Избор на подходяща водна помпа за вашата ферма

Разбиране на типовете водни помпи и техните приложения в селското стопанство

Центробежни, потопяеми и турбинни водни помпи: Основни разлики и случаи на употреба

Центробежните помпи работят най-добре при работа с плитки водоизточници, обикновено до около 25 фута дълбочина. Тези помпи използват колела с лопатки, за да създадат смукателна сила, която премества големи обеми вода от места като езера или канали към системи за напояване чрез наводняване. От друга страна, потопяемите помпи трябва да бъдат напълно под вода, за да функционират правилно. Те са отличен избор за много дълбоки кладенци, намиращи се на дълбочина между 100 и 400 фута, като избутват водата право нагоре с много малки загуби на енергия по време на процеса. Турбинните помпи правят следващата крачка напред, като комбинират центробежното действие с технологията на вертикални вала, за да осигурят силно налягане на изхода. Това ги прави особено полезни за централни ротационни системи за напояване, които обхващат големи селскостопански площи. Ако разгледаме реални приложения, приблизително три четвърти от всички ферми, засаждани на редици, които разчитат на повърхностна вода, всъщност използват центробежни помпи. Междувременно, повечето операции с подземни води в сухи райони разчитат изключително много на потопяеми помпи, като те представляват около осем от десет такива операции в аридни региони.

Съответствие на типовете водни помпи на условията във фермата и нуждите на напояването

Видът почва и релефът правят голяма разлика при избора на помпи за напояване. Пясъчни терени с капкови системи най-добре работят с центробежни помпи с нисък дебит. Глинести полета, които се нуждаят от високо налягане за пръскачки, обикновено дават по-добри резултати с потопни помпи. За места, които разчитат на сезонни потоци, фермерите обикновено използват преносими центробежни помпи. Онези, които разчитат на кладенчата вода през цялата година, обикновено предпочитат потопни помпи, защото просто служат по-дълго. Забелязваме, че слънчеви турбинни помпи с набиращи популярност, също. Числата скачат около 300% от 2021 г. насам при големи стопанства над 500 акра, които разглеждат смесени енергийни опции, за да намалят разходите си месец след месец.

Критични показатели за производителност: дебит, максимален вертикален напор и височина на смукане

Когато става въпрос за дебит, измерван в галони в минута (gpm), той трябва да е с около 15 до 20 процента по-висок в сравнение с необходимото количество по време на върховото наводнение, защото тръбопроводите създават триене, което намалява действителния изход. Максималният вертикален напор, което всъщност означава до каква височина помпата може да издигне водата, трябва да надвишава разликата в надморската височина между началото и края на водата с около 10 до 15 процента. Вземете помпа, която е класифицирана за 200 фута напор, като пример – тя може да се справи доста добре, дори ако има промяна в надморската височина от 180 фута. Повърхностните помпи разчитат много на височината на смукване или смукателната сила. Повечето стандартни центробежни помпи няма да работят на повече от около 25 фута от източника на вода. Когато водата е на по-голяма дълбочина от това, инсталаторите обикновено преминават към потопни или турбинни помпи, за да поддържат ефективна работа, без да губят твърде много налягане по пътя.

Оценка на Вашия източник на вода, за да се насочи изборът на водна помпа

Оценка на състоянието на кладенци, реки и езера: дълбочина, обем и достъп

Първото нещо, което трябва да направите, е да проверите колко дълбок всъщност е водния източник и какво се случва сезонно. Плоските езера могат да отстъпят с цели 1,5 метра, когато настъпи сухият сезон, както е отбелязано в проучването от 2024 г. за източници на напояване. Когато става дума за кладенци, дълбочини под 20 метра обикновено изискват онези потопни помпи, които всички познаваме. Но ако водата е точно на нивото на земята, както в реките, тогава центробежните помпи обикновено се справят добре. Трябва да разберете колко вода е налична на ден? Има формула за това: умножете площта на повърхността по средната дълбочина и след това добавете скоростта на попълване. Засякте ли в някакви трудни места като онези с езера на стръмни брегове? Преносими турбинни помпи с добро засмукване правят голяма разлика, осигурявайки постоянен достъп дори при трудни условия.

