Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Оценка технико-эксплуатационных показателей и пути дальнейшего совершенствования дождевальных шлейфов

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Оценка технико-эксплуатационных показателей и пути дальнейшего совершенствования дождевальных шлейфов"

■„ ЦЕЛ

На правах рукописи

ОЩНКА ТЕХНШО-ЭКСШУАТАЩОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ И ПУТИ ДАЛЬНЕЙШЕГО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ДОДЕШЫШХ ШЛЕЙФОВ

Специальность: 06.01.02 -"Сельскохозяйственная мелиорация"

Автореферат диссертации на соискание ученой с-тепени кандидата технических наук

Новочеркасск - 1996

Диссертационная работа выполнена в Южном научно-исследовательском институте гидротехники и мелиорации (ШШГиМ)

Научные руководители: доктор технических наук, старший

научный сотрудник Б.Н.Щедрин;

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Н.П.Бредихин

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор,

академик РАСХН, Заслуженный деятель науки и техники R& М.С.Григоров; кандидат технических наук, доцент /¡..¿.Масло в.

Бе,дутая организация - Южгипроводхоз

Защита состоится " ¿28 " 1995 г. в /С1 часов

на заседании диссертационного совета Д 120.76.01 в Новочеркасской государственной мелиоративной академии по адресу: 346409, г. Новочеркасск Ростовской области, ул. Пушкинская III, НША., ауд. 236.

С диссертацией мокно ознакомится б научной библиотеке НГМА.

Автореферат разослан " " »vc/»? ¿Ъ^ ? ¿955 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат сельскохозяйственных наук, профессор, Заслуженный мелиоратор РШ Г.А.Сенчуков

ОЩАЯ ' ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Считается, что для орошения черноземов наиболее пригодны дождевальные установки с интенсивностью довдя не бодее 0,2 мм/мин. Из всех дождевальных машин и установок, выпускаемых серийно, дождевальные шлейфы (ДЩ) марки 11Щ 25/300, конструкции Мегельского З.И. с аппаратами КД-10 обладают самой низкой средней интенсивностью дождя (0,17 мм/мин) и, как показала практика эксплуатации, могут работать на участях; ках с уклонами до 0,1.

Конструктивная особенность да позволяет собирать из их элементов поливные модули для орошения любых прямоугольных участков, а при необходимости и неправильной конфигурации, что может бать удобно при организации орошения фермерских хозяйств.

Отсутствие теоретического обоснования применения в дождевальных аппаратах КД-10 "длинного" ствола, а также исчерпывающих характеристик искусственного дождя, малая изученность агротехнических и технологических особенностей оросительных систем с комплектами ДШ - эти и другие существенные вопросы пока еще не отработаны и не способствуют широкому внедрению в производство довдевальных шлейфов.

Цель, работы. Исследование возможности повышения основных технологических и технико-зксплуатационных показателей, доработка технических средств и приемов, повышающих производительность труда при орошении ДО.

Задачи исследований вкличают:

- теоретическое исследование агротехнических и энергетических параметров и обоснование целесообразности применения в дождевальных аппаратах карусельного типа "длинного" ствола;

- натурные, лабораторно-полевые исследования рабочих параметров дождевального аппарата КД-10 и создаваемого им дождя;

- определение в производственных условиях динамики тяговых усилий модификаций дШ на .различных почвенных покровах;

- анализ циклов технологических перемещений и их математическое описание на примере типичной оросительной системы;

- определение коэффициента земельного использования при орошении Ш;

- разработка перспективных направлений и дальнейшее усовершенствование конструкций и технологий орошения ДП;

- сравнительная технико-эксплуатационная характеристика модификаций дД] и современных машин и установок.

Научная новизна. Б итоге проведенной работы получены новые научные данные и результаты:

- теоретически обоснована энергетическая эффективность "длин-: ного" ствола и улучшение качества его докдя по сравнению с обычным среднеструйнши аппаратами при равных радиусах полива;

- изучена структура дождя и установлена оптимальная равномерность полива в зависимости ог конструктивных особенностей КД-Ю;

- получена математическая модель технологического процесса перемещения ДЛ и дана обобщенная формула продолжительности техно логического процесса;

- установлены основные направления дальнейшего усовершенствовав ния конструкции и технологии орошения $¡1.

Практическая ценность. Применительно к существующим конструкциям ¿¿¡1 результаты исследований позволяют более целенаправленно использовать преимущества "длинного" ствол, повысить равномерность распределения дождя аппаратом КД-Ю, . . использовать в качестве буксировщика трактор оптимальной энергоемкости, снизить затраты груда при орошении ДШ за счет усовершенствования технологии их перемещения. Предлагаемые мероприятия были внедрены в совхозе "Восход" и "Маяк" ростовской области и

позволяют рекомендовать их заводам-изготовителям и разработчикам на стадии проектирования, а эксплуатационным организациям для практического внедрения в производство.

Ап'р'О б а ц и я работа.- Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях, совещаниях и семинарах, проводившихся в I96Ö-I996 гг. в НИШ и ЮйНИИРиМ

Публикации. По теме диссертации опубликовано пять печатных работ.

Структура и объем работы, диссертация состоит из введения, шести глав, выводов и предложений, списка использованной литературы и приложений к основному тексту. Осов-ное содержание работы изложено на 165 страницах машинописного текста, в том числе ¿3 таблицы и 37 рисунков.

СОдЕРйАйО РАБОТЫ

Б Щ'д рвой главе дается обзор и анализ работ отечественных и зарубежных авторов о влиянии орошения дождеванием на верхние слои почвы и совершенствовании технических ере* дств орошения.

Заложенные Костиковым A.M. основы изучения воздействия искусственного дождя на почву были продолжены Вершининым 11.В. (1955) Соболевым G.G. (1551), Еейцманом ¿1.л. С1Э63), Качинским H.A. (1964), Сласгихиным ь.В. (I9ob), ¿¡рховым К.С. (1368), Исаевым А.П. (1379) и другими авторами, сто установлено, что основными разрушающими факторами искусственного дозадя, вызывающими эрозию почвы, является кинетическая энергия цовдя, определяемая средне-объемнымддиаметром капель и их интенсивностью.

Большие работы ио теории и дальнейшему усовершенстваванию дождевальной техники выполнены Лебедевым d.U., Метельским З.Л.,

Хейдорфом Л.Г., Кобозевым ü.M., Носенко В.ё. и другими авторами.

Мобильные дождевальные машины, серийно выпускаемые в нашей стране, по способу перемещения во время выполнения технологичес-' 'кого процесса, делятся на три основные категории: радиальные (перемещаются го кругу), фронтальные (перемещаются перпендику»-лярно к оси трубопровода), и дродольно-осевые (перемещаются по направлению продольной оси трубопровода), Докдевальные установки продольно-осевого перемещения были названы "дождевальными шлейфами". Типичными представителями дождевальных шлейфов являются установки конструкции Метельского З.И.

Дождевальный шлейф 1ЛД 25/300s состоит из тонкостенного трубопровода, по концам которого расположены водоприемные муфты для подключения к стационарной напорной сети или к передвижным трубопроводам и насосным станциям. На трубопроводе общей длиной 150 м. установлены три карусельных дождевателя КД-10, расходом около 10 л/сек каждый, а по концам трубопровода - две водоприемные муфты. Специальные стабилизаторы, выполнение в виде салазок обтекаемой формы, обеспечивают поперечную устойчивость шлейфа и являются опорой карусельным дождевальным аппаратам.

Дождевальные шлейфы типа ЩЦК 20/600 отличаются удлиненным до 300-400 м. трубопроводом с концевым расположением двух КД-Ю, а между ниш размещены 5-7 водоприемных муфт. Шлейфы ШДК собираются из тех ке узлов и деталей, что и ШД. Как правили ШДК имею' не фланцевые, а сварные стыки, которые более прочны и надежны в эксплуатации.

Б отличии от дождевальных шлейфов Метельского З.И., шлейфы СЕЛ устанавливаются, как правило, на специальные салазки или колесные тележки, а в качестве дождевателей используются средне-струйные или короткоструйные аппараты и насадки с интенсивностью дождя 0,16-0,20 мм/мин. Дождевальная установка "Синяя стрела"

Болгаркского производства состоит из полугибких полиэтиленовых крыльев длиной 132 м. и диаметром 75 мм., со среднеструйными аппаратами установленными на колесные тележки.

