close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

bd000101225

код для вставкиСкачать
'1
i
На npiaeax рукописи
Палапин Алексей Витальевич
ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ И Р Е Ж И М О В РАБОТЫ
У ЛЬТРАМАЛООБЪЕМНОГО ВЕНТИЛЯТОРНОГО
ОПРЫСЖИВАТЕЛЯ
Специальность 05.20.б1-Технологии и средства механизации сельского
хозяйства
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Краснодар
2005
Работа выполнена в Федеральном Г О У В П О "Кубанский государственный
аграрный унииерситет"
Научный руководитель:
доктор технических наук,
профессор Маслов Геннадю! Георгиевич
Официальные оппоненты:
доктор техническюс наук,
профессор
Богомягких Владимир Алексеевич
кандидат технических наук,
доцент
Карпенко Владимир Денисович
Ведущее предприятие: Ф Г Н У «РосНИИТиМ» (г. Новоку€^анск)
Защита состоится «23» июня 2005г. в 10 часов на заседании диссертаци­
онного совета Д 220.038.08 при Ф Г О У В П О «Кубанский государственный
афарный университет» по адресу: 350044 г.Краснодар, ул. Калинина, 13,
корп. факультета механизации, ауд. №401.
С диссертацией можно ознакомиться в биб.т10теке Кубанского государ­
ственного аграрного университета.
Автореферат разослан «
Ученый секре! арь
диссертационного
совета, д-р те>:н. н., проф.
» мая 2005г.
Чеботарев М.И.
/ci'fo
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность
темы. Одним из основных резервов poirra эффективно­
сти сельскохозяйствентюго производства России является ликвидация потерь
урожая от в]эедителей, болезней и сорняков. Это достигается комплексом ме­
роприятий, включающих агротехнические, карантинные, физические, меха­
нические, бнологически? и хим^ичргкие методы чятиты рястет»ий.
Химическая защита растений является в настоящее время и в ближай­
шей перспективе основным средство.м борьбы с вредителями, болезнями и
сорняками. 'Это объясняется тем, что, несмотря на широкий гюсортимент ме­
тодов, средств, приемов, использующихся для защиты растений, потери от
вредителей, болезней и сорняков, по данным Ф А О , в среднем составляют
35%, а в развивающихся странах - до 49%. В нашей стране потенциальный
недобор урожая по этим причинам составляет 28%, не считая потерь на хра­
нение.
Наиболее актуальной проблемой в защите растений яа1яется - сниже­
ние расхода пестицидов и норм расхода рабочей жидкости, хотя общая погребность в химических средствах защиты растений с каждь'м годом увели­
чивается на 10-15%.
Анализ технико-экономических и качественных показателей сущест­
вующих и р!1зрабатываемых машин для ультрамалообъемного опрыскивания
позволяет сделать вывод, что наиболее перспективными являются пневмати­
ческие cTpytnibie рабочие органы, которые могут быть использованы для лю­
бого типа отрыскивателей (полевого, виноградного, садового), а также - в
приспособлениях к всевозможным почвообрабатывающим, посевным и про­
чим машинам; путем создания комбинированных агрегатов. Это существенно
повышает производительность и снижает затраты труда, топлива, уменьшает
разрушение структуры почвы, сокращая проходы агрегата по полю за счет
совмещения нескольких технолоптческих операций.
\ '****^ "ЛЧНОНАЛЫм..
I
СИБЛМОГЕКА
/
' ^""^SZ^^S'-
Работа виполнена согласно тематическому плану Н И Р Кубанского
Г А У по госбюджетной тематике на 1996-2000 гг. ( Г Р 01960009007) и на
2001-2005 гг. (ГР 01200113467).
Цель работы — повышение качественных показателей технологическо­
го процесса вентиляторного ультрамалообъемного опрыскиватеяя с эжекционными распьиштелями путем совершенствования его технологической схе­
мы и оптимизации режима работы.
Объект
исследования - эжекционно-щелевой распылитель вентиля­
торного ультрамалообъемного опрыскивателя ( У М О ) и технологический
процесс его работы.
Предметом
исследования - является процесс опрыскирания новым
эжекционно-щелевым распьшителем в дополнительном воздушном потоке
вентилятора.
Методика
исследований. Теоретические исследования выполнялись с
использованием основных положений, законов и методов классической ме­
ханики и математики. Экспериментальные исследования проводились в ла­
бораторных и полевых условиях на основе общепринятых методик, а также
по методикам, разработанным с использованием теории планирования мно­
гофакторного экспериме1гга. Основные расчеты и обработка результатов экс­
периментов выполнялись с использованием известных методов расчетов на
ПЭВМ.
