ENERGY PERFORMANCE OF DM «FRIGATE» RAINER

Abstract


The purpose of the study is improving the efficiency of using DM «Frigate» by reducing the energy impact of rain. In Saratov Zavolzhye irrigation allows 2-3 times to increase the productivity of agrocenoses. Along with a positive effect from melioration it is necessary to pay attention and to deterioration of an ecological situation in places of use of dozhdevalny equipment. Development of such negative processes as rise in level of ground waters, secondary salinization, a water erosion happen because of use of the rain equipment possessing the increased impact on the soil owing to the considerable height of raising of a cumulonimbus cloud, the increased fineness of drops of a rain, high intensity of a rain. When determining norm of watering to a drain design and technological data of the serial and modernized rainer of DM «Frigate» were fixed, and also the type and mechanical structure of the soil, a type of crops, soil covering degree were considered by plants. The norm of watering to a drain of Mds decreased with increase in a bias of a field, preirrigation humidity and consolidation (volume weight) of the top layer of earth (in process of increase in frequency rate of waterings). The increase in norm of watering to a drain is promoted by increase in degree of a covering of the soil plants

Keywords

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
410004, Saratov, E. I. Pugachev, 1 str
cand. of techn. sciences, senior teacher of the department «Technosphere safety and transport-technological machines»

V V Slyusarenko

FSBEI HVE Saratov SAU

Email: kiguri1@rambler.ru
410004, Saratov, Moskovskaya, 25 str
dr. of tеchn. sciences, prof. of the department «Technosphere safety and transport-technological machines»

A P Akpasov

FSBEI HVE Saratov SAU

Email: 1a9@mail.ru
413415, Saratov region, v. Voskresenka, 1
post-graduate student of the department «Technosphere safety and transport-technological machines»

References

  1. 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.
  2. Надежкина, Г. П. Совершенствование устройств приповерхностного полива дождевальной машины «Фрегат» : дис. … канд. техн. наук / Надежкина Галина Петровна. - Саратов, 2014. - С. 98-104.
  3. 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.
  4. Надежкина, Г. П. Снижение потерь воды при поливе дождеванием / Н. Ф. Рыжко, В. В. Слюсаренко // Научная жизнь. - 2013. - №6. - С. 57-61.
  5. Надежкина, Г. П. Пути совершенствования дождевателей ДМ «Фрегат» / Г. П. Надежкина, Н. Ф. Рыжко, В. В. Слюсаренко // Научное обозрение. - 2011. - №6. - С. 31-34.
  6. 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.
  7. Рыжко, Н. Ф. Совершенствование технических средств и технологии орошения в Поволжье : монография. - Саратов : Саратовский источник, 2007. - 110 с.

Statistics

Views

Abstract - 27

PDF (Russian) - 20

Cited-By


Article Metrics

Metrics Loading ...

PlumX

Dimensions

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2015 Nadezhkina G.P., Slyusarenko V.V., Akpasov A.P.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies