Содержание к диссертации
Введение 5
Состояние вопроса и задачи исследования 10
Характеристика орошаемых площадей по рельефу 10
Краткий обзор технических средств полива для участков 15
со сложным рельефом
Технологические особенности полива участков со сложным 28
рельефом дождевальной машиной «Фрегат» и направления ее совершенствования
Краткий анализ конструкции регулирующих устройств 33
расходно-напорных характеристик оросительных систем
Выводы и задачи исследования 48
Теоретические исследования дождевальной машины «Фрегат» 49 с усовершенствованным водопроводящим поясом при поливе площадей со сложным рельефом
Обоснование технологического режима полива дождевальной 49
машиной «Фрегат» площадей со сложным рельефом
Обоснование схем расстановки регулирующих устройств 60
дождевальных аппаратов машины «Фрегат»
Разработка конструкции и оптимизация параметров 66
регулирующего устройства дождевальных аппаратов машины «Фрегат»
Агро-эксплуатационная оценка дождевальной машины «Фрегат» 75 на площадях со сложным рельефом
Выводы по разделу 80
Программа и методика исследований 81
Оценка показателей работы регулятора давления дождевальных .82
аппаратов ДМ «Фрегат»
Выбор участков для проведения лабораторно-полевых 86 исследований ДМ «Фрегат» на сложном рельефе
Оценка качественных показателей работы ДМ «Фрегат» 87
на сложном рельефе
Математическая обработка результатов экспериментальных 99
исследований
Методика планирования результатов эксперимента 103
Подготовка приборов для проведения исследований 105
Результаты исследований дождевальной машины «Фрегат» 107
с усовершенствованным водопроводящим поясом при
поливе площадей со сложным рельефом
Исследование регулятора давления дождевальных аппаратов 107
дождевальной машины «Фрегат»
Оценка качества полива усовершенствованной дождевальной 114
машины «Фрегат» на сложном рельефе
Исследование колееобразования усовершенствованной 123
дождевальной машины «Фрегат» на сложном рельефе
Исследования технологии усовершенствованной 130
дождевальной машины «Фрегат» на сложном рельефе в
хозяйственных условиях
Выводы по разделу 133
Внедрение и экономическая эффективность ДМ «Фрегат» 135
с усовершенствованным водопроводящим поясом при поливе
площадей со сложным рельефом
Общие выводы и рекомендации производству 140
Список использованной литературы 143
Приложения 1
Введение к работе
В СНГ на склонах расположено 10 млн. га пахотных земель, 67 млн. га горных лугов и пастбищ и более 10 млн. га земель подлежащих освоению. Несмотря на это, удельный вес валовой продукции горной зоны не превышает 10-16% от всей сельскохозяйственной продукции, что в основном обусловлено низкой производительностью труда и низким уровнем механизации, не превышающем в среднем 15%.
При этом традиционные режимы орошения этих земель, включающие поливные нормы величиной 400 - 600 м3 /га, не могут быть применены, так как большая часть ливневых осадков стекает по склону, вызывая эрозию почв и снос значительной части внесенных удобрений и пестицидов. Это сводит на нет эффективность орошения, так как на сильно смытых почвах доход с I га пашни снижается в 4-5 раз, а возможный смыв почв колеблется в различных районах от 0,4 до 387 т/га в год.
Для орошения участков с не выровненным рельефом (i 0,05) применяются уклоновые модификации дождевальных машин и установок, работающие от закрытых водозаборов.
Однако несовершенство конструкций ранее выпускавшихся дождевальных машин, а также большая длительность сроков их использования (более 8-10 лет), снижает эксплуатационную надежность средств дождевания, ухудшает качество полива и структуру почвы, не дает ожидаемого урожая сельскохозяйственных культур.
Помимо этого, недостатком указанных технических средств дождевания являются сравнительно большие, особенно для переносных установок, затраты ручного труда. То есть, для орошения в зонах с ограниченными трудовыми ресурсами целесообразно применение более производительных и автоматизированных дождевальных машин, к которым в первую очередь относится машина кругового действия «Фрегат» модификации ДМУ-А.
Однако ДМ «Фрегат», в сравнении с другой сельскохозяйственной техникой, имеют более сложные условия работы в связи со значительной изменчивостью рельефа и физико-механических свойств почвы, исходя из больших длин дождевателей и орошаемых ими площадей. Это обуславливает образование повышенных стоков под машиной, особенно в ее концевой части, ухудшение тягово-сцепных свойств ее движителей и, в конечном счете, увеличение водных и энергетических затрат при производстве полива.
Поэтому важнейшим в совершенствовании многоопорных дождевальных машин «Фрегат» является, в первую очередь, изучение почвенно-рельефных условий орошаемых земель и их влияние на технологические и технические способы повышения качества распределения дождя по орошаемой поверхности. Также важно, как изменяется величина поверхностного стока в зависимости от изменения уклона орошаемой поверхности, так как ее значение оказывает непосредственное влияние на водную эрозию почвы и на параметры колеи самоходных тележек ДМ и, как следствие, на опорную их проходимость.