Научную новизну исследований представляют закономерности качест­
венных показателей работы У М О с эжекционными распылителями и допол­
нительным воз;цгшным потоком вентилятора, конструктивные м режимные
параметры расгпьшителя. Новизна технического решения подтвгрждена па­
тентом Я» 2189744 на изобретение.
Практическая
значимость
состоит в наз-чно обоснованных парамет­
рах нового ультрамалообъемного опрыскивателя ( У М О ) и режимов его рабо­
ты, которые Moiyr быть-использованы при модернизации и разработке новых
УМО.
. .,!
V
.
f .^ •■
■ "
i
На защиту выносятся
следующие основные положения диссертации:
1. Новая технологическая схема У М О с дополнительным воздушным
потоком от вентилятора;
2. Конструктивные и режимные параметры У М О ;
3. Зависимости качественных показателей работы У М О от его конст­
руктивных и режимных параметров;
4. Эк1>номическая эффективность резульгатов исследоБакия.
Реалниакия результатов
исследований. Опрыскивате.ть использовал­
ся на обработке яблоневох'о сада с применением пестицидов контактного дей­
ствия в учхозе «Кубань» К Г А У .
Апробания работы.
Основные положения диссертационной работы
доложены, обсуждены и одобрены на научных конференциях К Г А У (20002005 Г.Г.), опубликованы в научных трудах Северо-Кавказскьго зональною
научно-иссл(;довательского института садоводства и виноградарства ( Г Н У
СКИ-ГИИСиВ), Кабардино-Балкарской государственной сельскохозяйствен­
ной академии и Всероссийского селекционно-технологического института
садоводства и питомниководсгва (ВСТИСиП) Макетный образец опрыски­
вателя внедрен в учхозе '«Кубань» К Г А У
Публикации. По основным положениям диссертации с публиковано 8
научных рабэт, в том числе патент на изобретение №2189744 и свидетельст­
во об официальной регистрации профзммы для Э В М №2004612260
Структура
и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти
глав, общих выводов по работе, библиофафического списка использованной
литературы и приложений. Работа содержит 165 страниц, в том чисте 34 ри­
сунка, 6 габхиц и 5 приложений на 38 страницах. Список лшературы включае-1 151 наименование.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность темы исследоваьий, ее практи­
ческая значимость, сформулированы цель исследований и погожения, выно­
симые на защиту
в первой глаее «Состояние вопроса и задачи исследований» дан анализ
классификации методов и технических средств для защиты сельскохозяйст­
венных культуэ. В настоящее время одним из резервов увеличения валовых
сборов сельскохозяйственной продукции является ликвидация потерь урожая
от вредителей, болезней и сорняков. Это достигается комплексом мероприя­
тий, включаюцдах агрогехнические, карантинные, физические, механические,
биологические я ХШУЙИССККС методы защиты растений.
Причино)^ значительного распространения вредных насекомых, грызу­
нов и возбудителей болезней на посевах зерновых и технических культур,
садах, виноградниках и лесных насаждений является несвоевременное и не­
удовлетворительное проведение профилактических и истребительных меро­
приятий.
Экономические трудности, возникшие в последнее время в большинст­
ве хозяйств, зачастую делают проблемным использование опрыскивания с
большими нормами расхода жидкости. По этой причине, а таюке, учитывая
экологический аспект, применение ультрамалообъемных опрыскивателей
более перспективно. При этом обеспечивается повышение производительно­
сти относителыо полнообъемного опрыскивания не менее 10%, а также сни­
жение затрат труда не менее 10%.
При ультрама1<юбъемном опрыскивании, на обрабатьзваемом об1>екте распре­
деляют высокодисперсные аэрозоли с нормой расхода рабочей жидкости 15
л/га и ниже, а диамегром капель - в пределах 60... 150 мкм. Для ультрамалообъемного опрыскивания наиболее подходят пневматические и ротационные распы­
лители.
Для ультрамалообъемных опрыскивателей, разработанных в К Г А У .
Всероссийском СТИСиП (г. Москва), С К З И И И С и В и др., обоснованы конст­
руктивные и режимные параметры работы, обоснована технологическая схе­
ма. Изготовленные и опробованные в работе эти машины внедрены в отдель­
ных хозяйствах и показали высокую эффективность по защите растений от
сорняков, вредителей и болезней.
