ENERGY PERFORMANCE OF DM «FRIGATE» RAINER
- Authors: Nadezhkina GP1, Slyusarenko VV1, Akpasov AP1
-
Affiliations:
- FSBEI HVE Saratov SAU
- Issue: No 3 (2015)
- Pages: 20-22
- Section: Articles
- URL: https://bulletin.ssaa.ru/1997-3225/article/view/22847
- ID: 22847
Cite item
Full Text
Abstract
Full Text
Орошение является важным фактором интенсификации сельскохозяйственного производства. Наиболее распространенным способом механизированного полива является дождевание. Важнейшим направлением в решении вышеизложенных проблем является научное обоснование и разработка новой техники полива с учетом мировых тенденций развития мелиорации. Задачи исследований, направленные на минимизацию или устранение недостатков, обеспечат значительную экономию водных ресурсов и будут способствовать повышению урожайности сельскохозяйственных культур. В связи с этим улучшение агротехнических показателей полива ДМ «Фрегат» является актуальной задачей. Цель исследования - повышение эффективности использования ДМ «Фрегат» за счет снижения энергетического воздействия дождя. Задача исследования - определить агротехнические показатели полива ДМ «Фрегат» с устройствами приповерхностного дождевания. Материалы и методы исследований. Теоретические исследования проводились в ФГБОУ ВПО Саратовский ГАУ, экспериментальные исследования выполнялись на полях ОПХ ВолжНИИГиМ Энгельского района Саратовской области. Экспериментальные методы включали полевые и лабораторные исследования по изучению изменения норм полива до стока и энергетических показателей воздействия дождя на почву и растения при замене серийных дождевальных аппаратов на короткоструйные насадки, установленные на устройствах приповерхностного полива; проводились в соответствии с ОСТ 10.11.1 2000. Результаты исследований. Совершенствование дождеобразующих устройств дождевальной машины и режимов орошения способно обеспечить значительное снижение потерь воды на сток и инфильтрацию, воздействие дождя на почву и растения, стабилизируя при этом экологическую обстановку. Приоритетной задачей технико-технического характера в области орошения является повышение эффективности дождевальных машин на основе использования более совершенных дождеобразующих устройств, способных создавать мелкодисперсный дождь с малой интенсивностью [1]. Наиболее распространенными в Саратовской области являются дождевальные машины (ДМ) типа «Фрегат», оборудованные дождевальными аппаратами. Норма полива до стока Мдс серийных аппаратов «Фрегат» №1 и 2 имеет высокие значения и не является лимитирующей для ДМ «Фрегат». Исследованиями установлено, что серийные дождевальные аппараты №3 и 4 в результате увеличения степени распыла струй (уменьшения мгновенной интенсивности дождя и среднего диаметра капель) обеспечивают повышение нормы полива до стока на 20-49%. Крупность капель дождя среднеструйных аппаратов изменяется вдоль трубопровода машины в пределах 0,8-1,8 мм, в то время как у дефлекторных насадок - 0,67-0,87 мм, то есть примерно в 2 раза меньше. Высота подъема дождевого облака у серийных аппаратов «Фрегат» составляет 5-8 м. Скорость падения капель дождя, образованного дождевальными аппаратами машины «Фрегат», изменяется в пределах 6-12 м/с, а от дефлекторных насадок - в пределах 3-6 м/с. Действительная мощность дождя дождевальных аппаратов, имеющего значительный средний диаметр капель, большую скорость падения, изменяется в пределах 0,186-0,573 Вт/м2, тогда как у дефлекторных насадок - 0,011-0,070 Вт/м2. Несмотря на столь явные преимущества дождевальных насадок средняя мощность дождя у них больше, и изменяется вдоль трубопровода машины «Фрегат» в пределах 0,05-0,145 Вт/м2, тогда как у дождевальных аппаратов этот параметр составляет 0,011-0,095 Вт/м2. Норма полива до стока для ДМ «Фрегат», оборудованных насадками, несколько ниже, нежели с дождевальными аппаратами (рис. 1) [2]. Рис. 1. Норма полива до стока при поливе темно-каштановых почв Саратовской области ДМ «Фрегат», оборудованными серийными дождевальными аппаратами (СДА) и дефлекторными насадками (ДН) Тенденция для обоих типов дождеобразующих устройств на снижение нормы с увеличением расхода сохраняется, при этом тренд на снижение у аппаратов более выражен и сооотвественно составляет для насадок с 35 до 22 мм, аппаратов - с 50 до 25 мм при изменении расхода с 17,75 до 3,75 л/с. Несмотря на некоторое преимущество дождевальных аппаратов, оценивать эффективность использования необходимо с учетом воздействия их на почву и растения, т.е. необходимо учитывать энергетическую характеристику воздействия [3]. Очевидно, что во второй половине трубопровода ДМ «Фрегат» дефлекторные насадки в результате увеличения степени распыла струй (уменьшения мгновенной интенсивности дождя и среднего диаметра капель) обеспечивают комплексную энергетическую характеристику дождя и норму полива до стока на уровне серийных аппаратов, несмотря на увеличение средней интенсивности дождя. Использование технического приема снижения высоты водовыпусков с помощью устройств приповерхностного дождевания (УПД), обеспечивающего снижение высоты дождевого облака до 1,5 м от поверхности поля, позволяет в значительной степени снизить энергетическое воздействие дождя на почву и растения (рис. 2). Рис. 2. Изменение комплексной энергетической характеристики (КЭХ) дождя вдоль трубопровода ДМ «Фрегат» с различными типами дождевателей Лучшие результаты имеет ДМ «Фрегат» с УПД, формирующий дождь с хорошими агротехническими параметрами (dк = 1,2 мм, ρср = 0,5 мм/мин, ρмг = 1,5 мм/мин). Это обеспечивает снижение комплексной энергетической характеристики дождя и повышает норму полива до стока с 230-280 до 350-390 м3/га. Наличие резерва в снижении мощности дождя и повышении нормы полива до стока у ДМ «Фрегат» очевидно. Перевод существующего парка машин на комплектацию дождевальными насадками с установкой их на устройства приповерхностного полива позволит повысить их эффективность и сохранить сотни тысяч м3 воды. Заключение. Исследования серийных ДМ «Фрегат» и оборудованных короткоструйными насадками, установленными на устройствах приповерхностного дождевания, свидетельствуют о явном преимуществе последних и позволяют на 60-65% снизить энергетическое воздействие дождя на почву и растения.About the authors
G P Nadezhkina
FSBEI HVE Saratov SAU
Email: nadejkinagp@yandex.ru
cand. of techn. sciences, senior teacher of the department «Technosphere safety and transport-technological machines» 410004, Saratov, E. I. Pugachev, 1 str
V V Slyusarenko
FSBEI HVE Saratov SAU
Email: kiguri1@rambler.ru
dr. of tеchn. sciences, prof. of the department «Technosphere safety and transport-technological machines» 410004, Saratov, Moskovskaya, 25 str
A P Akpasov
FSBEI HVE Saratov SAU
Email: 1a9@mail.ru
post-graduate student of the department «Technosphere safety and transport-technological machines» 413415, Saratov region, v. Voskresenka, 1
References
- Пат. 74033 Российская Федерация, МПК А01G 25/09. Дождевальная машина / Слюсаренко В. В., Рыжко Н. Ф., Гуркин Е. И. [и др.]. - № 2008105594/22 ; заявл. 13.02.08 ; опубл. 20.06.08, Бюл. № 30. - 5 с.
- Надежкина, Г. П. Совершенствование устройств приповерхностного полива дождевальной машины «Фрегат» : дис. … канд. техн. наук / Надежкина Галина Петровна. - Саратов, 2014. - С. 98-104.
- Рыжко, Н. Ф. Резервы экономии электроэнергии на насосной станции при работе с низконапорными ДМ «Фрегат»/ Н. Ф. Рыжко, В. В. Слюсаренко, Г. П. Надежкина // Научное обозрение. - 2013. - №10. - С. 20-28.
- Надежкина, Г. П. Снижение потерь воды при поливе дождеванием / Н. Ф. Рыжко, В. В. Слюсаренко // Научная жизнь. - 2013. - №6. - С. 57-61.
- Надежкина, Г. П. Пути совершенствования дождевателей ДМ «Фрегат» / Г. П. Надежкина, Н. Ф. Рыжко, В. В. Слюсаренко // Научное обозрение. - 2011. - №6. - С. 31-34.
- Слюсаренко, В. В. Повышение ветроустойчивости струй дождевателей ДМ «Фрегат» / Н. Ф. Рыжко, В. В. Слюсаренко, Г. П. Надежкина // Научное обозрение. - 2012. - №2. - С. 256-262.
- Рыжко, Н. Ф. Совершенствование технических средств и технологии орошения в Поволжье : монография. - Саратов : Саратовский источник, 2007. - 110 с.