cấp của các bộ phận tưới nước.

6.3 Đồ thị về độ sâu của nước tưới dọc theo đường bên có thể giúp để nhận dạng các vấn đề liên quan đến vận hành máy tưới. Các vị trí dọc theo đường bên ở nơi độ sâu của nước trong ống thu 10% cao hơn hay thấp hơn so với giá trị trung bình cần được nghiên cứu lại để xác định nguyên nhân gây nên sự thay đổi đó.

7 Báo cáo kết quả thử nghiệm

Ghi chép các dữ liệu đo được đối với thử nghiệm này theo biểu mẫu giống như hình  thức trình bày dữ liệu chuẩn cho trong A.1 và A.2, và bảng tổng hợp kết quả thử nghiệm cho trong A.3 (xem Phụ lục A). Văn bản hóa và giải thích các cách bố trí đặc biệt giữa khách hàng và đơn vị thử nghiệm. Xác minh, lý giải các số liệu không tương thích trong bảng dữ liệu. Bổ sung thêm kết quả thử nghiệm không quy định trong tiêu chuẩn này, nhưng có thể giúp cho việc mô tả độ đồng đều phân bố nước.

Kích thước tính bằng mét

...

...

...

CHÚ DẪN:

1. Vết bánh xe

2. ngang trục quay quanh trung tâm

3. Tâm quay

4. Dịch bù ống thu

5. Ống hứng thứ i thuộc hàng ống thu thứ j (đặt so le so với hàng liền kề)

6. Khoảng cách giữa các ống thu trong một hàng.

CHÚ THÍCH: Khoảng bù ống hứng gần bằng 1/n khoảng cách ống thu, trong đó n là số hàng ống thu.

a) Điểm tham chiếu đối với S_i (khoảng cách của ống thu thứ I tính từ tâm quay).

...

...

...

Hình 1- Sơ đồ bố trí ống lấy mẫu để xác định phân bố nước của máy tưới quay quanh trục trung tâm

Kích thước tính bằng mét

CHÚ DẪN:

1. Vết bánh xe

2. tưới ngang di động

3. Vị trí tham chiếu cho khoảng cách

4. Dịch bù ống thu

5. Ống hứng thứ i thuộc hàng ống thu thứ j

...

...

...

CHÚ THÍCH: Khoảng bù ống hứng gần bằng 1/n khoảng cách ống hứng, trong đó n là số hàng ống hứng.

^a) Khoảng cách lớn nhất đối với vòi phun: 3m đối với r_w < 10 m; 5m cho r_w ≥ 10 m.

Hình 2- Bố trí ống hứng để xác định sự phân bố nước của máy tưới ngang di động

Trường hợp A: Vòi phun phía trên ngọn cây (l ≥ 2h)

Trường hợp B: Vòi phun phía dưới ngọn cây  (l ≥ 1,25 r_w)

CHÚ DẪN:

1. Đường ống dẫn nước

...

...

...

3. Vật cản (cây)

4. ống thu

r_w  là bán kính ướt

h   là chiều cao vật cản

Hình 3 - Hướng dẫn bố trí ống thu khi có các vật cản (ví dụ: cây trồng) trong quá trình thử

Phụ lục A

(quy định)

Biểu mẫu bảng dữ liệu và báo cáo thử nghiệm

...

...

...

- Nhận dạng phép thử: ……………………………………………………………………

- Địa điểm thử nghiệm: …………………………………………………………………..

Mô tả về máy

- Nhà chế tạo/kiểu máy:…………………………………………………………………..

- Số tháp/trụ đỡ: …………………………………………………………………………..

- Khoảng cách giữa trục quay và tháp/trụ đỡ đầu cuối (xa nhất): …………………..

+ Chiều dài máy tưới bên ngang di động

Phân đoạn 1: ………… mm      Phân đoạn 2: …………. mm       Phân đoạn 3: …………….mm

+ Đường kính của ống nằm ngang

...

...

...

+ Kiểu của tổ hợp vòi tưới………………………………………………………………....

Điều chỉnh áp suất ……….. Có …………… Không có

Vị trí bộ điều chỉnh áp suất: Tham chiếu tới bản vẽ kèm theo

+ Súng phun đặt ở cuối đường ống: Diện tích tưới xấp xỉ khi

- Súng phun không hoạt động ………………………………………………………..ha

- Súng phun hoạt động: ……………………………………………………………….ha

+ Chiều cao danh nghĩa của lỗ thun so với mặt đất: ……………………………… m

+Chiều cao của ống thu mẫu so với mặt đất: ……………………………………… m

Điều kiện vận hành

...

...

...

+ Tốc độ máy:

- Thời gian tiến hành thử nghiệm: ……………………………………………………. h

- Khoảng cách tháp/trụ đỡ đầu cuối đã di chuyển: ………………………………… m

- Trục quay trung tâm tới tháp/trụ đầu cuối: ………………………………………… m/h

- Di động ngang: ……………………………………………………………………….. m/h

- Thời gian gài đặt: ……………………………………………………………………... %

- Khoảng thời gian chu kỳ (Thời gian hoạt động + thời gian không hoạt động): …. s

Tính toán độ bốc hơi trong các ống thu đối chứng

Ống hứng số

...

...

...

