Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Разработка гибких мелиоративных трубопроводов из полимерных материалов для поверхностного полива

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Разработка гибких мелиоративных трубопроводов из полимерных материалов для поверхностного полива"

(2,5. и Ь

' министерство .сельского хозяйства Российской ' 'Зедерзцпп

НОВОЧЕШАССКИЙ ОРДЕНА "ЗНАК'ПОЧЕТА* йШШЕШО-1!ШОРАТИШНй ИНСТИТУТ Ш2НИ А.К. Ж)ГОНСВА

На празйз: рукописи

НОВИКОВ СЕРГЕЙ ГЕОРГИЕВИЧ

РАЗРАБОТКА ГИБКИХ МШОРАТШЙК ТРУБОПРОВОДОВ ИЗ ПОШЫЕНЩ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ПОВНРХНОШОП) ПОЕША

Специальность: 06.01.02 - я Мелиорация и оропаеко© зе'!лсделзю"

. АВТОРЕЗЕРАТ

дяссзртацш на. соиск»нга учгней степени кандидата техннч-зедаге наук

)

Новочеркасск - 1992

Jtfifi!.

.f.

5'абота выполнена в Курском политехническом институте и Новочер-¿ЩЕЙхом ордена "Знак Почета" инженерно-мелиоративном институте имени А.К. Кортунова

Научный руководитель - кандидат технических наук,

доцент В.А. Волосухин

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

A.A. Коршиков - кандидат технических наук, доцент Ю.Г. Филиппов

Ведущая организация - Государственное специализированное

конструкторское бюро по ирригации

Защита состоится " 29 " мая 1992 г. в 10 часов на заседании специализированного совета К 120.76.01 в Новочеркасском ордена "Знак Почета" инженерно-мелиоративном институте им. А.К. Кортунова по адресу: 346409, г. Новочеркасск, Ростовской области, ул. Пушкинская, III.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИШ,.

Автореферат разослан w 29 " апреля 1992 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью предприятия, просим направлять ученому секретаря специализированного совета. .

Ученый секреяарь специализированного совета кандидат сельскохозяйственных

наук, профессор Г.И. Цзртыненко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Несмотря на широкое распространение дождевания, в нашей стране и за рубежом значительная часть площадей орошается поверхностным поливом, например, в США на 75 % орошаемых площадей используется данный способ. Поверхностный полив наиболее приемлем при имеющем место резком удорожании энергоносителей в нашей стране. Б связи с простотой, доступностью и малой энергоемкостью поверхностный способ весьма перспективен для крестьянских ( фермерских ) хозяйств. В Российской федерации на апрель 1992 р. создано более 100 тыс фермерских хозяйств, которые располагают 4,1 млн. га сельхозугодий или около 2 % к общей их площади в России.

В настоящее время на поверхностном поливе широко применяют плоскосворачиваемые трубопроводы, изготавливаемые из мелиоративного материала путем его продольной склейки внахлест. Использование такой конструкции поливного трубопровода не в полной мере отвечает требованиям механизированного полива, не позволяет повышать производительность шланговых поливальщиков из-за невозможности создания повышенных напоров, приводит к перерасходу мелиоративного материала на образование шва, уменьшает сроки эксплуатации трубопроводов, увеличивает затраты на их рзмонт. Велики потери от размыва поливаемых площадей при разрушении шва, особенно пр] ночных поливах.

Для повышения качества и надежности трубопроводов и увеличения производительности полива целесообразно применять бесшовные плоскосворачиваемые трубопроводы, обладающие повышенной прочность: Однако до сих пор бесшовные трубопроводы изготовлялись небольшими опытными партиями, не организовано их серийное производство. Можн считать эти трубопроводы недостаточно изученными.

Цель и задачи исследований. Целы) исследований явилось совершенствование гибких пло ско с в орачив аемых трубопроводов для поверхностного полива за счет повышения прочности, обеспечения эффективных способов распределения воды по полю и сокращения ее потерь. В задачи исследований входило:

- создание новых конструкций гибких трубопроводов, обладающих повышенной надежностью и долговечностью и улучшающих качество поливов;

- разработка инженерных методов расчета трубопроводов с учетом их растяжимости, весомости, наличия перфораций, температурных режимов работы;

- подбор материалов армирующих каркасов на основании созданных методик прочностных расчетов трубопроводов и разработка рецептур герметизирующих полимерных покрытий, наносимых на тканевые оболочки;

- разработка прогрессивных технологий изготовления бесшовных каркасов и нанесения на них герметизирующих покрытий;

- создание технологических установок для изготовления бесшовных трубопроводов на основании разработанных технологий;

- разработка дистанционного устройства для раскладка и сборки плоскосворачкваемых трубопроводов, увеличиващего ресурс их работоспособности; •

- получение экспериментальных гидравлических, прочностных и эксп* луатаиионных характеристик трубопроводов, работающих при повышенных

напорах и скоростях движения воды;

- технико-экономическое обоснование использования бесшовчаг -»рубо-проводов на поливе.

Научная новизна работы заключается в создании и исследования новых конструкций гибких трубопроводов высокого качества; разработке прогрессивных технологий их изготовления; создана ных методов расчета трубопроводов с учете® ех , в е- .

сомости, наличия перфораций, температурных режимов работы; изобретении дистанционного устройства для раскладки плоскосворачиваемых трубопроводов, повышающего ресурс их работоспособности.

По результатам работы подано II заявок на предполагаемые изобретения во ВНИИП1Э, по которым получено 7 авторских свидетельств и 3 положительных репения.

Практическая ценность работы заключается в том, что предложенные конструкции гибких трубопроводов позволили повысить их надежное? а также улучшить качество поливов сельскохозяйственных, культур за счет получения более равномерной раздачи воды в борозды; разработана технология изготовления гканевого каркаса на плоскоткацком стан ке;. подобраны рецептуры полимерных покрытий,наносимых на тканевый каркас, и созданы прогрессивные технологии их нанесения; разработана, изготовлена и смонтирована опытная установка, на которой выработана промышленная партия трубопроводов; изобретено дистанционное устройство для раскладкк и сборки плоскосворачиваемых трубопроводов, увеличивающее ресурс кх работоспособности; разработана методика инженерных расчетов гибких трубопроводов с учетом растяжимости и весомости полимерных материалов, приведены расчеты трубопроводов с учетом имеющихся перфораций и температурных режимов работы; составлены таблицы, построены графики и номограмма, позволяющие облегчить расчеты гибких трубопроводов; созданы прикладные программы и блок-схема для ЭВМ, применяемые при расчете гибких трубопроводов; получены ■ гидравлические, прочностные и эксплуатационные характеристики трубопроводов, подтверднвпие правильность теоретических расчетов; разработаны алгоритмы расчета гидравлических параметров поперечного сечения гибкого трубопровода в зависимости от избыточного напора; для серийного изготовления плоскосворачиваемых трубопроводов изобретены технологические установки; составлены предложения и технические рекоиендахзш производству.

Реализация работы. Технологии нанесения на бесшовные тканевые каркасы покрытий на основе водных и органических полиуретанов, а также полиуретанового лака внедрены на Курском кожевенном заводе.

Установка для нанесения герметизирующего покрытия на длинномерный бесшовный тканевый каркас, технология нанесения одновременного двустороннего латексного покрытия на капроновый каркас, технология изготовления усиленного шовного мелиоративного трубопроводоа и методика расчета прочности и геометрических параметров гибких трубопроводов внедрены на ПО "Курскрезинотехника". Методические указания по проектировании и эксплуатации гибких мелиоративных трубопроводов внедрены в учебный процесс НИШ.

На основании проведенных исследований была изготовлена промышленная партия бесшовных гибких трубопроводов диаметром 300 мм, которая внедрена в качестве рабочего органа поливной машины марки ППА - 165 УМ, что повысило производительность труда на поливе сельхозкультур в 1,2 - 1,3 раза. Годовой экономический эффект составил 23,3 тыс. руб. Ожидаемый экономический эффект свыше 4 млн.руб.

Апробация -работы. По основным результатам н положениям диссертационной работы в 1985-1992 г.г. было сделано 20 докладов на Международной конференции ( Рига, 1992 г.), Всесоюзных и Региональных симпозиумах и конференциях, состоявшихся в Москве, Днепропетровске, Нижнем Новгороде, Волгограде, Краснодаре, Севастополе, Курске и Новочеркасске.

Рабочий орган для полива сельхозкультур - эластичный бесшовный плоскосворачиваемый трубопровод экспонировался на ДДНХ Узбекской ССР на Республиканской выставке по мелиорации и ирригации.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 25 печатных работ, из них 7 авторских свидетельств.

Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов и предложений производству, а также списка литературы, включающего 282 наименования, из них 43 работы зарубежных авторов.

Работа изложена на ¿33 страницах, из них /.) ¿г страниц машинописного текста, имеет 61 рисунок и 10 таблиц.

СОДЕШНИЕ РАБОТЫ

В первой главе " Анализ состояния вопроса разработки, исследования и применения гибких трубопроводов, используемых для полива" обойден опыт применения гибких трубопроводов для усовершенствования поверхностного полива.

Даны оценки существующих конструкций плоскосворачиваемых трубопроводов и технологий их изготовления. На основании проведенного анализа выявлено, что основными направлениями конструктив- ' ных разработок трубопроводов являются повышение надежности их эксплуатации и качества поливов. Этим целям соответствуют бесшовные трубопроводы, состоящие из бесшовного тканевого каркаса ( цилиндрической оболочки ) на внешнюю и внутреннюю поверхности которого наносатся пократия из полимерных материалов. Организация производства бесшовных трубопроводов требует совершенно нового подхода и создания прогрессивных производительных технологий как в изготовлении тканевых каркасов, так и нанесении на них герметизирующих покрытий.

Материалы для изготовления гибких трубопроводов должны обладать высокими стойкостью против химических и атмосферных воздействий, прочностью, гнилостойкостью, сопротивлением многократному изгибу, адгезией текстиля с пленочным покрытием, низким водопог-яоцением, небольшим весом. На основании предъявляемых требований

обоснован выбор армирующих тканевых каркасов, рецептур плёнкообразующих и связующих материалов. Рассмотрены существующие методы прочностных и гидравлических исследований гибких трубопроводов. Установлено, что в настоящее время не создано обобщающей инженерной методики расчета формы поверхности и усилий, возникающих в трубопроводе, с учетом растяжимости и вескости его материала, не выяснены вопросы влияния перфораций и температур на прочность трубопроводов. Мало изучены режимы движения жидкости с повышенными напорами и скоростями в плоскосворачиваемых трубопроводах.

Разобраны вопросы эксплуатации гибких трубопроводов, связанные с повышением производительности поливов и применением средств их механизации; установлением несущей'способности и износостойкости трубопровода в зависимости от срока использования; возможностью применения бесшовных трубопроводов больших диаметров при сквозных поливах.

В результате обзора работ зарубежных и отечественных авторов сформулированы цель и основные задачи исследований.

"Разработка конструкций гибких трубопроводов и их теоретические исследования** излатсены- особенности предложенных новых конструкций гибких: трубопроводов и методики их расчетов.

Разработаны конструкции трубопроводов,, обладающие повышенной надёжностью и долговечностью и: абеепечиващие дистанционное управление подачей воды з междуряды? с заданным, разномерным расходом.

Одна из конструкций представлена на рис.1. В шланг 4 подаётся вода и через перфорации 5 поступает в- герметичные карманы 3 из пластичного материала. При поливе щданг 4 соединен с атмосферой, и карманы не перекрывают водовыпускные- отверстия 2. Оросительная вода подаётся в гибкую оболочку I и через водовыпускные отверстия раздаётся в борозды. Равномерность расхода достигается регулированием перекрытия площади каждого водовыпускного отверстия за счёт

I - гибкая оболочка; 2 - водовыпускное отверстие; 3 - карман; 4 - шланг; 5 - перфорация.

Рис. I

различной растяжимости карланов.

Для закрытия водовыпускных отверстий перекрывается шланг 4. Вода под действием гидравлической энергии потока через перфорации 5 поступает в карманы 3, которые растягиваются и перекрывают водовыпускные отверстия 2.

Предложено также несколько конструктивных решений, осуществляющих прерывистую (импульсную) подачу воды и дающих возможность вести выборочной полив в отдельные борозды или через борозду.

Особенностью плоскосворачиваемах трубопроводов является изменение формы поперечного сечения в зависимости от степени заполнения водой, начиная с двух налагающихся отрезков при нулевом давлении до окружности при максимальном.

На основании теории мягких гидротехнических сооружений В.А.Ео-лосухиным получены размерные аналитические уравнения, устанавливающие взаимозависимость геометрических и силовых параметров трубопроводов, свободно лежащих на горизонтальной поверхности. Однако эти уравнения громоздки, требуют определенных навыков при вычислениях и, в связи с птим, отнимают много времени при инженерных расчётах.

При расчёте трубопроводов удобно перейти к безразмерным завило А

симостям. Нами проведена работа по получению зависимостей ,-тгз» X и Т По

"Л» ' п~ ' °Т ' 0ни ш®ют следующий вид

(т >

^ - р ^^ %Iг. -,млш\ -г ¡се ;шп-У!с -/-/се * и/нг: ( 3

У -у ' 4 )

Ы-^Ф*. '5'

где ¿>е, <4 » М , У - соответственно периметр, площадь и

координаты произвольной точки трубопровода;

Н& - избыточный, напор в трубопроводе, м;

Т - расчетное усилие в трубопроводе,----- ;

м

- угол ыезду касательной к поверхности трубопровода в произвольной точке и горизонтальной осью X ;

Ц* - амплитуда эллиптических интегралов, принято; (4* а - модуль эллиптических интегралов;

с£»а$ё8(пк - модулярный угол;

/Г - полный эллиптический интеграл I рода; £ - полный эллиптический интеграл П рода; р(<£;(р) - эллиптический интеграл 1 рода;

- эллиптический интеграл П рода; кг

- плотность вода,---- ;

ы3

кН

- удельный вес воды,---— ;

ы3

- ускорение свободного падения, ---- .

с"

На основании полученных формул составлены таблицу и произведены графические построения

ЫШФ °

Создана номограмма к расчету трубопроводов (рис.2). Математическая обработка даннух регрессионных зависимостей почазала, линии на рис.2а и рис.26 хороаю аппроксимируется эмпирическими формулами:

' *оп$фициент корреляции 2 = 0,9986);

(2 * С,9В78).

10 "

Номограмма к расчёту гибких трубопроводов

и

Ь» 1.0

0.5

Ьа

0.06

0.03

о X.

Ьа

о

л

1)о 0,2«

о,/*

0,(75- 0?0 0,55

Рис. 2

а

---- •-- — — ^

1 1

1 1 1 1

5 У /

Т

1 1 •

алоритп расчета

алгоритм ростра -ниц

г

1

Формулы (6) и (7) позволяет, зная отношение , опреде-

лять параметры Т и А. ®

Примеры расчётов показывают, что приведенные алгоритмы прост и удобны в практическом использовании, позволяют облегчить расчет трубопроводов и сделать его более наглядным.

Зависимости (I) - ("5) получены в результате ряда допущений, в частности, о невесомости и нерастяжимости трубопроводов. Эти допущения удобны при предварительном проектировании, вес же и рас тякимость трубопроводов необходимо учитывать на последних этапах их проектирования.

Учитывая, что трубопровод длинномерен, из уравнения равновесия для кольца единичной ширины получены зависимости, в которые введен вес материала:

. QL

L, 2V-2ii г„ г7 . О. Ти Wk? LK'£J: 2жя1 (s

г. ({*2-%)к -4 ,. Ш 4 О-к') ■ i9>-

сп,

где Pa=?ha - избыточное давление в трубопроводе, чНЛ.:2;

- вес I м2 трубопровода, tH/м2;

// - аысота трубопровода, м;

d - ДЛИН© горизонтального участка, м;

То - расчетное усилие в трубопроводе в наивысшей -гН

точке, —-- ; м

¿У - периметр гибкого весомого трубопровода, м. На основании зависимостей (8)-(П) составлены таблицы, при-г.едгн алгоритм расчета весомого трубопровода. Вычислительные one-

рации выполнялись на ЗШ,

Площадь сечения трубопровода определяется по формуле:

А • {Ьв+Н) с1.

Разработана инженерная методика расчета прочности трубопроводов с учетом растяжимости материалов, имеющихся перфораций и темпе-ратурнчх режимов работы. Наличие указанных факторов увеличивает напряжения, действующие в стенках трубопроводов.

С учетом растяжимости материалов и влияния температур зависимости (I) и С8) принимают вид:

£ 2 Г

А- Н. Ч' (12)

z/ lA^wML Z

£кН

J - МОДУЛЬ упругости,

м2

d. - температурный коэффициент расширения материала трубопровода, -I— ; град

t - температура, град;

L - действительный периметр невесомого трубопровода, м;

Lj - действительней периметр весомого трубопровода, м.

После определения отношений -j^ или по формулам

(12) и (13) расчёты ведут по приведенным алгоритмам.

Созданч прикладная программа и блок-схема для ЭШ, применяемое при расчётах.

Проделанная работа позволяет определять надёжность гибчкх трубопроводов в процессе эксплуатации с учэтем кончретнчх прочностных параметров.

Глава 3. "Гидравлические исследования".

Приведены методика исследований и описание экспериментальной установки. Представлены результаты натурных гидравлических испытаний трубопроводов к получена графическая зависимость гидравлического уклона от скорости движения.воды в гибком трубопроводе диаметром 300 мм в форме 1003. Показан график удельных потерь напора от скорости потока для стального трубопровода того же диаметра. Потери напора при движении воды в эластичном трубопроводе на 4-6% ниже , чем в стальном.

Получены зависимости относительных удлинений периметров гибких трубопроводов от избыточного давления.

Проведенные эксперименты показали, что разработанные конструкции бесшовных поливных трубопроводов позволяют их использование при повышенных напорах (вьазе 2м) и скоростях двоения жидкости С более 1,5 м/с) в квадратично^ области гидравлически сопротивлений. Эксплуатация трубопровода при повышенных напорах не позволяет при гидравлических расчётах делать допущения о постоянстве периметра.

Разработаны алгоритмы расчета гидравлических характеристик поперечного сечения гибкого трубопровода площадь «мвого сечения, смоченный периметр, гидравлический радиус) в зависимости от избыточного напора. Даны примеры расчётов.

Глава 4. " Экспериментальные исследования физико-механических характеристик гибких трубопроводов и разработка технологий их изготовления?

На основании созданных методик прочностных расчётов трубопроводов подобраны капроновые материалы армирующих каркасов и разработаны рецептуру герметизирующих и защитных полимерных покрытий, наносимых на тканевые оболочки (водные и органические полиуретаны, полиурета-ноаый лак, композиция из натурального и синтетического латекса СКС-С, резиновая смесь).

Исходя-из предъявляемых технических требований и условий эксплу-'ации, были проведены различные физико-механические испытания тканых каркасов, полимерных пленочных покрытий, наносимых на каркасы, трубопроводов с этими герметезирующими и защитными покрытиями. Все ;следования проводились по стандартным методикам I • поверенном обо-■довании в ЦЗЛ Курского кожевенного завода, ПО "Курскрезинотехника лаборатории КПИ, а также в производственных условиях Средней Азии, Ю и Краснодарского края. Эксперименты по определению износостойки латексного покрытия сделаны по разработанной методике на спе-:альном стенде. Результаты всех исследований сведены в таблицы или 'вдставлены в виде диаграмм нагрузка-относительная деформация. Из-нение прочности трубопровода после использования на поливе показа на рис.З. Разрывные нагрузки снизились после поливного сезона по нове и утку соответственно на Т3% и 7 % при значительных увеличе-ях деформации. Комплекс проведенных физико-механических испытаний казал, что изготовленные по предложенным технологиям плоскосвора ваеше трубопроводы обеспечили все необходимые характеристики.

Предварительная пропитка армирующих каркасов, материалы полимер-х покрытий и технология их нанесения на тканевый каркас существен-влияют на зависимости нагрузка-дефорыашш трубопроводов.

Техническим требованиям по прочностным, экономическим и техноло-ческим показателям в большей степени удовлетворяет трубопровод с усторонним латексныа покрытием.

Силовые и геометрические параметры трубопроводов, получаемые в зультате теоретических исследований, подтверждаются эксперимент:ль ми данными. Следовательно, созданные методики расчета гибких труйо оводов могут быть рекомендованы для практического использования оектировщикамн и эксплуатационниками.

Представлены конструкция и технология изготовления упрочненного сповного каркаса на плоскотнацком станке АТ-100-5М, внедренные на ТТ.

по оснайе

0-- / —г— Г / У

/ у / /й у

У А. / У / \

/ / / Г / > X

/ / / / 1/

к / ( /

г / /

/ р ( / «

* / / У •

у у * / р

у л / / *

/у* •

-~ по утку

/- труБопробод нобыи

¿-трубопровод после использования на полисе / течение сезона

Удлинение

Рис', 3

Разработаны к приведены технологии нанесения пащурвтановых покрытий на плоскосложенный каркас на сущеетвущен оборудовании Курского кожевенного завода с незначительной переналадкой технологических линий.

На основании разработанных прогрессивных технологий одновременного нанесения внешнего и внутреннего покрытий кэ зластокерных иа-териалов на бесшовный каркас, которому предается щииццрическая фор-,:а, созданы технологические установки по выпуску длинномерных трубопроводов. На рис. 4 представлена установка для сарайного производства трубопроводов. С поцощм» форсунок 25 гериетизирувщий материал распыляется на наружную поверхность каркаса 28. Через стенку, под действием кинетической энергии распыляемой струя гер^етазирую-щий материал проникает и на' внутреннхю поверхность каркаса, образуя слои покрытия одновременно снаружи и изнутри каркаса. Каркас 28 с покрытием переметается т? зону сушка. Устройство дяя суики позволяет вулканизировать одновременно внутренние и внешние слои полимерного материала.

Созданы способ и установка, позволяющие осуществлять нанесение на тканевый каркас одновременного двустороннего покрытая из различных полимерных материалов, что дает возможность влиять на улучшение эксплуатационных характеристик трубопроводов.

Технология и установка по нанесензш, сушке и вулканизации двустороннего латексного покрытия на капроновый тканевый каркас, а также технология изготовления усиленного шовного мелиоративного трубопровода внедрены на ПО "Курскрззинотехника".

Глава 5. "Технико-экономическая эффективность применения гибких трубопроводов и перспективы их внедрения"

По разработанный конструкциям и технологиям изготовлены образцы и опытно промышленные партии эластичных плоскосворачиваеигх трубопроводов, которые были использованы на патово в ряде регионов страны.

Установка для нанесения двустороннего полимерного покрытия на тканевые каркасы

Рис, 4

Трубопровод диаметром300 мм с двусторонним латексным покрытием ¡едр^н в Средней Азии в качестве рабочего органа поливной машина IA-I65 Ж на поливе сельхозкультур (хлопчатника, кукурузы и др).

Применение бесшовных плоскосворачиваемых трубопроводов увеличи-5ет производительность поливной техники на 30^, снижает материало-«кость изготовления на 12%,.уменьшает эксплуатационные расходы и звышает качество полива в сравнении с шовными трубопроводами из-злиоративного материала.

Исследования показали, что при эксплуатации бесшовных трубопро-здов с повышенными напорами и скоростями движения жидкости не наблю-ается образование интенсивных наносов примесей на внутренней поверх-зсти, следовательно, отпадает необходимость в создании дополнитель-¿X устройств очистки. Проходы под гибкими шлангами, необходимые для Зразования сквозной борозды, сохраняются в случае использования бес-овных поливных трубопроводов диаметром 300 мм при давлении ,04-0,05 КПа. Это позволяет улучшить существующие технологии поли-а по сквозным бороздам.

Изложено описание новой конструкции устройства, позволяющего существля'ть разборку и сборку трубопроводов дистанционно без выво-ачиван:;я. Это даёт возможность уменьшить вредные деформации в стенах трубопроводов и тем самым увеличить их надежность и долговечность.

На основании имеющегося опыта применения на поливе сельхозкуль-ур гибких трубопроводов разработаны рекомендации río их эксплуатации

Приведены результаты технико-экономических расчетов. Зактиче-кий экономический эффект от внедрения на поливе промышленной партии есшовнчх гибких трубопроводов за гсд эксплуатации составил £3,3 тыс. уб.

Гсдорая потребность поливных трубопроводов только в Узбек^ста-е составляет 3 млн.пог.м. Ожидаемый экономический э^'ект ог ннкд-■ения бесшовных трубопроводов свыше 4 млн.рублей.

Внедрение разработанных конструкций бесшовных плоскосворачив') мых трубопроводов, изготовленных по предлагаемым технологиям, явл) ется перспективным и отвечает основным тенденциям развития сельсю хозяйственного производства.

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Применение бесшовных плоскосворачиваемых трубопроводов на поверхностном поливе даёт толчок для ускорения научно-техническоп прогресса в области поливной техники.

В первую очередь бесшовные трубопроводы имеют более высокие ••эксплуатационные характеристики и ресурс работоспособности в сраш нии с существующими трубопроводами шовной конструкции, что привод! к увеличению производительности поливов в 1,2-1,3 раза, а также yJ тает равномерность распределения водч по-полю. Использование бесш< го каркаса для изготовления плоскосворачиваемчх трубопроводов поз! ляет экономить до 12-15% основных материалов.

Более высокая прочность бесшовных трубопроводов уменьшает ко; чество аварийных ситуаций, что приводит-к снижению эксплуатационно расходов и потерь урожая от затопления, при этом решаются важные г дачи механизации и автоматизации процесса по.- /.ни, что служит не только мощным фактором интенсификации орошаемого земледелия, но и поднимает культуру поливной техники.

2. Предложенные новые конструкции гибких трубопроводов повы -шаюг их надёжность и долговечность, обеспечивают дистанционное управление подачей воды в междурядья с заданным равномерным расходоь позволяют осуществлять прогрессивные технологии прошения (полиры переменной струей, по четнчм и нечетным бороздам, импульсные и др. Этим достигается быстрое и равномерное распределение роды по борол; снижается поверхностный сброс воды, уменьшается продолжительность пол и г-, а.

3. В результате теоретических исследований впервые разработан дишй инженерный подход к расету прочности и геометрических перемет-юв трубопроводов с учётом растяжимости и весомости материалов, имеются перфораций и температурных режимов работы. Наличие указанных

,акторов увеличивает напряжения, действующие в стенках трубопроводов.

Через эллиптические интегралы получены аналитические безразмер-!ые зависимости для формы поверхностей трубопроводов и возникающих в !их усилий. На основании зависимостей составлены таблицы., проечитан-ые на ЭВМ "Искра-ЮЗО", построены графики и номограмма, созданы при-гладная программа и блок-схема для ЭВМ, позволяющие значительно об -югчить расчеты.

4. Лабораторные и натурные данные подтвердили результаты теоретических исследований и доказали возможность применения созданных ме-Родик расчета гибких трубопроводов для практического использования 1роектировщиками и эксплуатационниками.

5. По созданным методикам прочностных расчетов трубопроводов выбраны материалы армирующих каркасов, а также проведены теоретические и экспериментальные работы по подбору герметизирующих и защитных эла-гтоыернмх покрытий тканевых оболочек.

6. На основании анализа существующих зарубежных и отечественных технологий производства плоскосворачиваемых трубопроводов разработаны прогрессивные технологии изготовления бесшовных каркасов и нанесения на них полимерных, покрытий, что позволило увеличить производитель -ность тр;/;;а и улучшить качество трубопроводов.

Предложенные технологии дали возможность изготавливать трубопровод- I на существующем оборудования с■незначительной переняледчой технологических линий, а также создать технологические уст.энорчи пс пуску длинномерных трубопроводов.

Нов-.'е технологии и технологические установки были реяли*! она".1 ■ для изготовления трубопроводов в лабораторных условиях .\Г;П, а тп

внедрены в производство на К'ИТ, Курском кожевенном заводе и ПО "Курскрезинотехника".

7, Проведен комплекс'экспериментальных испытаний трубопроводов изготовленных по предложенным технологиям: получены зависимости нагрузка - деформация армирующих тканевых каркасов и трубопроводов с различными полимерными покрытиями; приведены физико-механические ха рактеристики герметизирующих плёнок; трубопроводы исследованы на во донепроницаемость> изгибоетойкаеть» износоустойчивость; изучены воз действия солнечной радиации» ультрафиолетового облучения, повышенны и отрицательных температур на изменения прочности трубопроводов при эксплуатации их в полевых условиях. Результаты экспериментов показа ли, что разработанные трубопроводы удовлетворяют предъявленным тре бованиям. Опыт использования плоскосворачиваемых бесшовных трубопро водов на поливе позволил составить рекомендации по их эксплуатации.

8. Гидравлические исследования показали: разработанные бесшовные мелиоративные трубопроводы позволяют их эксплуатацию при повыше ных напорах С выше 2 ы ) и скоростях движения жидкости ( более

Г;5 м/с ) в квадратичной области гидравлических сопротивлений, при •отом устраняется опасность заиления тру€екгроводов; деформации трубе лроводов при повышенных напорах значительны, поэтому при гидравличе гких расчетах нельзя делать допущения о пост; : :,>э периметра; при .маочих напорах .4-5 и под Гибкими трубопроводами диаметра 300 мм сс ::раняатся проходы, следовательно» волмскшо проведение полива по ск! ичи бороздам;, потери напора в г.:1:гоа; трубопроводе на 4-6% нике, чe^ ,ч> стальном трубопроводе такого же дкааетра» поэтому энергозатраты ! транспортировку шщкости а эластичном трубопроводе менте.-

Р<иработаны алгоритмы расчета гидравлических параметров попер наго сечения гибкого трубопровода & зависимости от избыточного кат г.с. Необходимо продолжать исследо&оа-йЯ' по определению гидравлическ: хнракгеристигс б£свонн.ых трубопроводов с различными герметизирующим пенрч'гияу.й л диаметрами.

9. В процессе полевых испытаний выявлены недостатки существующих механизмов намотки и предложена конструкция устройства дистанционной раскладки и сборки плоскосворачиваемчх трубопроводов, которая увеличивает ресурс их работоспособности.

10. Результатом завершения полного цикла исследований и работ, начиная с этапа проектирования и кончая изгЬтовлением плоскосворачи-заемых трубопроводов и их испытаниями в лабораторных и полевых усло-зиях, стало внедрение на поливе сельхозкультур в Средней Азии про -

пленной партии бесшовных гибких трубопроводов диаметром 300 мм с гвусторонним латексным покрытием в качестве рабочего органа поливной машины марки ППА-165 Ш. Годовой экономический эффект составил 23,? тыс.руб. Ожидаемый экономический эффект свыше 4 млн.руб.

Опытно-промышленные партии изготовленных трубопроводов были ис-юльзованы также для поверхностного орошения в Северо-Кавказском регионе, ЦЧО, Краснодарском крае.

11. Составлены предложения по серийному производству бесшовных шоскосворачиЕаемых мелиоративных трубопроводов на основании имеющегося опыта их изготовления.

Для * организации промышленного производства гибких трубопроводов зысокого качества и их удешевления требуется создание центра, где шаномерно проводились бы теоретические и экспериментальные исследс-¡ания, осуществлялись проектирование и изготовление продукции. Ре-гению поставленных задач на должном уровне соответствует г.лурск, •.мсющиЯ !ШИ, а также гйТТ, Кожевенный завод, ПО "Химволокно" и 'Курскрезиногехника" - крупные предприятия лёгкой, химической, реэи-¡о-технической отраслей промышленности.

Основные положения диссертации опубликованы в работах: !. Новиков С.Г., Битюков З.А. Применение бесшовных плоскосвора-ивае-г.ых эластичных трубопроводов на поливе сельхозкультур //Изгест/.я !еверо-лавчазского научного центра высшей школч. Гехничеста: науки.-

1988.-М4.-С. 24-27.

2. Новиков С.Г., Волосухин В.А., Битюков С.Г. Мелиоративный бесш< ный трубопровод из гибких полимерных материалов // Информацио! ный листок. - Ростов-на-Дону: ЦНТИ.1989.- »Г-65-8Э.-4 с.

3. Волосухин В.А., Новиков С.Г. Расчет прочности и геометрически) параметров гибких мелиоративных трубопроводов из полимерных мг риалов //Информационный листок.-Ростов-на-Дону:ЦНТИ,198Э.->*43-89.-4с.'

4. Волосухин В.А., Новиков С.Г. Герметизирующее латексное покрыл мелиоративных бесшовных трубопроводов //Информационный листок, Ростов-на-Дону:ЦНТИ, 1989. КС9-89.-Зс.

5. Волосухин В.А., Новиков С.Г. Изготовление бесшовного армирующе каркаса гибкого мелиоративного трубопровода //Информационный J ток.-Ростов-на-Дону:ЦНТИ, 1909.-«¡?I97 - 89.-Зс.

fc. Волосухин В.А., Новиков С.Г. Повышение надёжности'и долгсвечш сти мелиоративных трубопроводов .из- гибкие полимерных материале //Мелиорация и водное хозяйство. Передов"'1 производственный i научно-технический опыт ь мелиорации и водном хозяйстве, peKOj дуемый для внедрения: Икформ.сб.-М.:ЦБНТИ Минвсдхоза'СССР. -

1989. - Вып. II. - С.28-32.

* «

7. Волосухин В.А., Новиков С.Г..Сенчуков Г.А. Методические указа} по проектированию и эксплуатации гибких мелиоративных трубопрс водов: Для дипломного проектирования. Спец. ЗЦО.-Новочеркасс! 1уоЭ. - L2 С.

8. Еолосухин В.А., Новиков С.Г. Разработ:гч конструкций и ^е-тодо? расчетг гибких перфорированных трубопроводов //Тез.докл. Всес< »зной конференции "Земледельческая механика и программирована урожая". - Еолгоград, I990.-C.202-2C3.

Э. Новиков С.Г., Волосухин Б.А. С конструкциях гибких мглиоратиы трубопроводов // Мягкие- и гибкие сбыточк;' ь >.ародном хозяйства