Размещено на http://www.allbest.ru/

Обоснование технических решений совершенствования

технологического процесса орошения на примере ДДА-100В

Специальность 06.01.02 - Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Сухарев Денис Владимирович

Москва 2009

Работа выполнена в Федеральном государственном научном учреждении «Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации» (ФГНУ «РосНИИПМ»)

Научный руководитель: кандидат технических наук

Снипич Юрий Федорович

ФГНУ «Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации»

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Храбров Михаил Юрьевич

ВНИИ гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова РАСХН

кандидат технических наук

Ильин Семён Петрович

ФГОУ ВПО «Московский государственный университет природообустройства»

Ведущая организация: Новочеркасская Государственная Мелиоративная Академия (НГМА)

Защита диссертации состоится 1декабря 2009 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 220.045.01 при Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московском государственном университете природообустройства по адресу: 127550, Москва, ул. Прянишникова 19,зал заседаний ученого совета (1 учебный корпус, ауд. 201), тел.\факс: 8(495)976-10-46

С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в библиотеке в ФГОУ ВПО «Московский государственный университет природообустройства», а также на сайте в ФГОУ ВПО МГУП www.msuee.ru.

Отзывы на реферат в двух экземплярах, заверенные печатью предприятия, просим направлять ученому секретарю диссертационного совета.

Автореферат разослан 30 ноября 2009 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета Сурикова Т.И.

Актуальность темы. В условиях недостаточного увлажнения в нашей стране находится свыше 70 % сельскохозяйственных угодий, в т. ч. около 60% пашни, 50% сенокосов и более 90% пастбищ. Почти на 40% сельхозугодий выпадает около 400 мм осадков в год.

Успешному восстановлению орошения дождеванием в последнее время способствуют многие присущие ему положительные качества, среди которых необходимо отметить такие, как:

- орошение увеличивает урожайность в среднем в 1,5-2 раза, а в засушливые годы в пять и более раз;

- высокое качество полива и равномерность увлажнения;

- возможность одновременного внесения удобрений и т. д.

Однако дождеванию в современных условиях присущи и некоторые недостатки:

- крупнокапельный ливневый искусственный дождь наносит вред, особенно молодым всходам и рассаде;

- в комплектации дождевальных машин не предусматривается набор дождеобразующих устройств, позволяющих в течении поливного сезона регулировать крупность капель и интенсивность дождя.

Научными исследованиями давно установлены предельно допустимые значения средних интенсивностей искусственного дождя для различных типов почв, уклонов местности и фазам развития растений.

Таким образом, актуальность темы диссертации определяется необходимостью разработки и обоснования технических решений снижения среднего диаметра капель, уменьшения интенсивности дождя и возможностью регулирование данных показателей в процессе дождевания по фазам вегетации культур.

Цель работы. Обоснование технических решений снижения средней интенсивности дождя и уменьшения общей энергоемкости существующей оросительной техники.

Задачи исследований.

- Провести оценку изменения гранулометрического состава верхнего слоя почвы при орошении;

- обосновать целесообразность применения в конструкциях дождевальных машин комплектов дождеобразующих устройств;

- теоретически обосновать конструкцию дефлекторной дождевальной насадки секторного типа разработки ФГНУ РосНИИПМ;

- дать анализ технических характеристик дождя предлагаемой насадки;

- провести лабораторно-полевые исследования качества дождя одиночной насадки и комплектов насадок для ДДА-100ВХ;

- исследовать агротехнические показатели работы ДДА-100ВХ с новыми дождеобразующими устройствами;

- дать экономическую оценку результатов исследований.

Научная новизна.

- Предложены технические решения снижения средней интенсивности дождя и уменьшения диаметра капель;

- установлены зависимости расходно-напорных характеристик дефлекторных насадок от давления и диаметра сопла;

- установлены зависимости интенсивности дождя от диаметра сопла предлагаемой секторной насадки;

- установлены зависимости устойчивости растений к давлению искусственного дождя.

