1인치의 물에 충격식 스프링클러를 작동하는 데 얼마나 걸리나요?

대부분의 임팩트 스프링클러의 경우 일정 시간 동안 작동해야 합니다. 1인치의 물을 전달하는 데 약 1.5~4시간이 소요됩니다. , 노즐 크기, 작동 압력 및 각 헤드가 덮는 영역에 따라 다릅니다. 30피트 반경을 덮고 30PSI에서 작동하는 5/32인치 노즐을 갖춘 표준 주거용 충격 스프링클러는 일반적으로 적용 범위 전체에 1인치를 균일하게 적용하는 데 약 2~2.5시간이 걸립니다. 즉, 정확한 작동 시간을 알 수 있는 신뢰할 수 있는 유일한 방법은 캐치캔을 사용하여 스프링클러의 실제 강수량을 측정하는 것입니다. 왜냐하면 노즐 크기, 압력, 호 설정 및 헤드 간격 모두 해당 숫자를 어느 방향으로든 크게 밀어내기 때문입니다.

런타임이 서로 다른 이유 임팩트 스프링클러

사람들은 여기에서 단 하나의 명확한 답을 기대하지만 임팩트 스프링클러는 광범위한 노즐 크기, 압력 등급 및 적용 범위를 포괄합니다. 20PSI의 정원 호스에 있는 작은 플라스틱 충격 스프링클러와 60PSI의 대형 황동 농업용 충격 스프링클러는 모두 "충격 스프링클러"이지만 강수량은 10배 이상 다릅니다. 어떤 변수가 런타임을 제어하는지 이해하면 추측하기보다는 정확하게 계산할 수 있습니다.

노즐 크기 및 유량

노즐 직경은 물이 얼마나 빨리 전달되는지를 제어하는 가장 큰 단일 요소입니다. 일반적인 주거용 충격식 스프링클러 노즐의 직경은 3/32인치에서 7/32인치입니다. 30PSI의 3/32인치 노즐은 대략 분당 1.0~1.3갤런(GPM)을 흐르는 반면, 동일한 압력의 7/32인치 노즐은 3.5~4.5GPM을 밀어냅니다. 더 많은 흐름이 자동으로 더 빠른 적용 범위를 의미하는 것은 아닙니다. 이는 전적으로 물이 퍼지는 영역의 크기에 따라 달라집니다.

현장 관개용으로 설계된 농업용 충격 스프링클러는 노즐 직경이 1/4인치 이상일 수 있으며 더 높은 압력에서 유속이 10GPM을 초과합니다. 이 수두는 50~80피트 이상의 물을 뿌리며 광대한 지역을 덮습니다. 따라서 높은 유량에도 불구하고 평방피트당 강수량은 적당한 수준으로 유지됩니다.

작동 압력

압력이 높을수록 유속과 투사 거리가 모두 증가합니다. 압력이 노즐의 정격 작동 범위보다 훨씬 높게 올라가면 흐름은 일관된 호가 아닌 미세한 안개로 부서집니다. 즉, 물이 의도한 곳에 쌓이지 않고 바람에 의해 운반됩니다. 대부분의 주거용 충격 스프링클러는 25 및 50PSI . 이 범위를 벗어나 실행하면 동일한 노즐을 설치하더라도 유효 강수량이 변경됩니다.

적용 범위 및 아크 설정

완전한 360도 원을 덮도록 설정된 스프링클러는 90도 호를 덮도록 설정된 스프링클러보다 훨씬 더 넓은 영역에 걸쳐 흐름을 분산시킵니다. 반경 30피트의 완전한 원에 3GPM을 전달하는 동일한 노즐과 압력은 대략 2,827제곱피트를 커버합니다. 1/4원으로 설정하면 약 707제곱피트만 커버합니다. 따라서 1/4원의 강수량은 다음과 같습니다. 4배 더 높음 동일한 실행 시간 동안. 실행 시간을 계산할 때 아크 설정을 무시하면 심각한 물 과잉 또는 부족이 발생합니다.

헤드 간격 및 오버랩

다중 헤드 시스템에서 헤드는 서로의 적용 범위 영역과 겹치도록 배치됩니다. 이는 헤드 투 헤드 간격이라는 설계 원칙입니다. 단일 충격 스프링클러가 물을 완벽하게 고르게 분배할 수 없기 때문에 중복은 의도적인 것입니다. 강수량은 항상 스프링클러 근처에서 더 많고 주변에서는 더 가볍습니다. 수두가 올바르게 겹쳐지면 평방 피트당 결합된 강수량은 단일 수두만 제안하는 것보다 높습니다. 이것이 다중 헤드 영역 실행 시간이 단일 헤드 계산이 예측하는 것보다 짧은 이유입니다.

강수량 공식 설명

강수율은 시간당 인치(in/hr)로 표시되며 물이 땅에 얼마나 빨리 축적되는지 알려줍니다. 강수량을 알고 나면 실행 시간을 계산하는 것은 간단합니다.

실행 시간(시간) = 목표 깊이(인치) ¼ 강수량(인치/시간)

1인치의 물에 도달하려면 강수량이 0.5인치/시간인 스프링클러는 2시간이 필요합니다. 시간당 0.33인치의 속도를 가진 사람은 3시간이 필요합니다. 시간당 0.25인치의 속도로 작동하려면 4시간이 필요합니다.

스프링클러 사양에서 강수량을 계산하는 표준 공식은 다음과 같습니다.

강수량(in/hr) = (96.25 × GPM) ¼ 면적(sq ft)

상수 96.25는 주어진 평방 피트에 대해 분당 갤런을 시간당 인치로 변환합니다. 예: 30피트의 전체 원형 반경을 덮는 2.5GPM의 단일 충격 스프링클러(면적 = π × 30² ≒ 2,827평방피트):

강수량 = (96.25 × 2.5) ¼ 2,827 = 240.6 ¼ 2,827 ≒ 0.085인치/시간

이 속도로 1인치의 물에 도달하는 데는 거의 12시간이 걸립니다. 이는 더 긴 작동 시간이 일반적인 농업 환경에서 반경이 큰 충격 스프링클러가 일반적으로 사용되는 이유 또는 들판 전체에 허용 가능한 강수량을 구축하기 위해 여러 헤드가 함께 구역화되는 이유를 보여줍니다.

스프링클러 유형 및 설정에 따른 일반적인 작동 시간

다음 표에는 현실적인 예상 강수량과 1인치의 물을 공급하는 해당 실행 시간을 갖춘 가장 일반적인 충격식 스프링클러 구성이 나와 있습니다. 이 수치는 별도의 언급이 없는 한 안정된 압력과 완전한 원호를 가정합니다.

이 표는 반경 30~60피트에서 작동하는 단일 헤드 전원형 충격 스프링클러가 본질적으로 수심 축적 속도가 느리다는 점을 분명히 보여줍니다(종종 시간당 0.1인치 미만). 이는 오작동이 아니라 예상된 동작입니다. 이것이 농업 관개 일정에서 팝업 스프레이 헤드 구역의 일반적인 20~45분 실행이 아닌 12~24시간 실행 주기를 일상적으로 요구하는 이유입니다.

임팩트 스프링클러의 실제 강수량을 측정하는 방법

계산된 추정치는 유용한 출발점이지만 직접 측정하는 것이 항상 더 정확합니다. 호스 턱받이의 수압은 생각하는 것과 다를 수 있으며, 시간이 지남에 따라 노즐이 마모되고 바람 조건이 실제 분배에 영향을 미칩니다. 캐치 테스트는 약 30분 정도 소요되며 계획할 수 있는 실제 수치를 제공합니다.

당신에게 필요한 것

• 입구가 균일한 직선형 용기 6~12개(참치 캔, 고양이 사료 캔, 상업용 캐치 캔 등) 모두 사용할 수 있습니다. 입구 직경은 모든 캔에서 일정해야 합니다.
• 1/8인치 단위로 표시된 눈금자 또는 우량계입니다.
• 타이머.

테스트 절차

1. 스프링클러 적용 범위 전체에 걸쳐 격자 패턴으로 캔을 배치합니다(스프링클러에 가까운 지점, 중간 범위 및 주변 근처 지점 포함).
2. 정확히 30분 동안 스프링클러를 가동해 보세요.
3. 자를 사용하여 각 캔의 물 깊이를 측정합니다. 모든 독서를 기록하십시오.
4. 모든 판독값을 평균화합니다.
5. 30분 평균에 2를 곱하여 시간당 인치 단위의 강수량을 구합니다.
6. 1인치를 해당 시간당 비율로 나누어 실행 시간을 시간 단위로 구합니다.

예: 귀하의 캔은 30분 동안 평균 0.15인치 수집되었습니다. 시간당 0.30인치입니다. 1인치를 전달하려면: 1 ¼ 0.30 = 3시간 20분 .