Бо второй главе приводится краткая характеристика природно-хоэяйственных условий района исследований и методика проведения опытов орошаемого массива в совхозе "Восход" Веселовского района Ростовской обл., расположенного в центральной части Багаевско-Садковской оросительной системы. Характеристика климата, почвы, уровня и качества грунтовых вод и т.д. свидетельствует, что для получения устойчивых урожаев в этих условиях необходимо проведение поливов, способных длительно и направлено воздействовать на микроклимат, влажность почвы в течении всего вегитационного периода. Неблагоприятные сочетания климатических факторов в эти периода могут быть смягчены при поливе дождеванием.

Методика проведения работы включала изучение отечественного опыта использования дождевальных шлейфов по литературным источникам, научным отчетам ЮжНИИГиМ, ШЛО "Радуга", ТСХА и других научных организаций, а также ознакомлением с эксплуатацией шлейфов на производственных участках в других республиках СНГ. Изучение зарубежного опыта эксплуатации дождевальных шлейфов в США, Болгарии, проводились по литературным источникам. На основе изучения и анализа сделаны соответствующие выводы и уточнено дальнейшее направление работ в этой области.

Исследование основных параметров дождя с учетом перекрытия и равномерности распределения проводились в соответствии с действующими методическими рекомендациями л положениями ГОСТ и 'ОСТ.

Полевые исследования эксплуатационных и технико-экономических показателей ДШ проводились в производственных условиях. Отдельные вопросы конструктивных особенностей решались в лабора-

торных условиях на специальном стенде по общепринятым методикам.

При проведении тензометрических замеров использовалась тен-зостанция ВНИИиВ им. Потапенко (г.Новочеркасск, Ростовской обл.)

-Б третьей главе исследован карусельный дождеватель КД-Ю "Тимирязевец". Повышение производительности струйные аппаратов сопроврждается непропорциональным увеличением давления и расхода по сравнению с ростом радиуса орошения, что приводит к увеличению средней интенсивности. Несколько иначе изменяется, с ростом радиуса орошения, интенсивность при схеме струйного аппарата со стволом, длина которого равна 100-200 и более его диаметрам, а внутри отсутствуют успокоители поперечных пульсаций. Расчетная схема полива такого ствола представлена на рисунке I. в которой принято: Н,- напор на выходе из ствола; Г - горизонтальная -проекция ствола с углом наклона к горизонту 30°; 4 - приращение радиуса полива за счет падения струи с большей высоты; /?, --.радиус полета струи короткоствольного аппарата, расчитанный по

формуле Б.¡VIЛебедева:

п__Н|_

' "0,5 + 0,25 М

тогда радиус полива длинноствольного аппарата определяется: Расход длинноствольного аппарата -

Интенсивность -

? - О*-60 **" тярРТ

Расход,необходимый для сохранения средаей интенсивности при оро-шннии внутренней площади радиусом/* -

П -

иг 60

Ч и

откуда диаметр сопла - Осж - ~г>.;

Для получения дальности полета струи короткоствольного

аппарата из условия сохранения И,/с/ рабочий напор должен быть:

нз = + 0,2.5-Н/оГ)

Мл—

Расход короткоствольного аппарата -

Средняя интенсивность в этом случае -

е> _ Ок-60 дер к. -

Таким образом, при достижении короткоствольным аппаратом тако

го же радиуса полива как и при .длинноствольном, необходимо иметь

повышенные напор и расход, что приводит к увеличению средней инте

сивности, следовательно увеличивается и затраты энергии:

л/ - • щ - т-м ./ _ О* • У • Из 101-

Отношение затрат энергии при ".длинном" и коротком стволах, при равных радиусах полива, монет быть равно И - 2,5 и более раза что и показано на рисунке 2.

Конструкция дождевального аппарата КД-Ю отличается от других струйных аппаратов наличием двух "длинны»" (около 9 ы.) консольных стволов, увеличивающих дальность полета струи и сохраняющих среднюю интенсивность дождя при меньших затратах энергия.

Консольные стволы присоединяются к центральной стойке под углом 25° с помощью шарнирных муфт, позволяющих изменять угол возвышения стволов в вертикальной плоскости + 5°. Один из стволов снабжен короткоструйной, дефлекторной насадкой для увлажнения площади непосредственно прилегающей к карусельному аппарату, а на конце другого ствола имеется главнее конусное сопло со сменными насадками различного диаметра, расположенное под углом 2° к продольной оси ствола. Рисунок 3.

