یکی از مسائل مهم در طراحی و بهره برداری از خطوط لوله وجود هوا در داخل شبکه لوله های سیستم های آبیاری است . متاسفانه ،جلوگیری کامل از ورود هوا بداخل لوله ها غیر ممکن است ، اما درک اینکه چگونه ممکن است هوا وارد یک خط لوله شود، به مساله حداقل نمودن ورود هوا به داخل لوله اعم از لوله پلی اتیلن کمک می کند.
شرایط ممکن برای ورود هوا عبارتند از :
1- هوائی که در داخل خط لوله ، قبل از پر کردن خط وجود دارد،ممکن است بطور کامل تخلیه نشود .
2-روشن کردن پمپ چاه آبیاری می تواند مقادیر قابل ملاحظه ای هوا را به داخل لوله آب بفرستد(اگر هیچ تمهیدی برای تخلیه و خروج هوا قبل از باز شدن شیر یکطرفه در نظر گرفته نشده باشد).
3- هوا ممکن است در محل مکش آب به پمپ ، بداخل کشیده شود که ناشی از عمل گردابی در محل مکش پمپ است .تجربه نشان داده که هوا به میزان 5 الی 10 درصد جریان آب می تواند به واسطه ایجاد گرداب،بداخل پمپ آبیاری وارد شود . این هوا تاثیراتی روی پمپ از نظر نحوه لرزش ، خوردگی و راندمان دارد باعث کاهش عمر پمپ آبیاری و ایجاد خسارت به آن خواهد شد. به این نکته باید توجه گردد که امکان ورود هوا در محل مکش، زمانی که مکش منفی باشد ( یعنی استخر آبیاری یا منبع آب پایین تر از پمپ آب قرار گیرد) بسیار زیاد و مشکل ساز خواهد بود.
4- هوا ممکن است از طریق اتصالات نشت کننده و سوراخ دار (مثل محل کمربند پلی اتیلن ، اتصالات پیچی و رزوه ای پلی اتیلن ،رینگ و فلنچ ها و … ) در قسمت های فشار منفی نظیر نقاطی که در بالای خط شیب هیدرولیکی قرار دارند، بداخل خط لوله کشیده شود.
5- هوا ممکن است از محفظه پمپ بداخل کشیده شود.
6-ریزش جریان در یک خط نیمه پر می تواند مقدار زیادی هوا را در خود محبوس کند .تلاطم ایجاد شده با ریزش آب موجب بوجود آمدن مخلوط غیر یکنواخت هوا و آب می شود .
7- هوا ممکن است توسط پرش هیدرولیکی که نتیجه جریان در یک دریچه نیمه باز است، به دام بیافتد. (مثلا زمانی که یک شیر کشویی یا پروانه ای بعد از پمپ در حالت نیمه باز قرار گیرد)
8-هوا محلول در آب در نقاطی از خط لوله که فشار کاسته می شود ، از آن خارج می شود .
(مثلا زمانی که مسیر لوله آبیاری از تپه می گذرد)
مکانیسم ایجاد اختلال:
وجود هوا در خطوط لوله موجب کاهش سطح موثر جریان شده که در نتیجه موجب افزایش سرعت جریان و افزایش افت اصطکاکی می شود .
چرا وجود هوا در خطوط لوله باعث ایجاد مشکل می شود؟
1- حبابهای هوا تمایل به تجمع در نقاط مرتفع سیستم آبیاری و آبرسانی را دارند. این حبابها مثل یک مانع را در خطوط لوله عمل میکنند( مانند شیر نیمه باز) و لاعث افزایش افت اصطکاک و کاهش میزار جریان (دبی) در خط لوله می شوند.
2- حبابهای هوا در خط لوله با فشار کم میتواند تدریجا بطور کامل جریان را قطع کند.
3- حبابهای بزرگ هوا که در حال حرکت در خط لوله هستند در نقاط کم ارتفاع مسیر(جاهایی که فشار زیاد است) فشرده و متراکم شده و در نقاط مرتفع (نقاط کم فشار) منبسط شده و باعث ایجاد موج می شوند.
4- حبابهای هوایی که در نقاط مرتفع تجمیع می یابند، می توانند بطور ناگهانی ترکیده و موجب تغییرات شدید سرعت در اطرافشان شوند، که در نهایت این موج ها با فشار عظیمی که ایجاد میکنند باعث ایجاد خسارت به تاسیسات ، اتصالات و شیرالات شبکه آبیاری خواهد شد.
راهکارهای کاهش ورود هوا یا حباب ها بداخل خطوط لوله و پمپ و مقابله و پیشگیری:
الف – لوله مکش پمپ به اندازه کافی مستغرق باشد .
ب- حداقل تلاطم و آشفتگی جریان در مکش پمپ وجود داشته باشد.این مسئله می تواند با اطمینان از حصول سرعت کمتر از 1 متر برثانیه و نیز با قرار دادن نزدیکترین مانع در مسیر جریان در فاصله مناسب حاصل شود .
ج- به حداقل رساندن فرصت برای به دام افتادن هوا و محبوس شدن در لوله مکش ، که با استفاده از تبدیل غیر هم مرکز در ورودی پمپ و… صورت می گیرد.
ه – استفاده از شیر تخلیه هوا در محل های مناسب
