Cách tính lượng đường ống và cỡ ống cho hệ thống tưới

Hai câu hỏi phải trả lời trước khi mua ống

Làm hệ thống tưới, ai cũng gặp hai câu hỏi: cần bao nhiêu mét ống, và ống to cỡ nào. Hai câu này không trả lời bằng cảm giác mà bằng hai phép tính: phép tính lưu lượng để chọn cỡ ống, và phép tính chiều dài tuyến để ra số mét ống cần mua. Bài này đi theo đúng thứ tự đó, kèm một ví dụ số cụ thể.

1. Cơ sở khoa học: nước chảy trong ống tuân theo phương trình liên tục

Lưu lượng qua một ống được tính bằng diện tích lòng ống nhân vận tốc nước:

Q = A × v, trong đó Q là lưu lượng (m³/s), A là diện tích lòng ống (m²), v là vận tốc nước (m/s).

Với ống tròn: A = π × D² / 4, D là đường kính trong. Đây là chỗ nhiều người tính sai: dùng đường kính ngoài để tính thì lưu lượng ra cao hơn thực tế, vì thành ống dày chiếm mất phần lòng. Ống HDPE Ø63 dày 3,8 mm có lòng thật 55,4 mm, nhỏ hơn đường kính ngoài gần 8 mm.

Vận tốc nước là biến chọn được. Chọn thấp thì ống to, tốn tiền ống; chọn cao thì ống nhỏ nhưng tổn thất áp lớn, cuối tuyến yếu và dễ sinh va đập thuỷ lực khi đóng van. Khoảng vận tốc dùng trong thực tế:

2. Tính số mét ống: đo tuyến, cộng dự phòng

Chiều dài ống mua luôn lớn hơn chiều dài đo trên bản vẽ, vì đường ống không đi thẳng tuyệt đối và mối nối cần dư để cắt lại. Cách tính thực dụng:

• Ống nhánh: chiều dài một hàng × số hàng. Hàng cách 4 m thì vườn 50 m × 40 m có 10 hàng, mỗi hàng 50 m, tổng 500 m.
• Ống chính: đo từ nguồn nước tới đầu mỗi khu tưới. Vườn trên tính 100 m.
• Dự phòng: cộng 5 – 7% cho ống nhánh và 10% cho ống chính, dùng cho chỗ vòng qua gốc cây, chỗ nối, chỗ cắt hỏng.
• Phụ kiện: mỗi hàng cần 1 tê hoặc 1 khởi thủy, mỗi đầu tuyến cần 1 nút bít. Đếm theo số hàng, không mua theo cảm tính.

Ví dụ trên: 500 m ống nhánh + 7% = 535 m; 100 m ống chính + 10% = 110 m. Mua cuộn 100 m thì lấy 6 cuộn nhánh và 1 cuộn chính 100 m cộng thêm đoạn lẻ.

3. Tính lưu lượng để chọn cỡ ống chính

Tổng lưu lượng bằng số điểm tưới nhân lưu lượng mỗi điểm:

Q tổng = số béc × lưu lượng mỗi béc. Béc 8 tia khoảng 70 L/h, nhỏ giọt 2 – 4 L/h, phun mưa 55 – 135 L/h.

Ví dụ vườn 2.000 m² dùng 300 béc loại 70 L/h: Q = 300 × 70 = 21.000 L/h = 21 m³/h. Tra bảng dưới, ống Ø63 (lòng 55,4 mm) ở vận tốc 1,2 m/s chỉ tải 10.413 L/h, hụt một nửa. Phải lên Ø90 (lòng 79,2 mm) mới tải được 21.280 L/h, hoặc chia làm 2 tuyến chính Ø63 chạy song song.

Nguyên tắc an toàn: số béc nên gắn chỉ lấy 80% con số tối đa, phần dư để bù cho co, tê, van và lúc bơm yếu.

4. Kiểm tra tổn thất áp: đừng để cuối tuyến khô

Nước chảy càng nhanh và tuyến càng dài thì áp càng mất. Tổn thất dọc tuyến tính theo công thức thực nghiệm Hazen – Williams:

h_f = 10,67 × L × Q^1,852 / (C^1,852 × D^4,87), trong đó h_f là tổn thất (m), L là chiều dài tuyến (m), Q là lưu lượng (m³/s), D là đường kính trong (m), C là hệ số nhám (khoảng 150 với ống nhựa mới, 140 với ống dùng lâu có cặn).

Điều đáng chú ý trong công thức: chiều dài nằm ở bậc 1, lưu lượng ở bậc 1,852, còn đường kính ở bậc 4,87. Nghĩa là tăng đường kính lên một cấp giảm tổn thất mạnh hơn nhiều so với mọi cách khác. Đó là lý do tuyến dài nên lên ống to thay vì mua bơm khoẻ hơn.

Áp còn lại ở cuối tuyến = cột áp bơm trừ tổn thất dọc tuyến và trừ tổn thất cục bộ ở co, tê, van (thường cộng thêm 10 – 20%). Áp còn lại phải đủ cho béc phun đúng lưu lượng thiết kế, nếu không béc đầu tuyến phun mạnh, béc cuối tuyến chỉ rỉ.

5. Tính ngược từ máy bơm

Cách nhanh nhất để khỏi tính sai là làm ngược: lấy lưu lượng và cột áp của bơm đang có, rồi xem ống và số béc nào khớp. Bơm MARO SP-1500 có lưu lượng tối đa 480 L/phút (28,8 m³/h) và cột áp tối đa 32 m; chạy bền nên lấy khoảng 60 – 65% cột áp max, tức 20 m. Với 20 m cột áp và 480 L/phút, ống Ø63 tải đủ lưu lượng bơm, còn số béc 70 L/h gắn được khoảng 480 × 0,8 / 70 ≈ 5 béc cho mỗi tuyến nhánh tính theo bơm, và nhiều tuyến hơn nếu chia nhánh.

6. Dùng công cụ tính miễn phí thay cho việc tự bấm máy tính

Toàn bộ phần tính ở trên đã được làm sẵn thành công cụ trên web: chọn cỡ ống, vận tốc, lưu lượng mỗi béc, chiều dài tuyến và model máy bơm MARO, công cụ ra ngay lưu lượng ống tải được, số béc nên gắn, tổn thất áp cả tuyến và cột áp còn lại cuối tuyến.

Mở công cụ tính lưu lượng ống tưới (miễn phí)

Công cụ dùng đúng hai công thức trong bài: phương trình liên tục để ra lưu lượng, Hazen – Williams để ra tổn thất áp. Kết quả dùng để chọn nhanh cỡ ống và số béc; công trình lớn hoặc tuyến phức tạp vẫn nên có bản vẽ và tính chi tiết.

7. Bảng vật tư dùng cho bài tính này

• Ống HDPE TN
• Ống HDPE HAANTEK PN10
• Ống HDPE 100 sọc xanh Đạt Hòa
• Ống uPVC Đạt Hòa
• Ống LDPE 8mm 5/8 chuyên phun sương, khí nén PN12.5 ĐEN
• Ống LDPE 16mm (12/16) HAANTEK PN8 chuyên phun sương, khí nén nhà màng
• Lọc đĩa Y60 28
• Máy bơm MARO

Xem thêm

• PN là gì? Bảng áp lực ống PN6 – PN8 – PN10 – PN16
• 1 cuộn ống LDPE 200m nặng bao nhiêu kg?
• Bảng quy cách ống LDPE – HDPE và cách đọc ký hiệu 20×1.2
• Chọn đường kính ống theo lưu lượng và chiều dài tuyến
• Cách tính cột áp và chọn máy bơm cho hệ thống tưới

Từ khoá sản phẩm

#tínhốngtưới #lưulượngống #cỡống #hazenwilliams #mábơm #vattunongnghiep #TướiKiếnToàn