캐치 캔 테스트는 분배 균일성도 보여줍니다. 동일한 30분 실행에서 일부 캔은 0.05인치, 다른 캔은 0.30인치 수집된 경우 스프링클러 적용 범위가 고르지 않으며 실행 시간 계산이 의미를 갖기 전에 간격이나 헤드 위치를 조정해야 할 수 있습니다.

잔디와 정원에 실제로 필요한 물의 양

잔디밭에 대한 "주당 1인치" 규칙이 널리 인용되지만 이는 고정된 목표라기보다는 시작점입니다. 실제 물 필요량은 잔디 종류, 토양, 기후, 계절에 따라 다릅니다. 임팩트 스프링클러 작동 시간을 아는 것은 식물에 실제로 필요한 물의 양을 알고 난 후에만 중요합니다.

유형별 잔디 요구 사항

• 시원한 계절의 잔디 (켄터키 블루그래스, 톨 페스큐, 라이그래스): 일반적으로 여름 성수기에는 일주일에 1.0~1.5인치가 필요합니다. 그들은 극도의 더위 속에서는 반쯤 휴면 상태에 들어가며 짧은 건조 기간도 견딜 수 있습니다.
• 따뜻한 계절의 잔디 (버뮤다, 조이시아, 세인트 어거스틴, 지네): 일주일에 0.5~1.25인치가 필요하지만 일단 자리잡으면 가뭄에 더 잘 견딥니다. 여름 더위가 최고조에 달하는 버뮤다에서는 매주 최대 1.5인치가 필요할 수 있습니다.
• 토종 및 저수위 풀 (버팔로 그래스, 블루그라마): 정착 시 주당 0.25~0.5인치 이하만 필요한 경우가 많습니다.

채소밭에는 일반적으로 일주일에 1~2인치가 필요하며, 토마토와 고추와 같은 열매를 맺는 작물은 더 높은 수준에 있습니다. 나무와 관목에는 일반적으로 가볍게 자주 주는 것보다 깊고 드물게 물을 주어야 합니다. 대부분의 기존 목본 식물에는 매주 1인치씩 주는 것보다 7~14일마다 2~3인치씩 주는 것이 훨씬 더 적합합니다.

토양 유형이 급수 빈도에 미치는 영향

모래 토양은 빠르게 배수됩니다. 물은 며칠이 아닌 몇 시간 만에 뿌리 영역을 통과합니다. 모래 토양에 있는 1인치의 물은 상단 6인치만 적시고 24시간 이내에 뿌리 깊이 아래로 배수되므로 더 자주 시용해야 합니다. 점토 토양은 물을 훨씬 더 오래 보유하지만 천천히 흡수하므로 관개 속도가 침투 용량을 초과할 때 유출이 문제가 됩니다.

강수율이 낮은(종종 전체 원형 작동의 경우 시간당 0.5인치 미만) 임팩트 스프링클러는 실제로 점토 토양에 매우 적합합니다. 왜냐하면 땅이 물을 흡수할 수 있을 만큼 천천히 물을 뿌리기 때문입니다. 점토 토양에 더 빠르게 적용되는 팝업 스프레이 헤드는 해당 구역이 주기를 마치기도 전에 눈에 보이는 유출을 생성하는 경우가 많습니다.

순환 및 담그기: 문제가 있는 토양에서 임팩트 스프링클러를 효과적으로 작동하기

강수량이 낮아도 유출이 발생하는 경사면이나 압축된 토양에서 순환 및 담그기 방법은 휴식 기간을 포함하여 여러 개의 짧은 세션에 필요한 실행 시간을 분배합니다. 3시간 연속으로 구역을 운영하는 대신 45분 동안 운영하고 물이 침투할 때까지 60~90분을 기다린 다음 다시 운영할 수 있습니다. 전체 목표 수심에 도달할 때까지 반복합니다.

충격 스프링클러에서는 이미 물을 천천히 뿌리기 때문에 이 접근 방식은 스프레이 헤드보다 충격 스프링클러에서 덜 일반적으로 필요합니다. 그러나 고도로 압축된 잔디나 경사가 5%를 초과하는 두꺼운 점토에서는 시간당 0.1인치라도 침투를 앞지를 수 있습니다. 이러한 상황에서는 60분 흡수 기간을 포함하는 45분 사이클 3회가 2.25시간 단일 실행보다 더 나은 결과를 생성합니다.

증발산 및 날씨에 대한 실행 시간 조정

증발산량(ET)은 토양 증발과 식물 증산으로 인한 수분 손실이 결합된 것입니다. ET 요금은 미국 내 대부분의 주 농업 확장 서비스 및 기상 관측소에서 매일 또는 매주 게시되며, 활발한 농업 부문이 있는 대부분의 국가에는 유사한 리소스가 존재합니다. 관개 깊이를 고정 목표가 아닌 ET에 맞추면 물 부족 및 과잉을 모두 방지할 수 있습니다.

