Диссертация (1151733), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Расчетная схема дождевального аппарата.Используя уравнения статики определяем: 82Из этих уравнений:Обозначая(где,(2.5.1),(2.5.2)– плечо силы давления N) получим:,(2.5.3)где: F – сила действия струи воды о поверхность крылатого дефлектора, Н;G – сила тяжести, Н; Fт – сила трения, Н; N – нормальное давление, Н; М –момент силы, Н*м; l – расстояние от поливного отверстия в корпусе до точкисоприкосновения струи воды о поверхность крылья дефлектора, м;–расстояние от точки удара струи воды о поверхность крылья дефлектора довертикальной оси, м (плечо силы F);горизонтальной оси;– угол между струей воды и– угол между плечом силы нормального давления игоризонтальной оси.Учет динамического воздействия силы струи воды, распада ее на дождевыекапли и дальность их полёта подробно изложены в работе, которыеполностью соответствуют рассматриваемому случаю.
Поэтому приводим здесьтолько окончательные формулы для определения: силы действия струи воды оповерхность крылатого дефлектора; средний диаметр струи воды после выхода изполивногоотверстиядоеесоприкосновенияоповерхностькрылатогодефлектора; оптимальное расстояние крылатого дефлектора от поливногоотверстия в корпусе дождевального аппарата, при котором обеспечиваетсямаксимальный радиус полета струи; диаметр частиц дождя и радиус действиядождевального аппарата.В частности, на основе уравнения конечной скорости струи в зависимостиот углов α и β , полученного путем использования теоремы классическоймеханики и их преобразования, можно получить силу действия струи воды о 83поверхность крылатого дефлектора, т.е.
силу F также можно выразить черезскорость следующим образом:F =m υ − m υ 0 + f mg сos α t( сos β + f sin β ) tилиF =КогдаF=P,(2.5.4)m [(υ − υ 0 ) + f g cos α t ],(cos β + f sin β ) tπd 2(2.5.5)(2.5.6)4где: m и f– соответственно масса и силы действия элементарной струи воды;υ 0 и υ – начальная и конечная скорости движения струи воды; Р – давлениеэлементарной струи воды о поверхность дефлектора, Н/м2;d – диаметрвыходного отверстия микродождевателя, м; t – время полета струи воды, с, F–площадь сечения струи, м2.Приравнивая правые части (2.5.4) и (2.5.6), получим:Pπ d24=m[(υ − υ 0 ) + fg сos α t ],(сos β + f sin β )t(2.5.7)где g - ускорение свободного падения, м/с2.Из этого уравнения можно определить средний диаметр струи воды послевыхода из отверстий (точка 0) до соприкосновения ее поверхности дефлектора вточке А, т.е.
до удара, т.е.d =m [(υ − υ 0 ) + fg сos α t ] ,Pπ(сos β − f sin β ) t4(2.5.8)Применяя теорему об изменении кинетической энергии, определяем длинупройденного пути ОА.m υ 2 m υ 02−= ∑ Ak22Сумма работ Ак равняется:(2.5.9)∑Ak= AF + AG + AFтргде: AF, АG, и АFтр– работы соответственно силы F, силы тяжести G и силытрения Fтр , Н*м. 84После преобразования можно получить уравнение для определенияоптимальной длины пути струи воды, т.е. оптимальное расстояние крылатогодефлектора от поливного отверстия в корпусе дождевального аппарата, прикотором обеспечивается максимальный радиус полета струи.l=m(υ 2 −υ02 ),2(F cos β − mg sinα − fF sin β + fmg cosα )(2.5.10)Таким образом, средний диаметр частиц дождя dcр и радиус действиядождевального аппарата R, м можно определить по следующим зависимостям.dср =2F,Pмм(2.5.11)⎛ H π d2⎞2 ⎜⎜ 2⋅l − 2 g Sin α l ⎟⎟Cos 2α ⋅ tg α4nm⎠,R= ⎝g(2.5.12)где n- количество поливных отверстий.Выводы по главе1.
На основе проведенных теоретических исследований, изложенных в главе1, был сделан вывод, что для широкого применения водосберегающих ипочвозащитныхтехнологийорошениясельскохозяйственныхкультурвпроизводственных условиях, в том числе и микродождевания, необходиморазработать новые технические средства, имеющие достаточно хорошее качествоискусственного дождя.2. Для выполнения этой цели нами разработаны: новая оросительнаясистема (МП № TJ 408, 2011г.) и низконапорная система импульсногомикродождевания для условий закрытого грунта – теплиц и (или) лимонариев(МП № TJ 464, 2011г.) и к последней – новая усовершенствованная конструкцияимпульсного микродождевателя (Положительное решение по заявке № 1300818от 03.12.2013г. о выдаче патента РТ на изобретение).
