ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ - Удосконалення методів розрахунку засобів дощування, розподільчих і транзитних трубопроводів дощувальних машин фронтальної дії
Дощування транзитний трубопровід
У першому розділі "Аналіз основних напрямків удосконалення та розвитку дощувальних машин в Україні" розглянуто сучасний стан зрошувальних систем України, сучасний стан поливної техніки в Україні та її потреба для сільського господарства, основні принципи і напрямки розвитку поливної техніки, сформульовані основні висновки та завдання роботи.
Реформування сільського господарства призвело до збільшення землекористувачів зрошуваних земель і зменшення площ зрошення, які в окремих господарствах не перевищують 2-20га. Широкозахватні дощувальні машини "Фрегат", "Дніпро", ДДА-100МА не можна використати в господарствах з такими малими площами зрошення.
Зменшення площ сільськогосподарських угідь у господарствах створило проблему технологічної цілісності типового поливного модуля площею 800-1200га, який став належати окремим групам землекористувачів з різною формою власності.
У дисертації наведені дані про площі зрошуваних земель в Україні у господарствах різних категорії власників (сільськогосподарські підприємства, фермерські господарства, ділянки сільгоспвиробників, власні підсобні господарства).
Кількість роботоспроможних дощувальних машин у 1994 році було 32 тис., а у 2003 році стало 4,685 тис.
Станом на 2004 рік для сільськогосподарських підприємств України потрібно 24300 дощувальних машин у тому числі 2430 мобільних.
Розглянувши сучасний стан зрошувальних систем та поливної техніки в Україні, зроблено наступні висновки:
- 1. Підвищення ефективності сільськогосподарського виробництва в Україні на зрошуваних землях неможливе без розвитку та модернізації систем і поливної техніки. 2. Модернізацію і розвиток зрошувальних систем і поливної техніки потрібно здійснювати з урахуванням охорони довкілля, економії матеріальних і енергетичних ресурсів, створення нових типових модулів зрошуваних площ. 3. Модернізацію та реконструкцію зрошуваної мережі потрібно здійснювати з урахуванням можливості її використання для сумісної роботи широкозахватних дощувальних машин та мобільних установок для зрошення невеликих ділянок площею 5-20га. 4. З метою економії матеріальних ресурсів, економії енергії, збереження земельних ресурсів для розробки нових мобільних дощувальних машин потрібно удосконалити методику розрахунку параметрів розподільчих трубопроводів нового поливного обладнання фронтальної дії, методику вибору оптимальних діаметрів та довжини водопроводів-шлангів шлангобарабанних установок. 5. Для економії зрошувальної води та підвищення ефективності зрошення потрібно удосконалити методику вибору конструкції та параметрів дощувальних насадок і методику їх розміщення на розподільчих трубопроводах дощувальних машин.
У другому розділі "Дослідження закономірностей гідравлічних опорів у трубопроводах дощувальних машин фронтальної дії" наведено аналіз існуючих залежностей для гідравлічних розрахунків розподільчих трубопроводів та плавнозігнутих транзитних трубопроводів, виконані дослідження гідравлічних опорів у трубопроводах з дискретним зменшенням витрат уздовж трубопроводів, дослідження гідравлічних опорів і втрат напору у плавнозігнутих транзитних трубопроводах шлангобарабанних дощувальних машин. На основі цих досліджень розроблені аналітичні залежності для гідравлічних розрахунків розподільчих трубопроводів дощувальних машин фронтальної дії та трубопроводів-шлангів мобільних шлангобарабанних дощувальних машин.
Аналізуючи залежності, що використовували А. М. Кравчук, І. І. Науменко, О. О. Федорець та інші, для гідравлічних розрахунків розподільчих трубопроводів та технологічні схеми розміщення дощувальних насадок на розподільчих трубопроводах дощувальних машин, ми дійшли висновку, що при дискретному зменшенні витрат уздовж трубопроводів через віддалі для дослідження закономірностей формування гідравлічних опорів доцільно використовувати рівняння зміни питомої механічної енергії між двома суміжними точками відбирання рідини.
Дослідження коефіцієнтів ми виконали при дискретності зміни витрат та числа Рейнольдса Re = 7500...120000, які охоплюють весь діапазон чисел Re, що можуть бути в розподільчих трубопроводах мобільних дощувальних машин.
