The working body for the application of mineral fertilizers

Full Text

Введение Удовлетворение потребности населения в продуктах питания связано с повышением урожайности сельскохозяйственных культур. Практически доказано, что за счет внесения удобрений получают прибавку урожая в размере 50 %. Рациональное их внесение в общей системе применения удобрений и мелиорантов позволяет повысить их окупаемость и снизить антропогенное воздействие на окружающую среду [1, 2]. Для любой сельскохозяйственной культуры в заданных природно-климатических условиях существует рациональная доза внесения удобрений, которая соответствует биологическим особенностям растений. Одно из важнейших условий повышения эффективности применения удобрений - это их равномерное внесение по поверхности поля [3, 4]. Для оценки совокупного влияния различных проявлений неравномерного внесения удобрений на издержки нами составлена структурная схема, приведенная на рис. 1. В случае неравномерного внесения удобрений снижаются технологические и биологические свойства урожая, а также происходит накопление нитратов в растениях и загрязнение окружающей среды. В связи с этим разработка рабочего органа центробежного типа для высококачественного внесения минеральных удобрений является актуальной задачей. Материалы, методы исследования и обсуждение результатов Известно, что рабочий процесс центробежного разбрасывателя дискового типа состоит из двух фаз: относительного перемещения гранул по поверхности рабочего органа и свободного полета гранул под действием сообщенной им кинетической энергии и действующей силы тяжести. Скорость гранул минеральных удобрений в момент схода с центробежного рабочего органа зависит от его конструктивных и кинематических параметров [5]: , где - угловая скорость диска, рад/с; R - радиус диска, м. Величина влияет на дальность полета частиц, которая в свою очередь определяет рабочую ширину разброса. С увеличение скорости дальность полета возрастает. Так как на влияет множество факторов, то в общем виде имеем [5]: , (1) где - угол трения удобрений по элементам рабочего органа; - масса гранул, кг; a - параметр, определяющий место подачи удобрений на диск. На основании вышеизложенного на кафедре сельскохозяйственных машин имени профессора А.И. Лещанкина Мордовского госуниверситета была проведена серия экспериментальных исследований, в результате которых разработан центробежный дисковый рабочий орган для разбросного внесения минеральных удобрений. Новизна технических решений подтверждена патентом РФ [6]. Рабочий орган (рис. 2) состоит из конической части 1, выполненной в виде вогнутой поверхности, диска 2, рабочая поверхность которого имеет сферическую форму 3, и лопастей 4 разной длины. Лопасти равной длины, размещаются симметрично относительно оси вращения диска. Это обеспечивает динамическую балансировку рабочего органа. Рис. 2. Центробежный рабочий орган: 1 - коническая часть; 2 - диск; 3 - рабочая поверхность; 4 - лопасти Устройство работает следующим образом. Удобрения, подающиеся на коническую часть 1, распределяются равномерным слоем и продолжают направленное движение по конической поверхности. Окружная скорость рабочей поверхности по направлению к основанию возрастает, следовательно увеличивается и скорость вылета частиц с разных точек рабочей поверхности. Остальная часть удобрений, благодаря вогнутой поверхности конической части, непрерывным потоком поступает на сферический диск 2 и лопастями 4 направляется на поверхность почвы. С лопастей различной длины удобрения сходят на разной высоте, под разными углами наклона к горизонту и различными по величине скоростями, что влияет на равномерность их внесения. Увеличение угла наклона к горизонту приводит к возрастанию скорости схода гранул минеральных удобрений. С возрастанием скорости увеличивается дальность полета удобрений, что обеспечивает повышение рабочей ширины захвата. Соответственно, выражение (1), примет вид: , где - угол наклона к горизонтальной плоскости, град. С целью подтверждения вышесказанного нами проведены опыты по внесению минеральных удобрений разбрасывателем НРУ-0,5 с серийным и экспериментальным рабочими органами. Опыты проводились на рассеве нитрофоски. Для оценки качественных показателей работы серийного и экспериментального разбрасывателей по ширине захвата и по ходу движения агрегата сбор удобрений производили в емкости размером 0,5х0,5х0,1 м. Противни расставляли максимально близко друг к другу в 3 ряда через каждые 5 м (рис. 3). Результаты распределения нитрофоски экспериментальным и серийным разбрасывателями представлены на рис. 4. Из анализа рис. 4 следует, что характер распределения нитрофоски по ширине захвата у обоих разбрасывателей близок к нормальному распределению. В отличие от серийного, основная масса удобрений у которого распределена в средней части, разбрасыватель, оснащенный экспериментальным рабочим органом, изменил характер распределения нитрофоски по ширине захвата. Это произошло за счет перераспределения удобрений со средней части полосы к краям. Заключение Экспериментальный рабочий орган для внесения минеральных удобрений позволил увеличить рабочую ширину с 10 до 14 м и уменьшить неравномерность распределения туков по общей ширине захвата на 14,2 %. Рис. 1. Структурная схема издержек от некачественного внесения удобрений Рис. 3. Схема расположения противней Рис. 4. Характер распределения нитрофоски по ширине захвата: 1 - серийный разбрасыватель; 2 - экспериментальный разбрасыватель

About the authors

V. A Ovchinnikov

Ogarev Mordovia State University

Email: ovchinnikovv81@rambler.ru
PhD in Engineering

A. V Ovchinnikova

Ogarev Mordovia State University

Email: ovchinnikovv81@rambler.ru

References

Supplementary files