2.1 Ciśnienie statyczne i dynamiczne - jakie ciśnienie do nawadniania

2. Podstawy hydrauliki w systemie nawadniającym  

 2.1 Ciśnienie statyczne i dynamiczne

Przystępując do projektowania systemu nawadniającego warto zapoznać się z podstawowymi zasadami hydrauliki, która jest dziedziną nauki zajmującą się efektami działania wody i innych płynów w ruchu.

Skupimy się również na charakterystyce wody w ruchu i spoczynku a także powiązaniami między ciśnieniem, przepływem i prędkością w rurociągach. Zanim odpowiem wam na pytanie jakie jest wymagane ciśnienie do nawadniania czy jakie ciśnienie należy uzyskać do prawidłowej pracy zraszacza skupmy się na faktach i na królowej nauk, czyli matematyce :)

 Woda przybiera kształt naczynia, w którym się znajduje

Hydrostatyka- dotyczy właściwości cieczy w spoczynku

Hydrodynamika- dotyczy właściwości wody ( i innych cieczy) w ruchu. Wykonywanie instalacji nawadniającej wiąże ze sobą konieczność doprowadzenia danej ilości wody pod odpowiednim ciśnieniem w określone miejsce.

Ciśnienie wody- wielkość fizyczna określająca nacisk cieczy na dowolną powierzchnię. Jednostką ciśnienia w układzie SI jest Pascal (pa), ale również atmosfera (atm), bar.

Ciśnienie:

Ciśnienie wody można uzyskać za pomocą:
- wieży ciśnień (różnica poziomów)
- pompy podnoszące ciśnienie ( mechaniczne wymuszenie ruchu wody)

Ciśnienie statyczne- określane tylko w odniesieniu do wody w zamkniętym obiegu, w spoczynku. Określane jest przy pomocy ciężaru słupa wody 1m= 9,79 kPa. Na podane ciśnienie nie ma wpływu ani rozmiar ani długość rury. Zmienne ciśnienie wynika tylko i wyłącznie z różnic wysokości. Każdy dodatkowy metr zwiększa ciśnienie, natomiast każdy odjęty zmienia je o 0,1 bar.

Informacji na temat ciśnienia statycznego możemy zasięgnąć w odpowiednich instytucjach związanych z zasilaniem wodnym. Kolejną możliwością jest użycie ciśnieniomierza, który w każdym punkcie instalacji wskaże odpowiednią wartość

Posiadając już informację na temat ciśnienia statycznego instalacji możemy przejść do przeliczenia jego wydajności na podstawie przedstawionej poniżej tabeli

Tabela: Przybliżone wartości wydatków w zależności od ciśnienia statycznego, rozmiaru wodomierza oraz średnice rury zasilającej. Pobrane z poradnika instalatorskiego DRAGO

Ciśnienie dynamiczne- Inaczej zwane ciśnieniem pracy. Wartość ciśnienia wody w określonym punkcie systemu przy danej ilości wody przepływającej przez ten punkt. Jego wahania są głównie spowodowane ilością wody przepływającej przez rury. Proporcjonalnie, im większy przepływ rury tym większe straty ciśnienia. Im większa średnica tym większy maksymalny przepływ wody przy niezmienionych parametrach wody. W przypadku ciśnienia dynamicznego, które pojawia się po odkręceniu zaworu zasilającego wpływ na jego spadki ma tarcie. Straty związane z tarciem są obserwowane na każdym elemencie systemu. Mają też wpływ zawory, kształtki, złączki czy liczniki.

W porównaniu do ciśnienia statycznego, dynamiczne może być całkowicie inne na każdym odcinku rurociągu w zależności od wysokości oaz strat spowodowanych tarciem.

Określono cztery czynniki mające wpływ na straty związane z tarciem:
- porowatość ścian wewnętrznych rury
- prędkość przepływu rury
- średnica wewnętrzna rury
- długość instalacji rurociągowej

W związku z występowaniem strat ciśnienia producenci ustalili limit prędkości wody w systemie nawadniającym na poziomie 1,5 m/s. Jest to optymalna prędkość wody, przy której system będzie działał sprawnie a zjawisko tarcie będzie optymalne. Dodatkowo nie narażamy przy tym naszej instalacji na zbyt duże uderzenia hydrauliczne mające często zabójczy wpływ na elementy hydrauliczne.