Результати досліджень коефіцієнтів зображені на рис.2.2., з якого видно, що значення, які визначені за формулою (2.2), розмістились навколо лінії 2, що відображає зміну коефіцієнтів у трубопроводі без роздачі витрат, тобто Q = const.
Порівнюючи значення (лінія 2) з величинами для гладкого трубопроводу (лінія 1), бачимо, що при Re = 10000...120000 коефіцієнтина 6...8% є більшими, ніж для гладких труб. Це збільшення зумовлене штучною шорсткістю, яка створена пристроями для відбору рідини. Отже, при віддалях між точками відбору рідини гідравлічний коефіцієнт тертя змінюється за законами рівномірного руху.
У результаті аналізу впливу місцевих гідравлічних опорів у розподільчих трубопроводах дощувальних машин на величини коефіцієнтів ми встановили, що при віддалях між дощувальними насадками коефіцієнт можна визначити за формулою
Де коефіцієнт в = 1,03...1,035; л - гідравлічний коефіцієнт тертя у трубах без штучної шорсткості, яка зумовлюється пристроями для відбирання рідини. Величини л можна визначати за існуючими залежностями, а для поліетиленових труб при Re = 7000...130000 за формулою
П'єзометричні напори у розподільчих трубопроводах дощувальних машин перед дощувальними насадками обчислюються за формулою, що випливає з рівняння (2.1), тобто
У дисертації наведено порівняння величин п'єзометричних напорів, що обчислені за формулою (2.5) з дослідними. Розбіжність не перевищує 0,05%.
Подача зрошувальної води у розподільчі трубопроводи мобільних дощувальних машин типу шлангобарабанних здійснюється трубопроводами-шлангами, які поступово розмотуються з барабана-котушки або на нього намотуються.
Проаналізувавши технічні та гідравлічні параметри зарубіжних шлангобарабанних дощувальних машин типу "BAUER", "RAINSTAR", ми встановили, що у цих машинах середня кривизна труб-шлангів d/D = 0,035...0,05, а числа Рейнольдса лежать у межах Re = 50000-300000.
Для отримання залежностей, які дозволяють обчислити коефіцієнти у плавнозігнутих трубопроводах-шлангах з поліетилену в широкому діапазоні d/D та чисел Рейнольдса ми дослідили втрати напору ДН у поліетиленовому трубопроводі виробництва "Укрполімерконструкція" діаметром d = 43мм при числах Re = 10000...140000 та відносній кривизні потоку d/D = 0; 0,024; 0,031; 0,042.
Порівнюючи коефіцієнти для поліетиленових труб при з коефіцієнтами гідравлічного тертя гладких труб (), обчислених за формулою Філоненко-Альтшуля, встановили, що при числах Re = 80000-250000 та кривизні 0,04-0,05 втрати напору будуть на 15...35% більшими, ніж у прямих трубопроводах.
Отримані у другому розділі наукові результати дозволяють: 1 - удосконалити методику розрахунку розподільчих трубопроводів дощувальних машин, яка сприяє підвищенню рівномірності і роздачі води; 2 - оптимізувати діаметри барабанів-котушок та діаметри трубопроводів-шлангів мобільних шлангобарабанних дощувальних машин. Оптимальна кривизна труб може бути у діапазоні 0,03-0,05 У цьому разі додаткові втрати напору будуть більші всього на 5...10%, ніж при подачі води прямими трубопроводами.
У третьому розділі "Дослідження гідравлічних характеристик дощувальних насадок секторної дії" розглянуті основні критерії вибору конструкції параметрів дощувальних насадок, методика гідравлічних досліджень гідравлічних опорів та пропускної здатності насадок, результати досліджень, запропоновані аналітичні залежності для гідравлічних розрахунків та рекомендації до вибору основних геометричних розмірів насадок секторної дії.
На дощувальних машинах України широке застосування набули короткоструминні дощувальні насадки секторної дії, що розроблені в ІГіМ УААН. Практика експлуатації таких насадок показала, що частина науково-практичних питань ще недостатньо вивчена. Серед цих питань наступні:
1 - вплив конструкції та розмірів водопровідного тракту насадок на їхні гідравлічні опори; 2 - вплив висоти дефлектора-відбивача на гідравлічні опори та водопропускну здатність насадок; 3 - вплив висоти дефлектора-відбивача на формування факела дощу.