Главным соплом орошается примерно 80/ь площади. Вращается кару-

Карусельный дождеватель КД-10

ЕиЬ 3

сельный дождеватель за счет реактивного усилия струй вода, Еыте-каюлих из всех сопел. Скорость вращения дождевателя устанавливается поворачиванием консольных стволов вокруг своей продольной оси, при этом величина горизонтальной проекции угла отклонения струи от оси ствола монет уменьшатся до 0°, что прекращает вращение.

Для измерения диаметра отдельных капель существует несколько способов, в том числе электронных. В данной работе был выбран наиболее распространенный и простой способ: фильтровальная бумага, обработанная чернильным порошком и каплеуловитель КУ-Н конструкции ЮаШЛГ'иМ. Была получена тарировочная кривая для данного сорта бумаги, которая использовалась параллельно с другими способами определения диаметра капель и показала хорошую сходимость результатов.

Нашими исследованиями установлено, что для обеспечения оптимального соотношения И/4, и стабильной работы карусельных дождевателей следует устанавливать сменные сопла диаметром 18 мм.,а в отдельных случаях, например при поливе трав, диаметром 20 мм. При этом, давление на входе в дождевальный шлейф должно составлять не менее 0,40-0,50 М1а. Параметры искусственного докдя, создаваемого аппаратом КД-Ю в зависимости от диаметра сопла и давления, приведены в таблице I.

Комплектование карусельного дождевателя дополнительным соплом диаметром 9 мм., расположенным на дефлекторной насадке, коэффициент эффективного полива, при схеме расстановки аппаратов 60 х 45 м^ обеспечивает его значение не менее 0,7, при средней интенсивности дождя 0,074 мм/мин. Проведенные исследования позволяют сделать вывод, что отношение диаметра основного сопла к диаметру дополнительного дащкно быть равно 2,0-*!,о. Таблица ¿.

Нарал-егры до*.дя аппарата .v-,-10 в зависимости от диаметра сопла и давления.

таблица I

давление на входе в аппарат. М11а диаметр основного сопла мм. Расход аппарата л/с Радиус орошаемого круга. м ьдощадь захвата Средняя интенсивность дождя мм/мин Средняя крупность капель. мм тактический расход аппарата л/с

18 8,0 36,6 4676,5 0,062 1,0 0,4

0,3а п'- си а,6 40, о ЫйО, ч С, 091 1.У 7,6

22 10, о 39 ,о 4оэ9,2 0,109 ¿,3 с,9

16 8,о ¿±3 ,а о9о9,о 0,06o 1,3 0,6

0 ,40 20 10,4 45,2 o4ío,I и,079 1,3 6, 4

22 11,7 4а, ь oó9ó,o 0,0 Ь4 -

18 У,4 40,4 6472,0 u ,и6о 1,г 7,1

0,4о ¿и 11,0 110,0 7«iio,o 0,070 1,3 ь,7

¿2 12,7 49,4 7062,7 0,080 1,0 10,2

16 ю,г 46,0 0 ,и69 1,1 7,6

0,50 20 12, 0 49,1 7aóa,¿ и ,074 1,2 9,3

22 13,6 ¿1,0 8167,1 0,081 1,4 11,0

Качество дождя аппарата Кд-10 в зависимости от диаметров сопел и схемы их раестановки.

таблица 2

диаметр сопел, мм Схема расположе- Средняя интен- Средний слой осадков Коэффициент эффек- Коэффициент избыто- Коэффициент недос-

основное до по лни-тель ное доп. на деф лек TjQpp... ния дождевателя м. сивность дрвдя мм/мин с учет, перекрытия. мм/мин тивного полива Кэф чного полива Кизб таточного полива Кнед

бОхоб 0,07* 0,12«; 0,513 0,173 0,304

¿Охоб 0,074 0,146 0,Ь63 0,121 0,296

18 — 9 50хо0 0,074 0,1о4 0,459 0,244 0,297

60x50 0,074- 0,137 0,469 0,211 0,300

60x45 0,074 0,1о2 0,70ч 0,222 0,074

оО*эь 0,062 ОДЗо 0,467 0,232 0,301

оОхэо 0,062 0,132 0,420 0,293 0,287

20 о 5,6 ООхэО 0,082 0,162 0,567 0,214 0,219

60x50 00х4о 0,082 0,0<к 0,151 0,168 0,473 0,606 0,317 0,246 0,210 и,146

Следует отметить , что увеличение числа оборотов довдеваль-ного аппарата с об/мин. до ¿,0 об/мин сокращает площадь его захвата поливом в раза и бо столько раз увеличивает интенсивность. Вместе с тем, наблюдения показали, что уменьшение скорости вращения дождевателя менее 0,5 об/мин. не приводит к существенному увеличению радиуса полива, однако уменьшается стабильность вращения, что может вызвать его остановку.

