Как долго работать ударному разбрызгивателю на 1 дюйм воды?

Большинство ударных спринклеров необходимо эксплуатировать в течение примерно от 1,5 до 4 часов, чтобы доставить 1 дюйм воды , в зависимости от размера сопла, рабочего давления и площади, которую покрывает каждая головка. Стандартному ударному спринклеру в жилых домах с соплом диаметром 5/32 дюйма, работающему при давлении 30 фунтов на квадратный дюйм и охватывающему радиус 30 футов, обычно требуется от 2 до 2,5 часов, чтобы равномерно нанести 1 дюйм по всей зоне покрытия. Тем не менее, единственный надежный способ узнать точное время работы — это измерить фактическую норму осадков вашего разбрызгивателя с помощью улавливающих канистр, поскольку размер сопла, давление, настройка дуги и расстояние между головками — все это значительно увеличивает это число в любом направлении.

Почему время выполнения так сильно различается между Ударные спринклеры

Люди ожидают здесь однозначного ответа, но спринклеры ударного типа охватывают огромный диапазон размеров форсунок, номинальных давлений и площадей покрытия. Небольшой пластиковый ударный разбрызгиватель на садовом шланге при давлении 20 фунтов на квадратный дюйм и большой латунный ударный спринклер для сельского хозяйства при давлении 60 фунтов на квадратный дюйм оба являются «разбрызгивателями ударного действия», но их скорость орошения различается в 10 или более раз. Понимание того, какие переменные контролируют время выполнения, дает вам возможность точно рассчитать его, а не гадать.

Размер сопла и скорость потока

Диаметр сопла является важнейшим фактором, определяющим скорость подачи воды. Распространенные спринклерные форсунки ударного действия в жилых домах имеют диаметр от 3/32 до 7/32 дюйма. Сопло 3/32 дюйма при давлении 30 фунтов на квадратный дюйм расходует примерно от 1,0 до 1,3 галлона в минуту (галлонов в минуту), а сопло 7/32 дюйма при том же давлении обеспечивает расход от 3,5 до 4,5 галлонов в минуту. Больший поток не означает автоматически более быстрое покрытие — это полностью зависит от того, насколько велика площадь, по которой распространяется вода.

Сельскохозяйственные спринклеры ударного действия, предназначенные для орошения полей, могут иметь диаметр сопла 1/4 дюйма или больше, а скорость потока превышает 10 галлонов в минуту при более высоких давлениях. Эти головки выбрасывают воду на высоту от 50 до 80 футов и более, покрывая огромные площади, поэтому, несмотря на сильный поток, количество осадков на квадратный фут остается скромным.

Рабочее давление

Более высокое давление увеличивает как скорость потока, так и расстояние выброса. Если давление значительно превышает номинальный рабочий диапазон насадки, струя распадается на мелкий туман, а не на последовательную дугу — это означает, что вода уносится ветром, а не оседает там, где вы намереваетесь. Большинство спринклеров ударного действия в жилых домах работают лучше всего между 25 и 50 фунтов на квадратный дюйм . Выход за пределы этого диапазона приводит к изменению эффективной нормы полива, даже если установлена ​​та же форсунка.

Зона покрытия и настройка дуги

Спринклер, рассчитанный на покрытие полного круга в 360 градусов, распределяет поток по гораздо большей площади, чем спринклер, который покрывает дугу в 90 градусов. То же сопло и давление, обеспечивающее расход 3 галлона в минуту по полному кругу радиусом 30 футов, покрывает примерно 2827 квадратных футов, а в четверти круга оно покрывает всего около 707 квадратных футов. Таким образом, интенсивность осадков на четверти круга равна в четыре раза выше за то же время работы. Игнорирование настроек дуги при расчете времени работы может привести к серьезному чрезмерному или недостаточному поливу.

Расстояние между головками и перекрытие

В системе с несколькими головками головки располагаются так, чтобы перекрывать зоны покрытия друг друга — этот принцип проектирования называется расстоянием между головами. Перекрытие является преднамеренным, поскольку ни один спринклер ударного действия не распределяет воду идеально равномерно; осадки всегда тяжелее возле разбрызгивателя и легче по периметру. Когда головки перекрываются правильно, совокупная норма осадков на квадратный фут выше, чем можно было бы предположить при использовании только одной головки. Вот почему время работы зоны с несколькими головками часто короче, чем предсказывают расчеты с одной головкой.