Ngày giờ đặt vào chỗ lấy mẫu

Thể tích cuối thử nghiệm

Thời gian ghi dữ liệu ống thu

Thể tích bị hao

Thời gian ống thu lưu giữ nước

Tốc độ bay hơi

ml

h:min

ml

...

...

...

ml

h:min

ml/h

1

...

...

...

2

...

...

...

Tốc độ bốc hơi trung bình, E_i

...

...

...

Bố trí mặt ruộng thử nghiệm

Chỉ vị trí bên trong quá trình thử

...

...

...

Di động ngang

Thông tin về gió

Vẽ sơ đồ véc tơ gió cho mỗi lần đo gió

CHÚ THÍCH: - mỗi vòng tròn tương ứng với 1m/s vòng ngoài cùng ứng với 10 m/s

- Tốc độ gió cực đại theo thỏa thuận khi thử ……………………………………… m/s

- Tốc độ gió trung bình trong thời gian thử ………………………………………..  m/s

Độ cao đặt ống tưới

Vẽ sơ đồ gần đúng độ cao tương đối của bên ngang trong quá trình thử

...

...

...

Khoảng cách dọc theo ống tưới nhánh, m

A.2 Bản kê dữ liệu lấy mẫu cho báo cáo kết quả thử nghiệm

- Loại thử: …………………………………………………………………………….

- Số hàng ống lấy mẫu: ……………………………………………………………..

- Đường kính ống lấy mẫu (D_c) …………………………………………….. ……mm

- Tiết diện miệng ống thu (lấy mẫu) theo danh nghĩa (A_c = 0,785 D^2c) ……...mm^2

- Khoảng cách danh nghĩa giữa các ống thu: ………………………………….. m

- Khoảng cách danh nghĩa giữa hàng ống thu: ………………………………… m

- Hiệu chỉnh dịch bù:……………………………………………………………….. m

...

...

...

Thứ tự ống thu N_o

Chỉ số dữ liệu bị loại bỏ ^a

Khoảng cách từ ống thu đến trục quay quanh tâm ^b
S_i

Thời gian ước lượng ống thu lần đầu nằm vào dải mẫu nước

Thời gian đo thể tích nước trong ống thu

Thời gian ống thu chứa nước

t_i

Thể tích nước Thu gom được

V_Ci

Thể tích nước hứng đã hiệu chỉnh ^cV_i

Mức nước tưới ^d




D_i

...

...

...

i

m

h:min

h: min

h

ml

ml

mm

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

a) Đánh dấu nếu số liệu bị loại bỏ (xem điều 4.5)

b) Bỏ cột này đối với hệ thống tưới ngang di động

c) Thể tích hiệu chỉnh bằng thể tích thu được trong mỗi ống thu cộng với lượng nước bốc hơi trung bình trong các ống thu mẫu đối chứng trong thời gian (t₁) nước ở trong ống lấy mẫu theo quy định;

                  V_i = V_ci + E₁ . t_i

...

...

...

e) Tích khoảng cách và thể tích chỉ dùng để tính toán hệ số đồng đều của máy quay quanh trục trung tâm.

A.3 Bảng kê tóm tắt thử nghiệm

+ Nhận dạng thử nghiệm: ………………………………………………………………

+ Bán kính ướt của vòi phun quay hoặc không quay (2.10): …………………….. m

Máy tưới quay quanh trục trung tâm

- Khoảng cách từ tâm quay đến vòi phun đầu cuối:……………………………….. m

- Bán kính hiệu dụng (2.8) ……………………………………………………………. m

Máy tưới ngang di động

- Khoảng cách giữa 2 vòi phun xa nhất: …………………………………………….. m

...

...

...

- Chiều dài hiệu dụng (2.9) : …………………………………………………………... m

- Số ống thu đã lắp đặt: ……………………………………………………………………

- Số ống thu được sử dụng để phân tích (n)……………………………………………

- Phần trăm ống lấy mẫu bị loại khỏi phép phân tích ………………………………… %

- Nguyên nhân loại bỏ ……………………………………………………………………

Trung bình được hiệu chỉnh (theo trọng số)

Hàng ống thu mẫu nước

...

...

...

1

2

3

4

Tổng hoặc liên hợp

a) Máy tưới quay quanh trục trung tâm

Tổng thể tích (khối lượng hoặc độ sâu)

=

-

...

...

...

-

-

-

Tổng chiều dài

=

-

-

-

-

...

...

...

Thể tích đã hiệu chỉnh (khối lượng hoặc chiều dài)

=

-

-

-

-

-

Hệ thống đồng đều

...

...

...

-

-

-

-

b) Máy tưới ngang di động

Thể tích đã hiệu chỉnh (khối lượng hoặc chiều dài)

-

-

...

...

...

-

-

Hệ số đồng đều

=

-

-

-

-

-

...

...

...

MỤC LỤC

Lời nói đầu

1 Phạm vi áp dụng

2 Thuật ngữ và định nghĩa

3 Trang thiết bị và điều kiện thử

3.1 Ống thu

3.2 Gió

3.3 Bốc hơi nước

3.4 Độ cao

...

...

...

5 Tính toán

6 Đánh giá

7 Báo cáo kết quả thử nghiệm

Phụ lục A (quy định) Biểu mẫu bảng dữ liệu và báo cáo thử nghiệm