Практическая ценность. Предложено техническое решение по улучшению качества дождя. Намечены пути дальнейшего совершенствования дождевальных машин.

Объект исследований. Объектом исследований является дождевальная насадка, разработанная в ФГНУ «РосНИИПМ».

Предмет исследований. Технология орошения дождевальной машиной ДДА 100 ВХ укомплектованная предлагаемыми дождеобразующими устройствами.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях, проводившихся в ФГНУ «РосНИИПМ», часть исследований опубликована в журнале Мелиорация и водное хозяйство №4, 2007 г.

Реализация работы. Результаты исследований использованы при изготовлении и реализации наборов комплектов дождевальных насадок к ДМ ДДА-100 ВХ в хозяйствах Ростовской области и Краснодарского края. (2007-2008гг)

Достоверность работы. Исследования выполнены по апробированным методикам с применением контрольно-измерительной аппаратуры протарированной метрологической службой и ресурсы эколого-аналитической лаборатории РосНИИПМ (аттестат аккредитации №РОСС.RU 0001.512581 от 19.01.01). Результаты исследований проверены посредством статистических критериев на основе теории ошибок дисперсного анализа, проведено сопоставление результатов расчетов и экспериментов.

Во «Введении» обоснована актуальность темы исследований, сформулированы цель и задачи исследований, научная новизна, практическая ценность, объект и предмет исследований, апробация, реализация и достоверность выполнения работы.

В первой главе «Состояние вопроса и обзор исследований» проведен анализ, который показал что, выбор способов орошения и техники полива зависит от ряда условий: климатических, почвенных, геоморфологических, гидрогеологических, биологических, хозяйственных, водохозяйственных и экономических. Различные факторы существенно влияют как на выбор способа орошения, так и на технику полива. Один и тот же фактор может быть значимым при одном способе орошения и не иметь особого значения при другом. Все эти факторы и условия тесно взаимодействуют между собой (рисунок 1).

Главным требованием к искусственному дождеванию, является создания дождя с интенсивностью, не превышающей скорость впитывания воды почвой. Этим вопросом ранее занимались такие ученые как: Ф. Г. Абрамов, С. Ф. Аверьянов, В.В. Ведерников, Д. П. Гостищев, В. И. Городничёв, К. В. Губер, А. М. Глобус, А. И. Голованов, М. С. Григоров, Н. Н. Дубенок, В. П. Заднепровский, Н. С. Ерхов, А. П. Исаев, О. В. Кантор, А. Н. Костяков, И. П., Кружилин, И. А. Кузник, Б. М. Лебедев, Г. Е. Листопад, Б. С. Маслов, М. А. Михалев, А. М. Ларионова, Б. Ф. Никитенков, Ю. Н. Никольский, Б. О. Миленин, В. И. Ольгаренко, Г. В. Ольгаренко, Е. В. Полуэктов, Ю. П. Поляков, Л. М. Рекс, И. Б. Усков, Б. Б. Шумаков, И. Г. Штефырца, Н. П. Чеботарев, В. Я. Чебасов, Д. Р. Филипп и др.

Исследования, проведенные автором, по измерению свойств водно-физических приазовских черноземов представлены в таблице 1.

орошение почва машина дождевальный

Таблица 1 - Изменение водно-физического состава почвы при дождевании серийной машиной ДДА-100ВХ в слое почвы 0 - 10 см.

№ опыта	Норма полива м3/га	Сумма частиц %
		Физ. песок	Физ. глина
		0,25- 0,001	0,01-0,005	0,005-0,001	< 0,001
1	без полива	44,44	9,55	18,60	27,41
2	200	34,39	8,79	17,91	38,91
3	270	41,67	7,50	19,25	31,58
4	450	33,91	10,92	17,52	37,65
5	500	39,334	10,64	21,28	28,74

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1 - Факторы, влияющие на выбор поливной техники

Анализ таблицы 1 показывает, что дождевание со стоком приводит к увеличению числа фракций размером 0,01 - 0,001 мм в данном случае по сравнению с контролем на 51 %. В тоже время полив без стоков увеличивает это число фракций только на 2,7 %.

