Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Повышение энергетической эффективности закрытых оросительных систем с дождевальными машинами "Фрегат" и "Днепр"

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Повышение энергетической эффективности закрытых оросительных систем с дождевальными машинами "Фрегат" и "Днепр""

ИНСТИТУТ ГВДРОТЕШКИ И МЕЛИОРАЦИИ

}!а правах рукописи УДК 631.67:521.647.2:621.643:621.67

ШЕВЧЕ11КО АЛЕКСАВДР ВАСИЛЬЕВИЧ

ПОВШЕШЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭИШШШЛИ ЗАКРЫТЫХ ОРОСИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ С ДОВДЕВАЛЫШЯ ШШШ * ФРЕГАТ* И "ДНЕПР"

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 06.01.02-ИЕЛИОРЛфЯ И ОРОШАЕМОЕ ЗЕМЛЕДЕЛИЕ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации нь соискание ученой степени доктора технических наук

КИЕВ 1993

• Работа выполнена в Институте гидротехники и мелиорации УААН

Официальные оппоненты: %

доктор технических наук В.А.Гурин доктор с.-х.наук,

профессор А.О.Гаврилица доктор технических наук,

профессор И.Д.Хоружий

Ведущая организация - Украинский Головной арендный проектно-изыскатедьский и научно-исследовательский институт "Укрводпроект" Госводхоза Украины

Зашита состоится " 29 " 09.1993 г. в " 14 " часов на заседании специализированного совета Д.01.26.01 по присуждению ученых степеней в Институте гидротехники и мелиорации Украинской академии аграрных наук.

Отзывы и замечания на автореферат в двух экземплярах, заверенные печать»,просии направлять по адресу:252022,Киев-22, ул.Басильковская,37,ИГиМ УААН,ученому секретари специализированного совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного совета,

к.о.-х.н.»с.н.с. Л.Ы.Фененко

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы,- Созданные в СССР свыше 20 лет назад крупные сросительные системы о использованием в зонах с недостаточным и неустойниЕым естестве таги увлажнением в качестве основного способа полива дождевания в сочетании с подачей воды закрытой оросительной сетью,позволили более полно использовать воду, трудовые ресурсы и орошать земли с повышенными уклонами.Радикально производительность труда на поливе была повышена путем применения нногоопэрных дождевальных машин,работавших от напора воды в ст (ЦЩ) .крупносерийное производство которых было освоено промышленностью ("Фрегат","Волжанка"."Днепр").

С 1967 по 1985 год площадь полива дождеванием в стране возросла с 0,76 до 7,7 млн.га и га конец этого периода пяогоадь закрытых оросительных систем (ЗОС) с ЫДМ достигла 3,56. млн.га,что составило 43,от площади орошения дождеванием или 10,5$ от эсей орошаемой площади страны.

Строительство техничгски сложных ЗОС с МДМ требовало больших вложений рагнообраэных ресурсов и существенных затрат электроэнергии на их эксплуатацию (3,6.. .10,8 ГД*/(га. г од). По - мере роста удельного веса ЗОС в ороситетьннх системах кабладалось как увеличение доли затрат электроэнергии насосными станциями,так и удельной энергоемкости подачи воды. 1ак,если в 1980 году доля расхода электроэнергии насосными станциями составляла 70% от потреб-лэния ее предприятиями Минводхоза,то уте в 1984 году на доли насосных станций приходилось 8055,а затраты электроэнергии на подачу 1000 м3 воды с 1978 по 1984 год увеличились с 540 Щж до 638,6 ВДк.

Конструкции ЗОС с ЩА били созданы с использованием нормтгив-но-методической базы и материально-технических средств,подготовленных в ходе развития промышленного и хозяйственно-питьевого водоснабжения. Конструктивные размеры я характеристики основных звеньев ЗОС определялись исходя из обеспечения нормальной работы в одном-дпух расчетных случаях,то есть система рассматривалась как детерминированная.В то же время ЗОС с МДМ состоит из множества соединенных последовательно-параллельно элементов,функциональное •состояние которых при долголетнем использовании зависит от множества факторов и условий.Ввиду этого.рассматриваемые системы должны обладать свойства?»! динамических вероятностных систем.

Длительный срок службы систем,большие затраты электроэнергии в процессе их эксплуатации при неизбежности истощения ископаемых энергоносителей диктуют необходимость совершенствования ЗОС с МДМ для соизмерения вкладываемых в них ресурсов с приходом энергии.заключенной в прибавке урожая с.-х. культур от орошения.'

Цель работы. Установить основные закономерности функционирования ЗОС с групповой работой ДМ "Фрегат" и "Днепр",разработать технологические и технические решения,повышающие эффективность использования энергетических и материально-технических ресурсов.

• Научная новизна. Установлены кономерности функционирования ЗОС с групповой работой ЩМ как динамической вероятностной системы,разработаны новые технологии и технические средства, позволяющие более аффективно использовать ресурсы при проектировании и эксплуатации ДОС,в том числе:

-технология полива ЦДЫ с использованием необеспеченных водой подменшх средств полива;

-способ управления насосными станциями подкачки (НСП) путем поддержания заданного напора в гокове диктующего оросителя;

-способ управления НСП путем поддержания заданного напора воды в сети перед диктующей в каждый данный момент времени дождевальной машиной;

-зависимость непроизводительных затрат электроэнергии на-пеной станцией подкачки от отношения номинальной подачи насоса <; паспортному расходу воды дождевальной машиной;

-характер зависимости удельной энергоемкости подачи воды насосными агрегатами от их загрузки;

-способ определен:*« утечек воды из трубопроводов напорной

сети;

-характер зависимости силы потребляемого тока приводным электродвигателей насоса от подачи последнего;

-обнаруженное явление скольжения пристенного слоя жидкости относительно несмачиваемой стенки трубы,использованное при разработке щелевого уплотнения вала насоса.

Ёсе эти результат« и выносятся на зашиту.

Практическая значимость результатов. Установленные закономерности функционирования звеньев ЗОС с МДМ в их взаимосвязи и разработанные регламенты выполнения основных технологических процессов на таких системах позволяют создавать конструкции систем, требующих меньших суммарных затрат ресурсов на строительство и эксплуатацию ввиду адекватности закладываемых решений реальным режимам работы систем,а такте снижать затраты топливно-энергетических и других видов ресурсов при эксплуатации действующих систем за счет сведения к возможному минимуму работы насосных агрегатов в недогруженном режиме,сокрашения холостых перегонов ДМ позиционного действия,снижения напорности доядевальных машин и сокращения количества отказов закрытой оросительной сети.

Гак,низкощпорная модификация машины "фрегат" ДМУ-Бнм 463- . 72,экспериментальный образец которой был разработан под руководством автора,позволяет в среднем году экономить 90 ГДж (2ЬООО кВт.ч). электроэнергии и сокращать расход металлических труб (27 т в расчете на одну машину) за счет выполнения оросителей из долговечных асбестоцементньгх труб.Разработанные с использованием результатов наших исследований (долевое участие 45$) чугунные соединительные муфты с усиленными фланцами позволили почти на порядок уменьшить количество отказов оросительной сети из асбестоцементны; труб BTI2 и BTI5 диаметром условного прохода 400 и 500 мм,создавая экономический эффект соответственно 4704.и 4156 рублей на 1000 штук муфт (в ценах 1984 г.).При годовом (збьеме -их производства 250 и У5 тысяч штук соответственно.

Реализация работы. Результаты исследования и технологических разработок включены в пять нормативно-методических документа.два из которых были одобрены секцией эксплуатации мелиоративных систем НТС Минводхоза УССР и три утверждены Минводхозом УССР.По результатам государстпеннж испытаний с 1989 г. начато серийное производство низконапорной модификации машины "Фрегат" ДМУ-Бнм по • Vf 23.2.1202-87.

Предприятиями стройивдустрии освоен массовый выпуск для строительства оросительных систем соединительных муфт САМ по ТУ 21-24-104-84 и чугунных мут|т с усиленными фланцами по ТУ 21-26-. -336-86 для соединения асбестоцементных труб ВТГ2 и ВТК,при раз-

б.

работке которых использовались результаты исследований автора. Опытно-эксперимантальным производством налажено производство ремонтных полимерных уплотнителей для насосов типа Д.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на двух Всесоюзных (Саратов,19?8; Москва,1985) и 5 республиканских (Киев,1981,1983,1984;Новая Каховка,1983) конференциях и семинарах.Результаты работы рассматривались и одобрялись на секции эксплуатации мелиоративных систем НТС Минводхоза УССР (1980,1984,1986),на заседании комиссии по экономии ресурсов (1984).заседаниях НТС Мииводхоза УССР (1981,1983,1984,1985,1986, 1988) .секции учено,'-го совета ВНИИГиЫ (1991).

Публикации.Основное содержание работы отражено в 38 статьях, в описаниях 7 авторских свидетельств и в 5 нормативно-методических документах.

Структура и обьем работы. Диссертация состоит из введения, семи разделов,выводов и предложений производству,списка использованной литературы,а также отдельного тома приложений.

Работа содержит 300 страниц текста,43 таблицыи 53 рисунков. Список использованной литературы включает 356 наименований.Приложения включают 84 таблиц'^14 рисунков и 61 страницу текста.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

В первом разделе дан критический обзор направлений исследований ЗСС с ЦЦИ в стране и за рубежом,обоснованы основные методические подходы к решения поставленных задач.

ЗОС с работающими от напора воды в сети дождевальными машинами состоят из насосной станции подкачки (НСП),короткого однониточного напорного водовода,переходящего в распределительный трубопровод (РТ или XI) ,от которого ответвляются тупиковые оросители (ОТ или ПТ) с гвдрантами,через,посредство которых к сети подключаются машины с фронтальным ("Днепр","Волжанка") или круговым ("Фрегат") перемещением.Следовательно,схемы таких систем аналогичны схемам водоснабжения.отличаясь от них отсутствием очистных сооружений,сооружений для согласования режима подачи воды в сеть с режимом водоотбора и непредусмотренностьв конструктивных элементов,обеспечивающих бесперебойную подачу воды потребителям.

Нормативные документы,регламентирующие проектирование ЗОС с 11ДМ в части схем,определения характеристик и размеров основных элементов систем были разработаны работниками проектных институтов на основе обобщения собственного опыта.Выполнение же многих расчетов,технология производства работ,сметные нормы и многое другое осуществлялось по нормам,разработанным для проектирования и строительства наружных сетей водоснабжения и канализации.

Строительство ЗОС сопровождалось и расширением их исследований.При этом,в силу сложившейся на предыдущем этапе развития оросительных мелиорацкй специализации кадров исследователей,основные усилия были сосредоточены на двух следующих направлениях.

Хозяйственна испытания многоопорных ДМ в различных природных и организационно-хозяйственных условиях с цельо установления технико-эксплуатационных показателей,оптимизации и совершенствования отдельных узлов ДМ,организации технического обслуживания и ремонта их при групповой использовании.; 1

Исследование неустановившегося движения воды в закрытой оросительной сети,разработка методов расчета и создание технических средств стабилизации гидравлического режима напорной оросительной сети.

Значительно меньше внимания уделялось вопросам экономного расходования материально-технических,водных и энергетических ресурсов при строительстве и эксплуатации ЗОС с ВДМ.Исследования и разработки в направлении рационализации расходования ресурсов включали:оя-тимизацию размеров схем и параметров оросительной сети (Б.Г.Ште-па,Г.Ю.Шейнкин,Г.М.Зиликов,А.Я.Брайнин,Е.Я.Вин(гкур,А.А.Никольская, И.С.'йгрсин,И.В.Жура1вь«Г.М.Шалина(С.И.Гу^9в,Б.И.Конаков,В.Д.Дупляк, К. А. Алиев) разработку технологии и технических средств внесения ' минеральных удобрений.химмелиорантов и гербицидов с поливной водой (Ю.А.Москвичев,Г.Н.Катеримна,А.И.Боадырев,Г.Н.АцеховскиЕ,И.ФЛ'он-чаров,В.И.Ивашкин,В.Я.Хайдарова,А.И.Ворькин,К.В.Губер){оценку степени использования ороситс, шной воды при поливах ЩЛ (И.П.Айдаров, П.И.Коваленко,Ю.А.Михайлов,Ю.Л.Смэхнов.Н.С.Горюнов); разработку конструкции ШЛ и средств автоматизации насосных станций,работающих на закрытую оросительную сеть (В.Ф.Чебаевский.А.В.Подласо», А.Л.Половец,Г.Д.Ремпель,П.Б.Ппк,П.К.Семенов,М.А.Субботин,Б.5.Евдо-кимов,А. Г.Манушин.Ю. А.Дмитрэнко,А.Л.Ильмер,А.И.Игнатов,А.И.Коршунов,В. А.Семухин).

Все вышеперечисленные разработки можно характеризовать как некомплекскые,ввиду рассмотрения вопросов совершенствования оросительной сети и НСГ1 в отрыве от реального режима работы задающего эвена - ЦЦМ и,за редким исключением,без учета влияния нерасчетных режимов работы насосной станции на надежность закрытой оросительной сети и затраты электроэнергии,что неизбежно при незнании закономерностей краткосрочного режима отбора воды из сети.Объективные характеристики краткосрочного режима отбора воды из сети на полив так и не были установлены.

За рубежом,где в 70-х и 80-х годах также быстрыми темпами строились оросительные системы (США,Франция,Венгрия,бывшая ГДР, ЧСЗР) после энергетического кризиса 1972-1973 гг. совершенствованию дождевальных систем предшествовало исследование ранее построенных систем.Само же совершенствование оросительных систем базировалось на разработанном за несколько лет до этого в земледелии развитых стран Запада энергетическом анализе,согласно которому соизмеряются затраты всех видов ресурсов на строительство и эксплуатацию оросительных систем с приходом энергии,содержащейся в прибавке урожая от орошения.