Низкая интенсивность дождевателя ЛД-10 обуславливает продолжительный полив на одаой позиции. Проведенные опыты свидетельствуют, что в связи с этим снижается вредное влияние ветра на качество полива, так как его вектор многократно меняется за период работы, что повышает равномерность увлажнения.

В четвертой главе исследованы эксплуатационные и технико-экономические показатели дождевальных шлейфов.

Трудоемкость монтажа Да1 определяется тем, что поставляются шлейфы заводами-изготовителями в разобранном виде и собираются на участке, предназначенном для орошения.

Экспериментальный монтан шлейфов на полигоне ЮжЧЖГиМ в х.'^лкин" с хронометражем всех операций. Общие затраты труда на сборку шлейфа ЙД 2о/300 составляют 7,46 чел/час., а для шлейфа ид -2П-2о/оОО - 14,14 чел/час. Сравнительная трудоемкость и стоимость сборки, э относительных ценах, дождевальной техники приведена в таблице 3.

Динамика тяговых усилий, при перемещении дождевальных шлейфов определялась на опытно производственном участке совхоза "Босход" на различных почвенных покровах и вариантах шлейфов (цельносварной, фланцевый, установленный на эллиптические лыки). Некоторые обработанные результаты представлены на рисунке 4, из которого видно, что наибольшего значения тяговое усилие достигает в момент троганидаиейфа с места, и, как правило, оно больше на Зи-50$

Таблица 3

Сравнительная трудоемкость и стоимость сборки дождевальной техники

Я» пп Показатели Марка дсщдевальных малин и агрегатов

ЩЦ-25-300 ЩЦ-2П-25--600 ЩЦК-20-800 ДЦА-100МА* ДФ-120 ЛДнепр" ДМ-454-100 "Фрегат"

I. Стоимость машины, РУб. 1355 6211 20158 18500

2. Затраты труда на сборку, чел.-час. 7,46 14,14 13,38 100,0* 245,54 166,1

3. Удельные затраты труда: а) на I га обслуживаемой площади, чел.-ч/га, б) на I X/с расхода, чел.-ч/л/сек. 0,38 0,3 0,72 0,57 С, 75 0,67 0,87 0,77* 2,36 2,05 2,03 1,66

4. Стоимость сборки, руб. 4,97 9,38 8,95 60,90* 146,41 107, еэ

5. Удельная стоимость сборки: а) на I га обслуживаемой площади, руб./га 0,25 0,47 0,50 0,61 Ш.41 1,31

Е о; на 1 л/с расхода, 0,20 0,38 0,45 0,54 1,22 1,08

55 Имеется в виду досборка дождевальных агрегатов ДЦА-ЮОМА

Тяговое усилие при перемещении ВД (агрофон -

пашня)

ШДК 20/800 (фланцевый) _____ ШДК 20/432

ШД 20/800 (сварной) _____ ВД{20/В00 (лыжи)

ВД 25/300 (фланцевый) рис 4

тягового усилия в движении. Также отмечено, что тяговое усилие достигает больших значений как при трогании так и в движении № с фланцевыми соединениями. Перемещение шлейфов установленных на эллиптических лыжах конструкции УС/А, на наиболее тяжелом почвенном покрове - сухой пашне, показывает минимальное из всех усилие. Применение эллиптических лыж дает еще больший эффект во время перемещений шлейфа по растительному покрову и особенно по стерне. В зависимости от почвенного покрова тяговое усилие изменяется следующим образом: по сухому растительному покрову шлейф перемещается значительно легче чем по пашне, особенно по сырой, когда трубопровод вязнет, облипает комьями грунта. Перемещать дождевальный шлейф следует сразу по окончании полива на всех почвенных покровах, поскольку в момент трогания на влажной поверхности величина тягового усилия всегда меньше.

