Closed‐form solution for the length of drip laterals and easy selection of commercial emitters for low‐slope fields under the Hazen–Williams and Blasius resistance equations

Abstract

This paper proposes a simple method for determining drip lateral length in relatively flat fields in which minor losses are not considered and a uniform emitter flow rate is assumed. This makes it possible to derive a useful relationship in a closed form to determine drip lateral length according to the Hazen–Williams and Blasius resistance equations. An important advantage of the proposed procedure for determining drip lateral length is that it helps users establish the characteristics of the commercial emitters that they should select, an issue that has been poorly addressed in the past. Finally, after deriving this new solution, the same relationship is extended to a case in which minor losses are considered, and the uniform emitters’ flow rate assumption is relaxed. The results of all input data sets show that when neglecting minor losses, the relative error between the inlet pressure head estimated with the suggested procedure and that calculated with the exact numerical method is less than 2.5%. However, when minor losses are considered, the number of emitters must not exceed 300 to obtain this threshold error. Several applications are performed, showing the reliability of this new design procedure.

Résumé

Cet article propose une méthode simple pour déterminer la longueur latérale d’égouttement dans des champs relativement plats, dans laquelle les pertes mineures ne sont pas prises en compte et un débit d’émetteur uniforme est supposé. Cela permet de dériver une relation utile sous forme fermée pour déterminer la longueur du latérale, selon les équations de résistance de Hazen–Williams et Blasius. Un avantage important de la procédure proposée pour déterminer la longueur latérale est qu’elle aide les utilisateurs à établir les caractéristiques des émetteurs commerciaux qu’ils devraient sélectionner, une question qui a été mal abordée dans le passé. Finalement, après avoir dérivé cette nouvelle solution, la même relation est étendue à un cas dans lequel des pertes mineures sont considérées, et l’hypothèse de débit uniforme des émetteurs est assouplie. Les résultats de tous les ensembles de données d’entrée montrent qu’en négligeant les pertes mineures, l’erreur relative entre la hauteur de pression d’entrée estimée avec la procédure suggérée et celle calculée avec la méthode numérique exacte est inférieure à 2.5%. Cependant, lorsque l’on considère des pertes mineures, le nombre d’émetteurs ne doit pas dépasser 300 pour obtenir ce seuil d’erreur. Plusieurs applications sont réalisées, démontrant la fiabilité de cette nouvelle procédure de conception.

Irrigation and Drainage, EarlyView. Leer más