덥고 건조한 기후(애리조나, 네바다, 캘리포니아 내륙)의 한여름에는 잔디에 대한 일일 ET가 도달할 수 있습니다. 하루에 0.3~0.4인치 - 잔디밭이 계속 활발하게 자라려면 일주일에 2~2.8인치가 필요할 수 있음을 의미합니다. 봄과 가을의 온화한 기후에서는 ET가 하루 0.05~0.15인치로 떨어지며, 이는 일주일에 0.35~1.05인치이면 충분하다는 의미입니다.

가동 시간을 계산하기 전에 관개 목표에서 해당 주 동안 받은 강수량을 뺍니다. 주중에 0.5인치 비가 내린다는 것은 추가로 0.5인치만 적용하면(1인치 주간 목표의 경우) 해당 주에 필요한 실행 시간이 절반이 된다는 것을 의미합니다. 의미 있는 비가 내릴 때 예정된 관개 주기를 자동으로 중단하는 레인 센서를 설치하는 것은 모든 임팩트 스프링클러 시스템에 대한 가장 간단하고 효과적인 업그레이드 중 하나입니다.

일반적인 시나리오에 대한 실제 런타임 예제

수학을 실제 일정으로 변환하면 이를 구체화하는 데 도움이 됩니다. 다음 시나리오는 대부분의 사람들이 겪는 상황을 다룹니다.

시나리오 1: 호스에 단일 충격 스프링클러, 작은 잔디밭

정원 호스에 하나의 플라스틱 충격 스프링클러가 있어 1,500평방피트의 앞 잔디밭 위에 반경 약 25피트의 원을 덮고 있습니다. 1/8인치 노즐을 통해 30PSI에서 약 1.5GPM이 흐릅니다. 강수량: (96.25 × 1.5) ¼ (π × 25²) = 144.4 ¼ 1,963 ≒ 0.074in/hr. 1인치를 전달하려면: 1 ¼ 0.074 ≒ 13.5시간 . 단일 세션이므로 대부분의 사람들은 주간 1인치 목표를 달성하기 위해 이를 2~3일에 걸쳐(세션당 약 4.5시간, 주당 3회) 나눕니다.

시나리오 2: 4세대 주거 시스템 구역

뒷마당 구역에는 4개의 황동 충격 스프링클러 헤드가 있으며, 각각 35PSI에서 30피트를 던지는 5/32인치 노즐이 있습니다. 정사각형 격자에 머리부터 머리까지 닿을 수 있도록 간격을 두고 있습니다. 각 헤드의 흐름은 2.8 GPM입니다. 캐치 캔 테스트를 실행한 후 30분 동안 수집된 평균 깊이는 0.18인치이며 강수량은 시간당 0.36인치입니다. 1인치 실행 시간: 1 ¼ 0.36 ≒ 2시간 47분 . 일반적인 일정은 이 영역을 일주일에 두 번 90분 동안 실행하여 총 1.08인치를 전달할 수 있습니다.

시나리오 3: 대형 투사 황동 충격 스프링클러를 사용하는 농업 분야

5에이커 규모의 채소 밭에서는 55PSI의 삼각형 패턴으로 60피트 간격으로 배치된 대형 황동 충격 스프링클러를 사용합니다. 각 스프링클러는 55피트의 전체 원형 반경을 커버하고 8GPM의 유량을 흘립니다. 캐치 캔의 평균 깊이는 30분 동안 0.05인치이며 강수량은 시간당 0.10인치입니다. 필드 전체에 1인치를 전달하려면: 1 ¼ 0.10 = 10시간 . 이는 농업용 관개의 경우 일반적이므로 현장 시스템은 관개 이벤트 사이에 밤새 또는 며칠에 걸쳐 실행되는 경우가 많습니다.

실제 물 공급 효율성을 감소시키는 요인

실행 시간을 올바르게 계산하더라도 여러 가지 실제 요인으로 인해 적용된 모든 물이 실제로 의도한 속도로 식물 뿌리에 도달하는 것은 아닙니다.