Объяснение формулы нормы осадков

Скорость осадков выражается в дюймах в час (дюйм/ч) и показывает, насколько быстро вода накапливается на земле. Зная интенсивность осадков, рассчитать время пробега будет несложно:

Время работы (часы) = заданная глубина (дюймы) ÷ скорость осадков (дюймы/час)

Чтобы достичь уровня воды в 1 дюйм, разбрызгивателю со скоростью осадков 0,5 дюйма в час требуется 2 часа. Человеку со скоростью 0,33 дюйма в час требуется 3 часа. Для работы со скоростью 0,25 дюймов в час требуется 4 часа.

Стандартная формула для расчета нормы осадков на основе характеристик спринклера:

Скорость осадков (дюймы в час) = (96,25 × галлоны в минуту) ÷ Площадь (кв. футы)

Константа 96,25 преобразует галлоны в минуту в дюймы в час в заданных квадратных футах. Например: одиночный спринклер ударного действия с расходом 2,5 галлона в минуту и охватывающий полный круг радиусом 30 футов (площадь = π × 30² ≈ 2827 кв. футов):

Скорость осадков = (96,25 × 2,5) ÷ 2827 = 240,6 ÷ 2827 ≈ 0,085 дюймов в час

При такой скорости достижение 1 дюйма воды займет почти 12 часов, что иллюстрирует, почему ударные дождеватели с большим радиусом действия обычно используются в сельскохозяйственных условиях, где более длительное время работы является нормальным, или почему несколько головок объединены в зоны для создания приемлемой нормы осадков по полю.

Типичное время работы в зависимости от типа и настройки спринклера

В следующей таблице представлены наиболее распространенные конфигурации ударных спринклеров с реалистичной расчетной нормой осадков и соответствующим временем работы для подачи 1 дюйма воды. Эти цифры предполагают стабильное давление и дугу полного круга, если не указано иное.

Из таблицы ясно видно, что ударные спринклеры с одной головкой полного круга, работающие в радиусе от 30 до 60 футов, по своей сути медленно наращивают глубину воды — часто менее 0,1 дюйма в час. Это ожидаемое поведение, а не неисправность. Вот почему графики сельскохозяйственного орошения обычно предусматривают циклы работы от 12 до 24 часов, а не от 20 до 45 минут, типичные для зон с выдвижной распылительной головкой.

Как измерить фактическую норму осадков вашего ударного спринклера

Расчетные оценки являются полезной отправной точкой, но прямые измерения всегда более точны. Давление воды в нагруднике для шланга может отличаться от того, что вы думаете, форсунки со временем изнашиваются, а условия ветра влияют на фактическое распределение. Проверка банки с уловом занимает около 30 минут и дает вам реальные цифры для планирования.

Что вам нужно

• От 6 до 12 контейнеров с прямыми стенками и одинаковыми отверстиями — банки из-под тунца, консервы для кошачьего корма или консервные банки для улова — все подойдет. Диаметр отверстия должен быть одинаковым для всех банок.
• Линейка или дождемер с отметками с шагом 1/8 дюйма.
• Таймер.

Процедура испытания

1. Разместите банки в виде сетки по всей зоне покрытия разбрызгивателя — включая места рядом с разбрызгивателем, в середине и по периметру.
2. Включите разбрызгиватель ровно на 30 минут.
3. Измерьте глубину воды в каждой банке с помощью линейки. Записывайте каждое чтение.
4. Усредните все показания.
5. Умножьте среднее значение за 30 минут на 2, чтобы получить скорость осадков в дюймах в час.
6. Разделите 1 дюйм на эту почасовую ставку, чтобы найти время работы в часах.

Пример: Ваши банки собрали в среднем 0,15 дюйма за 30 минут. Это 0,30 дюйма в час. Чтобы доставить 1 дюйм: 1 ÷ 0,30 = 3 часа 20 минут .