Вместе' с тем рассмотренные технические средства У М О пока еще не
отличаются надежностью технологаческого процесса, имеют высокие метал­
лоемкость, затраты на техническое обслуживание и ремонт, (обладают боль­
шими энергозатратами и требуют дальнейшего совершенствования.
Для усггранения этих недостатков требуется новая технологическая
схема У М О в соответствии с нашей рабочей гипотезой: опрьскиватель дол­
жен зклю'шть зснтклятор с распыливаю1цнм устройством в виде эжекционных распьшителей, расположенных ярусами, а их наклонные жиклёры имеют
разные диам1этры в зависимости от яруса и снабжены косым срезом на уров­
не оси воздушно - щелевого сопла.
Для осуществления поставленной цели необходимо решать следующие
задачи:
1. Обосновать технологическую схему ультрамалообъемного опрыски­
вателя с эже1>'ционно-щелевыми распылителями и вентилятором для создания
дополнительного воздушного потока.
2. Обосновать оптимальные параметры и режим работы эжекционного
распылителя с учетом дополнительного воздупшого потока от вентилятора и
определить зависимость его качественных показателей работы и производи­
тельность от парамехров рабочего органа и действующих фактэров.
3. Установить закономерности дальности полета распылнемых частиц с
учетом Д0П01 нительного воздушного потока.
4. Апробировать опрыскиватель в производсхвенных усаовиях и опре­
делить его экономическую эффективность.
Во второй главе «Результаты теоретических исследований».
На основании анализа существующих конструкций вентиляторных оп­
рыскивателей и их технологических схем работы была обоснована схема
вентиляторного У М О с эжекционно-щелевыми распьшигелями.
Техническая задача решается за счет того, что опрыскиватель вклю­
чающий источник сжатого воздуха, раму (не показаны), на которой смонти­
рован резервуар 1 (рисунок I ) с рабочей жидкостью, кран 2, уравнительную
8
емкость 3 с питательным трубопроводом 4, вентилятор 5 с приводом от вала
отбора мощности трактора ( В О М ) через редуктор (не покачан). ]5аспыливающее устройствсг 6, воздушную магистраль 7, сообщенную с воздушным кол­
лектором 8 через ресивер, регулятор давления воздуха и кран (не показаны),
возд5Т(опровод 9 и распылители 10, расположенные ярусами на распыливающем устройстве 6.
Рисунок J Технологическая схема У М О
^'^.tL
Рисунок 2 Схема распылителя, к расчету его параметров
Приведем' расчеты параметров течения воздуха из нагие га гелыгой ма­
гистрали в каналах распьшителя рисунок 2.
Струя воздуха плотностью р поступает со скоростью V из трубки с
площадью поперечного сечения F и ударяется о нижнюю пластину щелевого
сопла. Применим теорему импульсов к движению воздуха по трз'бке за неко­
торый промеж)'ток времени т. Этот объем трубки заполнит участок струи
длиной V T с площадью поперечного сечения F. Пренебрегая действием силы
тяжести, определим массу поступающего воздуха:
G=p-F-V-T,
(1)
На рассмафиваемую механическую систему действует реакция пла­
стины R, направле1шая не перпендикулярно к гшастине, а под углом а (рису­
нок 2).
Положим, что все частицы воздуха имеют одинаковую скорость V. То­
гда количество движения рассматриваемою объема воздуха и момент t| =^ О
иуде-! вектором, имеющим направление скорости.
mV -pFv^T.
(3)
На основании теоремы об изменении количества ме)санической си­
стемы или теоремы импуньсов имеем
-pFV^sina = - Rx,
(4)
Отсюда определяется модуль реакции плоскости, равной тому давле­
нию, которое производит струя на стену:
R =■ pFV^sina,
(5)
Давле! ие, оказываемое струей воздуха в сечении 1-1. определится как
Р, = pV^sina,
(6)
а laK как давтение в питательной трубке
P=pVV2
то
P/Pi = pV^/2pV^sina = l/2sina,
или
Р, =2Psina,
(7)
(8)
(9)
где Р - дзвлг-лне воздуха на входе в распылитель,
а - угол наклона воздушной трубки распылителя.
Так как при повороте воздушного потока происходит изменение паправления ДЕ1Ижения (рисунок 2 сечение а-а), то возникают no't-epn энергии на
участке местного сопротивления.
