원통형 점적기의 압력과 경질미로의 길이에 따른 토출 특성

Abstract

점적기의 성능은 압력보상 기능에 따른 유량 균등성에 의해 좌우되고, 유량의 균등성은 점적기 내부의 위치에 따른 공급압력이 일정할 때 이루어진다. 점적기의 압력보상은 탄성을 가진 연질의 실리콘과미로가 동시에 결합된 경우에 가장 큰 효과를 나타낸다. 그러나 경질 미로만으로 구성된 점적기의 경우에는 미로의 길이와 내부구조에 따라 유량이 크게 달라진다. 경질 미로만으로 구성된 점적기의 경우에는 연질의 실리콘을 동시에 결합한 점적기보다 공급 압력에 따른 유량의 오차가 훨씬 크게 나타나므로간편한 반면에 성능에서는 불리한 조건을 가진다. 경질미로로 구성된 점적호스의 경우 공급 압력과 미로의 길이와 단면에 따른 최적 설계를 통하여 적절한 조건에서 폭넓게 사용할 수 있는 장점이 있으므로이에 대한 연구는 점적기의 성능을 개선하는데 매우 중요한 역할을 한다. 그러나 이러한 분야의 연구는거의 이루어지지 않은 실정이다. 따라서 본 연구에서는 경질미로로 구성된 점적호스의 성능평가를 구명하기 위해 원형의 미로를 길이별로 8단계(#1~#8)로 나누어, 공급압력(0.5~3.0bar) 변화에 따른 출구유량을 실험적 방법과 이론적 해석(CFD)으로 구하였다.

The performance of drip irrigation devices depends on flow uniformity related to the functionof pressure compensation. The flow uniformity can be secured when the internal fluid pressuresat the positions of the flow holes are maintained uniformly. The pressure compensation effect ofthe drip irrigation devices can be optimized with the combination of soft silicon and labyrinthstructures. However, for a drip irrigation devices composed of only hard labyrinth structures, theflow rate is changed largely with the length and the internal geometry of the labyrinth structure. Although a drip irrigation devices with only hard labyrinth structures can be fabricated simply,the changes of flow rates with internal fluid pressures are much larger than those of the dripirrigation devices with soft silicon. Because the drip irrigation devices with only labyrinthstructures can be utilized widely through the optimization of the fluid pressure, the length of the structures, and the cross-sectional area of them, the study on the optimization can play animportant role for enhancing the performance of the drip irrigation devices. In this study,experimental and numerical studies for investigating the performance of the drip irrigation deviceshad been conducted. In the experiments and numerical calculations(CFD), the variable parameterswere the lengths of the labyrinth structures(#1~#8) and the fluid pressures(0.5~3.0 bar).