Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса и задачи исследования 8
1.1. Анализ использования дождевальной техники в Саратовской области 8
1.2. Анализ качественных показателей работы дождевальной машины «Фрегат» 10
1.3. Классификация дождевателей, применяемых на дождевальной машине «Фрегат» 15
1.4. Анализ исследований основных параметров полива
дефлекторных насадок 25
1.4.1. Расход воды дефлекторных насадок 25
1.4.2. Радиус захвата дождем дефлекторных насадок 25
1.4.3. Крупность капель дождя дефлекторных насадок 26
1.4.4. Эпюры распределения интенсивности дождя вдоль радиуса полива 27
1.4.5. Норма полива до стока 29
1.4.6. Потери воды на испарение и снос при поливе дождевальными насадками, аппаратами и машинами 31
1.5. Выводы 37
2. Теоретическое обоснование повышения качества полива машиной «фрегат» 38
2.1. Обоснование конструкции дсфлекторной насадки для дождевальной машины «Фрегат» 38
2.2. Расход воды дефлекторной насадки 41
2.3. Обоснование снижения крупности капель дождя дефлекторной насадки . 43
2.4. Анализ траектории полета капель дождя при поливе дефлекторной насадкой 47
2.5. Анализ расчета эпюр распределения интенсивности дождя вдоль радиуса полива дефлекторной насадки и после прохода дождевальной машины 55
2.6. Обоснование величины нормы полива до стока при поливе дождевальными машинами 62
2.7. Методика подбора дефлекторных насадок, устанавливаемых по учащенной схеме на трубопроводе ДМ «Фрегат» 71
2.8. Выводы 74
3. Программа и методика экспериментальных исследований 76
3.1. Программа исследований 76
3.2. Лабораторные исследования 76
3.3. Лабораторно-полевые исследования 84
3.4. Обработка результатов экспериментальных исследований и определение статистических характеристик 96
4. Результаты экспериментальных исследований дм «фрегат» насадками и их анализ 99
4.1. Расход воды ДМ «Фрегат» с дефлекторными насадками 99
4.2. Интенсивность и крунность капель дождя вдоль трубопровода ДМ «Фрегат» с дефлекторными насадками и дождевальными аппаратами 105
4.3. Мощность дождя и норма полива до стока 121
4.4. Норма полива и потери воды на испарение и снос ветром 126
4.5. Равномерность полива ДМ «Фрегат» с дефлекторными насадками и серийными аппаратами 135
4.6. Засоряемость мусором и водорослями дефлскторпых насадок и дождевальных аппаратов 157
4.7. Надежность работы дефлскторпых насадок и дождевальных аппаратов 160
4.8. Выводы 161
5. Экономическая эффективность результатов исследований 163
5.1. Влажность почвы и урожайность сельскохозяйственных
культур при поливе дефлекторными насадками и серийными аппаратами 163
5.2. Экономическое обоснование применения дефлскторпых насадок на ДМ «Фрегат» 166
5.3. Выводы 168
Литература
- Анализ качественных показателей работы дождевальной машины «Фрегат»
- Обоснование снижения крупности капель дождя дефлекторной насадки
- Лабораторно-полевые исследования
- Интенсивность и крунность капель дождя вдоль трубопровода ДМ «Фрегат» с дефлекторными насадками и дождевальными аппаратами
Введение к работе
В Саратовской области получение гарантированно высоких и стабильных урожаев не возможно без применения мелиорации. Одним из наиболее эффективных способов механизированного полива является полив дождеванием. В настоящее время в регионе 75% парка эксплуатируемой техники полива составляют дождевальные машины «Фрегат» [28]. Опыт эксплуатации показывает, что в сравнении с другими типами машин они имеют ряд преимуществ. Дождевальная машина «Фрегат» позволяет полностью механизировать и автоматизировать процесс полива, сократить затраты на эксплуатацию и повысить производительность труда за счет обслуживания одним оператором 2-4 машин, проводить полив в большом диапазоне норм (190-1200 м /га) [33, 63].