• 바람: 10mph 이상의 바람은 충격 스프링클러 적용 범위 패턴을 크게 왜곡하여 미세한 물방울을 대상에서 벗어납니다. 일반적으로 하루 중 가장 조용한 시간인 이른 아침 시간에 물을 주면 바람으로 인한 손실이 줄어듭니다. 일부 추정에 따르면 바람은 노출된 위치에서 분배 효율성을 15~30%까지 감소시킬 수 있습니다.
• 적용 중 증발: 오후 최고 기온(오전 10시에서 오후 4시 사이)에 물을 주면 뿌린 물의 10~20%가 토양에 들어가기 전에 증발하여 손실됩니다. 온도가 더 낮고 습도가 높은 이른 아침 관개는 이러한 손실을 최소화합니다.
• 결선: 경사면이나 촘촘한 토양에서는 물이 침투하기 전에 대상 지역에서 흘러나와 강수율이 제시하는 것보다 효과적인 살포 깊이가 감소합니다.
• 분포 균일성: 대부분의 충격식 스프링클러는 이상적인 조건에서 60~80%의 분포 균일성(DU)을 갖습니다. 이는 일부 지역에는 평균보다 훨씬 더 많은 물이 공급되고 다른 지역에는 훨씬 적은 양의 물이 공급된다는 의미입니다. 가장 건조한 지점이 목표 깊이를 받게 하려면 평균 적용량이 목표를 초과해야 합니다. 즉, 조정된 실행 시간이 종종 10~25% 더 길어짐 단순한 강수량 계산이 시사하는 것보다.

0.75~0.85의 효율성 보정 계수를 적용하는 것은 계획 목적을 위한 실용적인 접근 방식입니다. 계산 결과 1인치를 배송하는 데 3시간이 걸린다면 실제 손실과 불균일성을 고려하여 3.5~4시간을 예약하세요.

임팩트 스프링클러를 가동하기에 가장 좋은 시간

이른 아침(오전 4시에서 오전 9시 사이)은 충격식 스프링클러를 가동하기에 가장 좋은 시간입니다. 그 시간에 풍속은 일반적으로 일일 최저 수준이고 온도는 더 낮으며(증발 감소), 낮 시간 동안 물을 주면 해가 지기 전에 잎이 건조될 시간을 확보할 수 있습니다. 젖은 잎을 밤새 방치하면 흰가루병, 달러 반점, 잔디밭의 갈색 반점 등의 곰팡이 질병에 유리한 조건이 조성됩니다.

실행 시간이 10시간 또는 12시간까지 연장되는 농업 응용 분야의 경우 시스템은 일반적으로 저녁에 시작되어 밤새 실행되고 이른 아침에 주기가 완료됩니다. 이는 바람이 적고 증발량이 적은 창을 포착하고 주간 현장 작업과의 충돌을 방지합니다.

여름철 한낮에는 충격식 스프링클러를 작동하지 마십시오. 증발 손실 외에도, 직사광선 아래 충격 스프링클러에서 발생하는 고압 연무는 드문 조건에서 일부 식물 잎에 국부적인 확대 효과를 일으킬 수 있습니다. 그러나 이는 미세 안개 드립 방출기보다 충격 스프링클러에서 훨씬 덜 일반적입니다. 실질적인 관심은 효율성에 더 있습니다. 건조한 기후에서 95°F의 날씨에 정오에 적용되는 물은 손실될 수 있습니다. 20~30% 토양 표면에 도달하기도 전에 증발합니다.

빠른 참조: 런타임 계산기 로직

특별한 도구 없이 자신만의 런타임을 계산하려는 경우 전체 프로세스는 다음과 같습니다.

1. 제조업체의 사양 시트에서 스프링클러의 GPM을 찾으십시오(또는 작동 압력에서 분해된 헤드에서 5갤런 버킷을 채우는 데 걸리는 시간을 측정하여 측정하십시오).
2. 적용되는 면적을 계산합니다. 완전한 원의 경우 면적 = π × 반경²; 부분 호의 경우 면적 = (호 각도 ¼ 360) × π × 반경²입니다.
3. 강수량(in/hr) = (96.25 × GPM) ¼ 면적(sq ft).
4. 실행 시간(시간) = 목표 깊이(인치) ¼ 강수량(인치/시간).
5. 분포의 불균일성과 증발 손실을 고려하여 15~25%를 추가합니다.
6. 캐치캔으로 확인하고 실제 측정된 결과를 바탕으로 일정을 조정하세요.

시스템의 각 구역에 대해 이 계산을 한 번 실행한 다음 어획량 테스트를 통해 검증하면 약간의 날씨 기반 조정만으로 전체 시즌을 유지하는 신뢰할 수 있는 관개 일정을 얻을 수 있습니다. 적절하게 설정하는 데 1시간도 채 걸리지 않으며 일년 내내 물, 시간 및 식물 건강 문제를 절약할 수 있습니다.