Тест на ловушку также показывает равномерность распределения: если за один и тот же 30-минутный запуск некоторые банки собрали 0,05 дюйма, а другие 0,30 дюйма, покрытие вашего разбрызгивателя неравномерное, и может потребоваться корректировка расстояния или положения головки, прежде чем расчеты времени работы станут значимыми.

Сколько воды на самом деле нужно газону и саду

Правило «1 дюйм в неделю» для газонов широко цитируется, но это скорее отправная точка, чем фиксированная цель. Фактическая потребность в воде зависит от типа травы, почвы, климата и сезона. Знание того, как долго будет работать ваш ударный спринклер, будет иметь значение только в том случае, если вы знаете, сколько воды действительно нужно вашим растениям.

Требования к газонной траве по типам

• Травы прохладного сезона (Мятлик Кентуккийский, овсяница высокая, райграс): обычно в разгар лета требуется от 1,0 до 1,5 дюймов в неделю. В сильную жару они переходят в полуспячку и могут переносить короткие засушливые периоды.
• Травы теплого сезона (Бермудские острова, зойсия, Св. Августин, многоножка): требуется от 0,5 до 1,25 дюймов в неделю, но после приживления они становятся более устойчивыми к засухе. Бермудским островам в пик летней жары может потребоваться до 1,5 дюймов в неделю.
• Коренные и маловодные травы (трава буйвола, голубая грама): после укоренения часто требуется всего от 0,25 до 0,5 дюймов в неделю или меньше.

Овощным садам обычно требуется от 1 до 2 дюймов в неделю, при этом фруктовые культуры, такие как помидоры и перец, находятся на более высоком уровне. Деревья и кустарники обычно нуждаются в глубоком и нечастом поливе, а не в легких и частых поливах — от 2 до 3 дюймов каждые 7–14 дней подходит большинству укоренившихся древесных растений гораздо лучше, чем 1 дюйм каждую неделю.

Как тип почвы влияет на частоту полива

Песчаные почвы быстро истощаются — вода проходит через корневую зону за часы, а не за дни. Дюйм воды на песчаной почве может смочить только верхние 6 дюймов и стечь ниже глубины корней в течение 24 часов, что требует более частого внесения. Глинистые почвы удерживают воду гораздо дольше, но поглощают ее медленно, что создает проблему стока, когда скорость орошения превышает инфильтрационную способность.

Спринклеры ударного действия с их более низкой скоростью полива (часто ниже 0,5 дюйма в час при работе по полному кругу) на самом деле хорошо подходят для глинистых почв именно потому, что они подают воду достаточно медленно, чтобы почва впитала ее. Выдвижные распылительные головки с более быстрым применением на глинистых почвах часто производят видимый сток еще до того, как зона завершает свой цикл.

Цикл и замачивание: эффективная эксплуатация ударных спринклеров на проблемных почвах

На склонах или уплотненных почвах, где даже низкий уровень осадков вызывает сток, метод цикла и впитывания распределяет необходимое время работы на несколько более коротких сеансов с периодами отдыха между ними. Вместо того, чтобы эксплуатировать зону в течение 3 часов подряд, вы можете запустить ее на 45 минут, подождать от 60 до 90 минут, пока вода проникнет, а затем запустить ее снова — повторяя это до тех пор, пока не будет достигнута общая целевая глубина.

Этот подход реже требуется для ударных спринклеров, чем для распылительных насадок, поскольку ударные спринклеры уже подают воду медленно. Однако на сильно уплотненном дерне или тяжелой глине с уклоном более 5% даже 0,1 дюйма/час может превысить скорость инфильтрации. В таких ситуациях три 45-минутных цикла с 60-минутными периодами выдержки дают лучшие результаты, чем один 2,25-часовой забег.

Корректировка времени работы с учетом суммарного испарения и погоды

Эвапотранспирация (ЭТ) – это совокупная потеря воды в результате испарения почвы и транспирации растений. Ставки ET публикуются ежедневно или еженедельно большинством государственных служб распространения сельскохозяйственных знаний и метеостанций в Соединенных Штатах, и аналогичные ресурсы существуют в большинстве стран с активным сельскохозяйственным сектором. Соответствие глубины орошения ET, а не фиксированной цели, предотвращает как недостаточный, так и чрезмерный полив.

