如何減少灌溉管道的水頭損失

來自上一節, 我們已經了解什麼是水頭損失以及影響它的主要因素. 所以現在, 我們可以採取有針對性的措施來減少水頭損失. 以下, 我將一些主要的方法一一介紹一下.

增加管道直徑

增大管徑可擴大管道內部空間, 可以降低水流的速度. 因此, 管壁與水之間的摩擦力也會減小, 可有效減少水頭損失.

但同樣值得注意的是，增加管徑會導致成本更高. 所以, 當工程師選擇管徑時, 他們需要在管道尺寸和成本之間找到平衡, 不影響供水性能.

選擇內壁較光滑的管道材料

不同的管道材質有不同的內壁摩擦係數. 如果內壁粗糙, 它會增加摩擦阻力, 這反過來會增加水頭損失. 所以, 我們建議在構建管道系統時使用內壁較光滑的管道. 例如, 塑料管和不銹鋼管比鑄鐵管好.

用於灌溉系統, 塑料管基本夠用. 例如, 合格的PE管和PVC管內壁非常光滑，能有效減少水頭損失.

控制水流速度和壓力

在給水工程中, 水流越快並不總是越好. 因為當流速太高時, 它還會增加水頭損失. 所以, 只要不影響供給效果, 適當降低流速或水壓有利於減少水頭損失.

水流速度, 水量, 和管徑都互相影響. 如果你想進一步了解他們之間的關係, 你可以 閱讀這篇文章.

減少配件的使用

在復雜的管道系統中, 管道需要分支和轉彎, 所以有大量的肘部, T恤, 十字架, 並使用其他配件. 每個配件都會增加水頭損失.

雖然單個配件的影響很小, 如果使用太多, 由此產生的水頭損失不容忽視.

所以, 要合理設計管網，盡量減少彎頭的使用, T恤, 十字架, 和其他配件.

使用長半徑彎頭

如果不可避免要使用很多肘部, 我建議使用長半徑彎頭. 這些彎頭可以讓水流在轉動時更加順暢且不那麼劇烈, 這有助於減少水頭損失.

舉個例子就很容易理解了. 當我們開車時, 急轉彎危險且容易造成側翻. 但如果汽車經過一個平緩的彎道, 相對來說更安全穩定.

使用柔性管道和配件

與剛性管道及管件相比, 柔性的可以更好地吸收水流的衝擊，減少水頭損失.

縮短水運距離

管道越長, 產生的摩擦損失越大, 且水頭損失越大. 所以, 我們需要合理佈局管網, 避免不必要的管道安裝, 並儘可能縮短水運距離. 那樣, 水頭損失也可以減少.

管道維護

管道系統使用過程中, 定期維護是必要的. 主要是設備維護和堵塞物的清理.

如果裝備 (比如過濾器, 閥, 水泵, ETC。) 有問題, 肯定會造成能量損失. 所以及時維護和更換設備至關重要.

如果管道內部或最終使用設備出現堵塞 (例如灑水器, 滴頭, ETC。), 水頭損失也會增加. 所以有必要清理沉積物, 淤泥, 及時排除系統中的其他雜質，保證水流暢通.

提高水溫

這種方法在實際中並不常用. 但它可以說是一個有趣的鮮為人知的知識.

水溫與水的粘度密切相關. 水溫越高, 粘度越低. 而且粘度越低, 水流過管道時面臨的摩擦阻力越小, 這意味著水頭損失更少.

所以適當提高水溫可以減少水頭損失.

然而, 考慮成本, 溫度穩定性, 管道兼容性, 施工難度, 和其他因素, 我不建議使用這種方法. 實際上, 用好前面的方法就已經綽綽有餘了!