Relações entre características geométricas de gotejadores e dinâmica de obstrução

• Autor(a) principal: Lavanholi, Rogério
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11152/tde-13092019-162110/
• topic: Anti-clogging performance; Características de escoamento; Deposição de partículas; Deposition of particles; Desempenho antiobstrução; Flow characteristics; Irrigação localizada; Micro irrigation; Partículas sólidas; Solid particles

A obstrução de natureza física é ocasionada por partículas sólidas presentes em suspensão na água de irrigação e tem sido apontada como a mais comum entre os tipos de obstrução. A suscetibilidade dos gotejadores a problemas de obstrução é influenciada pela qualidade da água e por características geométricas do canal de escoamento do gotejador. Normalmente locais com baixa velocidade de escoamento, como as regiões de estagnação de fluxo e o centro de vórtices, proporcionam baixa capacidade de sustentação das partículas, o que favorece a sedimentação e acúmulo de sedimentos no canal, favorecendo a obstrução do emissor. Este trabalho teve como objetivo investigar a relação entre características geométricas de gotejadores e as características de escoamento no labirinto com seu desempenho hidráulico e a dinâmica da obstrução causada por partículas sólidas, a fim de adquirir fundamentos para suporte ao aprimoramento de geometrias de labirintos de emissores. Para isso foram projetados, desenvolvidos e avaliados dois grupos de protótipos de labirintos com características construtivas que conduzem a condições de escoamento distintas. No primeiro grupo os labirintos apresentaram escoamento uniforme (EU) apresentando geometria e características de escoamento que minimizam zonas de vórtice, comparando canais com diferentes seções de escoamento e ângulos de defletores. No segundo, os labirintos foram desenvolvidos para favorecer a formação de vórtices bem desenvolvidos (EV) por meio de alterações na altura dos defletores e na largura do canal. Alterações nos parâmetros construtivos dos labirintos resultaram em variações significativas na magnitude da perda de carga e no expoente de fluxo dos labirintos. Os emissores com características geométricas que favoreceram a formação de vórtices bem desenvolvidos apresentaram maior potencial de perda de carga e menores expoente de fluxo comparado aos emissores que permitem escoamento com características mais uniformes no canal. Em relação ao desempenho antiobstrução observou-se que a seção do canal foi um fator limitante, sendo que para ambas as etapas, emissores com largura de canal inferior a 0,8 mm, foram obstruídos rapidamente por partículas relativamente grandes. Por outro lado, os emissores com largura de canal igual ou superior a 1,0 mm não foram sensíveis à obstrução. Os resultados indicaram que a adoção dos vórtices bem desenvolvidos nos labirintos é benéfica do ponto de vista de desempenho hidráulico e antiobstrução pois permite a construção de labirintos com canais mais largos e mais curtos, além de não favorecerem a sedimentação de partículas ao longo do canal nas condições estudadas.