В середине лета в жарком и сухом климате (Аризона, Невада, внутренняя Калифорния) суточная ET для газонной травы может достигать От 0,3 до 0,4 дюйма в день — это означает, что газону может потребоваться от 2 до 2,8 дюймов в неделю, чтобы он продолжал активно расти. В умеренном климате весной и осенью ЕТ падает до 0,05–0,15 дюймов в день, что означает, что достаточно 0,35–1,05 дюймов в неделю.

Прежде чем рассчитывать время полива, вычтите любое количество осадков, полученных в течение недели, из целевого показателя орошения. Выпадение дождя толщиной 0,5 дюйма в течение недели означает, что вам нужно применить только дополнительные 0,5 дюйма (для еженедельной цели в 1 дюйм), что вдвое сократит необходимое время работы на этой неделе. Установка датчика дождя, который автоматически прерывает запланированные циклы орошения при значительном выпадении дождя, является одной из самых простых и эффективных модернизаций любой спринклерной системы ударного действия.

Практические примеры выполнения для распространенных сценариев

Перевод математических расчетов в реальное планирование помогает сделать это конкретным. Следующие сценарии охватывают ситуации, с которыми сталкивается большинство людей.

Сценарий 1: Разбрызгиватель одинарного действия на шланге, небольшой газон

У вас есть один пластиковый разбрызгиватель ударного действия на садовом шланге, который покрывает круг радиусом примерно 25 футов на лужайке перед домом площадью 1500 квадратных футов. При давлении 30 фунтов на квадратный дюйм через сопло диаметром 1/8 дюйма расход составляет около 1,5 галлонов в минуту. Скорость осадков: (96,25 × 1,5) ÷ (π × 25²) = 144,4 ÷ 1963 ≈ 0,074 дюйма в час. Чтобы доставить 1 дюйм: 1 ÷ 0,074 ≈ 13,5 часов . Поскольку это один сеанс, большинство людей делят его на два или три дня — примерно 4,5 часа на сеанс, три раза в неделю — чтобы достичь еженедельной цели в 1 дюйм.

Сценарий 2: Зона жилой системы с четырьмя головками

Зона заднего двора оснащена четырьмя латунными спринклерными головками ударного действия, каждая с соплом диаметром 5/32 дюйма при давлении 35 фунтов на квадратный дюйм и дальностью 30 футов. Они расположены на квадратной сетке, обеспечивая прямой обзор. Каждая головка пропускает 2,8 галлона в минуту. После проведения проверки ловушки вы обнаружите, что средняя глубина сбора за 30 минут составляет 0,18 дюйма, что дает скорость осадков 0,36 дюйма в час. Время работы на 1 дюйм: 1 ÷ 0,36 ≈ 2 часа 47 минут . Типичный график может включать эту зону по 90 минут два раза в неделю, чтобы получить в общей сложности 1,08 дюйма.

Сценарий 3: Сельскохозяйственное поле с латунными ударными спринклерами с большим ходом хода

На овощном поле площадью 5 акров используются большие латунные ударные разбрызгиватели, расположенные на расстоянии 60 футов друг от друга по треугольной схеме при давлении 55 фунтов на квадратный дюйм. Каждый разбрызгиватель покрывает радиус полного круга 55 футов и имеет расход 8 галлонов в минуту. Уловители показывают среднюю глубину 0,05 дюйма за 30 минут — скорость осадков 0,10 дюйма в час. Чтобы доставить 1 дюйм по полю: 1 ÷ 0,10 = 10 часов . Это типично для сельскохозяйственного орошения, поэтому полевые системы часто работают в течение ночи или нескольких дней между поливами.

Факторы, снижающие фактическую эффективность подачи воды

Даже если вы правильно рассчитаете время работы, несколько реальных факторов означают, что не вся подаваемая вода действительно достигает корней растений с запланированной скоростью.