Дождевание до стока хотя и в меньшей степени, однако, также оказывает разрушительное воздействие на почву.

Исследуя противоэрозионную стойкость почв (ППС), В. И. Гниненко отмечает, что данные механического и микроагрегатного анализа удобно интерпретировать через соответствующие коэффициенты (таблица 2).

Результаты по вышеописанному способу позволили определить эрозионную опасность почв Ростовской обл. Данные приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Характеристика орошаемых земель Ростовской области по эрозионной опасности

уклоны полей	площадь тыс.га	% от общей площади	Ст. опасности эрозии
меньше 0,01	208	37,7	Незн. опасные земли
от 0,01 до 0,02	232	42,1	опасные
больше 0,02	111	20,2	очень опасные

Проведенные ранее исследования в хозяйствах Ростовской области показали, что при орошении дождеванием почти повсеместно происходит смыв почвы.

Данные таблицы 4 показывают влияние ирригационной эрозии на вынос элементов питания растений.

Таблица 4 - Влияние полива на смыв почвы, вынос элементов питания растений (уклон 0,02)

Поливная норма м3/га	Вынос кг/га
	почва	гумус	азот	фосфор	калий
150	3,0	1,5	0,1	0,04	0,8
2500	17	3,8	0,7	0,24	0,9
400	46	4,40	1,9	0,6	1,25

Все это говорит о том, что дальнейшее развитие орошаемого земледелия области немыслимо без осуществления полного комплекса почвозащитных мер, основными из которых является ряд мероприятий по совершенствованию характеристик искусственного дождя.

Во второй главе «Обоснование оптимизации технологических параметров дождевальных машин» предложены теоретические предпосылки оптимизации комплектования дождевальных машин дождеобразующими устройствами, обосновано улучшение структуры дождя за счет конструкции дождеобразующего устройства.

Все известные постановки задач оптимизации комплектования, использования и производства технических средств основывается на классической задаче. Ее формулировка для дождевальной техники выражается следующим образом.

Например, имеется m наборов дождеобразующих устройств, которыми можно выдавать n норм полива. Причем, имеет место многовариантность распределения норм полива в зависимости от набора дождеобразующих устройств, т.к. набор одного типа может выдавать несколько или все нормы полива. При этом, производительность дождеобразующих устройств и затраты при различных нормах полива разные.

В первом случае находим минимальное количество комплектов дождеобразующих устройств

а) Найти (1)

1) , (2)

при условиях

2) , (3)

3) (4)

Во втором случае находим максимальное количество необходимых норм полива за вегетационный период

б) Найти max

1) , (5)

при условиях:

2) , (6)

3) (7)

где сij - затраты денежно-материальных средств на производство j-го вида полива;

xij - искомое число j-х видов полива, производимых насадками i-го типа;

tij - время на проведение одного полива j-го набора насадок i-го типа;

аi - время чистой работы всех наборов насадок i-го типа;

bj - число необходимых j-го видов полива;

Т - чистое рабочее время в часах за рассматриваемый период (за смену, за сутки, за вегетационный период и т.п.);

- число комплектов насадок (дождеобразующих устройств) i-го типа;

у - искомое число видов полива, производимое за рассматриваемый период;

kj - число видов полива j-го вида, входящих в один вегетационный период.

В результате получаем зависимость, которая выглядит следующим образом: сумма норм полива, помноженная на сумму наборов дождеобразующих устройств помноженная на время проведения одного полива, умноженная на число норм полива должны стремиться к оптимальному соотношению комплектов насадок к необходимым нормам полива:

(8)

Автором построена блок-схема математической реализации выбора технических средств орошения (рисунок 2).

Как было сказано выше равномерность увлажнения почвы, поливная норма до образования стока зависят от типа почвы орошаемого участка, от внешних воздействий во время орошения, например, от направления и скорости ветра и физических характеристик искусственного дождя, создаваемого дождевальными машинами. В том случае, когда тип почвы и внешние условия не изменяются, эффективность полива определяется качеством искусственного дождя, обуславливаемым его физическими характеристиками.