Если пренебречь влиянием трения, то течение в сопле можно считать
изоэнтропийным. При этом скорость в выходном сечении F, сопла определя­
ется по формуле:
10
V,=^~RJ(l-e\},
(10)
где Rf - удельная газовая постоянная (для воздуха R, = 287), Д»7(кгК);
Т - термод1Инамическая температура. К;
к - показатель адиабаты процесса, (для воздуха к = 1,4);
е\ ~ РаЛРг - отношение давления за соплом к давлению торможения.
в = (к-1)/к,
(II)
Секундьый расход массы из щелевого сопла будет иметь вид:
Проведя подстановку определенных выше параметров тока воздуха,
получим:
"-''^"l^/^-'i^^fW'
'
'■у(к-1)Кг
^
V f
'
Р sina
V
(13)
Psina
где )х - коэффициент расхода;
Fc - площа,ть выходного отверстия сопла;
Ра- давление за соплом.
Значения коэффициента расхода могут быть в первом приближении и
определены по формуле:
ц=еф,
(14)
но так как в насадке струя сначала сжимается, а потом расшир?ется, прини­
маем 8 равным 1, а |л равным ф,
где ф - коэффициент скорости, определяемый из выражения:
Ф= ;
-,
(15)
7^0 + ^
где (Хс - коэффициент Кориолиса, (по исследованиям для щелевого сопла
Ос =1,54);
% - коэффициент местных сопротивлений.
11
Для свободной плоскопараллельной струи ^ равно 1;
Следовательно, ф равно 0,625.
Или, подставив известные значения в формулу расхода, получим:
^ цр — 7 Б У
^ [psinaj '
(16)
Вьппеописанная зависимость позволяет с учетом изве1Лвого расхода
воздуха из щелевого сопла определять его необходимые консфзтстивные па­
раметры и р«!жимные параметры.
Для определения режимных параметров воздушно-капельной струи по­
сле соедине1Шя воздушного эжектирующего и жидкостного эжектируемого
потоков рассмотрим методику расчета соударяющихся струй.
\
С.,л, V.
-»-..•
\
Рисунск 3 Схема к расчету параметров соударяющихся струй:
G',, G^,G^ - соответственно массовый расход воздуха, жи.цкости, смеси;
Р«>Р>г>Р. - соответственно давление воздуха, жидкости, смеси;
y„V^,V^ - соответственно скорости воздуха, жидкости, смеси;
/ , . / , . f. - соответственно площади поперечного сечения воздушной
жидкостной струи и воздушно-капельной стр>и.
Используем для анализа теорию потенциально1'о течения идеальной
жидкости. Применим ряд допутцений, касающихся физической сущности
процесса:
1) направление регулирующего потока и его размеры определяются си­
ловым взаимодействием струй только в области, расположенной вблизи кро-
12
мок каналов, из которых вытекает поток. Далее результирующая струя счи­
тается сформированной и распросфаняется как турбулентная. \казанное об­
стоятельство позволяет применить для результирующей струи соотношения,
которые справ«'дливы для одиночной турбулентной затопленной струи;
2) статическое давление во всей области взаимодействия струй не из­
меняв! ся;
3) сечен15е жидкости и воздуха рассма1ривается при мaлFIx перепадах
давления, поэтому сжимаемостью рабочей среды можно в первом приближе­
нии пренебречь и принять р, = const и р^= const изохорный процесс;
4) течение плоское.
При указанньа выше допущениях можно применить теорему о количе­
стве движения и неразрывности потока для результирующей струи.
В связи о предположением о неизменном статическом давлении для
всей области в'.аимодеиствия струй для количес1ва движения в проекциях на
оси X а ¥ можно записать следующие выражения:
ось X-G,V, + G^V^ cose = G,V^ cosyS;
ось r - G ^ K , sma = G^F sin/?.
(17)
(18)
Согласно закону сохранения массы:
G, = G , + G ^ .
(19)
Из уравнения (18) получимК-^^^.
(20)
G^smfi
Разделив (18) на (17), получим:
„
G^F, sina
tgfi = ~ ~
+ tga.
(21)
ОдКд
Задавшись сечением а, мы можем определить угол поворота воздуш­
но-капельной струи, Для того, чтобы результирующая скорость струи после
соударения увеличилась, необходимо, чтобы направление вектора скорости
воздушной стрз'и совпало с направлением вектора результируюп1ей скорости
13
воздушно-капельной струи. Угол а
определяет положение питательной
трубки подачи жидкости. При ^ = О, cos уЗ = 1 и, соответственно, из (17):
Gy,
GV,
cosa=-i-^-^-i.