• Ветер: Ветер со скоростью более 10 миль в час существенно искажает схему покрытия ударных спринклеров, унося мелкие капли за пределы цели. Полив в ранние утренние часы — обычно в самое спокойное время дня — снижает потери, связанные с ветром. По некоторым оценкам, ветер может снизить эффективность распределения электроэнергии на 15–30% в незащищенных местах.
• Испарение во время нанесения: При поливе во время пика дневной жары (с 10:00 до 16:00) от 10 до 20% внесенной воды теряется из-за испарения, прежде чем она попадет в почву. Полив ранним утром, когда температура ниже, а влажность выше, минимизирует эти потери.
• Сток: На склонах или уплотненной почве вода, стекающая с целевой площади перед проникновением, снижает эффективную глубину внесения ниже той, которую предполагает норма осадков.
• Равномерность распределения: Большинство ударных спринклеров имеют равномерность распределения (DU) от 60 до 80% в идеальных условиях. Это означает, что некоторые районы получают значительно больше воды, чем в среднем, а другие — значительно меньше. Чтобы гарантировать, что самое засушливое место получит целевую глубину, среднее количество внесения должно превышать целевое значение, а это означает, что скорректированное время работы часто оказывается неудовлетворительным. на 10–25 % дольше чем предполагает простой расчет нормы осадков.

Применение поправочного коэффициента эффективности от 0,75 до 0,85 является практическим подходом для целей планирования. Если в ваших расчетах указано, что на доставку 1 дюйма требуется 3 часа, запланируйте от 3,5 до 4 часов, чтобы учесть реальные потери и неравномерность.

Лучшее время суток для запуска ударных спринклеров

Раннее утро — с 4 до 9 утра — всегда является лучшим временем для запуска оросителей ударного действия. В этот час скорость ветра обычно минимальна за день, температура ниже (уменьшается испарение), а полив в последующие дневные часы дает листве время высохнуть до наступления темноты. Влажная листва, оставшаяся на ночь, создает благоприятные условия для развития грибковых заболеваний, включая мучнистую росу, долларовую пятнистость и коричневую пятнистость на газонных травах.

Для сельскохозяйственных применений, где время работы увеличивается до 10 или 12 часов, системы обычно запускаются вечером, работают всю ночь и завершают свой цикл рано утром. Это фиксирует окно слабого ветра и низкого испарения и позволяет избежать конфликтов с дневными полевыми работами.

Летом избегайте использования ударных разбрызгивателей в середине дня. Помимо потерь на испарение, распыление под высоким давлением из ударных спринклеров под прямыми интенсивными солнечными лучами может вызвать локальное увеличение листьев некоторых растений в редких условиях - хотя это гораздо реже встречается у ударных разбрызгивателей, чем у капельных излучателей мелкого тумана. Практическая проблема больше связана с эффективностью: вода, подаваемая в полдень при температуре 95°F в сухом климате, может потерять от 20 до 30% испарению еще до того, как он достигнет поверхности почвы.

Краткий справочник: логика калькулятора времени выполнения

Если вы хотите рассчитать время работы самостоятельно без специального инструмента, вот полный процесс:

1. Найдите галлон в минуту вашего разбрызгивателя из спецификации производителя (или измерьте его, определив, сколько времени потребуется для заполнения 5-галлонного ведра из разобранной головки при рабочем давлении).
2. Рассчитайте охватываемую площадь: для полного круга Площадь = π × радиус²; для частичной дуги Площадь = (градусы дуги ÷ 360) × π × радиус².
3. Скорость осадков (дюймы в час) = (96,25 × галлоны в минуту) ÷ Площадь (кв. футы).
4. Время работы (часы) = Целевая глубина (дюймы) ÷ Скорость осадков (дюймы/час).
5. Добавьте от 15 до 25%, чтобы учесть неравномерность распределения и потери на испарение.
6. Проверьте это с помощью канистр для улавливания и скорректируйте свой график на основе реальных результатов измерений.

Выполнив этот расчет один раз для каждой зоны в вашей системе, а затем проверив его с помощью теста с уловом, вы получите надежный график орошения, который будет действовать в течение всего сезона с незначительными корректировками, связанными с погодой. Правильная установка занимает менее часа и экономит воду, время и решает проблемы со здоровьем растений в течение всего года.