Рисунок 2 - Блок-схема математической реализации выбора технических средств орошения

Для подтверждения предположения о том, что улучшения технологических характеристик дождя, приводит к снижению эрозионного воздействия на почву, был проведен предварительный анализ влияния изменения скорости и диаметра капель на энергетические характеристики дождя, с использованием известных формул механики.

Как известно, степень воздействия падающего тела на поверхность (в нашем случае капли дождя на почву) определяется силой (F) и давлением (P) развиваемом в зоне контакта с поверхностью ( S ):

(9)

(10)

где m - масса тела, для капли: ;

с - плотность жидкости;

d - диаметр капли;

V - скорость падения капли;

?V - изменение скорости за время;

(11)

(12)

Как видно, из полученных зависимостей при уменьшении скорости и увеличения диаметра капель давление снижается в 4 раза, время удара увеличивается. Уменьшение разницы между tр и tуд приводит к уменьшению разрушающего действия капли на поверхность почвы, т.е. приводит к снижению эрозионной опасности капель с характеристиками d2 и V2 по сравнению с каплями с характеристиками d и V.

При существующих конструкциях дефлекторных насадок секторного типа, уменьшая за счет увеличения напора диаметр капель, при увеличении скорости их движения, мы не достигаем улучшения агроэкологических характеристик дождя и уменьшения эрозионного воздействия на почву. Самой эффективной мерой по снижению эрозионного воздействия дождя на почву, являлось бы снижение скорости движения капель, т.е. уменьшение кинетической энергии.

Для решения задачи состоящей как бы из взаимоисключающих положений для дождеобразования - сохранение производительности при уменьшении скорости, необходимо, разработать дождевальные насадки позволяющие использовать в дополнение к существующим конструкциям и другие.

Рассмотрим работу стандартной дефлекторной насадки секторного типа на ДДА-100 ВХ и предлагаемой секторной насадки разработанной в ФГНУ «РосНИИПМ» по методике предложенной Б.М. Лебедевым.

Поток воды, выходящий из отверстия диафрагмы серийной насадки вертикально вверх, попадает на дефлектор с углом наклона образующей к горизонту 0°. При дальнейшем движении в воздухе поток на коротком участке сохраняет сплошность в виде пленки, а затем распадается и продолжает свое движение в виде капель одного размера.

В случаях с насадкой ФГНУ РосНИИПМ угол наклона дефлектора к горизонту составляет 30 - 34°. Сплошность пленки и естественно диаметр капли с увеличением угла наклона увеличивается (рисунок 3).

а - стандартная	б - предлагаемая

Рисунок 3 - Схематическое изображение насадок секторного типа

Зная явление поверхностного натяжения в пленке, можно определить размеры капель, получающихся в результате ее разрыва. Очевидно, что с увеличением размеров пленки поверхностная энергия пленки уF увеличивается. Б.М. Лебедев установил, что разрыв пленки на капли наступит в тот момент, когда сумма поверхностной энергии всех капель будет равна (или меньше) поверхностной энергии пленки, а радиус капель, получающихся от разрыва пленки, должен быть равен 3/2 толщины пленки. Если через d обозначить диаметр капель, то следует что: , т.е. диаметр капель в 3 раза больше толщины пленки, из которой они образуются. Из рисунка 3 б видно, что на разных участках дефлектора образуется пленка разной толщины, следовательно и диаметр капель будет разным для каждого участка.

Далее рассмотрим, определение дальности полета R струи,

На рисунке 4 приводится график зависимости радиуса действия секторной насадки в зависимости от напора перед соплом и угле наклона дефлектора к горизонтальной плоскости.

Каждому углу наклона соответствует определенная кривая. Из графика видно, что для принятых углов, наклона по мере возрастания напора дальность полета ее сначала растет, а затем, приближаясь к некоторому пределу, который уже не может быть превзойден никакими увеличениями давления. Чем больше угол наклона, тем больше ее предельная дальность.

