Simulating wind effect on microsprinkler water distribution

ABSTRACT

Wind incidence can affect microsprinkler water distribution. Evaluations of those conditions can be facilitated using simulations by computational models. The present work evaluates the performance of a ballistic model on simulating the wind effect on microsprinkler water distribution. Experimental tests were carried out using self-compensating microsprinklers, nozzle sizes 1.00 mm (gray), 1.10 mm (brown), 1.48 mm (orange), and 1.75 mm (yellow). The gray and brown nozzles used black swivels and the orange and yellow nozzles used blue swivels. The wind effect was artificially caused by fourteen 200 W fans. Computational simulations were realized using SIRIAS software, based on a ballistic model originally developed for sprinkler systems. The correlation coefficients (r) varied from 0.619 to 0.880, while the exactness coefficients (d) varied from 0.842 to 0.944. Swivels internal geometry influenced results. Tested models presented performances classified as very good for the black swivel nozzles and regular for the blue swivel nozzles.

RESUMO

A incidência de ventos pode afetar a distribuição da água aplicada por microaspersores. As avaliações nessas condições podem ser facilitadas empregando-se simulações através de modelos computacionais. No presente trabalho avaliou-se o desempenho de um modelo balístico para simular o efeito do vento na distribuição de água em microaspersores. Os ensaios experimentais foram realizados com emissores autocompensantes, com diâmetros de bocais iguais a 1,00 mm (cinza), 1,10 mm (marrom), 1,48 mm (laranja) e 1,75 mm (amarelo). Os bocais cinza e marrom operaram com rotor preto e os bocais laranja e amarelo utilizaram rotor azul. O efeito do vento foi provocado artificialmente empregando-se um conjunto de quatorze ventiladores de 200 W de potência. As simulações computacionais foram realizadas empregando-se o programa SIRIAS, que tem por base um modelo balístico originalmente desenvolvido para sistemas de aspersão convencional. Os coeficientes de correlação (r) variaram de 0,619 a 0,880, enquanto os coeficientes de exatidão (d) ficaram entre 0,842 e 0,944. As geometrias internas dos rotores influenciaram os resultados, sendo que o modelo apresentou um classificado como muito bom para os bocais com rotor preto e um desempenho regular para os bocais que trabalharam com rotor azul.