(22)
GJ'^
Основным регулирующим параметром расхода рабочей жидкости рас­
пылителем является положение уравнительной емкости, опредехшющей ста­
тический напор жидк1)С1и, который может бытъ определен из выражения:
^-(« + I^)f|:.
(23)
где Я - статический напор (положение уравнительной емкости);
а - коэффициент Кориолиса;
^ ^ - суммарный коэффициент местных сопротивлений.
Составим дифференциальное уравнение движения частицы:
dV
~-^Q~~Gsma,
т
(24)
Для движения частицы необходимо, чтобы:
V, > J — — — или Q>Gsma,
(25)
По теореме сложения скоростей имеем:
>^=^+i;.
(26)
где V, = F,, и зададим К„ = comt.
Следовательно, дифференцируя по времени выражение (26), имеем:
'^ =- ^
dl
(27)
dt
После потенцирования (группирования )получим;
у
J
^Gsirta
П
/ ^ т~
sin а
JG.nna
щ
е—-
к
т
■а+с J
т
(t + с)
— + /
■1)
(28)
14
Подставив значения в формулу (28) получили график зависимости ско­
рости движения частицы от времени (рисунок 4).
4-
1_1
о' — ^
о
0 02
0 04
0 06
0 08
01
0 12
0 14
0 16
0 18
О 2 t,c
Рисунок 4 График зависимости скорости движения частицы от времени
Анализируя график установили, что частица достигает максимальной
скорости движения 30 м/с за 0,14 с и дальше продолжает двигаться с устано­
вившейся постоянной скоростью.
Теоретически рассмотрены этапы формироьания воздушно-капельной
струи и установлены основные зависимости, определяющие режимы работы
предлагаемого опрыскивателя:
- получены математические зависимости скорости движения частицы
рабочей ншдкости в воздушном потоке, создаваемом веши^1ятором предло­
женного нами опрыскивателя, т.е. смешанной возд;)Шшо-капельной струи;
- в соответствии с предложенной теорией взаимодействия двух соуда­
ряющихся струй в пневматическом шелевом распьшителе получены пара­
метры воздушно-капельной струи.
В третьей
главе «Программа и методика экспериментальных исследо­
ваний». Цель экспериментальных исследований - проверить достоверность
наших теоретических разработок. Это касается процесса распределения жид­
кости и нанесения ее на объект обработки, плотности покрытия и равномер­
ности ее распределения как следствие скоростное характеристики эжектируемой жидкости.
Конструктивные параметры распылителя;
1. Диаметр выходного отверстия питательно? трубки dx=l мм; 2 мм; 3
15
мм; 4 мм; 5 мм;
2. Угол наклона питательной трубки к направлению воздушного потока
щелевого сопла распылитеня а = 30°;45°;60°; 75°;90°;
3. Положение уравнительной емкости А = +10 см; +5 см; 0; -5 см; -J0
см.
Таким образом выбраны параметры, характеризующие процесс ультрамалообъемного опрыскивания oGbCKia. Для их оптимизации использовали
трех факторный план второго порядка - центральный композиционный рототабельный униформ план ( Ц К Р У П ) и разработали программу для Э В М
Для проведения лабораторных и лабораторно-полевых исследований
нами бьша изготовлена экспериментальная установка (рисунок 5), с помо­
щью которой проводили лабораторно-полевые испытания. Установка была
изготовлена на базе серйшого опьшивателя ОШУ-50А, афегатируемого с
трактором класса тяги 1,4.
Исследование качества обработки объекта проводили по известной ме­
тодике.
Обрабатываемую поверхность имитировали коллекторами из глянце­
вой бумаги, которые закрепляли перпендикулярно факелу распыла распыли­
теля в вертикальной и горизонтальной плоскости. В горизонтальной плоско­
сти при каждом эксперименте находилось три коллектора размером 100x210
мм, находившихся на расстоянии 40 см; 60 см; 80 см от выходного отверстия
распылителя, а горизонтальный на расстоянии 80 см от распылителя напро­
тив оси факела распыла и его размер составлял 210x297 мм. Эксперимент
проводился в 3-х кратной повторности. Для определения плотности покры­
тия использовали микроскоп с 24-ти кратным увеличением. Замеренное ко­
личество капель заносили в журнал наблюдений. При каждом эксперимеите
капли подсчитывали в 16 л«естах, выбранных по ширине захвата струи через
равные промежутки соответственно в вертикальной плоскости в 10 местах, а
горизонтальной 6. На основании данных, определяли плотность покрытия и
равномерность обработки.