Цикл технологических перемещений Ди в процессе орошения и его трудоемкость путем хронометража операций шлейфа 20/800. Как известно, дождевальный шлейф - установка позиционного действия, т.е. после выдачи поливной нормы они перемещается с помощью трактора-буксировщика на следующую позицию или линию гидрантов. Па опытно-производственном участке в совхозе "босход" площадью 435 га. находится две группы из 16 шлейфов ДЖ 20/600 и каждый имеет по две позиции на каждом из трех оросительных трубопроводов.

Затраты времени на перемещение одного шлейфа с позиции на позицию, включая время, необходимое для переезда трактора к следующего шлейфу составляет 4,29 мин. К времени перемещения 16 шлейфов на одну позиции следует добавить время, необходимое для того чтобы подогнать трактор от места постоянной стоянки к ближайшему шлейфу, а после окончавия цикла перемещения вернутся на стоянку - 12, ¿9 минут. Б этом процессе заняты I тракторист и

I - ü поливальщика. Общая продолжительность'цикла перемещений по орошаемому участку во время одного полива первой половины участка площадью 217,5 га. затрачивается 51,55 часа. Общие затраты труда на поливе этой площади составляют 110,93 чел/часа. Удельные затраты труда на полив I га. в данном хозяйстве шлейфами ДШК 20/800 составят 0,51 чел/час/га.

Технологические особенности перемещения оросительных шлейфов требуют выполнения большого объема расчетов для определения продолжительности и трудоемкости работ. С целью их облегчения из многообразия схем перемещения в процессе полива рассмотрена схема прямолинейного перемещения при крупногрупповом использовании шД ¿5/300 и составлены обобщающие формулы затрат времени. Рис.5

Рассматривая последовательность и продолжительность операций по перемещению шлейфов с исходной позиции на один шаг и математическое описание этих операций принимаем следующие исходные обозначения: С~ расстояние между трассами шлейфов,м; i - расстояние от места постоянной стоянки трактора до основной дороги, и между ними, и; продолжительность операции разворота трактора на 90° или 280°, мин.; t3- продолжительность операции подсоединения, отсоединения шлейфа, глин.; скорость холостого хода трактора, м/мин.; \/р- рабочая скорость трактора, м/мин..

Для перемещения первого (нечетного) шгейфа с крайней позиции на вторую, необходимо выполнить следующие операции:

Лтого время затраченное на перемещение первого шлейфа на вторую позицию составит:

!2по?.1 - Т^Лг+^Ь* ух \/р

Описывая таким образом перемещение третьего, пятого и т.д.

Схема расчета технологических перемещений

1 - насосная станция с подводящим каналом

2 - эксплуатационные дороги

3 - шлейфы на исходной позиции

4 - закрытая сеть с гидрантами

5 - тассы перемещения шлейфов

5 - рабочий ход трактора-буксировщика

7 - перемещаемый шлейф

8 - работающие шлейфы

9 - политые участки

10 - холостой ход трактора-буксировщика

Рис 5

всех нечетных, а затем четных шлейфов, учитывая возвращение в мещикличный период к постоянному месту стоянки и суммируя возвращение всех 16 шлейфов на исходную позицию, получим формулу одного цикла технологического процесса полива данного участка:

Подобное описание процесса технологических перемечений может быть использовано для оценки преимуществ различных технологических схем и модификаций дождевальных шлейфов, а также технологических режимов' '

Принято считать, что при перемещении шлейфов по орошаемому участку теряется значительная часть урожая вследствии заминае-мости растений в местах прохода трактора и шлейфа. Проведенные исследования на орошении многолетних трав с помощью дождевальных шлейфов ДШК 20/800 показали иные результаты. Было установлено, что .полностью отсутствует растительность только в колее, по которой движется водопроводящий трубопровод шлейфа, ширина которого 15-20 см. По ширине всей трассы, равной ширине колеи трактора - 1,8 м. сохраняется 50% урожайности.

Общая площадь трасс, при длине их 4000 м. и 16 шлейфах составляет 11,5 га. На орошаемом участке имеются эксплуатационные дороги, площадь которых составляет 0,81 га. и урожай на них . также"', отсутствует. Таким образом, площадь на которой полностью отсутствует урожай составляет 6,56 га. Тогда КЗИ всего участка:

то есть КЗИ близок к единице.

В пятой главе описаны пути дальнейшего усовершенствования конструкций ДД1, предполагающие не только снижение металлоемкости и протяженности закрытой сети за счет увеличения

16вс+(0г1 80 С Vг Ц>

435 - 6,56у 435" ' 1

'» 0,965

расстояний между линиями гидрантов, но и автоматизацию полива при одновременное снижении средней интенсивности.