Как качеството на водата и стабилността на източника влияят на ефективността на водните помпи

Реки, пълни с наноси, обикновено намаляват живота на impелера с около 40 процента в сравнение с чиста вода от кладенец, според проучването за издръжливост на помпите от миналата година. При избора на материали за помпата, химичният състав на водата има голямо значение. Неръждаемата стомана по-добре издържа на корозия в солена подземна вода, докато сивото желязо работи доста добре за вода от езеро с неутрален pH. За онези, които се занимават с киселинно дренажно замърсяване от мини, полипропиленът изглежда се справя без особени затруднения. Затоплените зони представляват друг предизвикателство, тъй като внезапното увеличение на мръсотия и отпадъци често блокират всмукателните системи. Инсталирането на някакъв вид филтърна система преди помпата, както и може би утаителен резервоар, наистина прави разлика за поддържане на гладкото функциониране на помпите при толкова мътната вода.

Избор на водна помпа: Изчисляване на дебита и общия динамичен напор

Стъпка по стъпка метод за определяне на водната нужда на фермата и необходимия дебит

Когато се определя колко вода на ден е необходима за културите, това започва с познаването на вида растения и площта на земята. Вземете царевицата като пример – тя обикновено изисква около 0,3 до 0,5 инча вода на ден. За да се изчисли минималното количество вода, което трябва да преминава през системата, просто умножете нуждите на културата по действителната площ на полето. Да кажем, че някой има 10 акра, засети с култура, и използва капково напояване – в този случай може да се окаже, че са необходими около 180 галона в минута, когато температурите са най-високи в пиковите часове. Системите за напояване чрез затопляне обикновено изискват 25 до дори 50 процента допълнителен воден поток. Земеделските производители, които отделят време за тези изчисления, вместо да предполагат, често се оказват по-икономични на дълъг етап. Според последните данни от Доклада за ефективност на напояването, стопанствата, които правят прецизни избори относно размера на помпите, намаляват разходите си за енергия с около 22 процента в сравнение с тези, които разчитат на приблизителни оценки.

Как се изчислява общият динамичен напор за точен подбор на водна помпа

Общото динамично напор (TDH) включва четири основни компонента:

Използвайте формулата:
TDH = Вертикално повдигане + Загуби от триене + Системно налягане + Резервен дебит
Точното изчисление на TDH гарантира, че избраната помпа ще може да отговаря на изискванията както за височина, така и за налягане при реални условия.

Съгласуване на дебита и налягането с изискванията на системата за напояване

Капковото напояване работи най-ефективно при работа между 10 и 25 psi, с доста ниски скорости на поток около 0,5 до 2 галона в минута на емитер. Системите за напръскване са различни, тъй като изискват много по-високи нива на налягане от 30 до 80 psi, както и по-големи обеми вода, само за да поддържат правилното разпращане. Поставянето на твърде голяма помпа върху система, която не изисква високо налягане, губи пари за електроенергия. Някои проучвания показват, че това може да струва до 740 долара на акър всяка година. Това число идва от проучване, публикувано от Ponemon през 2023 г. Така че, ако някой иска системата за напояване да работи гладко, без да разорява, трябва да се увери, че производителността на помпата точно съответства на реалните изисквания на системата по отношение на потока на вода и налягането. Правилното изпълнение на това предотвратява загуба на ресурси, предпазва оборудването от износване и спестява пари на дълъг термин.

Интегриране на избора на водна помпа с проектирането на система за напояване

Избор на подходяща водна помпа за системи за напояване чрез капкове, пръскане и наводнение

Различните методи за напояване изискват различни хидравлични условия, за да работят правилно. За капкови системи е важно да се поддържа постоянно ниско налягане между 10 и 25 psi. Това предотвратява досадните изпускания от емитерите, които всички сме виждали, и осигурява равномерно разпределение на влагата по цялото поле. Ротационните глави разказват различна история – те изискват много по-силни помпи, работещи при около 30 до 70 psi, просто за да преодолеят загубите от триене и да осигурят пълно покритие с напръскване, което всеки иска. Напояването чрез наводняване поема нещата в напълно друга посока – тук се изискват големи обеми вода, преминаващи през полето, като почти не е необходимо налягане, за да се постигне бързо наситяване. Когато тези системи не са правилно съгласувани, проблемите възникват бързо – често се срещат запушени емитери, водата се събира на отделни места, докато други остават със сухи зони, а в най-лошия случай? Земята започва да се измива сериозно. Правилният избор на спецификациите на помпата е от голямо значение. Фермерите, които правилно съгласуват оборудването си, споменават, че загубите на вода се намаляват с около 30%, а освен това постигат и по-здрави растения, когато всичко работи съвместно по надлежния начин.