16
Рисунок 5 Лабораторно-полевая установка вектиляторного
эжекционно-щелевого У М О
Результаты полевых и лабораторных экспериментов обрабатывали в
соответствии с методами вариационной статистики.
В четвертой главе «Результаты экспериментгшьных исследований»
Режимы работы эжекционно-щелевого распылителя, влияюпгие на ка­
чественные показатели, являются количественными факторами, и задача сво­
дится к выбору их оптимальных величин. В таблице 1 приведены факторы,
интервалы и уровни их варьирования.
Таблица 1 Факторы, интервалы и уровни варьирования
Уровни факгоров
Кодироваиное
Итерагы
обозначение
варьирования
-1,682
Диаметр питательной
трубки (d). мм
Х|
I
Угол нак юна гттатсльной трубки (а),
|рал
Х2
15
Положение уравни­
тельной емкости (ft),
мм
хз
Факторы
1
л
Ч
-Ч.682
1,3
2
3
4
4,7
35
45
60 j 75
85
1
1
,
50
-84
-50
0
1
1 +50
1
184
После математической обработки экспериментальных данных получи­
ли следующие уравнения регрессии производительности распылителя:
17
Y i = 1,306 + 0,12x, + 0,077x2 + 0,424хз - 0,089X2> 3 - 0,177xf - 0,157x^ + 0,082x^ '
(32)
где У I - производительность распылителя, л/мин.
Продифференцировав уравнение по каждой из переменных, приравняв
производные нулю, и решая, получили координаты центра поверхности от­
клика: xi-^,339; Х2 = 0,85; X3 =-2,127
Анализируя (рисунок 6), можно сделать вывод, что максимальная про­
изводительность будет при диаметре питательной трубки 3,4 мм и угле ее на­
клона а - 60°.
При постоянном значении положения уравнительной емкости Xj = О ус­
тановили, что производительность растет по параболической зависимости,
имея максимальное значение 1,35 л/мин для диаметра питательной трубки
3,4 мм, и угол ее наклона равен 60°.
Рисунок 6 Двумерное сечение поверхности отклика по производитель­
ности плоскостьюX)SX2,
Xj - в центре плана
Анализируя производительность распылителя от положения уравни­
тельной емкости при различных значениях угла наклона питательной трубки
Х2 от 35" до 85" , установи-'ш, что наибольшее значение 1%, = 2,25 л/мин имели
при хг = бО" . Производительность возрастает с изменением Xi - 35" до 60". А
при хз = - 84 мм, Х| = 3 мм и дг; = 35° распылитель не работает - l'^ = О л/мин.
Производительность при x-s = -84, но при хг ~- 45° У^ - 0,42 л/мин. При Хг =
и
60°, Ущ, - 0,8 л/мии, а при Хг ~ 85° Y^ = 0,8 л/мин. Таким образом можно сде­
лать вывод, что резкое увеличение производительн1Эсти F^ имеет место толь­
ко при изменении углов наклона питательной трубки от 35° до 60°.
Hsj^ieHO также распределение фракционного состава рабочей жидко­
сти. По данным микроскопирования и расчетов построили графики диффе­
ренциального распределения фракционного состава распыленной жидкости
(рисунок 7) и интегральные кривые (рисунок 8).
20 40 ео «S
шт'мштмттш
i
Рисунок 8 Интегральная кривая
Рисунок 7 Дифференциальное
распределение фракционного
распределение фракционного
состава рабочей жидкости
состава рабочей жидкости
Анализируя дифференциальную и интегральные кривые распредепения
фракционного состава, установили, что основная мгсса жидкости содержится
в каплях с диаметрами от 100 до 220 мкм, что является наилучшим интерва­
лом варьирования размера капель по агрот1)ебованиям. Это подтверждается
также исследованиями В.Ф. Дунского, А.В. Богданова.
Результаты скорости воздушной струи при различных режимах работы
(с распылителем и без него) приведены на рисунке 9.
Анализируя изменение скорости воздуха, можно отметить, что ско­
рость воздушного потока от вентилятора на выходе из трапециевидного со­
пла составляла 27 м/с и снижалась до 3 м/с на расстоянии ] О м, а при рабо­
тающем распылителе - до 2 м/с на таком же расстоянии, что подтверждается
теоретическими исследованиями (рисунок 4) - начальная скорость воздушно
19
-капельной струи составила 30 м/с , ошибка составляет 10%.
V,
и/с
Л,
20
^
]
IS
ш
к
1
1
^
/'дЧ^.