Однако при работе дождевальной машины «Фрегат» в условиях интенсивного ветрового режима (для Саратовского Заволжья скорость ветра в среднем составляет 3-5 м/с), коэффициент эффективного полива снижается до 0,53-0,45. Это связано с большой высотой подъема дождевого облака над поверхностью почвы (5-8 м), изношенностью дождевальных аппаратов и в связи с этим низкой надежностью их работы, сложностью их настройки на требуемый расход воды, а также тем, что работа дождевальных аппаратов №№ 1 и 2 малоэффективна. Высокая частота вращения дождевальных аппаратов снижает их надежность, а малорасходные струи обладают слабой устойчивостью к ветру [121]. Дождевальные машины «Фрегат» имеют значительные потери воды на испарение и снос ветром, которые в среднем составляют 10-15%, а в дневные часы могут достигать 30% и более. Серийные аппараты в середине и конце трубопровода формируют дождь большой крупности капель (до 3,5 мм), при средней интенсивности дождя 0,6-0,8 мм/мин и мгновенной до 3,0 мм/мин, который оказывает негативное воздействие на почву и сельскохозяйственные растения. Норма полива до
стока для почв среднего и тяжелого механического состава Саратовского Заволжья составляет 230-300 м3/га, что затрудняет проводить поливы оптимальными нормами без стока [104, 118]. Величина стока в середине и конце вегетационного периода достигает 20-30%, а глубина промачивания составляет всего 20-30 см. [65]. На орошаемых участках наблюдается переток воды с одного участка на другой и эрозионные процессы.
Цель исследований - повышение эффективности полива дождевальной машиной «Фрегат» за счет совершенствования технологической схемы расстановки дефлекторных насадок.
В задачи исследований входит:
1. Исследовать состояние дождевальной техники и оценить возможность
использования дефлекторных насадок с усовершенствованной схемой
расстановки на дождевальной машине «Фрегат».
2. Теоретически обосновать применение дефлекторных насадок па
дождевальной машине «Фрегат», уточнить методику их подбора и
расстановки.
3. Исследовать в производственных условиях качественные показатели
полива дождевальной машины «Фрегат» с установленными на них
дефлекториыми насадками.
4. Экономически оценить применение дефлекторных насадок на
дождевальной машине «Фрегат».
Научная новизна. В результате проведенных исследований с целью повышения эффективности полива дождевальной машины «Фрегат» усовершенствована схема расстановки дефлекторных насадок. Разработаны необходимые положения для определения радиуса захвата дождем, действительной интенсивности и крупности капель дождя, диаметра отверстия регулировочной дюзы, а также обоснована методика подбора и расстановки на дождевальной машине «Фрегат» дефлекторных насадок.
Практическая ценность и реализация результатов исследования. Полученные результаты исследований могут быть использованы на стадии разработки и эксплуатации дождевальных машин «Фрегат», оборудованных дефлекторными насадками.
Для различных модификаций дождевальных машин «Фрегат» разработаны карты настройки дефлекторных насадок при их установке но учащенной схеме. Внедрение дефлекторных насадок, установленных на трубопроводе через 5...6м, повышает показатели полива и равномерность распределения дождя по полю, снижает энергетические воздействия капель па почву, при этом дефлекторные насадки имеют низкую вероятность засорения. Высокая надежность в работе и низкая их стоимость обеспечивает высокую эффективность их использования на дождевальной машине «Фрегат».
Дождевальные машины «Фрегат» с дефлекторными насадками, устанавливаемыми по учащенной схеме за 2004-2006 гг. внедрены на 15 машинах, в том числе: в ОПХ ФГНУ «ВолжЫИИГиМ» Энгельсского района - на 9-х машинах, ОПХ «Крутое» Балаковского района - на 4-х машинах, совхоз «Алексеевский» Республики Башкортостан - на 2-х машинах. Ежегодный экономический эффект разработки составляет 30,1 тыс. рублей на машину.
Апробация работы. Результаты исследований доложены и обсуждены на научных конференциях в Саратовском Государственном аграрном университете (2004-2007 г.), на заседаниях секции «Гидротехника и мелиорация» ФГНУ ВолжІІИИГиМ (2006 г.), а также опубликованы в 7 работах, в том числе 1 работа в журнале, входящем в перечень ВАК, получено положительное решение на патент.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения и пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы, содержащего 173 наименований, в том числе 17 иностранных и 13 приложений. Работа изложена на 188 страницах машинописного текста, содержит 45 таблиц и 65 рисунков.
Анализ качественных показателей работы дождевальной машины «Фрегат»
В настоящее время имеется значительное количество экспериментальных данных по качеству полива ДМ «Фрегат» полученные И.П. Кружилиным [64], П.И. Кузнецовым [65], Ю.А. Москвичевым [79], ГІ.М. Кошкиным, Г.В. Ольгареико [92], Н.Ф. Рыжко [115] и др. По результатам исследований [10, 22, 30, 48, 49, 64, 79, 150] коэффициент эффективного полива (основной показатель равномерности полива машины) изменяется от 0,25 до 0,87.
По данным ВНИИМиТП [79] коэффициент эффективного полива находится в пределах от 0,59 до 0,87, а коэффициент вариации слоя дождя -от 21,0 до 33,2%. Значение коэффициента эффективного полива (Коф) уменьшается с увеличением скорости ветра и понижением напора на входе. Равномерность распределения слоя дождя зависит от направления ветра. Особенно заметно понижение Кэф при встречном и попутном ветре.
Исследованиями, проведенными в АзНИИГиМе С.Х. Гуссйиом-Заде [30], установлено, что Кэф для машин «Фрегат» в зависимости от скорости ветра изменяется от 0,77 до 0,87. Исследованиями И.П. Кружилина и П.И. Кузнецова [64], проведенными в Волгоградской области, установлено, что с увеличением скорости ветра от 1 до 4 м/с Коф уменьшается с 0,81 до 0,62.
По данным Л.М. Булиенко [10] Кэф машин «Фрегат» после нескольких лет эксплуатации в рядовых условиях на юге Украины, изменяется от 0,25 до 0,46. При испытаниях машин «Фрегат» в совхозе «Дружба» Гряжского района Липецкой области Ю.С. Пунинский и К.В. Губер [107] установили, что равномерность ее полива неудовлетворительная: коэффициент равномерности полива изменялся от 0,41 до 0,44. Причем, существенное влияние на равномерность распределения дождя по длине трубопровода оказывал ветер и неравномерность рельефа.
Исследования машин «Фрегат» в Саратовской области [150] показывают, что при эксплуатации без настройки аппаратов равномерность полива низкая, Коф в среднем составляет 0,371, а коэффициент недостаточного полива увеличивается до 0,418. Коэффициент равномерность распределения дождя у машин с отрегулированными аппаратами, при паспортном давлении на входе и скорости ветра до 1 м/с, находится в пределах 0,70-0,78. Однако, на пролетах машины от середины до последней тележки, где хорошее перекрытие струй, уменьшена их степень распыления и частота вращения, коэффициент равномерности полива достигает 0,90-0,96, что говорит о большом резерве повышения равномерности. С увеличением скорости ветра до 4,0 м/с Кэф уменьшается до 0,53.
Установлено, что на равномерность полива машины «Фрегат» оказывает влияние скорость и направление ветра, степень перекрытия струй аппаратов, величина распыления струй, частота вращения аппаратов, точность их настройки на требуемый расход воды, колебания давления воды в трубопроводе, неравномерность рельефа поля, равномерность полива аппаратов, характер распределения дождя вдоль радиуса действия струи и др.
Исследованиями Ю.Л. Москвичева [79], П.И. Кузнецова [65], Г.М. Гаджиева [17], Л.М. Абрамова [1] установлено, что средняя интенсивность дождя в начале машины изменяется от 0,05 до 0,10 мм/мин и может достигать при штиле 0,45 мм/мин в конце машины, а при ветре может увеличиваться до 0,6-0,8 мм/мин. Средняя мгновенная интенсивность дождя дождевальных аппаратов изменяется вдоль трубопровода ДМ «Фрегат» от 1,5 до 2,6 мм/мин [121,46].
По данным Ю.А. Москвичева [79] средний диаметр капель возрастает по мере удаления от неподвижной опоры с 0,2 до 2,8 мм. Основная часть поливной нормы (70%) образуется каплями 0,8-2,0 мм. У концевой части машины величина капель изменяется от 2 до 3 мм.
Исследованиями Ю.С. Пунипского, К.В. Губера [107] установлено, что средний диаметр капель машины «Фрегат» - 0,8-1,0 мм, а максимальный - 2,8 мм. При увеличении давления на входе в машину с 0,5 до 0,7 МПа, по данным Ю.В. Просветова [105], средний диаметр капель изменяется от 2,08 до 1,58 мм.
В результате производственных испытаний на Украине [153] установлено, что средний диаметр капель изменяется вдоль трубопровода машины от 0,5 до 1,9 мм, а по данным Г.М. Гаджиева - от 0,4 до 2,8 мм [19; 20]. Большая крупность капель и мгновенная интенсивность дождя оказывает значительное энергетическое воздействие на почву и сельскохозяйственные растения, что не позволяет подавать оптимальные поливные нормы без стока. Исследованиями Ю.Л. Москвичева [79] установлено, что при втором поливе кукурузы на черноземах Украины в середине машины «Фрегат» сток составляет 14-17 %, в конце трубопровода - 15-21 %. Норма полива до стока в середине трубопровода 64-55 мм, в конце трубопровода - 25 мм. При третьем поливе «излишек» в начале трубопровода составляет 2-5%, па расстоянии 200 м от гидранта - 20%, а в конце машины не успевает впитываться 30% воды.
Обоснование снижения крупности капель дождя дефлекторной насадки
Исследования распыла струй дождевальных аппаратов и дефлекторных насадок проводились в различных научно-исследовательских и учебных заведениях. Известны исследования, выполненные ВНИИГиМ, ВНИИ «Радуга», ВИСХОМ, ЮжІІИИГиМ, УкрИИИГиМ, Волгоградским СХИ и другими учреждениями иод руководством Б.М. Лебедева [70], Л.П. Исаева [45], В.И. Городничева [27], В.Ф. Носенко [137], И.Д. Федореико [138], СП. Ильина [44], Б.А. Васильева, Г.В. Ольгареико [89], Г.А. Васильев [13], Г.И. Чижикова [144], А.И. Штангея [151-153].
В машиностроительной отрасли исследования распыла струи выполняли В.Л. Бородин [9], Ю.И. Хавкин [155], Л.Г. Пажи [97], Ю.П. Детякин [32] и др.
Дсфлекторная насадка относится к ударно-струйному типу форсунок. Струя, выходящая из сопла, жестко ударяется о поверхность дефлектора и растекается но нему. Толщина пленки уменьшается но мере удаления от сопла и минимальной величины достигает по краю дефлектора. Сходящая с дефлектора тонкая пленка распадается на капли.
Исследования Пажи Г.Д. [97] показывают, что расчет форсунок со сплошным отражателем (рис. 2.2) аналогичен расчету простых струйных форсунок, только вместо диаметра сопла необходимо использовать толщину пленки, сходящей с отражателя (дефлектора). Детякии Ю.В. [32], обобщив экспериментальные данные различных исследователей, получил критериальное уравнение для расчета среднего медианного диаметра капель в распылах струйных форсунок:
Из уравнения следует, что средний диаметр капель дождя уменьшается с уменьшением диаметра струи (толщины пленки) и с увеличением скорости потока, что аналогично увеличению напора перед насадкой.
Крупность капель дождя, формируемого дефлекторными насадками, должна быть гораздо меньше, чем струйными аппаратами, так как толщина пленки па выходе дефлектора в несколько раз меньше диаметра сопла. Это подтверждается сравнительным анализом среднего диаметра капель при поливе дефлекторных насадок и дождевальных аппаратов. Так, дефлекториые насадки формируют дождь, со средним диаметром капель 0,91 мм (диаметр сопла - 14 мм, напор на выходе струи - 0,15 МПа, расход воды -2,4 л/с) [137].
Струйный дождевальный аппарат «Фрегат» с таким же расходом воды формирует дождь, с каплями, средний диаметр которых 1,217 мм (диаметры сопел 9,5-5,6 мм, напор на выходе струи - 0,448 МПа (в 3 раза больше, чем у насадок). Что больше, чем у дефлекторных насадок (табл. 2.2).
Аналогично наблюдение и по другим литературным данным (табл. 2.2). Незначительное отклонение можно объяснить погрешностью замеров отдельных авторов. В целом данные таблицы 2.2 подтверждают данные исследователей о том, что дефлекториые насадки формируют более мелкокапельный дождь.
Несколько сложнее это прослеживается на дождевальных машинах и установках, оборудованных и дефлекторными насадками и дождевальными аппаратами. Различные исследователи но этому вопросу дают большой разброс средних величин. Так, например, средний диаметр капель дождя дождевального аппарата ДДА-100МА по данным Колесникова Ф.И. [57-59] составляет 1,3 и 1,5 мм, Ерхова Н.С. [40] - 1,5 мм, Чижикова Г.И. [144] - 1,56 мм, Шевцова Н.М. [148] - 1,8 мм. Средний диаметр капель дождя от дождевальных аппаратов машины «Фрегат» по данным Колесникова Ф.И. [59] составляет 1,0 мм, Кузнецова П.И.-1,75мм [65].
Различия могут быть вызваны также несоответствием дождевальных машин техническим условиям (частичным износом насоса, наличие протечек фланцев, засорение всасывающей линии и др.) или различием методик но определению данного параметра.
Лабораторно-полевые исследования
Схема расстановки дождемеров по квадратной схеме для определения распределения дождя при поливе дефлекторной насадкой Нормативная интенсивность дождя в і точке радиуса захвата дождя определялась по формуле: p = Pi / Pc (3.5) где pc - средняя интенсивность дождя вдоль радиуса захвата дождя, мм/мин; Pi - интенсивность дождя в і точке радиуса захвата дождя, мм/мин. Равномерность полива дефлекторной насадки оценивалась по распределению интенсивности дождя вдоль радиуса действия струи следующими показателями: 1. Коэффициент эффективного полива рассчитывался по РД 70.11.1-89 [112]. 2. Коэффициент неравномерности полива дефлекторной насадки [15]: K„ = 2(pi-pc)-Ki/(pc-ZKi), (3.6) где pi -значения интенсивности дождя в і точке радиуса, мм/мин; рс -среднее значение интенсивности дождя вдоль радиуса полива, мм/мин; Kj - коэффициент площади дождемера, оценивающего і точку радиуса. 3. Коэффициент равномерности по Кристиансену [112]: ( о- = 100 1 (3.7) ІЧ-АсО V hc-n / где / hj- hc/ - абсолютная величина отклонения измерения от среднего слоя осадков, мм; hc - средний слой осадков, мм; п - число измерений.
Распределение интенсивности дождя вдоль радиуса захвата дождя рассчитывалось по специальной программе разработанной в ВолжНИИГИМ. Соответствие теоретических расчетов фактическим значениям распределения дождя дефлекторной насадки, оценивалось X - критерием [74]: X2 = I (Рф - рт)2 / Рт, (3.8) где рф , рг - фактическое и теоретическое значение интенсивности дождя в і точке радиуса полива, мм/мин.
Лабораторно-полевые исследования проводились в основном на полях ОПХ ФГНУ «ВолжНИИГиМ» (рис. 3.7), а также на полях АО «Энгельсское», ЗЛО ЛФ «Волга» и др. Водоподача в ОПХ ФГНУ «ВолжНИИГиМ» осуществлялась стационарной подкачивающей насосной станцией посредством двух насосных агрегатов СПС-70/80 и одного аїрегата бПДв. Расходио-напорная характеристика упомянутого насосио-силового оборудования приведена на рисунке 3.8.
Оросительная сеть выполнена из стального трубопровода диаметром 400 мм (длина 600 м), 300 мм (длина 1870 м) и 250 мм (длина 1540 м).
Техника полива представлена дождевальными машинами «Фрегат» модификаций ДМУ-Б-260-38 (хоз. № 1), ДМУ-Б-337-45 (хоз. № 2) и ДМУ-Б 463-90 (хоз. №№3 и 4). Система задвижек (Л, В, С) на напорном коллекторе насосной станции (рис. 3.7) позволяет реализовать различные варианты работы дождевальных машин в зависимости от производственной необходимости. Через задвижку (Е) к оросительной системе подключен посторонний потребитель с периодическим и переменным расходом воды. ДМ «Фрегат» хоз. N6 ДМУ-Ан-127- Рис. 3.7. Схема орошаемого участка в ОГІХ ФГІІУ «ВолжНИИГиМ» W 20 30 /JO 50 60 100 Q, л/с
Расход воды, выдаваемый машиной (QM), определяется как сумма расходов каждого аппарата (насадки) (Qa), расходов на привод гидроцилиндров тележек (Qr) и протечки в трубопроводе машины (Qn): Q» = Qa+Qr+Qn. (3.9) Фактическая средняя норма полива после прохода ДМ «Фрегат» определялась но формуле: mc=10-hc, (3.10) где hc - средний слой дождя на участке полива, мм.
При определении распределения слоя и интенсивности дождя вдоль трубопровода машины использовались дождемеры с приемной площадью 25,5 см2 и объемом 3,3 л, которые расставлялись в радиальном направлении в 2-3 ряда с центральным углом 3 и интервалом от 1 до 5 м (рис. 3.9-3.12). Объем воды в дождемерах замерялся мензуркой, время полива дождем и время опыта замерялись секундомером ГОСТ 1197-70 и часами.
Коэффициенты эффективного, недостаточного и избыточного полива машины «Фрегат» определялись по частотному графику распределения слоя дождя вдоль трубопровода [112]. При построении частотного ірафика использовались значения коэффициентов площади под каждым дождемером, которые зависели от положения дождемера относительно начала трубопровода [121]. Площадь полива под i-ым дождемером (рис. 3.9) при установке В рядов равнялась: Si = 7i-(Il2i+i- R2i)-B- , (3.11) где Rj ,Rj+i - величина радиуса от неподвижной опоры до центра интервала между i+1 и i-ым дождемером, м;
Схема расстановки дождемеров для оценки равномерности полива ДМ «Фрегат» и радиусы определения коэффициента площади под і-ьш дождемером Отношение площади і-го кольца к площади первого кольца обозначили коэффициентом площади дождемера (К;): Значения коэффициентов площади подчиняются арифметической прогрессии и для дождемеров 1,2,3,4,5... принимают целые значения Kj= 1,3,5,7,9... Расчет частотного графика для оценки равномерности полива выполняли в следующей последовательности:
Интенсивность и крунность капель дождя вдоль трубопровода ДМ «Фрегат» с дефлекторными насадками и дождевальными аппаратами
В результате лабораторных исследований дефлекториых насадок установлено, что радиус захвата дождем зависит в основном от диаметра сопла, напора перед насадкой и от высоты ее установки над поверхностью ноля (ирил. 3, рис. 4.3). Максимальный радиус захвата дождем дефлекторной насадки при изменении диаметра сопла от 4 до 16 мм при напоре 0,3 Ml la составляет 3,0...11,5 м. Обработкой экспериментальных данных (см. прил. 3) получено уравнение для определения радиуса захвата дождем (R) дефлекторной насадки при установке на высоте 2,0 м от поверхности почвы: R = 1-І/ (0,728 + 0,942-H/D), (4.2) где Н - напор, м вод. ст.; D - диаметр сопла, мм. Коэффициент парной корреляции данного уравнения равен г=0,83.
При поливе дождеванием различают среднюю и среднюю мгновенную интенсивность дождя. Расчет их значений выполняем по формуле (3.3). Так как радиус захвата дождем вдоль машины «Фрегат» изменяется в незначительных пределах от 3,0 до 10,9 м, то средняя интенсивность дождя высокая и изменяется от 0,30 до 1,41 мм/мин (табл. 4.5, рис. 4.4). Средняя мгновенная интенсивность дождя дефлекторных насадок в R M іько раз меньше, чем интенсивность среднсструйных аппаратов. Пели у аппаратов «Фрегат» она изменяется от 1,5 до 2,6 мм/мин, до у дефлекторных насадок она в 3...4 раза меньше и изменяется вдоль трубопровода машины в пределах 0,294...0,618 мм/мин (табл. 4.5, рис. 4.5).
Распределение нормированного слоя дождя (hj/hcp) вдоль радиуса захвата насадкой в зависимости от диаметра сопла и напора приведены в таблице 4.6, прил. 4 и показаны на рисунке 4.6. С увеличением напора распределение слоя дождя вдоль радиуса захвата становиться более равномерное (рис. 4.6).
Для математического описания нормированной эпюры распределения дождя было использовано бета-распределение (3.34), которое представляет собой плавную кривую, форма которой зависит от параметров у и г\.
По нормированным данным (табл. 4.6) используя формулы (3.35 и 3.36) определяем значения у и г, которые приведены этой же таблице и графически показаны на рисунке 4.7. При небольшом напоре 11=0,06...0,10 МПа и при отношении H/D = 0,01 ...0,016 МПа/мм струя слабо распадается на капли и основная масса дождя выпадает в конце радиуса захвата дождем. Значения параметров в основном у = 3,0...4,0 и т =1,8...2,0.
При большом напоре Н= 0,15...0,50 МПа и при І-І/Д = 0,02...0,08 МПа/мм, струя распадается на мелкие кайли и более равномерно распределяется вдоль радиуса захвата дождем. Значения параметров у = 2,0...2,5 и ц = 2,5...2,7. Математической обработкой установлено, что изменение этих параметров описывается регрессионной зависимостью. = 0,97-// +2,65 1577 (4.3) 77 = 1,6 + 0,04/) + 0,01// (4.4) где // - напор, м. вод.ст; D - диаметр сопла, мм; Є - основание натурального логарифма.
Коэффициент парной корреляции для уравнения 4.3 равен 0,79, для уравнения 4.4 равен 0,68. Зная эпюру распределения слоя дождя и относительную площадь полива можно определить величину относительного радиуса, которому соответствует 50% объема вылитой воды, и медианный диаметр капель дождя. Расчетные значения относительного радиуса (X,7R)5o приведены в таблице 4.7 и показаны на рисунке 4.8. С увеличением степени распыла струи (H/D) относительная величина радиуса (Xj/R)5o уменьшается с 0,605 до 0,500. Обработкой экспериментальных данных (табл. 4.7) получено уравнение (приложение 5): (X/R)50 = 0,49 + 0,1283-е -w-O"1» (4.7)
Значения среднего диаметра капель дождя дефлекторных насадок вдоль радиуса захвата дождем в зависимости от диаметра сопла и напора приведены в таблице 4.8 и показаны на рисунке 4.9.
Средний диаметр капель дождя дефлекторных насадок увеличивается с увеличением относительного радиуса полета капель R/R, диаметра сопла и с уменьшением напора перед насадкой.
