inyector de fertilizante tipo venturi: construcción y evaluación
Contents
1. Conos convergentes Fig 2 Materiales usados en la construcci n de los Inyectores tipo Venturi Moldes de hierro dulce a Resina Masa pl stica y sus reactivos b Fig 3 Manta de fibra de vidrio c Matriz interna ensamblada d Venturi pre finalizado e Venturi finalizado f Par metros de desempe o y Evaluaci n a b Se evalu el desempe o de los nueve prototipos tomando en cuenta los par metros de rendimiento y caudal de succi n empleando presiones de entrada y salida de 7 14 21 28 32 6 40 8 m c a alimentaci n y 3 5 7 10 5 14 17 5 21 24 5 m c a salida De esta manera se logr diferentes rangos en el diferencial de presi n y se determin los l mites de succi n en los prototipos Tambi n se evalu las relaciones entre el caudal de succi n rendimiento de los prototipos versus diferencial de presi n cuando se manten a constante una presi n de succi n en 0 5 m c a con presiones de alimentaci n de 5 10 15 20 25 32 6 y 40 8 m c a para cada prototipo Para el c lculo del rendimiento se utiliz la relaci n recomendada por Z rate 1995 debido al objeto de evaluaci n QP 05D x100 2 QP B Qp n Para la conducci n del trabajo fue montado el sistema de evaluaci n en circuito cerrado en funci n al esquema presentado en la Figura 4 3 To A ps I E j man AA RE A Fig 4 Esquema del montaje general 1 Reservorio d2. 249 148 39573 152 14 349 481 2 09 198 184 41487 I 175 265 679 359 195 106868 210 079 479 OB J 240 lioj Conclusiones En base a los resultados obtenidos y las consideraciones bajo las cuales fueron realizadas las pruebas de laboratorio se lleg a las siguientes conclusiones e La construcci n artesanal de los prototipos es t cnicamente viable y presenta costos bajos e Cuando el diferencial de presi n se incrementa el caudal de succi n tambi n lo hace e FEl rendimiento se incrementa proporcionalmente hasta un determinado punto para luego descender en dicho punto se halla el m ximo rendimiento a menor p rdida de energ a e La combinaci n de ngulo convergente y divergente 7 5 y 5 respectivamente es la mejor opci n Referencias Bibliogr ficas Cadahia LC 2001 Fertirrigaci n en cultivos Hort colas y Ornamentales Edit Mundi Prensa 2da Edici n Madrid ES 475 p Delmee GL 1983 Manual de Medici n de Caudal 2da edici n Sau Paulo BR 476 p Mata1x C 2001 Mec nica de Fluidos y M quinas Hidr ulicas Edit HARLA S A 2da Edici n M xico ME 660 p VICAMP 2002 Inyector de Fertilizantes VICAMP n 9 1 2 P Manual de Instalaci n y operaci n Zarate RN 1995 Desenvolvimento e Avaliacao de dos Inyectores de Fertilizantes tipo Venturi Piricicaba Sao Paulo BR Mestrado em Agronom a rea de concentracao
3. Irrigacao e Drenagem da Escuela Superior Luiz Queiroz USP 67 p
4. construction and evaluation of injectors fertilizer type Venturi of 34 inch The handmade construction is viable technically and it presents low costs Some investigators say the design for the injector Venturi is defined one with a 21 ac convergent angle and 5 and 7 amp d divergent angle in its classic design however others say that the better yields in the energy use when carrying out the suction of a second fluid with 7 5 Oc vs 5 and 7 id That s why we proposition for the prototypes of the present work with following characteristic 21 7 59 and 4 54 a1c 5 7 and 11 6 aid The performance parameters analyzed were following yield suction flow refers when the in and out pressures fluctuate respectively in 7 14 21 28 32 6 36 7 and 41 m c a in the supply and 3 5 7 10 5 14 17 5 21 and 24 m c a for the output pressure leaving the rest of the dependent variables has this condition The biggest yields meet them the fourth prototype with a 7 5 convergent angle and 5 divergent angle whose yield is of 9 19 and a flow of suction of 60 78 l h over the 28 m c a supply pressure 10 5 m c a output pressure and a 9 09 l minute supply flow The maxim suction was 96 37 l h for the second prototype followed by 92 24 l h for the first prototype The relationships were also evaluated between the suction flow yield of the prototypes versus differential of pressure when it stays suction constant pressure in 0 5 m
5. los posibles problemas de contaminaci n que puedan originarse por un exceso transitorio de fertilizantes en el suelo o sustrato As la fertirrigaci n es el m todo m s racional para realizar una fertilizaci n optima y respetando el medioambiente dentro de la denominada agricultura sostenible Cadah a 2001 Los m todos m s usuales para la aplicaci n de fertilizantes son los siguientes mediante bomba de inyecci n accionada el ctrica e hidr ulicamente a trav s de el inyector tipo Venturi y mediante el tanque de fertilizantes La precisi n en la dosificaci n sigue el orden anterior no obstante el costo del primero es un impedimento para su adquisici n siendo el inyector tipo Venturi el m s recomendado en su precisi n y accesibilidad El mismo se define como un dispositivo con una secci n convergente seguida de una garganta y de una secci n divergente que gradualmente vuelve al di metro inicial Mata1x 2001 El uso de los inyectores ten a diferentes aplicaciones como ser medici n de flujos la inyecci n de carburantes oxigenador de peceras Los mismos que pueden construirse de diversos materiales como acero bronce aluminio hierro PVC y resina pl stica reforzada con fibra de vidrio para fertirrigaci n entre otros La mezcla de una matriz pl stica con fibra de vidrio ofrece un material estructural ligero y presenta numerosas ventajas en la construcci n de piezas en gran y peque a escala ofreciendo resisten
6. siguientes relaciones Q C4 A 2 g h 1 donde Q Caudal m s Cd Coeficiente de descarga se asumi un valor de 0 98 A Secci n m g Aceleraci n de la gravedad 9 81 m s h Carga hidr ulica m Reemplazando en la ecuaci n 01 la relaci n de la secci n A m d 4 y despejando el di metro d se obtiene un valor del di metro de la garganta igual a 4 06 mm Algunos autores se alan que el dise o para el inyector tipo Venturi est definido con un ngulo convergente ac de 21 y el divergente ad 5 y 7 empresas como Mazzei Vicamp y otros ya comercializan al mercado los Inyectores de fertilizante con este dise o VICAMP 2002 sin embargo investigadores como Z rate 1995 se alan que se encuentran altos rendimientos en el uso de energ a menores p rdidas de carga al realizar la succi n de un segundo fluido con un amp c de 7 5 vs Aid de 5 y 7 Por ello en el presente trabajo se estudiaron varios ngulos convergentes y divergentes tal como se muestra en la Tabla 1 Tabla 1 Caracter sticas de los nueve prototipos c ngulo convergente d ngulo divergente 1 bl 57 2 al 21 b2 e 3 b3 11 62 4 bl y 5 a2 LI b2 yo 6 b3 11 62 7 4 54 bl 57 8 a3 a b2 ge 9 b3 11 6 Por otro lado en la Figura 1 se muestra las caracter sticas constructivas de los moldes para la fabricaci n de los prototipos de 34 de pulgada utilizados en el ensayo Prototipos
7. INYECTOR DE FERTILIZANTE j TIPO VENTURI CONSTRUCCION Y EVALUACION M R Vargas Rene Chipana y E Huayta C Resumen En el presente trabajo se presenta el dise o construcci n y evaluaci n de inyectores de fertilizante tipo Venturi de 34 de pulgada La construcci n artesanal de los inyectores de fertilizantes tipo Venturi es viable t cnicamente y presenta costos relativamente bajos Algunos investigadores se alan que el dise o de inyectores tipo Venturi esta definido con un ngulo convergente c de 21 y el divergente ad de 5 y 7 en su dise o cl sico no obstante otros se alan que se encuentran mejores rendimientos en el uso de energ a al succionar un segundo fluido con un Ac de 7 5 vs ad de 5 y 7 Por ello se propuso para los prototipos del presente