5
о
2
4
^Г^
*
«
10
L,M
Рисунок 9 Графики зависимости скорости струи от расстояния до сопла:
1 - характеристика скорости воздушного потока вентилятора; 2 - характери­
стика скорости воздушного потока вентилятора и распылителя.
В пятой
главе «Экономическая эффективность результатов исследо­
ваний» ультрамалообъемного опрыскивагеля проводились в соответствии с
методикой Министерства сельского хозяйства и продовольствия России пу­
тем наложения расчетов на учебно-опытное хозяйство нашего университета
учхоз «Кубань», где испытывалась предлагаемая машина.
Исходной базой для проведения расчетов являлась принятая в хозяйст­
ве технология nonHoo6bev'Horo опрыскивания садов с нормой расхода 1000
■-■
. /-iv»
J l / I
d .
ТТ'—.г^тт-^пг^пп-щ.
JL Х Х - ' к / Д л а *
»rt л
t»rt » f l
O.t-tViV^'
tl^Лl^^lж^
i rn
TTrtz-v^-r 0 1 * Т 1 Л 0
VluJAWty»-'J^^J¥1»IVJC'
^ ^ Т Т Г Ч Г Г OTi-»»T> . ^ t t T * t »
v/AXJ^Ulwi\iiuu.iJii.4<
*-«0 T T O
ч/ь1/дм
r i t > r » 0 0 " ' Л Ttf^f^'tJijJvi^v/^^»»-'»— * * "
f
*-
нормой 50 л/га. Раствор рабочей жидкости приготавливался на стационарном
пункте хозяйства, где и производилась его заправка в опрыскиватели. В каче­
стве базового варианта для опрыскивания принят агрегат в составе трактора
МТЗ-80 с садовым вентиляторным опрыскивателем ОВС-2000. Разработан­
ный нами малообъемный навесной опрыскиватель на базе ОШУ-50А также
агрега/ировался с трак1Х)ром МТЗ-80. Для оценки эффективности использо­
вали показатель -чистого дисконтированного дохода. При этчзм, эксплуатаци­
онные затраты снижаются на 166,3 руб/га, чистый дисконтированный доход
составил 600 руб/га и срок окупаемости - 0,83 года.
20
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
На основании выполненных исследований сделаны следующие вводы:
1 Обоснована технологическая схема ультрамалообъемного опрыски­
вателя (патент N° 2189744), включающего вентилятор с распыливающим yciройством и дополнительйые эжекционные распылители, расположенные яру­
сами, а их наклонные жиклеры имеют разные диаметры в зависимости от
яруса и снабжены косым срезом на уровне оси воз;.ушнощелевого соача.
2 С использованием планирования трехфарторнпго эксперимента по
Ц К Р У П определены оптимальные параметры распылителя и режимов его ра­
боты при условии выполнения агротехнических требований к качеству обра­
боток. Согласно полученному уравнению рехрессий по критерию максима1ьной производительности распылителя оптимальный диаметр питательной
трубки составил 3 мм, угол наююна ее к корпусу распылителя 60**, высота
расположения уравнительной емкости относительно распылителя 84 мм.
3 Анализ дифференщ1альных и интегральных кривых распределения
фракционного состава капель позволяет установить, что основная масса ра­
бочей жидкости содержится в каплях диаметром от 100 до 150 мкм. Плот­
ность покрытия составляет в среднем 37 капель на 1 см'.
4 Скорость воздуп1ной струи струйного элемента распылителя состав­
ляет на его выходе 15 м/с и снижается до 1 м/с на расстоянии от нею 1м, что
достаточно для обработки полевые культур, а дня саяов и вииогралииков
требуется дополнительный воздушный поток вентилятора
5 Скорость воздуцшою потока от вентилятора на выходе из грапецьс
видного сопла составляет 30 м/с и снижается до 2 м/с на расстоянии 10 м, а
при работающем распылителе до 3 м/с на таком же расстоянии Следова­
тельно предлагаемая технологическая схема У М О обеспечивает обрабоису
многолетних насаждепий с междурядьем от 2 до Ю м .
6 Увеличение диаметра питательной трубки при неиз.менных других
факторах ведет к росту производтельности расг ьтлятеля: 2,25 л/мин при
диаметре 3 мм и 0,6 л/мин при диаметре 1.5 мм Увеличение диаметра пита-
21
тельной трубки выше 3 мм при постоянных значениях друпсс факторов при­
водит к снижению производительности за счет снижении эжекции.
