13126 (Мелиоративные машины)

4

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

1 Введение……………………………………………………………………… 3

2 Рабочие органы дождевальных машин и установок……………………… 4

2.1 Назначение и классификация………………………………………………. 4

2.2 Короткоструйные рабочие органы…………………………………………. 4

2.3 Среднеструйные дождевальные аппараты………………………………. 6

2.4 Дальнеструйные дождевальные аппараты………………………………. 6

3 Основные элементы дождевальных систем……………………………….. 8

3.1 Состав и классификация дождевальных систем………………………... 8

4 Возможные улучшения систем дождевания……………………………….. 16

4.1 Импульсные дождевальные системы……………………………………. 16

4.2 Системы капельного орошения…………………………………………….. 17

5 Требования к машинам и энергоемкость полива……………………………. 19

6 Вывод…………………………………………………………………………… 21

Библиография…………………………………………………………………. 22

1 Введение

Соответственно трем применяемым способам орошения все ма­шины для полива можно разделить на три группы: для поверхност­ного полива, для подпочвенного полива, для полива дождеванием {дождевальные машины).

Машины для поверхностного полива в нашей стране не получи­ли широкого распространения, так как у нас преобладают само­течные безмашинные системы орошения. Однако отечественная промышленность выпускает поливные передвижные агрегаты (ППА) двух разновидностей: для полива по бороздам (хлопчатни­ка и других пропашных культур) и для полива по чекам (риса и сопутствующих ему в севообороте культур). По окончании полива трубопровод отсоединяют от насоса, разъединяют на части и наматывают на барабан, всасывающий трубопровод поднимают и переезжают на новую позицию. С одной позиции поливают 8...10 га. Применение машин позволяет прово­дить полив из каналов, расположенных в выемках, т. е. ниже поливаемой площади, а следовательно, существенно сократить объем земляных работ при строительстве оросительной сети.

Машины для подпочвенного полива подводят воду обычно в процессе рыхления междурядий растений. Для этого в рыхлительных лапах устраивают водопроводящие каналы, через которые вода, как правило, вместе с растворенными в ней минеральными

удобрениями попадает на глубину рыхления почвы, оставляя ее поверхностные слои сухими. По способу подвода воды такие машины подразделяют на два типа: с проходным трубопроводом и с наматываемым трубопро­водом. В первом случае полиэтиленовый трубопровод, снабженный пружинными водовыпускными клапанами, укладывают вдоль пути машины и пропускают через водоприемное нажимное устройство, смонтированное на машине. В процессе движения машины нажимное устройство открывает пружинные клапаны и вода поступает сначала в бак, а затем через рабочие органы в корне обитаемый слой почвы. Во втором случае трубопровод, один конец которого присоединен к гидранту, а другой—к приемной колонке машины, наматывается на барабан с реверсивным приводом или сматывает­ся с него в зависимости от направления движения. Для подпочвен­ного полива деревьев и кустарников применяют машины с рабочи­ми органами в виде гидробуров.

Машины для полива дождеванием. Так как орошение стало распространяться в зонах с недостаточным, средним и даже избы­точным увлажнением, где оно служит как бы полнением к есте­ственным осадкам в засушливые периоды, все большее применение стали находить дождевальные машины, позволяющие проводить полив с малыми нормами. Путем частых поливов с небольшими по­ливными нормами можно поддерживать влажность почвы, близкую к оптимальной, а следовательно, создавать условия, более благо­приятные для роста и развития растений, и повышать их урожай­ность.

Этот реферат нацелен рассказать о дождевальных машинах стационарного типа.

2 Рабочие органы дождевальных машин и установок

2.1 Назначение и классификация. Рабочие органы дождевальных устройств предназначены для преобразования водного потока в дож­девые капли, транспортирования капель на определенные расстоя­ния и распределения их по площади полива. Их работой определя­ется качество дождя, так как по их работе судят о качестве работы всей машины или установки.

По характеру процесса образования дождя их разделяют на две группы: веерные и струйные. Первые создают широкий вееро­образный поток воды в виде тонкой пленки, которая, встречая сопротивление воздуха, распадается на отдельные капли. Они не­подвижны относительно машины или установки и одновременно орошают всю прилегающую к позиции площадь в пределах даль­ности полета капель, отличаются простотой устройства и получили наименование дождевальных насадок. Вторые создают поток воды в виде осесимметричных струй, которые в процессе движения под действием сопротивления воздуха распадаются на отдельные кап­ли. Они одновременно орошают прилегающую к позиции площадь в пределах дальности полета струи в форме сектора. Для ороше­ния площади круга им сообщают вращательное (угловое) движе­ние относительно машины или установки. Струйные рабочие орга­ны с поворотными устройствами сложнее веерных, их называют дождевальными аппаратами.

Все рабочие органы, т. е. дождевальные насадки и аппараты» подразделяют главным образом по дальности разбрызгивания и напору воды на три группы: короткоструйные, или низконапорные (дальность полета капель до 8 м, напор воды 0, 05...0, 15 МПа);

среднеструйные, или средненапорные (дальность полета капель до 35 м, напор воды 0, 15...0, 5 МПа); дальнеструйные, или высокона­порные (дальность полета капель до 60 м, напор воды свыше 0, 5 МПа).

2.2 Короткоструйные рабочие органы выполняют, как правило, в виде дождевальных насадок. Находят применение дефлекторные, половинчатые, щелевые и центробежные разбрызгивающие насад­ки.

Дефлекторные насадки (рис 1, а) получили наиболь­шее распространение. Корпус 2 насадки навинчивают на верти­кальный стояк. Струя воды, выходя под напором из отверстия диафрагмы, обтекает дефлектор 1, в результате чего образует плен­ку воронкообразной формы, которая при дальнейшем движении распадается на капли и орошает прилегающую к насадке круговую площадь. Пленка сходит с дефлектора под углом 30° к горизонту, что обеспечивает максимальную дальность полета образующихся из нее капель. К достоинствам дефлекторных насадок относят срав­нительно малый размер капель (0, 9...1, 1, мм) и небольшой расход энергии на их образование. Однако капли неоднородны по величине, интенсивность их распределения по площади полива также нерав­номерна. По мере удаления от насадки размер капель возрастает, а интенсивность дождя сначала возрастает, а затем падает. Из-за высокой интенсивности дождя (0, 75 ...1, 1 мм/мин) их применение в машинах и установках позиционного действия весьма ограничено. С увеличением напора воды и диаметра выходного отверстия на­садки расход и дальность разбрызгивания воды увеличиваются. Расход воды через насадку может быть определен по формуле (141) с учетом того, что коэффициент расхода р, для дефлекторных насадок равен 0, 8...0, 9.

Половинчатые или щелевые насадки применяют, если нужно получить односторонний полив.

Рис. 1 Рабочие органы дожде­вальных машин и установок:

а, б, в и г — короткоструйные насадки:

дефлекторная, половинчатая, щелевая, центробежная; е — еднеструйный и дальнеструйный дождевальные аппараты;

1—дефлектор; 2 — корпус; 3—верхняя Крышка; 4 — колпачок; 5 — фиксатор; 6 — штифт; 7—пружина; 8—фторопластовая шайба; 9 — упор: 10 — сопло; 11 и 13 — лопатки; 12 — коромысло; 14 — сопло; 15 — ствол; 16 — корпус; 17 — сопло; 18 — основание; 19 — стакан; 20—резиновая шайба; 21—фторопластовая шайба; 22—упорное кольцо; 23— стержень; 24 — рычаг; 25 — стопорный винт; 26—пружина; 27—упор; 28—фланец; 59 и 38 — прокладки; 30 — манжета; 31 — упорная шайба; 32 — втулка; 33 — корпус; 34 — ствол; 35 — выпрямитель; 36 — ось коромысла; 37 — сопло; 39 — коромысло; 40 — лопатка.

В половинчатой насадке (рис. 1, 6) дефлектор 1 имеет фор­му половины конуса и приварен к отогнутой пластине, которая перегораживает в корпусе 2 половину выходного отверстия. По­ловинчатая насадка работает аналогично круглой. Расходводы определяют по той же формуле, имея в виду, что она выходит через полукруглое отверстие площадью .

Щелевая насадка (рис. 1, б) может быть получена путем про­пила трубы. Вытекающая из щели вода имеет форму плоской вее­рообразной пленки. Распадение ее на капли происходит менее интенсивно, чем в дефлекторных насадках, вследствие чего вбли­зи насадки возникает неорошаемая зона. Площадь отверстия на­садки f=nd (ph/3QO, где ср—центральный угол факела разбрызгивания; р,—коэффициент расхода, равный 0, 7.

Центробежная насадка (рис. 1, г). Вода в нее посту пает через тангенциальный канал корпуса 2, благодаря чему ин тенсивно закручивается, вовлекаясь в вихревое движение. На вы ходе из центрального отверстия верхней крышки 3 образуется коль цевой поток со свободным пространством в центре. После выход; из отверстия благодаря тангенциальным составляющим скорости поток воды расширяется, образуя тонкую воронкообразную пленку которая под действием сопротивления воздуха теряет устойчивость)

и распадается на капли.

2.3 Среднеструйные дождевальные аппараты служат рабочими ор ганами большинства современных дождевальных машин и устано­вок. Несмотря на многомарочность, их конструкции однотипны и не имеют принципиальных отличий. Наиболее распространено се­мейство унифицированных аппаратов типа «Роса» (рис. 1, д). Базовый аппарат этого семейства состоит из корпуса 16, ствола 15, выходных сопл 10, 14 и 17, основания 18, механизма враще­ния 4. ..9, 11...13 и механизма секторного полива 22...27. Корпус 16 отлит из алюминиевого сплава и снабжен тремя водо­проводными каналами. Ствол 15 и сопла 10, 14 и 17—пластмассо­вые. Сопла сменные, что позволяет изменять расход воды и интен­сивность дождя. Для гашения турбулентных потоков и увеличения за счет этого дальности полета струи внутри ствола 15 установлен выпрямитель или успокоитель, представляющий собой набор про­дольных пластин, разделяющих поток на несколько участков. Ос­нование 18 имеет вид шестигранной втулки (под ключ) с наружной резьбой для крепления к трубопроводу. Бронзовая втулка, запресо-ванная в основание 18,—это радиальный подшипник для бронзо­вого стакана 19, ввернутого в корпус 16, а фторопластовые шайбы 21 выполняют роль упорных подшипников. Резиновые шай­бы 20 герметизируют внутреннюю полость аппарата. Механизм вращения включает в себя коромысло 12 с лопатками 11 и IS, воз­вратную пружину 7, фиксатор 5 со штифтом 6. Возвратная пружи­на одним концом закреплена в коромысле, другим—в фиксаторе. В процессе поворотов коромысла 12 трение происходит между бронзовой втулкой, напресованной на ось, и фторопластовой шаи

бой 8, установленной в коромысле 12. Механизм секторного полива состоит из упора 27 и рычага 24, посаженных на одну ось и соеди­ненных между собой пружиной 26; стержня 23 со стопорным вин­том 25 и пружинных упорных колец 22.

Вода из трубопровода поступает в корпус 16 и через сопла 10,

14 и 17 выбрасывается наружу в виде струй, расположенных под углом 30° к горизонту. В воздухе струи распадаются на капли, оро­шая узкую полоску поля в виде сектора. Корпус с соплами враща­ется по кругу за счет кинетической энергии верхней струи. При вылете из сопла 10 вода ударяется о лопатку 13, вследствие чего коромысло 12 получает запас кинетической энергии, под действием которой поворачивается на угол от 30 до 90°, закручивая пружину 7. Обратный ход коромысла 12 происходит под действием закру­ченной пружины 7, а в конце усиливается действием струи на ло­патку 11. В конце обратного хода коромысло 12 ударяет в упор 9 на корпусе 16, в результате чего корпус с соплами поворачивается на угол 2...3⁰. После удара лопатка 13 вновь попадает в струю во­ды, и цикл повторяется. В результате происходит прерывистое дви­жение корпуса по окружности. Скорость вращения регулируют предварительным закручиванием пружины 7 с помощью фиксатора 5 и штифта 6. Частота вращения 0, 25...1, 0 мин-^1. Для полива по сектору стержень 23 перемещают в нижнее положение (опускают) и фиксируют винтом 25. Угол сектора и направление полива уста­навливают соответствующим разворотом упорных колец 22.