Дослідженнями встановили, що витрати дощувальних насадок рис.3.1,а з висотою дефлектора h = 10мм на 6...7,5% менші, ніж при стандартній висоті h = 14мм. Якщо h = 18,5мм, то при напорах H > 2м витрати насадок рис.3.1,а всього на 0,5...1,5% більші, ніж при h = 14мм.
У четвертому розділі "Дослідження інтенсивності дощу та рівномірності зрошення дощувальними насадками секторної дії" проаналізовані існуючі відомчі нормативні методи та державні стандарти України, за якими виконуються дослідження інтенсивності та рівномірності дощу, який утворюється дощувальними машинами. У цих методиках увага звертається на кількість дощомірів (колекторів), їх розташування на площі, яка зрошується, наводяться коефіцієнти якості поливу та коефіцієнти ефективності поливу.
Оскільки якість дощу і якість поливу безпосередньо залежить від якості та рівномірності до-щу, що утворюється окремими дощувальними насадками, то ми спробували внести деякі уточ-нення та доповнення до існуючих методик дослідження і оцінок якості та рівномірності поливу на основі досліджень рівномірності дощу, що утворюється окремими дощувальними насадками та врахування допустимої варіації поливних норм при вирощуванні сільськогосподарських культур на різних грунтах, які наводяться у довідковій літературі як результати багаторічних досліджень.
У цьому разі коефіцієнт ефективної рівномірності можна запропонувати таким:
У всіх випадках технологічна поливна норма не повинна перевищувати ерозійно допустиму поливну норму. Ця умова буде забезпечена, якщо інтенсивність дощу і водовбирна швидкість грунту знаходяться у співвідношенні
Дослідження інтенсивності дощу, що утворюється дощувальними насадками рис.3.1; 3.2 ми виконали на експериментальній установці, схема якої зображена на рис. 4.1.
Тривалість дощування у дослідах становила 30...35хв. Шар дощування накопичувався у циліндричних дощомірах (колекторах). Дощоміри розташовували на віддалях 1,5; 2,5; 3,5; 4,5; 5,5м від центра сектора дощу та кутах, які відраховувались вліво і вправо від осі сектора дощу: 0;10; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80. Для центральної осі сектора дощу кут. Центральні кути секторів дощу дорівнювали.
У результаті аналізу виконаних дослідів встановили вплив висоти дефлектора-відбивача на формування факела дощу. Для насадки рис.3.1,а діаметром 7мм h=18,5мм центральна частина поверхні факела дощу піднімається вище, ніж при стандартному значенні h=14мм і дальність падіння крапель дощу збільшується. Якщо, то по центральній осі сектора дощу дальність падіння крапель зменшується, а центральний кут сектора дощу збільшується.
Факел дощу насадок рис.3.1,б розпадається на три частини різної інтенсивності. Тому доцільно використовувати насадки типу рис.3.1,а. Вони мають більший коефіцієнт витрати, формують кращу рівномірність дощу, ніж насадки рис.3.1,б.
Для виробничих умов більше значення мають не точкові значення інтенсивностей дощу, а осереднені їх величини на сталих радіусах секторів дощу.
Забезпечення умови досягається шляхом визначення відповідних величин центрального кута сектора дощу, який ми називаємо оптимальним та меншою і більшого радіусів сектора дощу.
Для визначення коефіцієнтів ефективного зрошення одиночною дощувальною насадкою потрібно, на основі дослідних даних, визначити середні інтенсивності дощу на відповідних радіусах і побудувати графік функції
Будемо мати інтенсивності дощу, які формують поливні норми, значення яких знаходяться у межах допустимих відхилень. Тоді коефіцієнт ефективного поливу одиночною дощувальною насадкою дорівнює
Коефіцієнт недостатнього зрошення у відповідності з рис.4.2 буде таким
У дисертації наведені розрахункові значення ширини секторних смуг дощу, на яких маємо допустиме значення коефіцієнта ефективної рівномірності зрошення, тобто 0,77.
З метою економії зрошувальної води та підвищення коефіцієнта ефективного зрошення (4.10) нами запропонована удосконалена методика визначення віддалей між дощувальними насадками, суть якої у тому, що між кожними двома насадками більшого діаметра (рис.4.3) встановлюється насадка меншого діаметра.