Перспективными следует считать усовершенствование конструкций по трем основным направлениям:

- создание ДД прерывистого орошения на основе р&чного или гидравлического управления работой дождевальных аппаратов;

- разработка конструкций двухпозиционных шлейфов с групповым или одиночным расположением дождевальных аппаратов по концам либо в середине шлейфа;

- создание гибких, мобильных трубопроводов-шлейфов из полиэтиленовых труб в комплекте с временными трубоцроводами-шлейфами (ЬРДИ) для условий фермерских хозяйств.

Экспериментальный автоматизированный дождевальный шлейф ЫДа 20/600 при длине 400 м. имеет 8 дождевателей КД-10, включаемых попарно, то-есть одновременно работает только два. Средняя интеь сивность в этом случае, с учетом пауз, ниже в 3-4 раза чем у серийного ЦД 20-600, что позволяет производить полив без.образования поверхностного стока на почвах с большим уклоном и низкой впитывающей способностью.

¿вухпозиционный шлейф ¿П-30/600 с расходом ¿5-30 л/сек. и шириной захвата 600 м. является разновидностью и цредшествен. ником конструкции шлейфа ¡¡1дА и состоит из трубопровода по концаь которого попарно установлены карусельные дождеватели, а мезкду ними по две пары водоприемных муфт.

Удобным в обстукивании является двухпозиционный шлейф, у которого две пары водоприемных муфт расположены по концам трубопровода, а два или три дождевателя между ними (ШД-2¡1-25/450, И&-2П-16/450). В этом случае удельная металлоемкость шлейфа становится меньше на 18-20% чем у шлейфа ШД 25/300.

Следует отметить, что все эти шлейфы состоят из тех же узло!

и деталей, что л серийные. Разница заключается в количестве и расположении дождевателей и водоприемных муфт.

На коротких участках, особенно на сложном рельефе, экономически целесообразно мрлометаллоемкие дУ типа Шдп 2П-2С/300 с дождевателями, расположенными по концам трубопровода, а меаду ними на равном расстоянии установлены водоприемные муфты. Б этом случае используются дождеватели КД-о с пониженным расходом равным 4,о л/с., а трубопровод шлейфа имеет диаметр 7ь мм. вместо базового $ 102 мм.

Результаты хронометрирования отдельных операций технологического процесса перемещения До! по орошаемому участку показали, что одной из наиболее трудоемких операций является присоединение и отсоединение шлейфа к тяговой серьге трактора-буксировщика, изготовление и испытание сцепного устройства (ас 119<:ио4) в полупо-изводственных условиях на участке совхоза "Восход" дало положительные результаты. Бремя затрачиваемое на операции присоединения и отсоединения шлейфов к трактору-буксировщику с использованием дистанционного сцепного устройства сокращается до 3-4 секунд и эту операцию выполняет один тракторист не выходя из кабины.

Б шестой главе приводится экономическая эффективность применения дд по сравнению с другими видами оросительной техники, складывающаяся как при строительстве орошаемых участков с ДС, так и при их эксплуатации. Дополнительный эффект гоздает возможность орошения с помощью ДШ площадей, ранее считав-дихся не пригодными для орошения дохздаванием, т.е. с резко пересеченным рельефом местности, склоновых земель, большие массивы, лмеющие различные местные препятствия, неподлежащие удалению из экономических или других, в том числе экологических соображений.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДА

1. Учитывая отечественный и зарубежный опыт эксплуатации следует считать, что дождевальные шлейфы, являясь широкозахватной техникой продольно-осевого перемещения, пригодны для орошения всех сельскохозяйственных культур, в том числе и высокостебельных, однако наиболее удобны при орошении садов, виноградников, ягодников и других многолетних насаждений, особенно в условиях сложного рельефа, больших уклонов и почв слабой водопроницаемости, отличаясь простотой конструкции, высокой степенью меха низации и возможностью автоматизации технологического процесса.