Наибольшую эффективность для повышения качества равномерности распределения дождя ДМ «Фрегат» имеют такие технические средства регулировки напора перед ее дождевальными аппаратами, как краны-регуляторы и дюзы (дроссельные шайбы). Однако существующие решения не обеспечивают требуемого качества полива ДМ на сложном рельефе. Поэтому исследования, направленные на совершенствование технологии механико-технологических решений по регулированию расходно-напорных характеристик дождеобразующих устройств ДМ «Фрегат» при поливе склоновых участков и имеют весьма актуальное значение.
Настоящая работа посвящена решению ряда вопросов по указанной проблеме. Целью настоящей работы является повышение эффективности и
надежности работы ДМ «Фрегат» на площадях со сложным рельефом
посредством разработки механико-технологических решений по
автоматизированному регулированию расходно-напорных характеристик
дождевальных аппаратов ее водопроводящего пояса.
Обработка экспериментальных данных осуществлялась современными
программными средствами на персональной ЭВМ.
Объектами исследования являются процесс работы регулирующих
устройств расходно-напорных характеристик дождевальных аппаратов
«Фрегата», а также при оснащении ими, технология полива самой
дождевальной машиной в условиях сложного рельефа.
Исследования проводились с использованием стандартных и частных методик с применением методов планирования эксперимента, экспериментальных исследований, вероятностно-статистической оценки результатов работы.
Научную новизну работы составляют:
- обоснованные показатели технологического процесса полива ДМ «Фрегат» в условиях сложного рельефа;
- конструктивно-технологическая схема регулятора давления дождевальных аппаратов ДМ «Фрегат»;
- теоретическое обоснование параметров регулятора и схем его расстановки на ДМ «Фрегат»;
- результаты исследований регулятора и при оснащении им ДМ «Фрегат» в лабораторных, лабораторно-полевых и производственных условиях.
Научная новизна технических решений, приведенных в работе, подтверждена патентом Российской Федерации на изобретение № 2279121 (приложение А) «Регулятор расходно-напорных характеристик» и патентами Российской Федерации на полезную модель № 43728 «Многоопорная дождевальная машина кругового действия» (приложение Б), №55161 «Регулятор расходно-напорных характеристик» (приложение В). Практическая ценность работы заключается в том, что применение
регулирующих устройств дождевальных аппаратов на ДМ «Фрегат»
позволяет обеспечивать при поливе в условиях сложного рельефа значения
показателей качества полива по равномерности распределения дождя, его
интенсивности и диаметру капель, достоковым поливным нормам в
соответствии с агротехническими требованиями, при снижении
энергетических и материальных затрат, а также повышении
производительности труда.
Откорректированная по расходно-напорным показателям технология полива ДМ «Фрегат» в условиях сложного рельефа и регулирующие устройства ее дождевальных аппаратов внедрены в хозяйствах ГУП ПНО «Пойма» Луховицкого, СЗАО «Макеево» Зарайского, СЗАО «Ленинское», ЭПХ ВНИИ «Радуга», ВГУП ОПК «Непецино» Коломенского районов Московской области.
Основные результаты исследований доложены, рассмотрены и одобрены на научных конференциях ФГОУ ВПО «Рязанская ГСХА им. проф. П.А.Костычева» 2004...2006гг., ФГОУ ВПО «Брянская ГСХА», ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА», ФГОУ ВПО «Ижевская ГСХА» в 2005г., ГОУ ВПО МО «Коломенский ГПИ» в 2005...2006гг., ФГНУ ВНПО «Радуга» в 2006г. (приложение Г) и на Всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи (НТТМ - 2006) ВВЦ, где за проект «Разработка и внедрение экологически безопасных технологий орошения на сложном рельефе» награжден свидетельством и дипломом НТТМ ВВЦ (приложение
ДЕ).
По результатам исследований опубликовано 12 работ, из которых две статьи в журнале «Сельский механизатор», патент РФ на изобретение и два патента РФ на полезную модель.
Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, выводов, приложений и списка использованной литературы, который включает 102 наименования. Работа изложена на 186 страницах, из которых основной текст содержит 153 страницы машинописного текста, в том числе 78 рисунков и 33
таблицы, включая приложения.
Автор выражает искреннюю признательность за оказанную поддержку и помощь в процессе работы над диссертацией дирекции ФГУП «КБМ» и ФГНУ ВНИИ «Радуга», профессорам КГПИ Аникину А.Я., Кириленко Н.Я. и выражает особую благодарность Немому Сергею Борисовичу за
консультации и содействие в математической обработке и компьютерном оформлении результатов исследований.
Похожие диссертации на Технология и устройство для повышения качества полива дождевальной машиной "Фрегат" в условиях сложного рельефа