Результаты отечественных работ в области создания 30С,в том числе и с МДМ,а также анализ аспектов задач .возникающих при раэ-т работке.совершенствовании и испытании новой дождевальной техни-ки,свидетельствуют о том,что применявшийся в стране до настоящего времени дифференциальный подход к разработке данной проблемы, при всей его ценности,является недостаточным для решения всех составляющих ее задач.Для этого необходим комплексный научно-обоснованный подход к исследованию эффективности использования •ресурсов построенными ЗОС с ДО "Фрегат" и "Днепр" в реальных условиях их функционирования,а также для оценки разработанных ые-тодов и технических средств,повышающих эффективность вкладываемых в системы ресурсов в различных,случайным образом изменяющихся естественно-производственных условиях. Такой подход к совершенствованию рассматриваемых систем может быть разработан на основе системного анализе.

Исходя из категориально-структурной схемы процесса сельскохозяйственного производства на мелиорированных землях,предложенной Л.Г.Бадаевым,Л.Ы.Рексом и другими,функционирование ЗОС с ДМ "Фрегат" и "Днепр" может быть представлено в виде схемы,приведенной на рис. I ;

БЛОК - СЛЕНА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЭОС с мдо

( Водоисточник

Насосная станЦИИ я^дклчкм

ъ

I4-

гЦ Л

ч

нн^ю^лция

"1 г;-

Т->Р.мат -тп»».р(>гупсм _____

Нагормея ороси-тельмвя сеть

£

«

* а

и^юртаир»

мад «лб

упрнмниа

ТЭР MgT.-TPHM.OOCV

труд_

I

I

ы

двям>им «еды оср«А«чд ииформ«и^м

иедАЛИ**СХОв ВОЗДеАСТДМЩ не ОбйЛСГМ

Дааедевальиь*«

М4ШНММ

—т-сг:

г--»«- -* 1

Орошаем мв поля

1 информация

управление

Т ЭР. н ат. -то*. Р^СУА

*о*а

цг

I

5

утрлвлемне

ТЭР,материалу

труд

упрлЛАйшщшш мзАвмствме, двидеми« знертм/детериалоэ

Рлс.

ю.

Так как эффективность использования ресурсов ЗОС зависит от оперативной информации и адекватности модели реальному процессу, то в работе подробно рассмотрены статьи затрат ресурсов,при эксплуатации систем.

Выполненный приближенный энергетический анализ позволил расположить.в порядке значимости направления,по которым надо вести работы с целью энергетического совершенствования конструкций и методов эксплуатации ЗОС с ДО "Фрегат" и "Днепр".

Разработка методов и технических средств,позволяющих существенно снизить затраты электроэнергии на полив.

Поиск научно-обоснованных решений по изменению конструкций ЗОС,направленных на снижение инвестиционных затрат энергоресурсов на оросительную сеть и НСП.

Проведение работ по повышению эксплуатационной надежности оросительных трубопроводов,особенно из коррозионно-устойчивых и поэтому долговечных асбестоцеыентных труб как для уменьшения затрат энергоресурсов на устранение отказов,так и для обеспечения бесперебойности подачи воды для получения высоких урожаев с.-х. культур.

Совершенствование технологии полиьа и конструкций дождевальных машин,направленных на уменьшения энергоемкости полива и повышения равномерности распределения слоя дождя по площади для минимизации ущерба.наносимого плодородию почвы.

Разнообразие решаемых задач потребовало проведения исследований,направленных на установление закономерностей,определяющих режим работы их элементов и системы в целом и определения количественного влияния основных природных и организационно-хозяйственных условий,а также технических характеристик системы на эффективность использования ресурсов.Исследования проводились по конкретным нестандартном методикам,которые учитывали назначение элемента,принцип работы,конструктивное исполнение и возможное влияние на режим работы других элементов или звеньев,а также те факторы,которые определяют условия его функциишровашя и,в конечном счете,его энергетическую эффективность.

Все исследования и осноьшшые на них разработки выполнены на единой методической осно4е,базирующейся на следующих принципах.

Комплексный подход к решению поставленных задач.

Оценка режима функционирования звеньеь и отдельных элементов,

а также эффективности лопольэования ими энергии исходя иэ вероятностных позиций.

Использование энергетического анализа в качестве основного инструмента для оценки сравнительной эффективности разработанных Технологий и технических : эдств.

Применение имитационного моделирования режимов орошения севооборотов эталонных ЗОС в многолетнем разрезе и численных экспериментов на его основе для оценки энергетической эффективности разработанных способов и средств снижения ресурсоемкости.

Проведение исследований в типичных условиях при различных 1 уровнях организации выполнения основных технологических процессов • с выделением в результатах исследований отрицательных последствий действий работников,обусловленных низкой квалификацией или технологической недисциплинированностью.

Сочетание производственных испытаний и лабораторных исследований отдельных элементов сети,узлов насосов и дождевальных машин.

Использование косвенных методов определения подачи работающих насосных агрегатов и самопииуших манометров в головах ДМ для регистрации режима их работы.

Проведение исследований на представительных по размерам и длительности эксплуатации ЗОС с МДМ,

Основные производственные исследования режима работы отдельных звеньев и закрыта оросительных систем в целом были проведены в совхозе им.И.Кудри (ЗОС с ДМ "Фрегат") Чаплынского района Херсонской области (1974-1975 гг. ),в колхозе'им.Кирова (ЗОС с ДМ "Днепр") Вознесенского района Николаевской области (1975-1979 гг\) и в совхозе им.Гагарина (ЗОС с ДМ "Фрегат" и ЗОС с ДМ "Днепр")Ка-иенско-Днелровского района Запорожской области (1980-1985 гг.).

Определение осредненшх характеристик режима работы реальных систем в различных природно-хозяйственных условиях Украины и отчасти Молдовы осуществлялось с помощью имитационного моделирования режима орошения севооборотов эталонных ЗОС с ДМ "Фрегат" и "Днепр",под которыми подразумевали совокупность планового расположения постоянного числа безуклонних полей неизменной плоаади с определенными с.-х. культурами,конкретных типов ДМ,привязанных к полям,схемы оросительной сети,выполненной иэ конкретных труб и основного технологического оборудования НСП.При этом набор куль-

тур в севообороте на орошаемых полях каждой такой системы при перемещении ее из одной природно-климатической зоны в другую изменялся на набор,характерный для специализации хозяйств данной зоны, что,наряду с изменившимися климатическими факторами,вызывало изменение расчетного числа ДМ .диаметров трубопроводов и основных технологических ' характеристик ШП.Было предложено 2 такие системы с ДМ "Фрегат" (площадь орошения 720 и 1872 га) и 3- с ДМ "Днепр" (920,1656 и 1472 га).Все системы были приняты с экономичной Т-образной схемой оросительной сети.

Расчетное число дождевальных машин.дишетры трубопроводной • сети,выполненной'из асбестоцементных и железобетонных труб,а также расчетные напоры в головах систем эталонных ЗОС и их вариантов определялись для года 75 % обеспеченности в условиях 9 метеостанций по машинной программе информационной системы проектирования поливных режимов орошения (ИСППРО).разработанной В.П.Остапчи-ком и Б.А.Костроминым.

Раздел 2 Статистические закономерности групповой работы дождевальных машин "Фрегат" и "Днепр". В качстве характеристик процесса полива машинами "Фрегат",влияющими на реким работы остальных. звеньев ЗОС,нами приняты;

продолжительность одновременной работы разного числа ДМ при различном количественном составе групп участвующих в поливе машин; • продолжительность незапланированных перерывов в отборе воды из сети участвующими в поливе машинами;

продолжительность работы ДМ от одного включения. Для установления статистических характеристик групповой ра-боты машины "Фрегат" использованы первичные материалы п{й«4ых хрономегражных наблюдений за групповой работой этих машин или длительной их регистрации.их работы самопишущими манометрами.

Общая продолжительность чистой работы группы ДЦ"$регат" с числом машин от 2 до 10 составила 2417,6 ч.За зтот период, наработка составила 10137 машино-часов.

Анализ опытного распределения продолжительности одновременной работы различного числа да "Фрегат" стандартизированным методом (ГОСТ II.004-75) показал,что оно может быть аппроксимировано биномиальным распределением (ГОСТ 11.010-81):

где Рп -вероятность одновременной работы I -ого числа машин; П -количество машин в работающей группе; (Ч -параметр распределения.

Исходя из определения биномиального распределения роль его параметра в нашем случае должен играть средневзвешенный коэффициент использования эксплуатационного времени всеми малинами группы к .

Суждение о том,насколько полученные опытные распределения согласовываются с биномиальным (теоретическим) с параметром (Ч = могут быть вынесены на основе вычисления для каж-

дой гыборки критерия согласия X

л

по зависимости " 2/

т

1*0

-опытная и теорети-

э < Г ?

в ноторой и t Т , и. = Р .__

* < а п ар < п п ор ческая частоты одновременной работы /' Дм,и сопоставления его с

табличным значением,зависящим от уровня значимости о( и степени свободы выборки ставлены в табл.1.

Г (ГОСТ II.006*74).Полученные данные пред-

I.Фактические и табличные значения критерия согласия опытных распределений одновременной работы ДЧ"$регаг" с теоретическим при <А =0.01

Колич. ДМ в группе п:Х

3

4

Степень свободы ™

¡Значения : (акт. ^д -

Э

•2 : 2

3

•Э :1,26:0,53:14,08:Д8,9:3,17:39.12

130,5

табл. :4 '.3,51:9,21: 9.21:11,34:9,21:11,34

11,34.

10

При количестве машин в работавшей группе,равном 2,3,6,9,10.фактические зна-чепя критерия^ меньше табличных,что до-9,21:11,34: казивает принадлежность опытных выборок к

3.25: 8,3

генеральным совокупностям,описываемых биномиальным распределением с параметром,численно равным средневзвешенному коэффициенту использования эксплуатационного времени всеми машинами группы.Об остальных четырех случаях этого сказать нельзя,так как коэффициента использования времени группами одинаковой численности машин в р»шшх хозяйствах существенно, отличались друг от друга.

2

2

Закономерности возникновения краткосрочных незапланированные перерывов в водоотборе из закрытой оросительной сети ДМ "Фрегат",обусловленных,в основном,отказами и срабатыванием системы аварийной защиты машины,основаны на данных об остановках тех ДМ,работа которых была восстановлена до истечения срока действия заявки хозяйства на подачу воды.

Распределение длительности остановок ДМ"Фрегат" (329 случаев) характеризуется одним ярко выраженный максимумом,приходящимся на интервал 0,08...1,00 и втсрьш-слабо выраженным - приходящимся на интервал 8...9 ч.

Установлено,что длительность остановок до б...7 часов обусловливается неисправностями машин,которыа могли устранять опера-тори своими силами.Остановки ДЙ "Фрегат" длительностью свыше б...7 ч были вызваны более слакными отказами,требующими замены деталей и кранового оборудования.

Опытное распределение длительности остановок машин "Фрегат" длительностью до 7 ч характеризуется оценкой пат.ожидания 1,68 ч и оценкой дисперсии 2,83 ч*".Анализ слитного распределения показал,что оно может быть описано распределением Рейоулка (ГОСТ 11.007-75); . Г // _ „ \с1

■■ ■ ■ .i» в котором С -переменная; afi,с -параметры распредеиения.При значениях параметров а=0,6 =1,85 и С=0,90 фактическое значение критерия согласия Хг =11,93,9 то время как на уровне значимости •.4=0,05 истепени свободыг =9 табличное значение по ГОСТ 11.006--'/•I X о 95=1б,92,что сяукш доказательством принадлежности опытного распределения длительности непредвиденных оотановок из-й& мелких неисправностей ДЙ "Фрегат",составлявших 76,2$ всего количества остановок,к генеральной совокупности,описываемой распределением Вейбулла.

Установление статистических характеристик наработки ДИ "Фрегат" от одного включения осуществлено на базе данные относящихся к периодам круглосуточной работы систем (258 случаев при общей наработке 4655 машино-часов).

Опытное распределение наработки машин от одного включения ДМ"Фрегат" характеризуется средней продолжительность» 17,9 ч и дисперсией 531,2 ч*".Распределение наработки ыашин "Фрегат" про-дслкительносты» до 60 ч (241 случай)может бить описано распреде-

лением Вейбулла с оцетами параметров,равными а =6,0 ч, 5 «9,5, . с =0,54,так как » ?,бо < X1 = 9,

<р 0,9$

Дополнительным анализом опытного ряда наработки ДМ"Зрегат" от одного включения в пределах I'ласе а (0...10) часов установлена его неоднородность,что обьясняется более частыми остановками машин тосле их транспортировки с позиции на позиция из-за разрегулирования системы синхронизации движения тележек и нарушения герметичности нодопроводящего пояса в местах фланцевых соединений труб.

Распределение наработки ДМ"Фрегат" от одного включения длительность» от 0 до 1,67 часа характеризуется средним значением .0,49 ч и дисперсией 0,139 ч^ и также подчиняется распредетению' Вейбулла при значениях параметров а»0,16, £»0,ЗЭ, с 80

< К*.»?3'™-

Статистические закономерности групповой рэботи машин "Днепр" установлены на основе материалов хронометражных наблюдений общей продолжительностью 1060,7 ч при наработке 4460 машино-часов.

Опытное распределение относительной продолжительности одновременной работы различного числа ДМ "Днепр" при их групповой использовании близко к биноминальному.О степени согласия опытного распределения с биноминальны»» (при равенстве параметра распределения средневзвешенному коэффициенту использования времени всеми машинами группы)свидетельствует данные табл.2.

2.Фактические и тгОличныэ значения критерия согласия опытных и биномиального распределений относительной продолжительности работы различного

числа ДМ "Днепр" (ос *о,ОГ)

Кол.ДМ в труп,,П; 2:3:4 : 5

6

Степень свободыг '• I : 2 : 2 : 3

3

Значения : $лкт. 0,03: 6,10: 3,00 : 25,63

критерия ; табл.:6>63: 9(21: 9,21 : 11,34

22,97 : 7,04

11,34 : 11,34

Иэ таблицы следует,что распределения относительной продолжительности одновременной работы различного числа ДМ"Днепр" при составе групп из 2,3,4 и 7 машин подчиняются биномиальному распределению.Для групп из 5 и 6 машин этого сказать нельзя,ввиду

3

существенных отличий в условиях работы этих групп машин в хозяйствах,где проводились наблюдения за их работой.