У п'ятому розділі "Аналітичні залежності для гідравлічних розрахунків та оптимізації параметрів дощувальних насадок і розподільчих трубопроводів" наведено узагальнення наукових результатів, які були нами отримані у розділах 2-4 та практичне їх застосування для проектування дощувальних машин.
Розглянуто приклад проектування мобільних дощувальних машин типу ШБДУ-15/60. Приклад містить наступне: вибір раціонального діаметра розподільчого трубопроводу на основі допустимої нерівномірності витрат дощувальних насадок уздовж трубопроводу; вибір раціональних діаметрів дощувальних насадок та визначення необхідної їх кількості; визначення коефіцієнта ефективного зрошення на основі допустимої варіації поливних норм; вибір оптимальної кривизни трубопровода-шланга, визначення його діаметра та діаметра барабана-котушки. Наведені також оцінки економічної ефективності, яку можна отримати у результаті застосування отриманих у дисертації наукових результатів з використанням існуючих нормативних рекомендацій для оцінок економічної ефективності дощувальної техніки. Для мобільної дощувальної машини з вихідними параметрами: витрата 15л/с; ширина смуги поливу 60м; довжина трубопроводу-шланга 280м; напір на вході у трубопровід-шланг 40м отримали наступні показники ефективності:
- - коефіцієнт рівномірності роздачі витрат уздовж розподільчого трубопроводу 95% - коефіцієнт ефективного зрошення 0,70 - економія зрошувальної води за рахунок оптимального вибору діаметрів дощувальних насадок на 25%; - економія енергії на транспортування води трубопроводом-шлангом на 15%; - економія енергії на транспортування води розподільчим трубопроводом до 20%; - економічний ефект за рахунок підвищення рівномірності поливу до 14%.
Похожие статьи
-
Актуальність роботи. Забезпечення ефективного функціонування існуючих зрошувальних систем, їх реконструкція та створення нових систем - це комплекс...
-
Сучасний стан і завдання по підвищенню врожайності та поліпшення якості гібридного насіння кукурудзи (огляд літератури) Аналіз джерел літератури, в яких...
-
Зрошення виноградника - Вирощування винограду в Дніпропетровській області
На зрошуваних виноградниках розробляють певні режими зрошення, якими можна регулювати силу росту, плодоношення і якість винограду, при суворому...
-
В основной части курсового проекта установлены основные параметры трелевочных машин: масса (Мт, т), мощность двигателя (N, квт), скорость движения с...
-
Очистка и мойка. Машины тщательно очищают грязи, пыли, удобрений, ядохимикатов. Моют машины в специально отведенных для этого местах, используя различные...
-
Машины ставят на хранение: межсменное -- перерыв в использовании машин до 10-дней, кратковременное --от 10 дней до 2 мес и длительное -- более 2 мес. Они...
-
Актуальність теми. До числа невирішених проблем сучасного тваринництва відноситься зниження рівня природної стійкості тварин, викликаного різними...
-
Топливные насосы и форсунки дизельных двигателей хранят в закрытых помещениях, допускается оставлять и на двигателе. В любом случае необходимо удалить...
-
Машины ставят на хранение: межсменное -- перерыв в использовании машин до 10-дней, кратковременное --от 10 дней до 2 мес и длительное -- более 2 мес. Они...
-
Перспективные машины и варианты технологии для рубок ухода - Организация лесничества
Ежегодный размер рубок ухода определяется делением всей площади древостоев, нуждающихся в соответствующем виде рубок ухода, на средний срок повторяемости...
-
Хранение техники в ООО "Алга" осуществляется машинном дворе, расположенном в д. Верхний Шубан, являющемся административным центром хозяйства. Машинный...
-
Подготовка к работе плуга: А)Агротехнические требования: Все виды вспашки проводят ( кроме перепашки зяби, пара и заделки органических удобрений) должны...
-
Искусственное осеменение, его становление и развитие Первыми опытами по искусственному осеменению можно считать работы итальянца Лазаро Спалланцани...
-
Загальна характеристика методів вивчення стану лісового фонду Україна не належить до найбільш залісених країн Європи - вкриті лісом території займають...
-
За темою дисертаційної роботи протягом 1997-2005 років було проведено 7 дослідів на коровах чорно-рябої породи, 3-5-ї лактацій, продуктивністю 3000-5000...
-
Лущение стерни повышает плодородие почвы. Во время лущения разрыхляется верхний слой почвы, подрезаются сорняки и заворачивается в почву их семена....