Рисунок 4 - График зависимости радиуса действия секторных насадок от угла наклона дефлектора

Рисунок 5 - Зависимость радиуса действия секторных насадок от среднего диаметра капель

В тоже время, как известно, уменьшение диаметра капель уменьшает дальность и наоборот, увеличение среднего диаметра, увеличивает радиус полива. Результаты экспериментальных исследований проведенных на лабораторной установке предоставлены на рисунке 5.

В третьей главе «Программа и методика экспериментальных исследований» проводится агротехническая оценка искусственного дождя

ДДА-100ВХ, влияние скорости ветра на качество дождя насадок секторного типа.

Важным является вопрос о давлении дождя на растения. Наблюдения за работой дождевальных машин при поливе овощных культур показали, что вследствие несоответствия интенсивности и крупности капель при различных фазах развития культур происходит механическое повреждение каплями дождя стеблей, листьев, плодов, соцветий растений и т.д.

Для установления устойчивости растений к каплям дождя при поливе консольных дождевальных машин был подготовлен участок, возделываемый картофелем, площадью десять квадратных метров. Подсчет растений подвергнутых деформации и механическим повреждениям, проводился для всех комплектов дождевальных насадок дождевальной машины. Повторность полевых опытов трехкратная.

Наблюдение за поливом секторной насадки при ветре и анализ карт распределения дождя, дают основание достаточно обоснованно говорить о некоторых его положительных и отрицательных особенностях.

К положительным сторонам работы насадки секторного типа при ветре можно отнести то что, происходит некоторое выравнивание равномерности при работе нескольких, рядом расположенных, насадок.

Недостатком, при поливе насадкой секторного типа при ветре, является то, что, при ветре из-за сноса струи около границ сектора полива происходит дополнительное сокращение размеров площади. Это несколько сокращает орошаемую площадь. Кроме того, сжатие контура орошения при ветре сохраняется и для сектора орошаемой площади, что еще больше уменьшает ее. Даже относительно небольшое увеличение дальности полета по ветру не может компенсировать всех этих потерь орошаемой площади.

В четвертой главе «Экспериментальные исследования технологий работы стандартного и предлагаемых комплектов насадок ДДА-100ВХ» представлены результаты проведенных исследований

Построенная по опытным данным таблица 5, графическая зависимость расхода насадки от напора представлена на рисунке 6.

После обработки экспериментальных данных на ЭВМ получены следующие зависимости для нахождения расходно-напорных характеристик предлагаемых насадок диаметром:

- для d=13 мм - h = 3·106 ·q2 - 9·10-11 ·q + 2·10-13; (25)

- для d=14 мм - h = 3·106 ·q2 - 3·10-10 ·q + 4·10-13; (26)

- для d=16 мм - h = 5·106 ·q2 - 3·10-10 ·q + 4·10-13; (27)

- для d=19 мм - h = 8,5·105q2 - 5·10-11q + 2·10-13. (28)

Таблица 5 - Экспериментальные данные расходно-напорных характеристик дефлекторной насадки секторного действия

H, напор	dс=13 мм, µср=0,940	dс=14 мм, µср=0,942	dс=16 мм, µср=0,945	dс=19 мм, µср=0,947
	Q, расход	Q, расход	Q, расход	Q, расход
2	0,00076	0,00082	0,00122	0,00153
4	0,00108	0,00117	0,00192	0,00216
8	0,00153	0,00165	0,00253	0,00306
12	0,00187	0,00202	0,00285	0,00375
16	0,00216	0,00233	0,00384	0,00433
20	0,00242	0,00261	0,00377	0,00484
24	0,00265	0,00286	0,00391	0,00530
28	0,00286	0,00309	0,00433	0,00572
32	0,00306	0,00330	0,00513	0,00612
36	0,00325	0,00350	0,00536	0,00649
40	0,00342	0,00369	0,00579	0,00684
44	0,00359	0,00387	0,00601	0,00718

Коэффициент расхода дает качественную оценку насадки, он зависит от конструкции и качества изготовления. Исследуемые насадки имеют коэффициент расхода µср = 0,908 - 0,947.