Распределение продолжительности работы от одного включения ДкГДнепр" .является не столько показателем надежности машины сколько характеристикой качества выполнения процесса полива машиной позиционного действия.

Анализ полученных.данных позволил установить,что степень соответствия фактической продолжительности работы машин на позициях заданным зависит от надежности машин,рельефа полей,степени загруженности машинистов-операторов,их квалификации и технологической дисциплинированности.Поэтому полученные ряды наблюдений можно рассматривать как комбинацию детерминированных и случайных составлявши. Случайные составлению, представ ленные в виде отклонений фактической продолжительности работы на позициях от заданной, отнесенной к последней .подчиняются нормальному распределению (ГОСТ II.004-74) как на системе колхоза им.Кирова <1979 г.) с параметрами ^0,0279 и 1 1 =4),09524, (ЛГ ^12,87 < Л'(/,0^«19,бЩтак и ш система совхоза им.Гагарина ^Д^-0,0225',' =0,11374, X* »29,10 < ^=29,14). Дискретная компонента для первой системы составила 0,235 и для второй-0,097:

Изменения режима работы всех звеньев закрытой оросительной сети зависят также к от длительности перерывов в отборе ММ- води из сети t„Й ,то есть от длительности всех операций,связанных с перемещением машин с позиции на позицию.Распределения длительности перерывов в отборе воды, машинами "Днепр" установлены на ос-ново исследований 300 колхоза им.Кирова в 1975 (88 случаев) и 1979 году (231 случай) и ЗОС совхоза им.Гагарина в 1961-1982 (270 случае).

Распределения длительности перерывов в водоотборе из сети в колхозе им.Кирова в 1979 году и совхозе им.Гагарина,несмотря на существенные отличия в рельефе полей и в организации обслуживания ДО,практически идентичны друг другу¡одинаков диапазон Изменения исследуемого параметра-9...55 мин..оценка мат.ожидания 22,0 и 23,1 мин. соответственно и максимальная частота приходится на диапазон 15...20 мин.(относительная частота 0,325 и 0,292 соответственно). На системе колхоза им.Кирова в 1975 г. диапазон изменения перерывов составляй 19...Ь5 мин. при оценке мат.ожидания 30,66 мин.Максимум частоты (0,227) приходился на диапазон 25...

28 мин.

Анализ опытных распределений показал,что они,как порознь, тЬак и вместе,могут быть описаны логарифмически нормальным распределением. Оценка параметров такого распределения по ГОСТ 11.009-79

= . .. ' (4)

V Ухц .»(5)

где . -опытная частота в ^ -том^класса при количестве клас-

сов^ и значения критериев согласия Хприведены в табл.3.

3.Сводные' данные по опытным и логарифмически нормальным распределениям длительности перерывов в водоотборе из закрытой сети Щ "Днепр" (.0,05)

Хозяйство,год наб-:Опыт-:Оценки параметров:Степень:Значения крите-лвдения :ная : л л, .свободы:рия согласия

: часто- ^ ' 3 " выборки :-

:та

-пр.

t»p

г Xх X1

й-э им.Кирова, 1975 88 1,4751 0,0120 3 10,22 12,59

к-з им.Кирова, 1979 231 1,3213 0,01797 4 0,95 9,49

с-э им.Гагарина, 1981-1982 270 1,3420 0,01851 5 ' 4,40 11,07

к-з им.'Кирова 1 1979, У 501 1,3325 0,018364 '5 ' 3,11 11,07

с-з им.ГагаринаJ

Данные табл.3 свидетельствуют,что длительность перерывов в водоотборе из сети ЗОС машинами "Днепр" подчиняется логарифмически нормальному распределению,ввиду чего плотность распределения длительности таких перерывов определяется вырдяенмем

(б)

где е -основание'натурального логарифма.

Полученная закономерность обусловлена тем,что,как доказано в работе,распределение длительности основных операций по перемещению машин "Днепр" с позиции на позицию - продолжительность слипа

ьоди из водопроводящего пояса маиины и время движется накипи с позиции на позицию-описываются логарифмически нормальным распределением.

К вероятностным характеристикам режима работы ЗОС с ДМ "Фрегат" и "Днепр" относится и напор в сети перед дождевальными машинами при их групповом использовании.Это подтверждают результаты обработки диаграмм давления перед ДМ "Днепр",зарегистрированных в системе колхоза им. Кирова в 1975-1976 годах (50 часов чистой работы),в течение которых фактическая продолжительность работы машин на позициях была равна заданной.Снятие с диаграммы давления через 15-минутные интервалы образовали опытную выборку (200 случаев) характеризующуюся диапазоном изменения напоров 57...92 м,оценками мат.ожидания кс »71,68 м и дисперсии Зг ..53,36 (м)*\Зто распределение подчиняется логарифмически нормальному распределению =1,8531 и 4),001566),так как X* »17,19 * X* •= 18,31.

Расчеты с использованием расходных характеристик ДМ "Днепр" показывают,что за счет уменьшения напора на входе в машины поливная норма в среднем уменьшается на от заданной.Наряду с этим,за счат повышения напора на входе в другие периоды времени •увеличение поливной нормы брутто составило 4,1%.В итоге,из-за изменения шпора в оросительной сети при обслуживании одним оператором нескольких машин "Днепр" возникают переполивы и относительное увеличение поливных норм,обусловленное изменчивостью напора на входе в машины,составляет 3,*$ от заданных.

В разделе 3 "Закономерности функционирования оросительной сети ЗОС с ЦЦМ"приьедвпы результаты численных экспериментов по определв1Яю среднемноголвтпих диктуших потерь напора на основе имитационного моделирования режима орошения севооборотов эталон них ЗОС с ДМ "Фрегат" и "Днепр",дано обоснование новых способов определении утечек воды из закрытой оросительной сети и их опыт-но-нрмИаьодствашюИ проверки. Выявлены закономерности отказов трубопроводов ЗОС в период нормальной эксплуатации и установлены статистические закономерности функционирования трубопроводов из ьсбестоцемеитных труб в период приработки систем,а также качества изготовления и герметизирующей способности соединительных муфт таких труб.

Укомплектованные на ЭЫА графики полиаоь севооборотов эталонных 30С-1,30С-3 и их вариантов н& основе ретроспвнтиышх метео-

данных по 9 метеостанциям (для ЗОС-2,оОС-4 и ЗОС-5 графики . комплектовались лишь для отдельных метэ ос та нци й)Украй ни и Молдовы за 34-37 лет были использованы для определения диктующих потерь напора в сети этих ЗОС через 12-часовые промежутки.Полученные аспирантом В.А.Негерешем выборки с числом членов 55000000 посла их преобразования с учетом биномиального распределения вероятности работы машин послужили основой для оценки степени обоснованности принятия в качестве расчетных потерь напора при определении проектного напора НСП потерь .возникающих при работе расчетного числа ДМ на наиболее удаленных от НСП позициях.

Полученные опытные распределения диктующих потерь напора в сетях эталонных ЗОС за многолетний период по форме напоминают логарифмически нормальные,но удовлетворительно не описиваются ни одним теоретическим распределением,это свидетельствует о том, что формирование диктующих потерь напора в закрытой оросительной сети за срок ее службы нельзя отнести к непрерывноеначным случайным процессам.Очевидно этот процесс относится к случайной последовательности,то есть к такому процессу,у которого область зкачекий-непрерывнов множество,а область определекия-диекретное (ГОСТ 21878-76).Это подтверздается и тем,что как было показано выше,при непрерывной области определения случайного процесса формирования избыточных напоров в сети перед всеми работающими машинами,а не только перед ДМ в диктующих точках сети,распределение избыточных напоров строго подчиняется логарифмически нормальному. 4

Исходя из этого эффективность использования переменной части напора при постоянном создании насосами НСП его проектного значения могут быть оценены интегрально путем вычислена как средневзвешенных по частоте диктувдих потерь напора ,так

и средневзвешенных, по объему поданной воды диктующих потерь

Анализом установлено,что средневзвешенные относительные диктующие потери напора эталонных ЗОС зависят, прежде всего от относительного среднемноголетнего гидромодуля систем

Значения средневзвешенных диктующих потерь напора свидетельствуют о том,что из-аа технологических особенностей оросительных систем,обусловливающих неизбежные отклонения количества работающих ДМ и мест их подключения к сети от расчетного, ¡¡СП

' / . 20. при ступенчатом регулировании напора неизбежно должны развивать избыточные напоры«средневзвешенные значения которых за 34-37 летний период составляют от 12 до 18 м или от 26 до ЗС$ от паспортного напора дождевальных машин "Фрегат" и "Днепр".

Решением,поз вопиющий уменьшить диапазон избыточных значений диктующих потерь -напора в оросительной сети является снижение расчетных потерь напора на стадии проектирования ЗОС.Возможное снижение потерь напора против расчетного для систем с машинами "Фрегат" составляет (3,5. ..8,0) м илр (0,163. ..0,286) /« .При этом вероятность работы расчетного числа этих дождевальных машин,рас-поло ценных в расчетных диктующих точках сети за срок службы ЗОС составляет 0,005...О,019.Для систем с машинами "Днепр" возможное снижение потерь напора по еравн нию с расчетными составляет (4,8 ...6,8) м или (0,268...0,312) при вероятности появления некоторого недостатка напора в головах ДЫ,оказавшихся в диктующих точках сети,не превышающей соответственно 0,004...0,016.

К показателям,влияющим на эффективность использования ресурсов рассматриваемыми системами относится коэффициент полезного действия оросительной сети,значения которого определяют не только непроизводительные затраты электроэнергии и воды на утечки,но и. затраты ресурсов на бустерные насосы,восполнявшие утечки в периоды работы систем в дежурном режиме.Кроме того,даже небольшие,но длительные утечки воды из всбестоцементных трубопроводов могут вызывать необходимость замены качественно изготовленных труб из-за образования локального абразивного износа их обточенных концов ст^уиками воды с частицами окружающего грубы грунта ( до 40$ всех отначов на ЗОС совхоза "Южный" в 1981 году).

Но метода измерения утечек из напорных трубопроводов оросительной сети(Достаточно точного и не требующего специального оборудования, не существовало.

Применительно к определению потерь воды из напорных трубопроводов ЗОС с машинами "Фрегат" с небольшим числом гидрантов,из которых нетрудно выпустить защемленный воздух,этот обьемный способ измерения утечек может быть реализован путем измерения в один прием расхода воды из ВЕК,сообщенного с трубопроводами при отключенных дождевальных машинах,по формуле: = д\х/ / д£ , где д\х/ -обьеы воды в ВВК между двумя уровнями и Нг ,

Л^ = £2 ~ -интервал времени между отсчетами уровней И< и

в ВВК.При испытаниях трубопроводов на утечки одновременно, о измерениями уровней и в БВК необходимо измерять давление воздуха в нем и полученные утечки относить к среднему из этих двух давлений.

Выполненные этим способом измерения в 1981 году на системе о ДМ"Фрегат" в совхозе им.Гагарина позволили установить,что невидимые утечки из трубопроводов составляют 0,21 л/с к видимые утечки через стыки узла присоединения машины "Фрегат" к сети 0,922... 1,563 л/с,что в сумме составляет (0,13...0,20)56 от расчетной подачи НСП-48.

Определенно утечек из трубопроводов систем с дождевальными машинами позиционного действия,в стояках гидрантов которых всегда имеется воздух,может использоваться способ,основанный'на измерении в два приема продолжительности падения давления в трубопроводах с подключенным к ш БВК Д ty и без. него дТ по зависимости,вывод которой приведен в работе:

% = дЧ//(Л*у- ЛТ,) • (7)

Этим способом были определены утечки из трубопроводов системы с машинами "Днепр" совхоза им.Гагарина и межхозяйственноП ЗОС с НСП-63 с такими же машинами,обслуживающей совхозы им.Ватутина- и "Октябрь" Камэнсно-Днепровского р-на Запорожской области (площадь орошения 2345 га).

Полученные данное позволяют оценить общие утечки воды из трубопроводов системы с НСП-63 при работе расчетного количества ДМ"Днепр" (17 шт. из 32 установленных),размером'(20...27) л/с,что составляет 0,9...1,3$ от расчетной подачи НСП-бЗ.Для оросительной сети системы совхоза им.Гагарина общие утечки можно оценить-размером 15...20 л/с,что составляет (1,4...1,9)^ от расчетной подачи НСП-65 при нормативном их значении 3,96$.

Экспериментальными исследованиями переходных процессов в оросительной сети колхоза им,Кирова установлено,что колебания давления при различной скорости закрытия гидрантов локализуются, в основном,в оросителе с отключаемой ДМ.При этом с увеличением общей продолжительности отключения машины качество переходных процессов улучшазтся,однако при этом не всегда достигается снижение максимального ударного давления.

Превышение динамического давления над статическим при отключении маши за время 15,60,75,65,105 и ПЭесоставляет соат-

вотственно 43,43,60,42,55 и 38$ от статического.Несмотря на относительно большой расход води машиной "Днепр" по сравнению с таковым машины "Фрегат" при сопоставимой продолжительности отключения обоих машин (45 с) максимальное превышение динамического давления над статистическим составляет 38 и,в то время как при отключении ДМ "Фрегат" за 44,1 с эта величина по литературным данным равна 66,8 м. Такая существенная разница в ударных повышениях давления может быть объяснена демпфирующим .влиянием сжатого воздуха,защемленного в стояках гидрантов.