2. Теоретические расчеты эффективности карусельных дождевальных аппаратов со стволом длиной 100-200 и более значения его внутреннего диаметра свидетельствуют:

- применение "длинного" ствола в докдевальных аппаратах обеспечивает увеличение радиуса полива, что увеличивает расстояние между шлейфами и аппаратами, уменьшая тем самым удельную металлоемкость орошаемого участка;

- для достижения такого же радиуса полива дождевальным аппаратом с "коротким" стволом необходимо увеличить его расход и напор по сравнению с "длинноствольным", что вызывает увеличение средне; интенсивности в 1,5 - 2,0 раза;

- увеличение расхода и напора для достижения требуемых радиусо: полива дождевальных аппаратов с "коротким" стволом требует увеличения потребляемой энергии в два и более раза.

3. Для карусельного дождевального аппарата КД-10 с длиной ствола около 9 м. оптимальным является диаметр главного сопла 16-20 мм., напор 40-45 м. и частота вращения 0,о об/мин., при этом обеспечивается радиус захвата дождем 40-42 м. и получение средней интенсивности 0,14-0,17 мм/мин., при коэффициенте эффективного полива более 0,7. Увеличение числа оборотов до 2,0 об/мш

уменьшает радиус полива в 1,2-1,4 раза, увеличивая,.тем самым, среднюю интенсивность дождя. Уменьшение частота вращения менее 0,5 об/мин вызывает остановку дождевателя и переполив отдельных участков.

4. Разработана методика математического описания, технологического процесса перемещения дождевальных шлейфов на орошаемом участке и получены обобщающие расчетные формулы, позволяющие оценивать продолжительность и трудоемкость операций, в зависимости от различных параметров оросительной сети, модификаций шлейфов и характеристик трактора-буксировщика.

5. Тензометрирование тяговых усилий при перемещении дождевальных шлейфов длиной до 300 м. показало, что они составляют максимально 2,0 - 2,5 т. и могут выполнятся колесными тракторами типа МТЗ. Для перемещения шлейфов длиной 400 м. и более, необходим трактор класса 3 т. Наибольшее тяговое усилие развивается в момент трогания, а при установившемся движении уменьшается д^двое. При этом наиболее благоприятным является перемещение сразу после прекращения полива и освобождения трубопровода от воды.

6. При исследовании эксплуатационных характеристик серийных дождевальных шлейфов 11Щ 25/300 и ШД 25/300 А установлено, что коэффициент земельного использования участка является сравнительно высоким и составляет 0,98 - 0,99. При этом потери урожая по трассе перемещения шлейфа (например на многолетних травах) отмечались лишь по колеям трактора-буксировщика на 50$ и следу перемещения центрального трубопровода - шириной 0,15 м. - на 100%.

7. Основными направлениями дальнейшего усовершенствования конструкций дождевальных шлейфов и технологических схем их перемещения следует считать:

- создание двухпозиционных шлейфов с концевым расположением аппаратов или подсоединительных муфт;

- дальнейшее усовершенствование автоматизированных шлейфов с ручным или гидравлическим программным управлением режимом работы дождевальных аппаратов на шлейфе;

- разработка гибких, мобильных шлейфов, в том числе из новых материалов, для фермерских хозяйств и других небольших, периодически орошаемых участков.

6. Установлено, что экономический эффект применения дождевальных шлейфов по сравнению с ДДН-70 складывается из снижения удельных капиталовложений на стадии строительства на 17% и уменьшение эксплуатационных затрат на 33%.

По теме диссертации опубликованы работы

1. К вопросу о технике мелкокапельного дождевания // Тез. докл. конференции молодых ученых и специалистов.-Краснодар,1991г,

2. Исследование орошения черноземов мелкокапельным дождем// Тез. докл. конференции "Проблемы мелиорации и экологии юга "России".,-Новочеркасск, 1993 г. (в соавторстве)

3. Математическое описание технологии перемещения дождевальном шлейфа ЩЦ 25/300. // Тез. докл. конференции "Экологические аспекты эксплуатации гидромелиоративных систем и использования орошаемых земель".-Новочеркасск, 1996 г. (в соавторстве)

4. Изменение воднофизических свойств обыкновенных черноземов при мелкокапельном орошении. // Тез. докл. конференции "Экологические аспекты эксплуатации гидромелиоративных систем и использования орошаемых земель".-Новочеркасск, 1996 г.

5. Исследование дождевального аппарата КД-Ю "Тимирязевец" //Тез. докл. конференции "Экологические аспекты эксплуатации гидромелиоративных систем и использование орошаемых земель".-

-Новочеркасск, 1996 г. (в соавторстве)