Она также успешно можетбыть применена также и для полива виноградников. Также разработан новый 85дождевальный аппарат (Положительное решение по заявке №1400852 от14.04.2014г.овыдачепатентаРТнаизобретение)дляполивасельскохозяйственных культур, как для условий открытого, так и закрытогогрунтов. Он успешно может быть применен и для полива парков и цветников.3. Низконапорная оросительная система теплиц и (или) лимонарий,состоящая из светопрозрачного корпуса, водонакопительного узла, системыотопления и подачи горячей воды в оросительную сеть и узлов подкормки иводораспределения,способствуетрациональномуиспользованиюводныхресурсов путем накопления и использования осенне-зимне-весенних осадков дляполива сельскохозяйственных культур, особенно в условиях с острым дефицитомводных ресурсов.
Кроме того, в зимнее время в поливные трубопроводы системыосуществляется подача относительно теплой воды, что положительно влияет нарост, развитие и плодоношение растений.4. Низконапорная система импульсного микродождевания теплиц и (или)лимонариевспособствуетповышениюравномерностиводораспределенияимпульсными микродождевателями путем уменьшения разности в наполнениивнутреннего поперечного сечения начального и концевого участков поливноготрубопровода водой путем сброса определенного количества воды (до 5-10%расхода трубопровода) и накоплением ее в водонакопительный узел дляповторной подачи ее на полив. Таким образом, обеспечивается рациональное иэкономное использование оросительной воды путем полного исключения потерьоросительной воды.5.Усовершенствованнаямикродождевателя,работаяконструкциянизконапорногоимпульсногопериодически,включающимсравнительнопродолжительное время наполнения водой и сравнительно короткое время еевыплеска,способствуетповышениюравномерностиводораспределенияснижению интенсивности и крупности капель искусственного дождя. и866.
Усовершенствованная конструкция дождевального аппарата благодарясвоей конструктивной особенности позволяет улучшить качество искусственногодождя, увеличить радиус полива одним дождевальным аппаратом и, тем самым,увеличить расстояние между оросителями и снизить материалоемкость истоимость системы. Приведентакже принцип образования искусственногодождя, создаваемого новым дождевальным аппаратом, и даны расчеты поопределению его основных параметров.7.Разработанныеконструкцииосновныхэлементовисистеммикроорошения способствуют экономии воды и энергоресурсов. Они просты,дешевы и надежны в эксплуатации и не требуют специально обученных кадровэксплуатационников,позволяют широкому распространению микроорошения,особенно на малых фермерско-дехканских хозяйствах. 87Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕММИКРООРОШЕНИЯ И ДОЖДЕВАТЕЛЕЙ3.1.
Объект, условия и методика проведения исследований3.1.1. Место и условия проведения лабораторных и опытноэкспериментальных исследованийЛабораторные исследования проводились в лаборатории кафедры«Мелиорация, рекультивация и охрана земель» гидромелиоративного факультетаТаджикского аграрного университета им. Ш.
Шотемур. Для проведениялабораторныхисследованийконструировалисьлабораторныеустановки,приведенные на рисунках 3.1.1 а, б и в.Цель лабораторных исследований заключалась в установлении основныхпараметровигидравлическиххарактеристикпредложенныхконструкцийтехнических средств системы микроорошения, в том числе и микродождевания иопределение их работоспособности.Таким образом, в процессе проведения лабораторных и полевыхисследований при применении микродождевателя непрерывного действия(лабораторная установка на рисунке 3.1.1а) изучались следующие основныехарактеристики: зависимость радиуса полива R от соотношения Н/dотв (где Н –напор над водопроходными отверстиями микродождевателя непрерывногодействия; dотв.–диаметр поливных отверстий микродождевателя), при разнойвысоте установки h микродождевателя от поверхности земли, т.е. R= f (Н/dотв);средний диаметр капель дождя от соотношения Н/dотв, т.е.
dср=f Н/dотв);коэффициент равномерности распределения дождя по орошаемой площади взависимости от средней ее интенсивности, т.е. Кр= f ( ρ ср). 88На установке (рисунок 3.1.1.б) изучались следующие характеристикимикродождевателя импульсного действия: зависимость диаметра поливногоучастка приполиве одним микродождевателем от диаметра и количестваполивных отверстий; зависимость диаметра полива от напора воды надфиксированными водопроходными отверстиями наконечника микродождевателя;зависимость диаметра поливного участка микродождевателя от количествафиксированных поливных отверстий, их диаметра и напора воды надфиксированными водопроходными отверстиями ее наконечника; коэффициентравномерности распределения дождя по орошаемой площади.Рисунок 3.1.1. Схема лабораторных установок:а) для исследования низконапорного микродождевателя непрерывногодействия: 1 и 6 – вентили для регулирования соответственно расхода и напора воды; 2 –поливной трубопровод; 3 – стояки; 4 – микродождеватель; 5 – манометр.б) для исследования низконапорного импульсного микродождевателя:1 – эстакада; 2 – ёмкость для регулирования постоянного уровня воды;3 – шаровойкран для регулирования расхода воды; 4 – стояки; 5 – проволока; 6 – поливной трубопровод; 7–микродождеватель импульсного действия; 8 –поддерживающие кольца. 89Кроме того, на этих лабораторных установках изучалась работоспособностьмикродождевателейприиспользованиидляполивамутнойводойиустанавливалась степень мутности воды, при которой данные конструкциисмогли бы безотказно работать в течение проведения полива.3.1.2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