Учитывая,что защемленный воздух в элементах оросительной сети может играть и отрицательную роль его обьем может быть определен по формуле: / , da ,

■ ■)$-») . (в)

где д\х/-изыенецие о^ьеыа воздуха в ВБК при снижении воды в нем от hf до h3 ; , Н} -абсолютное давление сжатого воздуха в котле при тех же уровнях воды я нем; л^дТ -интервалы времени,в тачеше которы£мдавление вдо1ие,1^цключешшм к сети,и в сети с отключеннш^снизится от Н, до Нг .

Вычисленный по (Q) обьем воздуха относится к абсолютному давлению (Н( • + Н )/ 2 .

Относительный обьем защемленного воздуха в трубопроводах оросительных систем с машинами "Днепр" по данным выполненные измерений в 1982 году на ЗОС с НСП-63 и HGИ-65,приведенный, к абсолютному давлению 800 кПа,колеблется в пределах (0,1...0,2)% от обьэ-ыа внутренней полости трубопроводов,что в (2...4)-(5...7) раз больше,чем находится нераствореннога воздуха в трубопроводах систем водоснабжения соответственно по данным Т.Б.Двваршешвили «и данным Н.С.Дикаревского и А.А.Миркина и в 12,5 раза меньше,чем по данным других авторов для этих ке систем.По данным тех же измерений средний ебьем сжатого воздуха в каждом стояке гидранта для подключения ДМ"Д!1епр" колеблется от 0,0120 до 0,0165 м3 при абсолютном давлении 800 к11а.

Для снижения энергетических затрат на устранение отказов трубопроводов ЗОС в процессе нормальной их эксплуатации проанализирована динамика отказов напорных трубопроводов систем с ДМ "Фрегат" и систем с ДМ "Днепр" в шести южных областях Украины за 2...5-летний период.Общая площадь систем с ДИ "Фрегат" составила

140137 га (70 хозяйств) и ДЗ "Днепр"-31431 га (14 хозяйств).-

Полученные данные показывают,что на системах с обеими типами ДМ распределение в течение оросительного сезона имеет ярко выраженный максимум,приходящийся на июн', месяц.На системах с ДМ "Фрегат" вне зависимости от материала труб около половины всех отказов (48,6%) приходится на летние месяцы и несколько больше-на весенне-осенний период.На системах с машинами "Днепр" количество отказов в летний период составляет 65% и в весенне-осенний период -355?,что объясняется специфичностью воздействия самой машины на трубопроводы.

Сами по себе приведенные данные не позволяют определить . основные причины отказов трубопроводов в период установившейся эксплуатации из-за отсутствия основных показателей работы систем в оба рассматриваемых периода оросительного сезона.Такими показателями,на наш взгляд,могут быть:обьемы поданной воды,среднее число работающих машин,количество простоев по технологическим причинам и средняя продолжительность одного такого простоя.Значения этих показателей вычислены для эталонных ЗОС в южных районах Украины, как средние за весь 36-летний период моделирования режима работы систем.

Из полученных данных следует,что в летний период работает на 18...57$ больше ДМ,чем в весенне-осенний период и в'этот период подается 77,5...81,6$ от всего объема воды,введу чего количество отключений ДМ "Днепр" по условиям технологии и отключений машины "Фрегат" системой аварийной защиты, в летний пер.иод примерно в 4 раза выше,чем в весзнне-осенний период.Количество же простоев всей системы,обусловленных технологией виращиЕания с.-х.культур и погодными условиями,в летний период во всей степной зоне Украины на 8...34$ меньше,чем в весенне-осенний период.Средняя продолжительность одного технологического простоя систем в летний период всегда меньше (на 8. 100%),чем в весенне-осенний период.

Из приведенного сделан вывод о том,что основной причийрй низкой надежности напорных оросительных трубопроводов систем с машинами "Фрегат" и . "Днепр" в период нормальной эксплуатации является заполнение их в начале катдого оросительного сезона и до~-' заполнение после длительных перерывов в работе слишком большими расходами.Очевидно сказывается отрицательное воздействие на надежность трубопроводов,выполненных из чугун«« и асбестоцементных

труб,гидравлических ударов,возникающих при отключении дождевальных машин.Поэтому весьма важна соблюдать правила безударного отключения ДЫ от оросительной сети,особенно если она выполнена из асбестоцементных труб.

В период лрдработки ЗОС с ДИ "Днепр" с оросительными трубопроводами из асбестоцементных труб,построенных в Украине в 19791985 годах,наблюдалось большое количество отказов (от 15,3 до 44,9 на I км трубопровода при среднем значении 23,9 на I км),что сделало их практически неработоспособными.При этом количество отказов соединительных муфт в 10...20 раз превышало число разрушений труб.

Установлено,что на всех пяти обследованных системах (длина обследованных асбестоцементных трубопроводов 75,96 км) наблюдались наибольшая частота разгерметизации стыковых соединений стальной вставки под стояк гидранта и примыкающих к ней асбестоцементных труб (2й4 случаев из 800 отказов).Частота отказов каждого последующего стыка по отношению к предыдущему убывает по мере удаления стыков к середине трубопровода между гидрантами.ста закономерность сохраняется а течение второго и третьего оросительных сааоиов ,то ес.ть в течение всего периода приработки систем (57 случаев из 165 во втором и 7 случаев из 20 в третий сезон). _ •

Обьективными причинами,обусловливающими такую закономерность распределения отказов стыков асбестоцементных труб могут быть механическое воздействие воды на стояк гидранта в периоды заполнена »опорожнения и работы машины,вызывающие вибрацию стояка и встали,а также обильное замачивание почвы вокруг гидранта за счет утечк»; ьоды через неплотности соединения водозаборной колонки машины с гарантом и сбрасываемой воды с головной части машины через сливной патрубок после отключения машины от гидранта.

Выполненные изыеречил виброскорости соединений асбестоцементных труб чугунными фланцевыми муфтами (ГОСТ 17584-72) на трубопроводе ПТ-8 ЗОС совхоза им.Гагариьа в 1981 году показали,что вход большерасходного потока воды из оросительного Трубопровода в стояк гидранта и прохождение его через водозаборную колонку вызывает вибрации стояка.При атом резиновые уплотнительные кольца муфт,соединяющих стальную ьставку с примыкающими к ней асбесто-цементными трубами.существенно гасят виброскорости высоких частот (1000 и 2000 Гц) и значительно слабее-виброскорости средних

и низких чаотот.Виброск^росги же средних и низких частот убывают по мере удаления стыков от гидрантов.

На надежность герметизации стыков асбестоцементных трубопроводов,особенно в начальный период их эксплуатации,могут оказывать влияние слишком большие углы поворота продольных осей труб вследствие неравномерной осадки труб при переувлажнении их основания. В качестве другой возможной причины отказов стыковых соединений могла служить большая несоосность стыкуемых концов труб.

Основные характеристики и оценки параметров опытных и теоретических распределений углов поворота и несоосности стыкуемых концов асбестоцементных труб определены по результатам измерений в процессе монтажа систем совхозов"Белоргцкий" (2-3.2.1 Кр.1, 2-3.2.1 КрЗ) и "Шшй" (ЗОС с НСП-8Г) .построенных трестом "Мели-топольводстрой",в совхозе "Правда" ШТ-19,ПТ-21).построенных трестом "Николаевводстрой". Данные по трубопроводу 2-3.2.Т КрЗ приведены,как сразу после монтажа (октябрь 1980 г.),так и спустя 8 месяцев (июнь 1981 г.),а выборка по несоосности труб в совхозе "Южный" основана на результатах измерений,выполненных после I... 1,5 месяцев эксплуатации системы.

Свод характеристик получз нных статистичэских закономерностей качества укладки асбестоцементных труб ВТ12 представлен в табл.4.

4. Статистические закономерности укладки асбестоцементных труб ВИ2 с чугу 1ным* фланцевыми муфтами в совхоэах"Бе-лорецкий" ,"Шшй и "Правда"

Характеристика укладки и обозначение трубопровода

Оценки

параметров распреде^Степень :Значения лений_______ ___ ¡свободы :критерия

опытного :лог.нормаль- :выборки

:ного г _ ••/нормаль-/ ;Уровень

' * п иачии

значим.

мат. :диспер-;шт. :диспер: ожидан^'.сия окида-:сия **

рад.10 (мм)

: (мм)

ние :(рад. (рад ^2,2

10^) :

X*

• г;

1-*

0Яе,2-3.2.1 Кр1 -0,0151

0 .2-3.2.1 КрЗ 0,0438

1,147 /-0,015/1,147/ 4/0,05 3,44/9,49 0,Э08/0,043а/Д),908/ 4/0,05 3,96/9,49

_I : 2: 3:4:5: '6:7

в,* . ПГ-19.11Т-21 0,0161 0,488 /0,0161/ /0,488/ 2/0,05 3,10/5,99 в„с, 2-3.2.1 КрЗ -0,0105 1,031/-0.0Ю5//1,031/ 4/0,05 7,85/9,49 (1986 г.)

дГ, ПТ-19,111-21 /3,97/ /7,72/ 0,32846 0,29645 3/0,05 2,07/7,81 д£г,т-ды с-эа

"Южный" /4.79//Ю.69/ 0,39181 0,34791 3/0,001 14,93/16,27

Из таблицы видно,что распределение углов поворота осей стыкуемых труб подчиняется нормальному,а несоосность их в муфтах-яогарифмически нормальному распределениям.Из этого следует,что вероятность превышения предельно допустимого угла поворота труб диаметром до 500 мм в стыковых 1 соединениях на резиновых уплотнителях по СНиЛ 3.05.04.85 (2°=* 0,035 рад)трубопроводов.смонтированных трестом "Ыелитопольводстрой",составляет 0,0002...О,ООП и для. трубопроводов,смонтированных трестом "ШколаеввоДстрой",составляет 0,0000.

Вероятность превышения фактической иесоосностк концов асбес-тоцементных труб,стыкуемых чугунными фланцевыми муфтами предельно допустимого эксцентриситета обточенных концов асбестоцементних труб по ГОСТ 539-80,смонтированные трестом "Иелитопольводстрой",составляет 0,093,а трестом "Школаевводстрой" -0,049.

По этим данным сделан вывод о том,что качество монтажа трубопроводов не могло стать причиной массовых отказов стыковых соединений асбестоцементных труб.Этот вывод побудил провести обследование чугунных фланцевых муфт на соответствие их размеров4Г0СТ 17584-72 и асбестоцементных муфт типа САМ на предмет соответствия их размеров ГОСТ 539-80,а также провести стендовые их испытания ь, услоьиях,максимально приближенных к реальным.Характеристики и оценки распределений отклонений определяющих размеров фланцев (ФЧЫ) и втулок (ВЧМ) чугунных муфт,а также асбестоцементных муфт САМ от предельно допустимых соответственно ГОСТ 17С1-72 и ГОСТ 539-80' приведены в таблице 5.

5.Характеристики опытных распределений,оценки параметров теоретических распределений основных размеров чугунных - и аебестоцеменгкых муфт и доказательства их согласия с опытными (с< =0,05)

Характеристика :Чис~:Теоретическое раслределе-:Сте-: качества изде- :ло _ние _:пень: я I г

лия : :чле-; ;нов : :ряда; ;закон : оценки : свобода г■ Д.. ; Т/

;распр. '.мат.ожид. :дисперс.:

В, , ФЧЫ-400 200 норм. •131,6 1,80 6 2,14/12,59

Д , ВЧМ-400 50 лог. 2,633о 0,00118 2 2,09/5,99

норм.

1), , ФЧМ-500 204 норм. 533,74 1,38 4 9,08/9,49

В, , ЕЧМ-500 48 лог. 2,7259 0,00131 3 0,64/7,81

норм.

Н .Чугунная муф~ р та в сборе по

1,01/3,84

ТУ 21-26 18 лог. 0,6536 0,07224 Г

(1)-039-83 норм.

Д8С , САМ =400 104 норм. 0,05 1,78 4 3,82/9,49

дйс, САМ =500 98 1,06 1,10 2 0,94/5,99

ЛВ, , САМ =400 56 и 0,46 1,29 3 2,99/7,81

ЛИ,, САМ =500 48 - и 0,39 1,22' • 2 1,60/5,99

Из данных таблицы следует,что распределение определяющих, фактических размеров фланцев и втулок чугунных муфт подчиняются соответственно нормальному и логарифмически нормальному.Несовпа- ■ денив законов распределения фактических диаметров фланца и втулок приводит к тому,что при стяжке фланцев в процессе монтажа трубопроводов резиновые уплотнительные кольца КЧМ слабо сжимаются между торцевыми поверхностями рассматриваемых элементов или асй кольца выдавливаются в увеличенные зазоры между фланцами и поверхностями труб и не создают на поверхности контакта с трубой дав-лепил .достаточного для герметизации стыкового соединения труб.

Исследованиями было установлено,что .фланцы'не обладают прочностью при их ставке до степени,достаточной для обеспечения герметичности трубопроводов.В процессе поиска рациональных размеров поперечного сечения фланцев с целью их усиления было установлено, что распределение внутренних р&зрушающих гидравлических давлений

чугунных фланцевых муфт подчиняется логарифмически нормальному. Итоги этих работ послужили основой для создания усиленных муфт, серийно выпускаемых по ТУ 21-26(1)-039-85 и ТУ 2I-26-33G-B6..

Распределение отклонений основных размеров асбестоцементных муфт САМ - ширины буртиков и внутреннего диаметра - от номинальных по ГОСТ 539-80 подчиняются нормальному.Из полученных данных Следует,что вероятность поступления укороченных муфт Ы^ =400 мм И d^a500 мм составляет соответственно 0,488 и 0,168.Вероятность же выхода муфт САМ па дрепелы плюсового допуска на D, (-1 мм + + 0,5 мм) для с/у=400 м^бЙ'Равйет 0,228 и 0,237.,

.. В результате стендовых испытаний муфт СМ разрушающими методами было установлено,что величину выдерживаемого муфтой давления без ее разгерметизации определяют зазор между муфтой и обточенным концом трубы,ширина буртика и угол поворота осей стыкуемых муфтой труб.Испытания показали,что условия обеспечения прочности муфт под гидравлической нагрузкой удовлетворяют удлиненные муфты СМ 9У,САМ 12У и САМ 15У с шириной буртиков 45 мм,которые стали серийно выпускаться го ТУ ^1-24-104-88.

