بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله عملکرد بطري آب بخش پر وارون شده با درب سوراخدار و کاربرد آن در آبیاري درختان و گیاهان توضیح داده شده است. افزایش حجم گاز محبوس در بالاي آب بطري در طول روز که ناشی از انبساط گرمایی و افزایش فشار بخار آب می باشد باعث جریان تدریجی آب از سوراخ بطري می شود و در مقابل با کاهش دما در عصر و شب مقداري از هواي محیط وارد بطري شده و این فرایندها در ایام بعد به تناوب و بطور فزاینده اي تکرار می شوند. میزان خروج روزانه آب متناسب با دماي محیط و آفتاب می باشد و طول دوره تخلیه کلی یطري را می توان از چند روز تا چند هفته متناسب با درصد آب اولیه تنظیم کرد. این روش براي آبیاري درختان و گیاهان پراکنده در باغات مناسب است.
مقدمه
کمبود آب شهري ، صنعتی و کشاورزي یکی از مشکلات جدي حال و آینده بشر است و از آنجا که مصرف آب کشاورزي بمراتب بیش از مصارف دیگر است لذا متخصصان امر در صدد ارائه و کاربرد روشهاي بهینه آبیاري بوده اند که مصرف آب را به حداقل برسانند . از جمله این روشها آبیاري قطرهاي زیر سطحی با لوله هاي موئین می باشد که آب را بتدریج در اختیار ریشه گیاه و یا درخت قرار می دهد این کار با پمپاژ آب در شبکه هاي لوله کشی ویژه و در بازه هاي زمانی چند ساعته تا چند روزه و در تناوبهاي معین انجام می شود 1]و. [2 در این پژوهش از بطري آب بخش پر، وارون شده ، با درب سوراخ دار بعنوان مخزن آب استفاده شده است و جریان تدریجی و تناوبی آب در اثر انبساط گرمایی روزانه هواي محبوس در بالاي آب بطري صورت می گیرد . بطري بطور وارون بر انتهاي بالایی لوله عمودي حامل جریان آب که در منطقه ریشه گیاه نصب شده قرار می گیرد.
روش کار
در شکل1 یک بطري صلب - از جنس شیشه ، پلاستی ك و یا فلز - نشان داده شده است که در ابتدا - t=0 - تا %85 از حجم کل Vb آن پر از آب و پس از بستن درب سوراخ دارش وارون شده است و در مجراي ورود آب به منطقه ریشه درخت و یا گیاه قرار می گیرد. فیزیک میانرشتهاي که نه تنها به دماي مطلق T ، بلکه به مقدار هوا nair و بخار آب nvap موجود در آن بستگی دارد مضافاً اینکه مقدار بخار آب nvap متناسب با حجم V و شدیداً به دماي حمام بالاي آب بطري بستگی دارد.
از آنجا که تغییرات شبانه روزي دما در مناطق خشک گاهی به 20 o C می رسد لذا افزایش حجم گاز درون بطري در طول روز موجب خروج تدریجی آب از سوراخ آن می شود و در عصر و شب که تابش خورشید کمتر و یا هوا سرد می شود ، در اثر انقباض گاز بالاي آب بطري ، مقداري هوا - برابر با حجم آب خارج شده - از محیط به درون بطري وارد می شود و در روز بعد این فرآیندها تکرار می شوند.
زمان t در طول شبانه روز نمونه - روز یازدهم از شروع آزمایش - در محل آزمایش نشان داده شده است ودر شکل2 b منحنی تغییرات درصد آب موجود در بطري در آن روز نشان داده شده است. جرم بطري و آب و تغییرات آن بوسیله یک ترازوي اهرمی با دقت 0/1 gr اندازه گیري شده است. همانطور که از شکل 2 b پیداست مقدار آب موجود در بطري Vw تا طلوع خورشید ثابت است و در ساعت اول بعد از طلوع ، فرآیند انبساط و به تبع آن خروج آب از بطري آغاز می شود و این فرآیند تا حدود ساعت 2 بعدازظهر ادامه دارد.
در شکل 3 منحنی تغییرات درصد آب موجود در بطري در ایام آزمایش - اواسط اردیبهشت در یزد - نشان داده شده است . در این آزمایش جرم - حجم - آب موجود در بطري در ابتداي آزمایش - روز اول - برابر با %85 گنجایش بطري بوده است و جرم آب موجود در پایان هر روز با اندازهگیري جرم کل بطري بدست آمده است. همانطور که واضح است آهنگ نزول این منحنی پلکانی با گذشت ایام بتدریج افزایش می یابد - در شرائط جوي پایدار - به عبارتی فرآیند جریان آب خروجی تساعدي است .
از ویژه گی هاي جالب این روش این است که چنانچه هواي محیط سرد و یا ابري شود فرایند انبساط و به تبع آن تخلیه بطري کند به عبارتی آبیاري گیاه بطور طبیعی تنظیم می شود. در شکل 4 نمونه اي از این رفتار که در آبان ماه رخ داده نشان داده شده است. کاهش آهنگ خروج آب در روز هاي پنجم و هشتم – نهم ناشی از ابري و یا بارانی بودن هوا می باشد. آزمایشات نشان می دهند که فرآیند تخلیه در همه بطري هاي هم شکل - ولی با گنجایش متفاوت - و هم جنس که همزمان به یک نسبت پر شده اند یکسان است و این مؤید تکرار پذیر بودن نتایج در شرایط آزمایشی - جوي - بکسان است.
بحث و نتیجه گیري
همانطور که اشاره شد فرآیند انبساط گاز بالاي آب ، بخشی ناشی از افزایش دما و بخش مهمتري ناشی از افزایش فشار بخار آب - در حمام بالاي آب بطري - در اثر افزایش دما است.