Рисунок 6 - Расходно-напорные характеристики дефлекторных насадок в зависимости от давления и диаметра сопла

В ходе построения графика расходно-напорных характеристик дефлекторных насадок получены зависимости и коэффициенты достоверности по диаметрам, которые представлены в таблице 6.

Таблица 6 - Данные расходно-напорных характеристик

диаметр сопла	зависимость	коэффициент достоверности
D 19	y= 0,833e601,13x	R2= 0,964
D 16	y= 1,66788e577,72x	R2= 0,9438
D 14	y= 1,5516e723,29x	R2= 0,9023
D 13	y= 1,6922e870,23x	R2= 0,9268

Результаты исследования параметров характеризующих, одиночную насадку секторного действия, разработанную в ФГНУ «РосНИИПМ» с диаметром сопла 13 мм представлены в таблице 7, и наглядно показаны на рисунке 7.

Для оценки эффективности низконапорных систем дождевания проведены испытания дефлекторной насадки секторного типа (рисунки 7) на машине ДДА-100ВХ с диаметром сопла 13 мм и напора перед аппаратами 5 м.

а предлагаемая насадка	б стандартная насадка

Рисунок 7 - Карты распределения дождя предлагаемой и стандартной секторных насадок

Установлено, что расходы при напоре 5 м изменялись в пределах 2,2-2,7 л/сек (таблица 8).

Таблица 8 - Результаты экспериментальных исследований

Тип насадки	Расход, л/с	Средняя интенсивность, мм/мин	Площадь захвата дождем м2	Средний диаметр капель, мм	Равномерность полива по Кристиансену
				в центре	в конце
стандартная секторная насадка	2,2	1,07	61,9	0,89	1,26	0,76
секторная насадка разработки ФГНУ РосНИИПМ	2,7	1,85	87,5	1,60	2,80	0,49

Среднеобъемный диаметр капель секторной насадки ФГНУ РосНИИПМ 1,7-2,0 раза меньше, а равномерность полива в 1,5 раза выше, чем у стандартной секторной насадки. Более высокое качество дождя обеспечивалось при работе секторной дождевальной насадки с увеличенным дефлектором. Максимальный слой осадков наблюдался на расстоянии равном 0,5 - 0,7 радиуса захвата дождем.

Среднеобъемный диаметр капель увеличивался на расстоянии от центра радиуса захвата к его концу в 1,7 раза для секторной дождевальной насадки ФГНУ РосНИИПМ и в 0,7 раза для стандартной дождевальной насадки.

Увеличение напора приводит к выравниванию крупности капель по орошаемой площади.

Структура дождя предлагаемых насадок ближе по качеству к естественным дождям, хотя интенсивность соответствует интенсивности очень сильных естественных дождей.

Для сравнительной оценки эффективности различных конструкций дефлекторных насадок были проведены стендовые испытания на полигоне ФГНУ «РосНИИПМ».

Сравнивались два варианта конструкций (таблица 9).

Таблица 9 - Показатели, характеризующие работу дождевальных насадок при различных напорах

Тип насадки	Напор H, м	Расход, л/с	Коэф- фициент расхода	Площадь под дождем, м2	Средний слой осадков, мм
Стандартная секторная насадка	5 10 15	0,29 0,28 0,85	0,38 0,32 0,65	40,1 50,03 60,04	0,42 0,30 0,84
Секторная насадка разработки ФГНУ РосНИИМП	5 10 15	0,6 0,84 1,02	0,82 0,85 0,85	60,06 70,4 80,4	0,54 0,66 0,72

По результатам лабораторных испытаний, установлено, что наилучшие показатели качества полива обеспечивает насадка с дефлектором образованным полукубической параболой.

Для сравнительного анализа были проведены исследования показателей качества выполнения технологического процесса дождевальной машиной ДДА_100ВХ со стандартными и предлагаемыми комплектами насадок (таблица 10).