trabajo ngulos con las siguientes caracter sticas amp c de 21 7 5 y 4 54 d de 5 7 y 11 6 Los par metros de desempe o analizados fueron el rendimiento y caudal de succi n con presiones de entrada y salida variando entre 7 14 21 28 32 6 36 7 y 41 m c a en la alimentaci n y 3 5 7 10 5 14 17 5 21 y 24 m c a en la salida dejando el resto de las variables dependientes a esta condici n Se encontr rendimientos m s altos para el prototipo cuatro con un ngulo convergente de 7 5 y el divergente de 5 cuyo rendimiento fue de 9 19 y un caudal de succi n de 60 78 1 h sobre la presi n de alimentaci n de 28 m c a y presi n de sa
8. Prt 5 Prt 6 Prt 7 Prt 8 Prt 9 Prototipos Fig 6 Rendimiento de los prototipos en funci n al ngulo convergente a diferentes diferenciales de presi n 10 E lt 8 7 2 g c 5 7 E 4 o 3 7 2 AN 11 62 A hl o A AUAN lA anma AA oll i Prt 1 Prt 4 Prt 7 Prt 2 Prt 5 Prt 8 Prt 3 Prt 6 Prt 9 Prototipos Fig 7 Rendimiento de los prototipos en funci n al ngulo divergente a diferentes diferenciales de presi n De acuerdo con las Figuras 6 y 7 y Tabla 3 los prototipos que poseen en su dise o el c de 7 3 presentan los m s altos rendimientos seguido del grupo de ic 4 54 y por ltimo el grupo con Qe de 21 Si se efect a el mismo an lisis en la Figura 7 donde el ordenamiento de los prototipos est de acuerdo al cono difusor se puede diferenciar claramente que aquellos prototipos que poseen en su dise o el d de 5 presentan elevados rendimientos seguido por el grupo que posee el ad de 7 y por ltimo el grupo que posee el aid de 11 6 La p rdida de energ a influye directamente en el rendimiento de los prototipos si hacemos el an lisis para el cono convergente se encuentra elevados rendimiento para un Qc intermedio de 7 5 quien minimiza las p rdidas por fricci n Para el cono difusor el d de 5 minimiza la p rdida de energ a por desprendimiento de capa l mite y o formaci n de remolinos Los rendimientos
9. Unid 1 2 3 4 5 6 7 8 9 c grados 21 153 4 54 21 7 5 4 54 21 7 5 4 54 ac grados 42 15 9 08 42 15 9 08 42 15 9 08 ad grados 5 7 11 6 5 7 11 6 5 7 11 6 ad grados 10 14 22 10 14 232 10 14 23 2 B Mm 29 6 52 7 94 8 296 52 7 948 296 52 7 94 8 I Mm 80 0 61 3 36 7 80 0 61 3 36 7 80 0 61 3 36 7 Figura 1 Tabla 2 Caracter sticas de los 9 prototipos utilizados en los ensayos Donde ic es el ngulo convergente de todo el vocal grados td es el ngulo divergente de todo el vocal grados Desarrollo de los inyectores Matrices Internas Se realiz el torneado de las matrices para cada prototipo sobre material de hierro dulce de acuerdo a las dimensiones establecidas seg n la Tabla 1 y Figura 1 R plica de los prototipos Primero se adaptaron las matrices internas a peque os tubos de PVC de 8 cm de longitud luego se cubri a la matriz con una capa de alcohol desmoldante cuya funci n es no permitir el pegado a la matriz Segundo se cort fibra de vidrio a las dimensiones del prototipo Tercero Se realiz la preparaci n de la resina con 0 5 del acelerador poli ster cobalto luego se agreg 2 del Catalizador Butanox se continu mezclando hasta conseguir su homogenizaci n posteriormente se cubri la fibra de vidrio con dicha mezcla para dar forma al nuevo prototipo a trav s de la matriz interna dentro de una hora la mezcla polimeriz el prototipo posteriormente se procedi con la extracci n de las matrices Figuras 2 y 3
10. c a with 5 10 15 20 25 32 6 and 41 m c a supplies pressures for each prototype In which evaluation was the 6 68 best yield for the fourth prototype with a 36 99 1 h suction capacity to 25 m c a supply pressure and 11 05 m c a output pressure The maxim suction flow was found in 56 40 l h for the fifth prototype with a 1 89 yield to 15 m c a supply pressure and a 3 72 m c a jusante pressure The fourth prototype presented smaller load losses and bigger yields to different pressure s differentials the same one in their design presents 7 5 convergent angle and 5 divergent angle Keywords Design fertigation yiel performance Introducci n La agricultura intensiva e incluso la extensiva se esta polarizando hacia condiciones de cultivo cada vez m s controladas con el fin de incrementar los rendimientos debido a que la poblaci n mundial esta en crecimiento constante principalmente en los pa ses en desarrollo En los ltimos a os se ha comprobado que la aplicaci n m s importante del riego localizado se centra en su utilizaci n como veh culo del denominado proceso de fertirrigaci n que es nada m s que la dosificaci n racional de fertilizantes en forma peri dica en funci n del proceso fotosint tico la calidad del sustrato y del agua de riego para determinadas condiciones ambientales Por otra parte la dosificaci n de fertilizantes distribuida durante todos los d as del ciclo del cultivo permite hacer frente a
11. cia mec nica resistencia a la corrosi n luz transporte manejo e instalaci n Delm e 1983 En la actualidad en Bolivia agricultores y empresarios est n produciendo flores y hortalizas en ambientes protegidos con riego por goteo siendo que muchos a n no aplican nutrientes mediante el agua de riego ello se debe al desconocimiento de la t cnica de fertirrigaci n as como al elevado costo de los equipos puesto que se tiene que importar Tambi n cabe indicar que la escasa investigaci n generada en Bolivia acerca de accesorios equipos y sistemas de riego hace que la actividad agr cola bajo riego sea muy dependiente del mercado exterior Estos aspectos motivaron el dise o construcci n y evaluaci n de inyectores de fertilizantes tipo venturi Objetivos Dise ar construir y evaluar el desempe o de inyectores de fertilizante tipo Venturi Objetivos espec ficos e Evaluar el efecto de los ngulos convergentes y divergentes del inyector de fertilizante tipo Venturi en la variable de rendimiento y el caudal de succi n e Evaluar la interacci n entre los ngulos convergentes y divergentes en la variable de rendimiento y el caudal de succi n Materiales y M todos Dise o prototipos de Inyectores Tipo Venturi El dise o de los inyectores tipo Venturi se efectu considerando que ser a necesario un diferencial de presi n m nimo de 40 m c a y de un caudal de alimentaci n de 1100 1 h de esta manera se adoptaron las
12. e agua 2 Motobomba 3 V lvula 4 Medidor de agua 5 Inyector tipo Venturi 6 Recipiente de agua 7 Man metro de columna de mercurio Resultados y Discusi n Coeficiente de descarga Los coeficientes de descarga fueron determinados en funci n a la relaci n del caudal real y te rico los valores de coeficiente de descarga para los nueve prototipos son mostrados en la tabla 5 Tabla 2 Caudal en L h y Coeficiente de descarga de los prototipos Prototipo Ecuaci n r Cd 1 hf 8 507E 03 QI 1 4259 0 972 0 8733 2 hf 2 622E 04 QI 2 0617 0 933 0 9254 3 hf 1 705E 04 QI 2 0096 0 926 0 9235 4 hf 1 675E 08 QI 3 3048 0 901 0 9545 5 hf 6 804E 03 QI 1 4116 0 886 0 9914 6 hf 1 690E 10 QI 4 3274 0 851 0 6550 i hf 4 030E 10 QI 3 9499 0 856 0 9978 8 hf 3 977E 10 QI 4 0487 0 825 0 9714 9 hf 1 1464E24 QI 9 3451 0 918 0 7661 P rdida de carga Para determinar la p rdida de carga de los nueve prototipos fue utilizado simult neamente el mismo sistema de evaluaci n Los datos del caudal fueron calculados con el medidor de agua y el cronometraje del tiempo en forma simult nea Figura 5 500 O Serie1 450 T Prototipo 1 T E x P rdidad d a 400 a Prototipo 5 7 X Serie1 i o 350 a Prototipo 2 300 W P rdidad d G aa Prototipo 3 Oo 250 X P rdidad de 2 observada Prototipo 4 o 200 7 X Serie1 Prototipo 6 3 150 X P rdidad de D 100 observada Protot
13. ipo 7 a g X Serie1 50 Prototipo 8 X Serie1 0 T T T T T T T T T T T T T Prototipo 9 o o o o Oo OoOo O O O O O O O O O O O PRR R Roro RS an nena Caudal de alimentaci n l h Fig 5 P rdida de carga observada para los prototipos en funci n al caudal de alimentaci n en ausencia de succi n El an lisis visual de la Figura 5 nos muestra que la p rdida de carga observada para los prototipos cuatro cinco y siete produce menores p rdidas de carga contrariamente los prototipos seis ocho y nueve ocasionan mayores p rdidas de carga Valores intermedios presentan los prototipos uno dos y tres El Anexo 2 se presentan a los prototipos funcionando como Inyectores y Ventur metros con el siguiente detalle A Curvas de coeficiente de descarga Cd en funci n al n mero de Reynolds Re B Curvas de coeficiente de caudal Cq en funci n al n mero de Reynolds Re C Curvas de coeficiente de descarga en funci n al caudal de alimentaci n D Comparaci n del caudal observado y caudal calculado Evaluaci n Desempe o de los Prototipos a diferentes diferenciales de presi n En las Figuras 6 y 7 se presenta el rendimiento de los nueve prototipos con el ordenamiento del ngulo convergente amp c y divergente ad respectivamente El prototipo cuatro s el que dio mayor rendimiento 9 19 12 00 10 00 Q 8 00 O 5 6 00 E o 400 oc 2 00 0 00 Prt 1 Prt 2 Prt3 Prt 4
14. lida de 10 5 m c a y un caudal de alimentaci n de 9 09 l minuto El m ximo caudal de succi n se lo encontr para el prototipo dos de 96 37 1 h seguido del prototipo uno con 92 24 l h Tambi n fueron evaluadas las relaciones entre el caudal de succi n rendimiento de los prototipos versus diferencial de presi n Se encontr qu cuando se mantiene constante una presi n de succi n en 0 5 m c a con presiones de alimentaci n de 5 10 15 20 25 32 6 y 41 m c a para cada prototipo se observ mejor rendimiento en el prototipo cuatro 6 68 con una capacidad de succi n de 36 99 l h a presi n de alimentaci n de 25 m c a y presi n de salida de 11 05 m c a El m ximo caudal de succi n fue hallado para el prototipo 5 56 40 1 h con un rendimiento de 1 89 a presi n de alimentaci n de 15 m c a y una presi n jusante de 3 72 m c a El prototipo cuatro present menores p rdidas de carga y mayores rendimientos a diferentes diferenciales de presi n el mismo en su dise o presenta el ngulo convergente de 7 5 y ngulo divergente de 5 Palabras Clave Dise o Fertirrigaci n desempe o i Ing Agr nomo Facultad de Agronom a La Paz Bolivia macbeint yahoo es a Dr Riego y Drenaje Docente Titular Facultad de agronom a UMSA La Paz Bolivia renechipanaO yahoo com Docente Titular UMSA La Paz Bolivia Fertilizer Inyector Type Venturi Construction and Evaluation Summary In this work is presented a design
15. nulos que se muestran en la Tabla 3 son consecuencia de la p rdida de energ a la insuficiente energ a para realizar la succi n de un segundo fluido llamaremos a ello sensibilidad de succi n de inyectores Tipo Venturi debido a la p rdida de energ a seg n la geometr a Resultados similares fueron obtenidos por Zarate 1995 quienes indican que los inyectores de fertilizantes tipo Venturi en su dise o deben ser de ad 5 y de ac 7 5 para un adecuado caudal de succi n y una m nima p rdida de energ a Tabla 3 Rendimiento de los prototipos a diferentes on de entrada y salida Af prei ndelan Rendimiento 4 92 A pe e e e Sel a ME AMS OA 7 5 70 184 916 433 189 13358 I 1 10 5 10 5 Denis ABE FL A EE IES EC PEE ERE 245 235 224 367 113 113 141 3016 053 081 0 68 7o 227 635 257 034 207 3269 28 7 5 05 aerpote fal ow 1 E El e e a A E as aparte Jo piero os osr 70 298 481 2 17 264 137 1246 005 075 105 359 7 22 319 087 314 38852 14 234 953 4388 337 10t44 175 077 _ 428 _ 3041 70 243 358 138 324 089 1493 042 225 105 325 662 2 01 203 204 3992 064 37 14 180 861 297 225 370586 is 248 ee ap 1 as ESA jano po pp 1er 2 35 115 218 0 56 227 0 37 10871 034 069 70 225 305 0 94 261 060 1533 039 262 105 264 1 54
Download Pdf Manuals
Related Search