Раздел 4 "Эффективность использования электроэнергии насосными станциями подкачки"посвяаен результатам исследования характера зависимости энергоемкости подачи воды на полив МДМ от факторов,ее определяющих,и условий формирования больших перерасходов электроэнергии насосными станциями подкачки,а также выяснению возможности I "определения подачи HC1I по показаниям электроизмерительных приборов насосных агрегатов.

Результаты базируются на исследованиях,проведенных в 1975 г. на ЗОС совхоза им.И.Кудри.ЗОС Каховского совхоза-техникума (НСП .- 7 канала P-I) в 1979 г.,30С совхоза им.Гагарина (НСП-48,НСП-65) в 1981'г.

Предложено в качества показателя эффективности использования , электроэнергии насосной станции подкачки оросительных систем принять удельную энергоемкость подачи воды,то есть отношение затрат электроэнергии 8а какой-то период к обьему фактически поданной воды за этот период.Этот показатель для агрегата с центробежным насосом имеет усеченную гиперболическую зависимость от коэффициента его загрузки.Исследованиями установлено,что на станции подкачки ЗОС совхоза им.И.Кудри за период наблюдений в 1975 г. (й;38 и ) фактическая энергоемкость (1,865 МДж/м3) превысила номинальную на

60%,а в 1974 году за весь оросительный сезон фактическая удельная энергоемкость составила 2,041 МДж/м3,то есть превысила номинальную на 75$.

Удельная энергоемкость подачи воды автоматизированной НСГ1-7 ЭОС Каховского соьхоэ-гехникума (площадь орошения 793 га), при работе только основными насосами составила 1,744 ЫД*/м3,что на 6,5$ меньше значения этого показателя для НСЛ-7 совхоза им.Кудри в 1975 г.Удельная энергоемкость подачи воды на полив НСГ1-65 оросительной системы совхоза им.Гагарина с ДДО"Днепр" за период наблюдений в 1981 году составила 0,873 ЦДж/мэ,что всего лишь на 4,3$ преиышавт номинальное значение этого показателя для агрегата с насосом 200Д606 и на 13%-яяя агрегата с насосом ЗООДШ.

Путем нагружения абстрагированных НСП по реальному графику работы ДМ "Днепр" в колхозе иы.Кироза в 1979 году было установлено,что с возрастанием единичной мощности насосных агрегатов сокращается число их перекоммутаций и при этом увеличивается средняя наработка и средняя продолжительность работы агрегата от одного включения,что должно самым положительным образом сказаться на надежности и долговечности приводных электродвигателей насосов (ЭД).однако,чем больше единичная подача насосного агрегата, тем меньше длительность периодов между моментами останова и повторного пуска агрегатов,то есть периодов,отводимых для остывания ЭД.

Короткая продолжительность периодов,отводимых для остывания электродвигателей,ставит под угрозу возможность бесперебойной подачи воды НСП иэ-эа неизбежности блокирования пуска неостывших двигателей и последующего выключения всех работающих агрегатов из-за их перегрузки.Вышеприведенное позволило заключить,что наряду с принципом действия дождевальных машин,их напорностью,степенью крутизны напорной характеристики насосов,весьма существенное влияние на удельную энергоемкость подачи воды оказывает и отношение номинальной подачи нгсоса С)нк паспортному расходу воды одной дождевальной машиной О (в дальнейшем относительная пода-

4 Существует обьективная неизбежность непроизводительных затрат электроэнергии НСП при подаче воды к МДМ из-за неполной загрузки их агрегатов,вызываемой невозможностью в реальных условиях обеспечить равенство суммы номинальных подач нужного коли-

чести работающих агрегатов сумме паспортных расходов подключек-■ных в каадый период времени к сети ИЦМ и работой избыточного пробив требуемого количества насосных агрегатов.

Условие возникновения непроизводительных затрат электроэнергии на подачу воды к ДМ из-за работы избыточного количества на-•сосних агрегатов

~ "«/4 > 1 О)

•и суммарные непроизводительные затраты электроэнергии в этом случае определяются зависимостью 2

- Ъ± ^-(3,.- э, ♦ , (Ю)

где -количеств^ подключенных к сети ДМ в с -тый период времени суток; п^гколичест во работающих в данные сутки насос них (агрегатов; э. .■ ,-удельные затраты энергии при работе п. машин и У -того числа насосных агрегатов; -продолжительность во- .

доотбора из сети л. -тым числом маши I и У -том количестве работающих агрегатов; /Сжх -потребляемая из энергосети одним насосным агрегатом мощность при отсутствии водоотбора иэ сети (холос-"той ход); -продолжительность работы ] -того количества агрегатов в режиме холостого хода.

Условие возникновения непроизводительных затрат электроэнергии из-за неполной загрузки нужного числа включенных насосных агрегатов НСН записывается в виде:

и зависимость для определения непроизводительных г.атрат электро, энергии в этом случае имеет вид: .

дЗ во-у у* э )1. ,(12)

ИЗ Я 1« н' и '

где Э4.. -удельная энергоемкость подачи воды при < -том числе подключенных к сёти ДМ и У -том (требуемом количестве работающих насосных агрегатов, / «1,2... 1; . -продолжительность водоотбо-рв иэ сети с -тим числом машин при /-том количестве включенных агрегатов.

Затраты электроэнергии при номинальной загрузки насосных агрёгатов за тот же период работы систем равны

3 = 9 о V { (13)

¡ где I «= I + I.. . 1-'

Для получения' достоверных численных значений непроизводительных затрат электроэнергии при различных значениях относительной подачи насосных агрегатов были использованы среднемноголетнме. графики поливов эталонных 30С-1,30С-3 и ЗОС-4 при комплектовании НСП агрегатами на базе насосов ЦН400-105б,Д630-90,Д500-65,Д630--906 и Д1250-65 с фактическими энергетическими характеристиками.

Эти численные эксперименты показали,что с увеличением относительные непроизводительные затраты электроэнергии НСП увеличиваются. Для ЗОС-1 при относительных подачах р =1,29...1,39 (ЦН400-Ю56) суммарные непроизводительные затраты электроэнергии соответственно равны (16,35 - 0,9)% и (18,75 ± 0,5)% и при относительной подаче ^ =2,60(Д630-90) этот показатель составляет (22,0 ± 0,7)/.. 4

Комплектование НСП одним и тем же типом насоса,но имеющим разную относительную подачу вызывает изменение непроизводительных затрат электроэнергии на подачу воды прежде всего за счет изменения затрат,обусловлены : работой лишнего числа агрегатов:для насосов ЦН400-Ю56 при р =1,29 дЭ° =(3,5 t 0,6)%,а при /3 =1,59

_О I .•'Я И^Я J О

дЭи,( -(7,1 ± 0,9)58.

"'^ля систем с да "Днепр" (ЗОС-З) при Д »1 относительные затраты электроэнергии для всех эон Украины и севера Молдовы колеблются в пределах от 2,4 до от среднемноголетних ее затрат.• При комплектовании НСП насосами с подачей р =1,67 дЭи=л(15,1... 18,4)% и дЭиЗЛ«(8,6...16,0)#.На величину затрат лЭичл почти не оказывают влияния природные условия зоны расположения 30С,ко--торые влияют на затраты д 3М}Я -с увеличением степени засушливости климата и увеличением интенсивности использования ДМ затраты ДЗнМ уменьшаются.

Суммарные непроизводительные затраты* электроэнергии НСЛ при ее комплектовании насосами Д1250-65 с относительной подачей ■ =2,92 в среднем по ЗОС-4 и ЗОС-5 превышает 38$ от ее затрат,требуемых при номинальной загрузив агрегатов.

При этом суммарные относительные непроизводительные затраты электроэнергии для систем в различных условиях линейно зависят от среднешюголегннх коэффициентов загрузки НСП,при этом угловой коэффициент зависит как от часла установленных в станции агрегатов,так и от крутизны напорной характеристики насосов.Очень значительно слияние на среднемноголетние удельные затраты электро-

анергии ШП коэффициента использования времени дождевальными машинами: повышение значения этого коэффициента на 0,01 вызывает снижение суммарных непроизводительных затрат электроэнергии примерно на 1% от среднемноголетнего значения.

Вышеприведенное позволило заключить,что наиболее существенное сокращение непроизводительных затрат электроэнергии насосными станциями реальных систем следует искать на путях повышения уровня организации полипов и создания технологий и технических средств, позволяющих повысить коэффициент использования времени суток дождевальными машинами,а также средств быстрой подготовки приводных влектродвигателей насосов к повторным пускам и прежде всего путем обдува его ротора и статора воздухом после останова агрегата. Естественно,что нужны принципиально иные схемы управления насосными станциями подкачки ЗОС,прежде всего на основе плавного регулирования частоты вращения вала приводных ЭД насосов.

В процессе исследований установлено,что зависимость силы потребляемого тока приводи.,м ЭД насоса от подачи последнего имеет линейную зависимость,свободный член уравнения которой равен силе тока при холостом ходе агрегата,

В разделе 5 "Ресурсосберегающие принципы создания и использования многоопорных дождевальных мамин" изложены обоснование направлений создания ресурсосберегающих закрытых оросительных систем, ресурсосберегающая технология полива фронтальными машинами и рассмотрены направления модернизации машин "Днепр",приведены результаты исследований низконапорной модификации дождевальной машины ''Фрегат" ДМУ-Б 463-72,прототипом которой послужил экспериментальный образец,разработанный под руководством автора.

Принципом,который предложено использовать в качества технологической основы ресурсосберегающих ЗОС с МДМ,работающими от напора воды в сети,является автоматическое дублирование работы ДМ.При реализации этого принципа в группу работавших основных машин (ОДМ), суммарный паспортный расход воды которыми равен номинальной подаче определенного числа включенных насосных агрегатов,вводится одна или насколько необеспеченных водой ДМ или других подменных средств полига (11011).которые последовательно включаются в работу после отключения соответствующего числа основных ДМ и отключаются после возобновления работы ОДМ,ввиду чего можно записать

где Р -вероятность работы основных систем; Р -то же под-

од м ' лсп

менных средств полива.

Этот принцип может реализоваться двумя путями,которые зависят от объективных и.отчасти.субьективных факторов.В условиях действующих систем при наличии вблизи ЗОС с.-х. угодий,пригодных для орошения,возможен полив прилегающих полей путем устройства закрытой оросительной сети на них и установки дополнительных средств полива.Сеть этого дополнительного участка подключается к РТ основной сети.Расчетная обеспеченность режима орошения с.-х. культур на дополнительном участке может быть выбрана как равной расчетной обеспеченности режима орошения на основной системе,как и выше или ниже ее. .

Другим путем реализации этого принципа является Создание на стадии проектирования систем с уменьшенной удельной подачей 11СП по сравнению с подачей,определенной в соответствии с существующей методикой,предусматривая более полное использование ее мощности за счет работы одно^двух необеспеченных водой ДМ в режиме подменных средств полива или же создание без существенных затрат систем с расчетной обеспеченностью режима орошения близкой к стопроцентной.

Эффективность применения предложенного принципа работы систем оценивалась размером площади,которая может поливаться подменными ДМ и количеством таких машин в зависимости рт количества

Расход а оды для орошения максимально возможной площади подменными средствами полива определен как разность мевду расчетной и фактической средней подачей МШ,обусловленной неполным использованием рабочего времени основными средствами полива и среднего расхода воды.неотбираемого подменными средствами полива в периоды между прекращением водоотбора ОДМ и выключением ПСП.Относительная площадь полива подменными средствами полива без учета дискретности их расходов равна:

й, ^ к к'(1 - к. )Х t м/*' /г + г. и ) м , (14)

У п </> / * суг / " (р 4 «»г Год' а »

где у/ = ^/-относительная площадь дополнительного участка; кп , д-л' -потери воды в процессе дождевания соответственно основными и подменными средствами полива; , -коэффициенты использования времени основными и подменными средствам!, полива; к.п.д. распределительного трубопровода основного участка; -длительность суток; % -запаздывание включения подменных средств полиьа на дополнительном участке; М , -осредненнан расчетная

оросительная норма с.-х. культур соответственно на основном и дополнительном участке; О -количество перерывов в работе основных средств полива в течение суток.

Расчеты показывают,что в зависимости от поливных норм при Использовании в качестве ОДМ машины "Фрегат".предназначенной для работы на одной (двух) позициях,относительная площадь дополнительного участка равна:

в случае применения на нем в качестве ПСИ стационарных систем - 0,24...О,31 (0,19);

в случае применения ДМ "Фрегат".используемой на двух пози-циях-0,18...0,24 (0,14...О,15);

в случае применения ДМ "Фрегат",используемой на одной позиции- 0,20...0,26 (0,16).

При применении в качестве ОДМ машины "Днепр" относительная площадь дополнительного участка равна:

в случае применения на дополнительном участке стационарных средств полива - 0,27...О,46;

в случае применения на дополнительном участке ДМ "Фрегат", используемой на одной (двух) позициях 0,19...0,34 (0,21...0,35).

Из приведенных данных сделан вывод о несомненной целесообразности при орошении основных участков ДМ "Фрегат" использования на дополнительных участках стационарных средств полива,а при орошении основного участка машинами "Днепр" -использования на дополнительном участке и ДМ "Фрегат".Для возможности осуществления последнего необходимо,чтобы ДМ "Фрегат" работал при напоре,не превышающим напора для машины "Днепр".

Приведенные данные рассматриваются как предельные размеры .увеличения площади полива подменными ДМ,ибо при выводе зависимости (14) не учитывался тот факт,что размер площади.закрепленной за одной подменной машиной.работающей от напора воды в сети,постоянный и количество машин,.которые должны работать в качестве подменных,ограничено.

Относительная площадь дополнительного участке с реально обеспеченным режимом орошения с.-х. культур на расчетном уровне для основной системы - определена как отношение обьема воды,поданной ДМ на дополнительном участке к обьему роды,поданной обеспеченными водой ДМ на основном участке на протяжении наиболее наряженного периода года расчетной обеспеченности с учетом биномиального распределения продолжительности работы различного числа Д^.Исходя

из этих условий получены зависимости для определения'относительной площади дополнительных участков.

. Наибольший относительный размер дополнительного участка получается при том минимальной количестве ¡Щ на основной системе, при котором возможна работа наибольшего числа подменных машин и составляет при использовании $л"Фрегат" на основном и дополнительных участкахгв ]1есостепи~0,11. ..0,143,в Стели - 0,100...0,110.При использовании машин "Днепр" на основном участке и ДМ "Фрегат" на дополнительном участке:в Лесостепи 0,145...0,166,в зоне Степи -0,130...0,170.

Принцип дублировании работы ДМ при использовании его для по-иышения энергетической'йффектлйности работы ЗОС ыожет быть реализован путем перевода части обеспеченны* водой ДМ в разряд подмен-ПК средств полика для выравнивания графика загрузки ¡¡СП и сокращения теп самим непроизводительных удельных затрат электроэнергии, что одновременно исключает к необходимость автоматизации НСП.

Численше эксперименты с использованием данных моделирования режима орошения севооборотоз эталонной 3GC-I при использовании в ¡¡СП насосов ЦН400-1056 ( р =1,29.. .1,33) и Д630-90 (Д-2,60) по-каэали,что максимальный обььм,который можно подать на поля ДМ "Фрегвт",переводимыми в разряд ПСП в среднемноголетнем орсзситель-нои.сезоне составляв!' (10,3.. .12,0)$ от обьёма,необходимого для орошения с.-х. культур в этом сезоне.При этом непроизводительные затраты электроэнергии на гюдьчу воды ПСП без средсть автоматизации при использовании подменных ДМ изменяются в зависимости от климатических условий района расположения ЗОС,относительной подачи агрегатов и расчетного числа ДМ в пределах (13,3...17,8)%.

Сопоставление относительных непроизводительных зьтрат электроэнергии ¡(СП одних и тех же ЗОС с одними и теми же насосами при автоматизации управления i£11 и при использовании,для полива подменных ДМ показывает их примерно одинаковую эффективность.

Реализация автоматического включения подменных средств полива легко решается путем уста! овки перед ними регуляторов давления "до себя".Это решение прошло проиэьодстьенную проверку на система колхоза им.Кирова о 1979 году,когда при поливе малыми'поливными нормами основными машинами относительная площадь полива машиной, •. исиольэуеной в качестве подменкой.достигала 0,26.,.0,28. .

Поливная норма,которая определяет значения коэффициента ис-

пользования времени смены и суток дождевальными танинами,обусловливающего удельные затраты электроэнергии HCI1 на подачу воды,а также сохранность плодородного слоя почвы и степень износа основ- ■ ных элементов дождевальных машин,должна рассматриваться как категория экономическая. Наряду с этим она является показателем технологии,Поэтому исходя из условий возможности многократного проведения поливов без риска опускания влажности расчетного слоя почвы за нижний порог оптимальной при суммарном испарении с поля в наиболее сухом периоде года расчетной обеспеченности выведена зависимость для определения поливной нормы нетто в виде:

где jf . -обьемная масса i -того генетического слоя горизонтов почвы: fi -глубина слоя почвы: Ы ,и/ -соответственно наимень-

' Ml IJ1 .

шая влагоемкость и влажность завяданил t-того генетического слоя почвы.

Эмпирически принято „что для зерновых,технических культур и многолетних трав 2-го и 3-го годов расчетная глубина активного слоя от безуклонных шлей до полей с уклоном 0,05 изменяется ли-не(1но от 1,0 м до 0,60 м,а для овощных-от 0,60м до 0,40 «.Исходя из этого по известным характеристикам почв Украины определены размеры технологически целесообразных поливных норм,которые для зерновых,технических культур и трав колеблются:для безуклонных полей 370...515 мэ/га,для полей с уклонами 0,04...0,05-245...315 мэ/га и для овощей на полях с уклонами 0,04.. .0,05-180.. .215 м3/га. Сравнение предложенных размеров поливных норм с известными данни-мгс по зрозионно-допустимык поливным нормам,в том числе и для ус-ло»ий Украины,свидетельствует о том,что они могут служить одновременно и экологически безопасными для почвенных условий Украины.

Исходя из предпосылки о равенстве влажности активного слоя помри в пределах всего поля после завершения полива,справедливой при недопущении снижения влажности поливаемой в последнюю очередь части поля ниже нижнего порога оптимальной,предложена технология полива фронтальными ДМ без их холостых перегонов из одного края поля в другой.По такой технологии после очередного полива нормой, определяемой по зависимости (15),и проведения работ по техническому обслуживанию машины она остается на достигнутом урвю поля до тех пор,пока влажность не снизится до предполивной,равной средне-

ну между наименьшей влагоеыкоетыо и нижний порогом оптимальной влажности расчечного активного слоя почвы поля¿После этого момента ДМ начинает полив перемещаясь к крав поля,от которого начинался предыдущий полив.

Вудучи повсеместно внедрена эта технология позволяет существенно уменьшить износ машин, уменьшить расход топлива, у вели-* чить выработку машин на (5...20)%,улучшить качество полива.

Другим средством предотвращения подачи на поля излишних обьемоз воды является оборудование дождевальных машин позиционного действия дозаторами поливной нормы,которые бы прекращали подачу воды в машины после выдачи заданной нормы.Энергетическим анализом установлено,что затраты ресурсов на изготовление и функционирование одного такого дозатора на ДЦ" Днепр" должны быть не больше 50 ГДж/год.

Весьма существенно энергетическая объективность 30С с МДЦ может быть повышена за счет снижения напорности ДМ без ущерба снижения равномерности распределения слоя искусственного дождя по площади.В работе рассмотрены пути модернизации дождевальных машин "Днепр" и "Фрегат".исходя из принципа максимального сокращения транспортирования воды по воздуху для распределения воды по площади захвата машины путем аамены на транспортирование по трубам.

Для машины "Днепр" были рассмотрены возможные схемы расстановки дождевальных аппаратов "Роса-2" и определена в вариантах возможность применения в них сменных сопл разных диаметров при неизменной длине открылков,расстояния между опорными тележками и гидрантами'в пределах каждой т схем.Всего было рассмотрено 7 возможных вариантов.

Равномерность распределения слоя дождя ьсеми вариантами ДМ "Днепр" рассчитывалась с помощь» усовершенствованной модели,которая первоначально била разработана аспирантом В.М.Строгим под нашим руководством для расчета равномерности слоя дождя фронтальной машиной с повторно-кратковременным режимом работы.Распределение слоя дождя по радиусу доадевечьних аппаратов "Роса-2" было определено на основании экспериментальных исследований.

Предварительным анализом были отбракованы 5 вариантов и конкурирующими были приз»®ни варианты <5*2 (расстояние между открылками Ш м при длине открылков 9 ы и расстояние .".ежду гидрантами 36 м,напор перед дождевальным аппаратом 20 м,расход ДМ-95,9

л/с,средняя интенсивность дождя 0,37 мм/мин.,коэффициент эффективного полива 0,82,напор в сбти перед машиной 34,1 м) и вариант {¡г (расстояние между открылками 10 м,длина открылков 10 м,расстояние между гидрантами 54,0 м,аппарата устанавливайся и на трубопроводе в местах ответвления откр'.шгов,напор перед аппаратом 23,0 м,расход 127,0 л/с,средняя интенсивность дождя 0,33 мм/мин. , коэффициент эффективного полива 0,81,напор в сети перед машиной 48,6 м).

Упрощенным энергетическим анализом бычо установлено,что вариант <Г2 болев рационален,гак как позволяв! по сравнению с серийным вариантом уменьшить на 45% затраты энергоресурсов на изготовление и эксплуатацию мааин,в то время как вариант éz уменьшает эти затраты на 30,7% (в обоих случаях в уменьшение включался и дополнительный приход энергии с урожаен за счет более высокой равномерности слоя дождя -6,58^. ..6,

Модернизация ДМ "Фр^ат" предусматривалась путам устройства коротких открылков (1-1,2 м) в шахматном порядке равномерно (через 2,7 м)(Присоединяемых к водопроводящему поясу с установкой ш них довдевальных насадок секторного типа и установки гвдроци-лиццров увеличенного диаметра (172 мм вместо 122 гч).Этот окспери-ментадькый вариант был реализован путем переоборудования серийной машины Щ 454-90 в 1985 году,который и был испытан Юкно-Украинской машино-испытательной станцией,подтвердившей высокую равномерности распределения дождя (0,80...0,81) и возможность работы при сниженном до 0,35 Ш1а напоре.Это решение послужило основой для разработки СКВ "Дождь" документации на опытный образец низконапорной модификации ДМУ-Бнм 463-72 с расположением дождевальных насадок непосредственно на водопроводлием поясе малины и установкой в начале и конце машины средшструйных дождевальных аппаратов с малыми диаметрами сопл.Эта машина в 1986 году прошла межведомственные,а в 1988 г. -государственные испытания и с 1909 года поставлена на серийное производство (4 модификации по длине).Низкий напор в голове этих машин (41 м в сети перед ДМ) позволяет использовать их для работы на системах вместе с да "Днепр".

Раздел 6.Энергосберегающие способы управления нас юными станциями подкачки" содержит краткое описание энергосберегахляих способов управления подачей HCII с'использованием преобразователей

частоты электротока приводных ЗД насосов,методов оценки их энергетической эффектиЕНОсги на основа численных экспериментов с использованием среднемноголетних графиков полива эталонных ЗОС,описание и энергетическую оценку предложенных технических и технологических решений.К таким решениям относятся способ управления напором НСП по силе потребляемого тока приводными электродвигателями насосов,смена нормальных рабочих колес насосов на обточенные в весенне-летний период,щелеьыз уплотнения валов насосов из полимерных материалов.

В условиях централизованной подачи воды в сеть,когда количество и места подключения ДМ являются переменными,минимизации непроизводственных затрат электроэнергии на подачу воды для полива можно достичь путем изменения частоты вращения вала одного или нескольких насосов лишь при знании напора,который должен быть в сети перед ДМ,оказавшейся в данный момент Бремени в наиболее не-» выгодной положении относительно НСП.

При переменных точках отбора води из сети измерение напора в трубопроводе перед работающей ДМ следует осуществлять в тупике трубопровода,используя часть трубопровода с неподвижной водой как гидравлический канал связи,Переданный по гидравлическому или-электрическому каналу в ИСК напор сравнивают.с саданшм,по знаку и размеру рассогласования изменением количества работающих насосов и числа оборотов насоса с регулируемым приводом добиваются исчезновении сигнала рассогласования.При коротких оросителях,подаю-* цих не более чем на одну позиции ДМ "Фрегат".стабилизация напора ' на уроьне заданного должна осуществляться в голове диктующего оросителя,для чего напор должен измеряться в РТ в узле ответвления от него наиболее удаленного оросителя.В остальных случаях стабилизация напора на уроане заданного должна осуществляться в диктующей точке оросителя,в которой рассогласование между фактическим напором и заданным с учетом знака в данный момент времени минимально. Для этого необходимо измерять напор в тупиках всех оросителей.

Энергетическая эффективность предложенных способов управления станции подкачки определялась расчетами на ЭВМ на основе данных об изменении диктующих потерь напора в трубопроводах эталонных 1ЮС уа многолетний период шпорах и энергетических характеристик насосных анрегатов,представлении^ в аналитической форме.При расчетах учитиьались непроизводительные затраты электроэнергии,обус-

ловленные мерами,обеспечивающими надежность функционирования ПСИ.

Оценка методом детального энергетического анализа показала, что применение способа управления ЮИ путем стабилизации напора в сети перед диктующей в каждый момент времени ДМ в сочетании с выбором диаметров оросителей без учета изменения потерь шпора по длине РТ с энергетической точки зрения оправдано во всех климатических зонах Украины.При этом наибольшая экономия энергоресурсов по сравнению с системами.реализующими типовой способ ступенчатого управлениядостигается на системах с ДМ "Фрегат" в степной зоне Украины,при комплектовании станций насосами с крутопадающими напорными характеристиками (3000...3600 ВДж/(га.год).Экономия энергозатрат увеличивается также с увеличением степени засушливости климата в районе расположения ЗОС и с повышением интенсивности использования системы,например,путем выращивешя пожнивных культур.

Аналогичная тенденция прослеживается при использовании данного способа управления напором НСП,подающих воду к ДМ"Днепр".хотя по абсолютному значению его энергетическая эффективность в этом случае в 1,5...2 раза ниже,чем на системах с машинами "Фрегат". Это обусловлено как более пологими напорными характеристиками насосов,так и относительно большими затратами электроэнергии на работу лишних агрегатов из-за обеспечения надежности функционирования НСП (8,5...14,5)% от затрат на подачу воды при (0,9...1,3)$ на системах с ДМ "Фрегат").

На основе установленного факта линейной зависимости силы потребляемого тока приводным ЭД насоса от его пода .и получено г~ • равенство,свидетельствующее о работе хотя бы одного избыточного агрегата насосной станции.

< 'Н '

7 7 7

где J , J. , J^ -ток соответственно холостого хода агрегата, той при неизвестной подаче каждого п . работающих агрегатов,тек при номинальной подаче насосного агрегата.

После обнаружения работы лишнего насосного агрегата в зависимости от типа ДМ,к которым подает воду НСГ/, времени суток и степени загрузки станций дежурным персоналом принимается решение по останову- лишнего агрегата или о продолжении его работы.

Сальниковое уплотнение вала центробежного насоса общепромышленного назначения является его наименее надож1шм элементом и при

подача освети ленной воды,что делает невозможным работу ЮП без постоянного присутствия обслуживающего персонала.Как показали стендовые испытания насоса 41Щв,сила трения плетеных .пропитанных ■' жировым антифрикционным составом сальниковых набивок через 20 ч работы насоса существенно увеличивается.ввиду чего возрастает потребляемая мощность агрегатом (на 2,3%).Вымывание смазки из набивки внутренних сальников и их обеструктуривание приводит к вдавливанию последней в зазор между защитной втулкой и упорным кольцом и пропитыванию минеральными частицами из фильтрующейся через нее воды.Износ втулки вала из-за этого составляет 1,5... 3 мм за сезон.

Сопоставительным анализом сальникового и щелевого уплотнений вала насоса установлено,что в условиях оросительных систем более надежным должно быть комбинированное уплотнение,каждое из которых состоит из трех разрезных колец и нескольких колец сальниковой набивки со стороны крышки сальника,причем одно разрезное кольцо помещается от фонарного эльца в сторону набивки и два других- от фонарного кольца в сторону стопорного кольца,снабженных проточками для прохождения крупных частиц.Материал колец щелевого уплотнения выбирался на основе точных исследований гидравлического сопротивления трубок малого диаметра из разных материалов при ламинарном режиме движения,который габлюдается в. зазоре между'втулкой вала и кольцом уплотнения.

В опытах с использованием смачиваемой и несмачиваемой жид-костями было установлено,что в условиях несмачиьания жидкостью • стенок трубки коэффициент гидравлического сопротивления А при малых числах Рейнольдса может быть меньше величины,определяемой формулой Хагена-Цуазейля ( Л =64/ Яг ),что обусловлено движением прилегающего к стенке слоя жидкости.При этом,чем больше краевой угол смачивания жидкостью стенки ( в ),тем меньше гидравлическое сопротивление.Максимальная разность &Х =-7,8$ была достигнута в опытах с трубкой диаметром 4,052 ш из'НБХ-пластиката (® =1,69 рад) при йе =60.

Исходя из этого наиболее подходящим материалом для колец-щелевога уплотнения является фторопласт,краевой угол,смачивания которого водой составляет 1,99 рад и обладающий хорошимпантифрик-ционшии свойствами. . , .

Сопоставление мощностей характеристики насоса 4ЦЦв с сальна-

ковой набивкой и с предложенным уплотнением,а также этих характеристик насосов 200Д-606 и 300Д90 свидетельствуют о том,что разработанное уплотнение позволяет снизить потребляемую мощность приводными ЭД насосов при номинальной подаче соответственно на 2,67; 4,2 и 6,5 кВт.Это снижение достигнуто но только за счет снижения гидравлического сопротивления уплотнения,но и за счет уменьшения на 0,3 ...0,6$ развиваемого насосом напора.

Износ защитных чугунных втулок валов и полимерных колец разработанного уплотнения насосов 200Д60 и ЗООДЭО изучен в процессе эксплуатации 395 нас&сных агрегатов с такими уплотнениями в условиях Богдановского,Каменского и Бортничскэго управлений оросительных систем в сезон 1986 года.

Испытаниями установлено,что как и в случае сальниковых уплотнений,интенсивность износа защитных втулок и колец уплотнения из полимерных материалов всецело определяется мутность» перекачиваемой воды.При допустимой выработке защитной'втулки 0,8 мм ее ресурс при перекачивании сточной воды,прошедшей биологическую очистку с мутностью 81...89 мг/л составляет 1920 ч,при перекачивании осветвленной днепровской воды с мутностью соответственно II.,.16 мг/л и 24.,.30 мг/л ресурс втулок составляет 7200 ч и 5800 ч против нормативного 5000 ч.

•Износ самих полимерных уплотнительных элементов в процессе эксплуатации насосов оценивался уменьшением их массы по сравнению с первоначальной и отнесенным к последней.При мутности оросительной воды 81...89 мг/л средний износ уплотнительных колец из полиэтилена за 2000 ч составляет 1,2 мм,при мутности 24...30' мг/л-0,4 мм и при мутности II...16 мг/л-0,10 мм,что позволяет при средней наработке насосных агрегатов на.юге Украины 700. ..1000 ч использовать полимерные уплотнительные элементы в течение двух сезонов.

В разделе 7 "Эффективность исследований и разработок.Состояние и перспективы внедрения их в производство" иэложс'лы направления дальнейшего повышения энергетической и экономической эффективности оросительных систем с МДМ и приведены составляющие экономического эффекта и сводные данные по эффективности основных решений и разработок.

Установлено,что затраты первичных энергоресурсог!- только }1СП для подачи воды к МДМ"Фрегат" и "Днепр" в среднемноголетнем году

'для Украины составляют от 14,8% до 21,с1% от энергии,содержащейся . в проектном.урожае на I га условного севооборота.Учитывая извест-: ные статистические данные по фактическим прибавкам урожая от орошения по рассматриваемым культурам,энергетический эквивалент 18,30 ГДж,30,31 ГДж и 39,02 ГДк с I. га условного севооборота coot» ветственно в Николаевской,Херсонской и Крымской областях,средне-многолетние затраты первичных энергоресурсов НСП с ДМ "Фрегат" и "Днепр" в зтих областях должны составлять (56,9-52,4)%,(51,9 --35,6)% и (39,4 - 31,4)% от энергии,содержащейся в прибавке урожая.

Это свидетельствует о необходимости рационализировать сами ороеительше системы с целью уменьшения затрат энергоресурсов на их строительство и эксплуатацию.Помимо обоснованных в работе технологических направлений совершенствования 30G с МДЫ можно указать и другие пути возможной рационализации современных оросительных систем.

Снижение затрат ресурсов на строительство НСП путем перехода на строительство НСП с облегченными ограждающими конструкциями или же открытого типа,для чего должны быть созданы моноблочные нь-cocti типа румынских VDF с бриэгозащищенными электродвигателями.

Использоваше ДМ кругового действия для гидропосева подпокровных и пожнивных культур,создающего экономию энергоресурсов в размере 1,95 ГДж/га пожнивных культур.

Использование Ji3il и трансформаторных подстанций НСП для энергоснабжения процесса подготовки удобрений,вносимых гидравлическим способом,в том числе и дождевальными нишинами.

Увеличение срока служби элементов закрытой оросительной сети для уменьшения инвестиционных затрат ресурсов в расчете на один год ее службы,особенно в условиях сильно агрессивных почвогрунтов. Одним из таких решений может быть наземное расположение РГ,особенно из железобетонных труб,которые при подземной укладке очень часто выходят из строя,парализуя тем самым работу ЗОС на площади около 120 тыс.га на 5-7 дней в сезон.

Оптимизация уровня водоснабжения с.-х.культур с целью достижения максимума отношения энергии,содержащейся в прибавке урожая от орошения к годовым затратам энергоресурсов на орошение.Для пшеницы это достигается при покрытии поливами 85% эвапотранспирации.

Проведение поливов ночью и, в вечернь-утренние часы,что одновременно с сокращением потерь воды на испарение в процессе дождевания (10-15)% позволило бы повысить и равномерность загрузки .

энергосистем.

ОБЩИЕ ВЫВОДИ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ '

1.Исходя из представления ЗОС с ДМ "Фрегат" и "Днепр" как вероятностных динамических систем предложены характеристики групповой работы дождевальных машин,позволяющие определять основные показатели краткосрочного режима отбора воды из оросительной сети Как основы для повышения энергетической эффективности рассматриваемых систем.Такими характеристиками являются:относительная продолжительность одновременной работы различного числа ДМ при разном количественном составе их групп,наработке ДМ от одного включения

и продолжительность непредвиденных перерывов в отборе воды из сети .машинами.

2.Стандартизированными методами впервые установлено,что относительная продолжительность одновременной работы различного числа как машин "Фрегат",гак и ДМ"Днепр" подчиняются биномиальному распределению.параметр которого равен значению средневзвешенного коэффициента использования эксплуатационного времени всеми машинами группы.

Распределение длительности непредвиденнгх остановок ДМ "Фрегат" изгза мелких неисправностей подчиняются распределению Вейбул-ла; длительность перерывов в водоотборе из сети машинами "Днепр" подчиняется логарифмически нормальному,что обусловлено таким же законом распределения длительности двух основных операций,связанных с перемещением этих машин от гидранта к гид; анту-движения машины от гидранта к гидранту и ожидания слива води из водопроводя-щего пояса после прекращения полива позиции.

Продолжительность работы ДМ"Фрегат" от одного включения длительностью до 60 ч как зависящая от надежности машины подчидает-ся распределению Вейбулла и при этом класс продолжительности от 0 до 10 ч не является однородными нем можно выделить подкласс от 0 до 1,67 ч.Распределение наработки такой длительности также подчиняется распределению Вейбулла.Этот факт обусловливается малой наработкой от одного включения используемых на двух позициях машин после перемещения с позиции на позицию из-эс разрегулирования сис-твий синхронизации движения тележек и нарушения герметичности во-допроводящего пояса в местах фланцевых соединений труб..

Продолжительность работы ДМ"Днепр" на одной позиции (наработку от одного включения) можно характеризовать разностью между

заданной продолжительностью (определяемой поливной нормой) и случайным отклонением от нее.Распределение относительного отклонения продолжительности работы ДМ"Днепр" от заданной подчиняется нормальному с дискретной компонентой,оценка мат.ожидания которого мало отличается от нуля,а среднеквадратическоэ отклонение зависит,в основном,от рельефа полей,квалификации и технологической дисциплинированности оператора.Вероятность равенства фактической продолжительности работы машин на позициях заданной зависит от этих же факторов и изменяется в пределах 0,10...0,24.Указанное распределение обусловливает недополив одних позиций от 8,4% до 11,2% от заданной нормы и переполиву других от 10,5% до 12%.

Групповым использованием ДМ"Днепр" обусловливается периодические отклонения напора в головах работающих машин,которые описываются логарифмически нормальным распределением,введу чего возникают переполнен всех позиций с обьемом 3,4% от заданной поливной нормы.Нерационального использования воды и энергии машинами этого типа можно избежать путем оснащения каждой из них автоматическими дозаторами поливной нормы.Оправданным будет дозатор,затраты энергоресурсов на изготовление которого и затраты на его функционирование и обслуживание будут в пределах 35-95 ГДж/год.

3.Существенно повысить эффективность использования энергоресурсов системами с ДМ"Фрегат" и "Днепр" можно путем применения технологии орошения с использованием подменных средств полива,в. качестве которых наиболее аффективны стационарные средства поля-• ва,размещенные на площадях с многолетними насавдениями.Предложенная технология на действующих системах должна реализовываться путем строительства оросительной сети на дополнительных участках с подключением вв к РТ существующей системы или же путем полива полей существующих систем ДМ,одна~две из которых выполняют роль подменных на тех полях,влажность почвы которых выше,чем на полях,по-ливаемых машинами,выполняющих роль основных.

Применение технологии орошения с использованием стационарных Г1СГ1 позволяет при неизменной подача НСП системы с ДМ "Фрегат",работающих на двух позициях»увеличить площадь орошения на (24...31)% и на 19%-при закреплении этих машин за одной позицией.Примэненив стационарных ПСП на системах с .ДМ"Днепр" позволяет увеличить площадь орошения на (28...46)%.

При использовании на дополнительных участках ДМ "Фрегат" из-

за вероятностного характера работы машин на основной системе, •■ большого размера закрепляемой за подменной машиной площади поля в условиях необходимости обеспечения режима орошения культур дополнительного участка на уровне расчетного для основной системы предлагаемая технология орошения позволяет увеличить площадь орошения в Лесостепи на (II...14,3)« и в Степи- (10...II,8)% от площади основной системы.

4.Разработана под нашим руководством низконапорная модификация ДМ "Фрегат" с использованием короткоструйных насадок секторного типа на открылках и гидроцилиндров увеличенного диаметра, на базе которой СКВ "Долдь" изготовлена конструкторская докумен-тация.по которой с 1989 года налажено серийное производство.Потребный шпор в сети в точке подключения машины составляет 41 м, что позволяет применять их в качестве подменных средств полива для систем с ДМ "Днепр" и создавать экономию электроэнергии на (20...25)% в сравнении с базовыми модификациями.

5.Установлено,что удельные затраты электроэнергии на подачу воды НСП К ДМ зависят от загрузки включенных насосных агрегатов и крутизны их мощностной характеристики и имеют гиперболический характер.Загрузка агрегатов определяется принципом работы

Д4 и относительной подачей агрегатов р .Поэтому для снижения непроизводительных затрат электроэнергии следует не допускать комплектования ШП насосами с относительной подачей свыше 1,7,а при реконструкции НСП насосы типа Д 1250 следует заменять насосами типа Д630,что создает экономию энергоресурсов в «"бьеме (10...28)%. от среднемногояетних затрат.

6.Перспективным направлением повышения энергетической эффективности рассматриваемых систем является применение регулируемого электропривода на базе частотных преобразователей тока в сочетании с разработанными способами управления НСП путем поддержания требуемого напора в голове диктующего оросителя или путем поддержания паспортного напора в оросителе перед диктующей в данный момент времени ДМ.Для . "'о все оросители должны проектироваться с одинаковым гидравлическим сопротивление*?.Энергетическая эффективность этих решений зависит от типа и расчетного числа ДМ,средне-индголетнвго относительного гидромодуля ЗОС,относительной подачи насосов и крутизны их напорной характеристики.

Так,для ЗОС с ДМ"Фрегат" с расчетным числом машин 4 и 5 при

относительном среднемноголетнеш тчцюмодуле = 0,50.. .0,66 и насосах с крутой напорной характеристикой (ЦН ) с подачей Д ■ «1,67...2,0,указанные способы управления НСИ позволяют снизить среднеыноголетние относительны® затраты энергоресурсов на (14,2... 28,0)& от затрат в условиях автаишгизации НСП по ступенчатой схеме. Для систем с ДД "Днепр" с изе расчетным числом 3-4 при гидромодуле =0,48...0,59 и подою насосов Д =1,85 энергетическая эффективность предложенных;: сшюобов управления НСП колеблется от 15,2& до 19,3$.