По результатам проведенных исследований был определен фактический слой дождя по длине консоли и средние показатели по машине. После проведения опыта и снятия показаний с дождемеров и метеоприборов проводились расчеты интенсивности.

В результате расчета была установлена зависимость изменения интенсивности искусственного дождя по длине консоли и расхода ДМ (рисунок 8).

Рисунок 8 - изменение интенсивности дождя по длине консоли.

Таблица 10 _ Показатели качества выполнения технологического процесса

Показатель	Значение показателя
	Насадка ФГНУ «РосННИПМ»	Стандартная насадка ДДА-100ВХ
	ход вперед	ход назад	позиц. работа	ход вперед	ход назад	позиц. работа
Скорость движения, км/ч:
- вперед	0,7	-	-	1,02	-	-
- назад	-	0,6	-	-	0,6	-
Расход: 130 л/сек 100 л/сек 80 л/сек	110,7 91,82 75,2	110,9 91,88 75,4	118,4 93,16 76,6	84,524	84,14	85,77
Ширина захвата, м	126	126	124	123	123	119
Коэффициенты:
- эффект. полива	0,714	0,706	0,380	0,626	0,605	0,231
- избыт. полива	0,130	0,166	0,31	0,167	0,160	0,325
- недост. полива	0,156	0,128	0,31	0,207	0,235	0,444
Диаметр капли дождя, мм:
- начало крыла 130 л/сек 100 л/сек 80 л/сек	0,32 0,57 0,58	0,40
- середина крыла 130 л/сек 100 л/сек 80 л/сек	0,32 0,58 0,75	0,72
- конец крыла 130 л/сек 100 л/сек 80 л/сек	0,35 0,59 1,2	1,46

В итоге были получены три уравнения, описывающие экспоненциальные зависимости, которые, имеют вид: для 130 л/сек y=1,900e0,016x ,R2=0,927; для 100 л/сек y=1,228e0,021x , R2=0,914; для 80 л/сек y=0,694e0,028x , R2=0,959.

Для определения фактического диаметра капель использовалась методика, предложенная В.Д. Ворковым.

Величина капель дождя определялась в следующих местах: в первых каплях на переднем крае, в середине полосы и на заднем крае движущейся полосы дождя (в начале, середине, конце струи) (таблица 11).

Для сравнительного анализа были проведены исследования структуры дождя и диаметров капель предлагаемой дождевальной насадки и насадки стандартной комплектации ДДА-100ВХ.

Таблица 11 - Таблица диаметров капель на машине ДДА-100ВХ

Место измерений	Предлагаемая д.н.	д.н. комплектации ДДА-100ВХ
	правое крыло	левое крыло	Среднее по машине	правое крыло	левое крыло	Среднее по машине
Начало крыла	0,59	0,55	0,57	0,46	0,34	0,40
Середина крыла	0,64	0,52	0,58	0,50	0,94	0,72
Конец крыла	1,21	1,23	1,22	0,82	2,1	1,46

Для увеличения влажности приземного воздуха при орошении овощных культур и уменьшения давления искусственного дождя на растения были проведены полевые исследования комплектов дождевальных насадок разработанных в ФГНУ «РосНИИПМ» на дождевальной машине ДДА-100ВХ и комплекта заводских насадок выше упомянутой машины при напоре воды 0,4 МПа. При проведении испытаний использовались основные требования и положения, изложенные в СТО АИСТ 11.1-2004 «Машины и установки дождевальные. Методы оценки функциональных показателей». На основании данных протоколов испытаний нами были проведены расчеты, в результате которых: представлена зависимость объема дождевой воды в 1 м3 над орошаемым участком от расхода выдаваемого дождевальной насадкой (рисунок 9);

Зависимость устойчивости растений к давлению искусственного дождя от расхода выдаваемого дождевальной насадкой представлена (рисунок 10).

Рисунок 9 - Зависимость объема дождевой воды в 1 м3 над орошаемым участком по консоли.