7 Производительность распылителя при Х2=60'' и диаметре питательной
трубки 3 мм возрастает с ;увеличением высоты расположения уравнительной
емкости (хз). Максимальное значение производительности составило при
этом 2,25 л/мин.
8 В зависимости от ;угла наклона питательной трубки к горизонту мак­
симальное значение производительности распылителя 2,25 л/мин имеет ме­
сто при угле 60**. При этом диаметр питательной трубки составляв!' 3 мм, а
положение зфавнительной емкости 84 мм.
9 Эксплуатационные затраты на опрыскивание сада с использованием
разработанного нами улырамалообъемного опрыскивателя по сравнению с
полнообъемным снижаются в 1,7 раза (с 423 руб./га до 257), затраты труда на
13%, а стоимость расходз'емых химических препаратов в 1,3 раза. Чистый
дисконтированный доход на обработанной площади сада 30 га составил 18
тысяч рублей, а срок окупаемости инвестиций 0,83 года.
Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах1. Палапин А.В. Методика определения степени покрытия поверхности
рабочей жидкостью при опрыскивании / Г.Г. Маслов, С М . Борисова,
А.В. Палапин, Р.П. Лцков // Сборник научных докладов второй между­
народной научно-практической конференции (16-17 июля 2003 года)
Часть I/ Научно-технический прогресс в садоводстве. - М.: ВСТИСиП
2003- с. 267-270.
2. Палапин А . В . Расчет элементов теории формирования плоскопарал­
лельной воздушной струи пневматическим эжекционно-щелевым рас­
пылителем / Г.Г. Маслов, С М . Борисова, А.В. Палапин, В.А. Небавский //Труды, Выпуск 382 (410) / Энерго и ресурсосбережение произ­
водственных процес1:ов А П К . - Краснодар: К Г А У , 2000- с. 309-317
22
3. Палапин А.В. Исследование качественных показателей процесса опры­
скивания эжекционно-щелевым распылителем / Е.И. Трубилин, С М .
Борисова, В.В. Цыбулевский, А.В. Палапин //Материалы юбилейной
конференции посвященной 20-летипо К Б Г С Х А . Секция «Технические
науки». -Нальчик, 2001- с. 208-210.
4. Палапин А.В. Математическая модель энергосберегающего технологи­
ческого процесса опрыскивания многолетних насаждений / Е.И. Тру­
билин, С М .
Борисова, В.В.
Цыбулевский, А.В. Палапин //ГНУ
СКЗНРШСиВ. Формы и методы повышения экономической эффектив­
ности регионального садоводства и виноградарства, организация ис­
следований и их координация. Краснодар, 2001 - с. 159-163.
5. Палапин А.В. Теоретические и экспериментальные
исследования
эжекционно-щелевого распылителя конструкции К Г А У / А . В . Палапин
//Материалы второй региональной научно-гфактической конференции
молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплек­
са». - Краснодар, 2001 - с. 143-144.
6. Палапин А.В. Исследование скоростной характеристики комбиниро­
ванного распыливающего устройства опрыскивателя / А.В. Палапин //
Труды. Выпуск 398 (426) / Оптимизация и ресурсообеспечение техно­
логических процессов А П К . - Краснодар; К Г А У , 2002- с. 415-417.
7. Пат. 2189744 Р Ф R U С2 7 А 01 М 7/00, В 05 В 7/28. Опрыскиватель
ультрамалообъемный / К у б Г А У авт. Г.Г. Маслов, С М . Борисова, Ь.И.
Трубилин., А.В. Палапин. - Заявл. 04.08.]9?9, ^«99117120/13; Опубл.
27.09.2002, Бюл. Кг27.
8. Свидетельство об официальной регистрации программы для Э В М №
2004612260. Ц К Р У П 3-х факторный / К у б Г А У авт. Г.Г. Маслов., В.В.
Цыбулевский., А.В, Палапин - Заявка №2004611708 05.08.2004, заре­
гистрировано в Реестре программ для Э В М 04.10.2004,
ЛипешияЦД 0233414.07.2000.
k
Подписаиа в печать 17.05.2005.
Бумага офсетная
Печ.л. 1
ТфажЮО
Ф(фмат 60x84/16
Офсетная печать
За1аз№28ё
Отпечатаяо в типографив ФГОУ ВПО «Кубански! ГАУ»
350044, г. Краснод{ф, ул. Калинина, 13
»U195
Р Н Б Русский фонд
2006-4
20170
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
836 Кб
Теги
bd000101225
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа