Диссертация (1151733), страница 12

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 12)

при расположении дефлектора наопределенном расстоянии от корпуса дождевальной насадки и β=0. При этом полинии движения струи, в точке ее соприкосновения с поверхностью дефлектора,по дуге образуется тонкая водяная пленка. Таких струй по периметру корпуса изтрех отверстий (канавок) выходит как минимум три. При этом образовавшиеся подугам круга водяные пленки, перекрывая друг друга, полностью охватываютпериметр дефлектора, и таким образом образовывают водяную пленку конуснойформы, которая в последующем превращается в капли дождя.2.5. Разработка и расчет усовершенствованной конструкции дождевальногоаппарата непрерывного действия2.5.1.

Усовершенствование конструкции дождевального аппаратанепрерывного действияКак показали исследования, рассмотренный выше микродождевательпостоянного действия имеет некоторые конструктивные недостатки. Дляустранения недостатков и его усовершенствования нами разработана новаяконструкция дождевального аппарата(приложение 4), описание принципадействия, исследование и расчет которого приводятся ниже.Цель разработки – устранение вышеуказанных недостатков, обеспечениехорошего качества искусственного дождя и главное – увеличение радиуса поливаодним дождевателем (рисунок 2.5.1). 77Поставленная цель достигается путем изготовления дождевального аппарата(рисунок 2.5.1), включающего корпус с поливными канавками и соосноприкрепленный дефлектор, в котором корпус снабжен, по меньшей мере, тремявертикальными либо наклонными поливными канавками, размещенными наповерхности корпуса вокруг его вертикальной оси по замкнутой линии.Корпус снабжен как минимум двумя поливными канавками, выполненныминаклонно под угломк горизонтали, а дефлектор выполнен крылатым, крыльякоторые имеют наклонно-выпуклую поверхность и частично перекрывают другдруга и направлены в сторону поливных канавок.Дефлектор прикреплен ккорпусу при помощи штанги, установленной в середине пластины, соединяющейдва конца ободочной планки, выполненной как единое целое, которая с трёх иличетырёх сторон прикреплена к основании корпуса наклонными держателями.Штанга прикреплена в средней части пластины посредством крепежного элементас возможностью перемещения по горизонтальной оси, а в ее конце плотно посаженшарикоподшипник, введенный во втулку.В горизонтальной плоскости подопределенными углами к вертикальной и горизонтальной осям приварены 78наклонно-выпуклые лопасти, которые воедино образуют крылатый дефлектор.Втулка прикреплена к подшипнику специальными крепежными болтами, анаклонно-выпуклые лопасти приварены к втулке так, чтобы при его вращении поддействием силы удара струи воды образовалась максимальная центробежная сила.На рисунке 2.5.1а и б в разрезе и в плане приведена схема дождевальногоаппарата, который состоит из корпуса 1, поливных канавок 2, ободочной планки 3,пластины 4, наклонных держателей 5, штанги 6, крепёжного элемента 7,шарикоподшипника 8, втулки 9, крепежных болтов 10, наклонно-выпуклыхлопастей 11 и стояка оросительного трубопровода 12.Дождевальный аппарат ввинчивается в стояк оросительного трубопровода12.

Он работает следующим образом: вода из оросительной сети через стоякоросительного трубопровода 12 поступает в корпус 1 дождевального аппарата ипод определенным давлением, одновременно проходя наклонные поливныеканавки 2, соприкасаются с наклонно-выпуклыми поверхностями лопастей 11крылатого дефлектора и приводят последний во вращение вокруг вертикальнойоси стояка 6, и разбрызгивается по площади орошения в следующем порядке:после соприкосновения струи воды с наклонно-выпуклой поверхностью лопастей11 крылатого дефлектора, они разделяются на две части – отскакиваемые иобтекаемые.Отскакиваемая часть воды – дождевые капли, поливают участок земливокругдождевальногоаппарата,аобтекающаясячастьводы,получаямаксимальную центробежную силу от наклонно-выпуклой поверхности лопастей,благодаря их конструктивной особенности, отталкивается подальше от стоякадождевального аппарата и на пути, встречая сопротивление воздуха, распыляетсяна мелкие дождевые капли, поливая при этом участок земли подальше от стояка.Кроме того, при вращении крылатого дефлектора происходит чередование удараструй воды от одних лопастей к другим, что способствуют их более мелкомураздроблению и образованию искусственного дождя с наименьшими каплямиводы и равномерному распылению по площади орошения одним аппаратом. 79Дождевальный аппарат в течение подачи поливной нормы, как и впрототипе, работает постоянно.

Однако, из нее вода выходит как минимум по двумнаклонным поливным канавкам 2, и ударяясь наклонно-выпуклой поверхностьюлопастей 11 крылатого дефлектора, приводит последний во вращение вокругвертикальной оси штанги 6, что является первой отличительной особенностьюпредлагаемого изобретения. При вращении наклонно-выпуклые поверхностилопастей 11 крылатого дефлектора, развивают максимальную центробежную силу,придающую частицам воды максимальное ускорение для пролета как можнобольшего расстояния от места установки дождевального аппарата и увеличиваютрадиусполиваоднимдождевальнымаппаратом,чтоявляетсявторойотличительной особенностью предлагаемого изобретения.

Кроме того, привращении крылатого дефлектора происходит чередование удара струй воды отодних лопастей к другим, что способствуют их более мелкому раздроблению иобразованиюискусственногодождяснаименьшимикаплямиводыиравномерному распылению по площади орошения одним аппаратом, что являетсятретьей отличительной особенностью предлагаемого изобретения.Практическое применение дождевального аппарата позволяет улучшитькачество искусственного дождя, увеличить радиус полива одним дождевальнымаппаратом и, тем самым, увеличить расстояние между оросителями и снизитьматериалоемкость и стоимость оросительной системы.2.5.2.

Принцип образования капель дождя с применениемнового дождевального аппаратаВ дефлекторных дождевальных насадках компактная струя воды поддействием напора воды с определенной скоростью, вытекая из поливногоотверстия и ударяясь о дефлектор или обтекая его, образует тонкую водянуюпленку вокруг дефлектора, которая, встречаясь с сопротивлением воздуха,распадается на отдельные дождевые капли. В настоящее время существует очень 80многоконструкцийдождевальногоаппарата,например.Дождевальным аппаратом принято называть устройство для образованияискусственного дождя и распределения его по площади полива, включающееподвижные элементы. По этому определению разработанное нами (рисунок 2.5.1)дождевальное устройство можно назвать дождевальным аппаратом.

Однако, онработает по обоим принципам. То есть процесс превращения капель дождя в немпроисходит как по принципу дождевальной насадки, так и по принципудождевального аппарата.Превращение тонкой пленки воды, образуемое под напором воды вокругдефлекторной дождевальной насадки в капли искусственного дождя подробноизложено в монографии профессора Б.М. Лебедева. Оно основано наприменении законов статики. Дальнейшее совершенствование методики расчетаобразования дождевых капель от дождевых пленок и вследствие удара струи водыо поверхность дефлектора и распыление их по площади полива с применениемновых дождевальных насадок по МП № TJ 6 от 16.06 2004 г., выполнено И.И.Икромовым.

Данная методика основана на применении классическогозакона механики – теоремы об изменении количество движения и изменениикинетической энергии. Они учитывают динамическое воздействие силы струиводы, и с помощью их уравнений можно описать превращение последнего вдождевые капли.Разработанный нами дождевальный аппарат (рисунок 2.5.1) по конструкцииотличается от вышеизложенной дождевальной насадки с конически усеченнымдефлектором тем, что его дефлектор выполнен крылатым и вращающимся вокругвертикальной оси, благодаря которому в его вертикальной оси образуетсякрутящий момент. С точки зрения образования капель дождя и ее динамики,можно отметить, что крылатый дефлектор под действием силы удара струи,вытекающей наклонно из поливного отверстия, выполненного в его корпусе, при 81вращении придает частицам воды дополнительную инерцию.

Эта инерцияпоявляется в них благодаря конструктивной особенности лопастей дефлектора,которые развивают центробежные силы. Последние необходимы для того чтобыдождевые капли полетели как можно дальше от места установки аппарата, сцелью увеличения радиуса действия дождевального аппарата.Исходя из этих соображений, основываясь на обеих вышеописанныхметодиках, попытаемся дать расчёт нового дождевального аппарата, которыйприводится ниже в п. 2.5.3.2.5.3.

Расчет усовершенствованной конструкции дождевальногоаппарата непрерывного действияЦель расчета нового дождевального аппарата непрерывного действиязаключается в выявлении зависимости для определения силы действия струи оповерхность крылатого дефлектора, скоростидвижения струи, оптимальнойдлины струи, т.е. оптимальной точкой ее удара, при которой обеспечиваетсямаксимальный радиус действия, силы воздействия струи до и после удара, т.е.после распада её на отдельные капли, и среднего диаметра капель дождя.Для достижения цели составим расчетную схему (рисунок 2.5.2).Рисунок 2.5.2.

Характеристики

Список файлов диссертации