Рисунок 10 - Зависимость устойчивости растений к давлению искусственного дождя

В пятой главе «Прогнозирование экономического эффекта от

внедрения поливной техники» представлены формулы расчета экономического эффекта. С точки зрения наилучшего удовлетворения потребности сельскохозяйственных предприятий и получения наибольшего экономического эффекта от новой поливной техники, к числу важнейших показателей качества следует отнести такие из них, которые позволяют наиболее полно оценить конструкцию будущей машины, отдачи её в виде производительности и конструктивного совершенства, а также через социально-экономические показатели.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. В ходе анализа материалов предыдущих исследователей были выделены наиболее значимые факторы, влияющие на выбор поливной техники, а именно: климатические, почвенные, биологические и экономические.

2. В процессе обоснования целесообразности применения комплектования технических средств орошения, предложена математическая модель оптимизации комплектования и использования технических средств орошения, также предложена блок-схема реализации математической модели выбора технических средств орошения и их использования

3. Обоснована конструкция дефлекторной дождевальной насадки секторного типа ФГНУ «РосНИИПМ» и установлено, что изменение диаметра зависит от изменения угла наклона дефлектора к горизонтальной плоскости.

4. Исследования теоретических и экспериментальных данных насадок показало, что при одинаковом диаметре сопла и напоре площадь полива одиночной насадки секторного типа ФГНУ «РосНИИПМ»составляет 51 м2, а у стандартной насадки 43 м2.

5. Проведены лабораторные и лабораторно-полевые исследования предлагаемых наборов насадок и получены технико-эксплуатационные данные в ходе анализа которых установлено, что при ходе вперед расход воды составил для 1 комплекта - 75 л/сек, для 2 комплекта - 91 л/сек, для 3 комплекта - 110 л/сек; коэффициент эффективного полива 0,71 - 0,75; диаметр капель для 1 комплекта - 0,32мм, для 2 комплекта - 0,58 мм, для 3 комплекта - 0,75 мм.

6. Экономический эффект от внедрения комплектов насадок для трех машин по данным акта внедрения составил 417 тысяч руб./год.

СПИСОК ТРУДОВ

1. Сухарев Д.В. Испарение из дождевого облака, формируемого секторной насадкой / Ю. С. Карасёв, Ю. Ф. Снипич, Сухарев Д.В. // Мелиорация и водное хозяйство. 2007, № 4. С. 40-41.

2. Сухарев Д.В. Возможности использования дождевального агрегата «BAUER» на территории РФ/ А. Е. Шепелев, И. Н. Нестеров, Сухарев Д.В. // Совершенствование технологий и техники орошения в современных условиях землепользования: Сборник научных трудов. / ФГНУ «РосНИИПМ». - Новочеркасск, 2005. - С. 61-67.

3. Сухарев Д.В. Агротехнические показатели качества дождя дождевальной машины ДКФ-1ПК-1 под воздействием ветра / Ю. С. Карасёв, Ю. Ф. Снипич, Сухарев Д.В. // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия: Сб. науч. тр. / ФГНУ «РосНИИПМ». Новочеркасск, 2006. С. 139-142.

4. Сухарев Д.В. Распределение интенсивности и испарения дождя с поверхности почвы при работе ДМ «Фрегат» с секторными насадками / Ю. С. Карасёв, Ю. Ф. Снипич, Сухарев Д.В. // Вопросы мелиорации № 5-6. М.: 2007. С. 44-49.

5. Сухарев Д.В. Теоретическое обоснование параметров секторной дождевальной насадки / Ю. С. Карасёв Сухарев Д.В. // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия (по материалам конференций и научных семинаров 2007 года): Сб. науч. тр. / ФГНУ «РосНИИПМ». Новочеркасск, 2007, Выпуск 38. С. 98-102.

6. Сухарев Д.В. Результаты полевых опытов работы ДМ «Фрегат» с секторными насадками / Ю. С. Карасёв, Ю. Ф. Снипич, Сухарев Д.В. // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия (по материалам конференций и научных семинаров 2007 года)

Размещено на Allbest.ru

...