Максимизиране на равномерността на напояването чрез правилно представяне на помпата

Начинът, по който водата се разпределя равномерно чрез система за напояване, зависи много от вида на инсталираната помпа. Когато помпите са твърде големи, те имат тенденция да изпращат внезапни вълни на налягане, които губят вода чрез оттичане. По-малките помпи също не осигуряват достатъчно мощност, като оставят части от полето с недостатъчно напояване. Капковите системи изискват специално внимание, тъй като промените в надморската височина влияят на водния поток. Търсете помпи с вградена компенсация на налягането, така че водата да достига правилно до всички растения, независимо от наклона. Системите с пръскачи изискват напълно различни изчисления. Повечето експерти препоръчват да изберете помпа, която има поне с 10 до 15 процента по-голямо налягане от необходимото за дюзите. Проучвания показват, че когато налягането падне с повече от 20%, разпределението на водата става неравномерно, като ефективността пада под 70%. Поддържането на помпите в тяхния най-ефективен диапазон на работа (около 70 до 110% от оптималния поток) помага да се избегнат тези проблеми. Фермерите, които правилно подбират помпите, обикновено постигат равномерност в разпределението над 85%, което означава по-добър растеж на културите и значителни спестявания по сметките за вода и електроенергия.

Енергийна ефективност и опции за захранване за устойчива работа на водни помпи

Електрически, дизелови и слънчеви водни помпи: предимства, недостатъци и подходящост

Електрическите помпи работят доста чисто и изискват малко поддръжка, въпреки че разчитат на наличието на електричество наблизо, което просто не е налично навсякъде. Всъщност около тридесет процента от фермите дори нямат надежден достъп до мрежата. От друга страна, дизеловите помпи могат да се справят с тежки задачи, защото развиват голяма мощност, но нека бъдем честни, разходите за гориво нарастват бързо. Говорим за около седемстотин четиридесет долара на акър всяка година, плюс цялата дим, който излиза от изпускателната тръба. Слънчевите помпи напълно елиминират тези разходи за гориво и изпомпват вода с ефективност, достигаща понякога деветдесет и пет процента, докато при дизеловите този показател достига максимум около седемдесет и четири процента. Проучване на екип от Farm Efficiency Research с названието Comparative Energy Metrics предполага, че комбинирането на слънчева енергия с дизел е разумно решение за много ферми. Това дава на земеделските производители нещо между напълно зелените технологии и традиционните методи, като в същото време осигурява непрекъснато функциониране в най-критичните моменти.

Слънчеви и хибридни системи за отдалечени ферми

Слънчевите помпи превръщат слънчевата светлина в движение на вода и повечето са снабдени с батерии, така че те продължават да работят и през нощта. Някои ферми използват хибридни системи, които комбинират слънчеви панели с дизелови генератори или обикновена електроенергия, за да осигурят напояване независимо от условията. Фермерите съобщават, че спестяват около две трети от разходите си за енергия с тези системи, които могат да се справят с почти всяки терен, независимо дали това са склонове на хълмове или сухи пустинни райони. Модулният дизайн е още един плюс за земеделските производители, които искат да започнат с нещо основно и постепенно да разширяват системата постепенно по мере на необходимостта. Тези системи вече се използват в над 40 страни по света. Благодарение на поддържащи правителствени програми, налични в много региони, повечето инсталации се възстановяват по време на само четири или пет години, което ги прави особено привлекателни за хора, които управляват ферми далеч от основните електропреносни линии.

Часто задавани въпроси

Какви видове водни помпи са подходящи за плитки водоизточници?

Центробежните помпи са идеални за плитки водоизточници до 25 фута дълбочина, тъй като използват работни колела, за да създадат смукателна сила и да преместват големи обеми вода.

Как подводните помпи се различават от другите помпи?

Подводните помпи трябва да бъдат напълно под вода, за да функционират правилно, което ги прави подходящи за дълбоки кладенци с дълбочина между 100 и 400 фута.

Какви фактори трябва да имам предвид при избора на помпа за фермата си?

Вземете предвид типа почва, релефа, дълбочината на водоизточника, динамиката и обема, за да съответства на изискванията на помпата относно дебита и налягането.

Как качеството на водата влияе на ефективността на помпата?

Водата, пълна с наноси, може да намали живота на работното колело с около 40%. Изборът на издръжлив материал като неръждаема стомана за солена вода може да повиши ефективността.

Какви са предимствата от използването на слънчеви помпи?

Слънчевите помпи намаляват разходите за гориво, имат висока ефективност и могат да работят с батерии през нощта, което ги прави подходящи за отдалечени ферми.