7.Определены технологически! рациональные поливные нормы,размер которых в зависимости от еидю культуры и уклонов полей для условий Украины колеблется от 3701...515 м3/га для зерновых,технических культур и многолетних трав) на полях с уклоном меньше 0,01 до 160...215 гР/га - для овощных*: культур на полях с уклонами С,04...О,05.Такие нормы одновременно являются и экологически безопасными.

Эти нормы,будучи положены! ш основу технологии полива фронтальными машинами без холостых, перемещений из одного края поля в другой после завершения полива,позволяют уменьшить износ ходовой части ДМ "Днепр",сократить эксплуатационные затраты на полив и предотвратить образование ирригационной эрозии пк<ш.

8.Впервые выявлен механизм отрицательного воздействия ДМ • "Днепр" на надежность асбестоцемент них трубопроводов и впервые ус-, тановлены плотности распределении характеристик качества укладки труб,качества изготовления соединительных муфт,которые наряду с разработанным стеедом для испытания муфт послужили базой для разработки практических мер по сшкешо затрат ресурсов на ремонтно-восстановительные работы № сокращению ущерба от отказов трубопроводов.Такими мерами являшсяс

постановка на производима) совместна с научными и производственными организациями! промышленности стройматериалов чугунных муфт с усиленными1, фланцами (ТУ 21-26-336-86) и усиленных муфт СШУ,СШЩ£Ш5У 21-24-104-64); организация входного, контроля в строительно-монтажных организациях по хгфактерисгрнам,определявший герметизирующую способность муфт;

разработка метода диагностирования степени герметичности • трубопроводов.

В период нормальной эксплуатации напорной сети систем с ДМ "Фрегат" и "Днепр" соответственно Ы% и 35$ всех отказов обусловлены^ основном,заполнением и доэаполнением после перерывов В1 работе трубопроводов слишком большими расходами из-за отсутствия в головах оросителей устройств,ограничивающих расходы при выполнении этих операций.Остальная часть отказов трубопроводов вызывается ударными повышениями давления при отключении машин обоих типов я механическим воздействием во время полива машины "Днепр" на стояет гидранта и примыкающий к нему участок трубопровода.Для существенного сокращения затрат ресурсов на ремонтно-восстанови-тельнне работы в период нормальной эксплуатации разработана методик« заполнения и дозаполнения трубопроводов.

9'.Длл сокращения затрат электроэнергии на подачу воды для полива разработаны следующие организационно-технические мероприятия:

уточненная методика определения расчетного'напора насосных станций подкачки,позволяющая на (3,5...6,8)м уменьшить напор по сравнению со значениями,получаемыми по существующей методике;

технология управления НСП по силе тока,потребляемого включенными насосными агрегатами (экономия электроэнергии до от средиесезонных затрат);

технология эксплуатации НСП со сменой рабочих колес насосов проектного диаметра на обточенные в августе каждого сезона и обточенных колес на колеса проектного диаметра в конце мая-начале июня (сокращение затрат электроэнергии 2,5...3,5% от среднесезон-ных);

комбинированное уплотнение вала насосов типа Д,состоящее из .оребренных снаружи разрезных колец несмачиваемого водой полимерного материала с проточками на внутренней поверхности вблизи торцов и сальниковой набивки поджимаемой крышками сальников,позволяющей на (2,0...2,3)% снизить затраты электроэнергии,повысить ресурс защитных втулок валов в 2-2,5 раза и втрое сократить расход сальниковой набивки.

10.Впервые обнаружено,что при движении жидкости вдоль несма-чива»щих поверхностей возникает скольжение пристенного слоя жидкости,что при небольших числах Рейнольдса обусловливает меньшее гидравлическое сопротивление,чем в условиях смачивания и большее гидравлическое сопротивление-во всех остальных случаях.

■ Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах автора.

Статьи .

I.Обслуживание дождевальных машин "Днепр"/ Техника в селье-ком хозяйстве.-1977,№7,с.43-45 (в соавторстве).

2.Энергоемкость подачи воды широкозахватными дождевальными машинами Ц Механ. и электри|ик.соц.сельск.хоз.-3977,№7,с.8-10 (в соавторстве).

3.Выбор труб для оросительных систем с дождевальными машинами "Днепр"/ Орошение и оросительные систеш/М-.ДВШИ Минводхоза СССР,1978,сер.1,вьш.5,с.12-16 (в соавторстве).

4.Використання аэбоцементних труб в сучасних дощувальних системах// Вгсник с.-г. науки.-1981,№4,с.79-80 (в соавторстве).

5.Пор1вняльний анализ дозаторов поливно! норми для дощувальних ыаиин поэиц1йно{ Вгсник с.-г. науки.-1961,К'=Ь,с.70-73

(в соавторстве).

6.К методика определения сезонной нормы погрузки на дождевальные машины//Мелиср. и водн.хоз.Ние8;Урожай,1981,вип.53,с.З-7.

7. Автоматизация нормирования поливов широкозахватными машинами //Гидротехн. и мелиор. 1982,Щ,с.36-30 (в "соавторстве).

8.Влияние типа дождевальной техники на выбор оборудования насосных станций Гидротехн. и мелиор., 1983,;£6,с. 40-43. (в соав-. торстве).

9.Рацгональна гехнологхя поливу дощувальними машинами по-зиц^йног АН// Вгсшк с.-г.науки. 1983,Ш,с.74-7(3 (в соавторстве).

10.Обоснование рациональной технологии использования дождевальных систем с машинами "Днепр"/ Мелиор. и водн.хоз.Киев;Уро-жай,1983,вып.57,с.46-49 (в соавторстве).

II.Обоснование косвенного метода измерения подачи воды насосной станцией в закрытую оросительную сеть/ Мелиор. и водн. хоз.Киев;Урожай,1933,вып.58,с.43-46 (в соавторстве).

12.Методика прогнозирования срока службы стыковых соединений оросительных трубопроводов^ Мелиор. и водн.хоз.Киев;Урожай, 1983,вып.59,с.35-38 (в соавторстве).

13.0бьемный способ определения потерь воды из напорных трубопроводов дождевальных систему Мелиор. и водн.хоз.Киев;Урокай» 1983,вып.59,с.51-54 (в соавторстве).

14.Управление насосной станцией дождевальной системыЦ Техника в сельском хозяйстве.1983,№4,с.30-31.

15.Визначення oC'gmíb подачi води багатоступхнчатимп на-сосниод агрегатами в закриту зрошувальну мережу// Bictmit с.-г. вауки. 1933, Ш, с.36-38, (в соавторстве).

16.Дослвдження характеристик оазантаження насосгах стан-1дхй эакритих зрошувальних систем// Вхсник с.-г. науки. 1984,1.'9, с.61-64,(в соавторстве). ;

17.Явищ0 ковзання прнстгкного шару незмочуочоГ рвдинн i floro вплив на Ндравлгчиий опхр/ДоповШ АН УРСР,сер.А,1985,??0, с.35-37,(в соавторстве).

18.Фторопластов! сальники для HacociB// MexaHÍ3aqin с1ль-ського господарства.1985,ÍM,с.27-28,(в соавторстве).

19. Надежность систем из асбестоцементдах трубопроводов при работе машин "Днепр"// Гидроте^н. и мелиор. ,1985,№6,с.36-38,

(в соавторстве).

20.Обоснование площади дополнительных участков закрытых оросительных систем с гарантированным режимом орошения // Мелиор. и водн.хоз.Киев;Урожай,1985,вып.62,с.З-7,(в соавторстве).

21.Методика изучения динамики требуемого напора в головах закрытых оросительных систем// Мелиор. и водн.хоз.Киев; Урожай,

1985,вып.63,с.67-71,(в соавторстве).

22.Можлив1 напрямки модернхзацН дощузальнот маши ни "Днепр"// Bíchhk с.-г.няуки,1Ш5,И2,с.74~78,(в соавторстве).

23.Исследование процесса полива дождевальными машинами "Днепр"II Вестник с.-х.науки.-1966,М0,с. 119-122,(в соавторстве).

24.Уточненная методика испытаний муфт САМ 15У // Гидротехн. "и мелиор.1986,№7,с.16-18,(в соавторстве).

25.Опыт применения асбестоцементных трубопроводов в оросительных системах с ДФ"Диеир" // Гвдромелиор.и гидротех.строит. ■ Львов:8ища школа,1903,вып.14,с.33-37,(в соавторстве).

26.Влияние вибраций на надежность работы асбестоцементных оросительных трубопроводов //Мелиор. и водн.хоз.Киев;УрожаЙ, 1986, вып.65,с.90-94,(в соавторстве). -

27.Методика и результаты определения утечек из напорных трубопроводов дождевальных систем // Мелиор.и водн.хоз.Киев:Урогай,

1986,вып.65,с.54-53,(в соавторстве).

28.Досв1д використання обточених робочих Konic вадентровях насосгв на зрошувольнцх. часосних станциях // Механгзацхя с1г.ъського господарства,ISl>ó,í4,c.22-23,(b соивторстве).

29.Влияние неемччиваиия на гидравлическое сопротивление

полимерных труб//Гидравл. и гидротехн.Киев;Техшка,1986,вып.44, с.32-36, (в соавторстве). .

30.0 причинах отказов закрытых оросительных систем в период эксплуатации//Гидротехн. и мелиор.19В6,Р9,с,46-49.

ЗГ.Н$ективн1сть використання обточених робочих кол1с на насосних стагоиях закритих зрошувальних систем//Весник с.-г. науки.-1987,№6,с.70-74, (в соавторстве).

32.Определение обьема защемленного воздуха в напорных трубопроводах // Гидрав. и гидротехн.Киев;Технп(а,1987,вып.45,с.57-63.

33.Лабораторные испытания чугунных муфт с усиленными фланцами /¡Тидромелиор. и гидротехн. строит Львов; Виша школа,1987, вип.Г5,с.48-52,(в соавторстве).

34.Дождевальная машина "Фрегат" низконапорной модификации/ ГЧдротехи. и мелиор.1987,*9,с.45~47,(в соавторстве).

35.Статиетичнг законошрностг групового використання дошу-вальшх машин "Днепр"/ Вхсник с.-г.туки,I960,»4,с.58-61.

36. Шэконапорная модификация машины "Фрегат" Ыелиор. и води.хоз.Киев; Урожай, 1990,вып.72,с.£>5-56,(а соавторстве).

37.Статистические закономерности групповой работы дождевальных машин "Фрегат"/ Ыелиор. и водн.хоз.Киев;Урожай,1992, вып.76,с.3-8.

38.Пгдвишення енергетичнот ефективност! зрошувальних систем// Иелиор. и водн.хоз.Киев;Урожай,1993,вып.70,с.З-6.

Изобретения

39.А.с. №940706 СССГ.ИНИ A0I& 25/09.Оросительная система. (А.В.Шевченко,В.В.Лелнвский,Н.А.Куделя,В.К.Гарнин).Заявл.29.02.60. 0публ.07.07.82.Бюл.#25.

40.А.С. №1002675 СССР.МКИ F04D 15/00.Способ управления насосной станцией.(А.В.Шевченко,Ю.С.Ивженко,В.Г.Ввнгренюк).Заявл. 08.09.80. Опу бл. 07.03.83. Ею .

41.A.C. №1132161 СССР.МКИ G0I И 3/04.Способ определения утечек из полых изделий (А.В.Шевченко,С.М.Яшк).Заявл. 19.07.83. Опубл.30.12.84.Бюл.№48.

42-А.с. »1361382 СССР.МКИ F04D 29/10.Способ управления насосной станцией (А.В.Щевченко,Ю.С.Ивженко,В.А.Негериш).Заявл. 26.05.86.Опубл. 23.12.87.Ейл. »47.

43.A.c. »I36I305 СССР,WIM F04D 29/10.Уплотнение вала насоса (А.В.Шевченко,В.М.Строгий,И.М.Строгий).Заявл.22.05.86.Опубл. 23.12.87.Й0Л. №47.

44.A.c. »I45432I СССР.МКИ A0IG25/09.Сливная система гидропривода дождевальной машины (Ю.И.Гринь,3.Д.Файштейн,А.В.Шевченко ,В.«.Сергеев). Заявл. 27.08.86.Опубл. 30.01.89.Бюл.JM.

45.A.C. И482614 СССР.ЩГ AOI& 25/09.Многоопорная дождевальная мазина (С.И.Гринь,А.В.Шевченко,Ф.И.Гончаров,А.И.Штангей). Заявл. 12.II.85.Опубл.30.05.89.Бюл.№20.

Нормативно-методические документы

46.Рекомендации по эффективному применению дождевальных машин "Днепр" (Одобр.секц. НТС МВХ УССР 23.05.80).Киев:УкрНИИГиМ 1980,-44 с.(Соавтор Лелявский В.В.5.

47.Временная инструкция по эксплуатации закрытых оросительных систем с широкозахватными дотдевальными машинами (утв.МВХ УССР,пр.»679 от 24.12.1901) Киев,1982,- 27 с.(Соавторы:Лелявский В.В. .Строгий В.И.).

.. 48.Учет воды на закрытых оросительных системах (Пособие к Правилам технической эксплуатации оросительных систем.Одобр. секцией НТС МВХ УССР от 19.12.84 г.)Киев:Укр1ИИГиМ,1985,-94 с. (Соавторы:Малярчук В.Ф. .Гриценко D.E. и др.).

49.Указания по проектированию орошения .1 дренажа на Кер-'

. ченском полуострове (утв. МВХ УССР 24.12.1986 г.,пр. №26,введен с 01.01.86 г.),Симферополь,I9Ö6.-5I с.(<Соавторы:Химич Д.П.,Дра~ чиненая Э.С. и др.).

50.руководство по проектированию и эксплуатации внутрихозяйственной оросительной сети с применением ниэконапорных машин -Фрегат" (Р1М 33.63-063-89 утв.23.12.88,введен 02.06.89) Киев: МВХ УССР-58 с. СоавторьсГринь Ю.И..Штангей А.И. и др.).