-
Тип технологического процесса, состав, последовательность и место выполнения операций лесосечных работ определяются видом продукции, погружаемой на...
-
Методика отримання та застосування препаратів Для визначення концентрації ВМ у рослині був використаний метод атомно-абсорбційного аналізу (ААА) [2]....
-
Режим орошения, Обработка почвы после полива - Черная смородина: посадка, выраивание, уход
Водный режим плодовых и ягодных растений в основном определяется характером строения их стеблевой и корневой системы, периодами их роста и плодоношения,...
-
В сельском хозяйстве, в отличие от промышленности, машины используют в течение года периодически. Некоторые машины (сеялки, комбайны) работают при...
-
Структурная рабочая диаграмма процесса сепарирования молока представлена на рисунке 2. Приняты следующие исходные данные: Ферма крупного рогатого скота с...
-
Классификация навозоуборочных средств. Представленная на рис. 4 классификация включает механическую и гидравлическую системы средств механизации для...
-
Основное преимущество клонального микроразмножения - получение генетически однородного, безвирусного посадочного материала. Предположение о возможности...
-
Расчет балла бонитета почв по методу Т. А. Гринченко - Бонитировка почв
Расчет основан на нахождении интегрального показателя различных свойств (содержание гумуса, подвижного фосфора и обменного калия в зависимости от типа...
-
Итак, в данной выпускной экзаменационной работе полностью рассмотрены вопросы по установке с/х техники на хранение. В теоретической части данной работы...
-
Рефлексологический метод диагностики беременности и бесплодия позволяет диагностировать начальные стадии беременности у взрослых животных с точностью до...
-
Комплекс нехимических методов защиты озимой ржи Мероприятие и технология его проведения Значение с точки зрения фитосанитарной защиты 1. Соблюдение...
-
Опрыскивание - метод химической защиты растений, заключающийся в нанесении на обрабатываемую поверхность (почвы или растений) пестицидов в виде...
-
Химико-токсикологический анализ в ветеринарной токсикологии имеет решающее значение. При установлении диагноза на отравление, изучении миграции...
-
Можжевельники обладают поразительной устойчивостью к вредителям и заболеваниям. Хотя растение может быть ослаблено зимним иссушением или, наоборот,...
-
Можжевельник относится к реликтовым целебным растениям, известным еще с библейских времен, когда его использовали для изгнания злых духов. В Древней...
-
Существующие методы лечения и профилактики - Болезни пищеварительного аппарата жвачных
В последние годы накопилось большое количество данных о лечении ацидоза рубца, так например Г. Г. Щербаков, А. В. Коробов и др, (2002) для лечения...
-
Лабораторные животные, цели и методы их использования в вирусологии - Ветеринарная вирусология
В связи с тем, что вирусы могут размножаться только в живых клетках, на самых ранних этапах развития вирусологии широко применяли культивирование вирусов...
-
Наружный осмотр рыбы - Методы диагностики болезней рыб
До начала наружного осмотра рыбы следует точно определить видовую принадлежность исследуемого экземпляра, его размеры (длину, высоту и обхват) и вес....
-
СИМПТОМАТИЧЕСКАЯ ТЕРАПИЯ, Методы терапии - Внутренние болезни животных
Сущность ее заключается в использовании средств терапии, направленных на ликвидацию или ослабление наиболее угрожающих для жизни животного симптомов...
-
Производство экологически безопасной продукции - ключевая задача при экологизации сельскохозяйственной деятельности. Под экологически безопасной...
-
Яровой биологический ячмень урожайность ЗАО "Иковское" расположено в центральной части Викуловского района в 116 км от железнодорожной станции Ишим и в...
-
Методы введения лекарственных средств - Внутренние болезни животных
Всякое вмешательство ветеринарного врача, в целях оказания лечебной помощи больному животному, должно проводиться в обстановке, обеспечивающей больного...
-
В условиях производственной обстановки ветеринарные специалисты ощущают острую необходимость в специальных вопросах, где были бы даны отправные сведения,...
-
Способи і системи утримання великої рогатої худоби значною мірою визначають ефективність виробництва в цій галузі. Вони нерозривно пов'язані з...
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ - Удосконалення методів розрахунку засобів дощування, розподільчих і транзитних трубопроводів дощувальних машин фронтальної дії