автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Электростатический распылитель для химической обработки растений

АКДЕ^ЙЯ йМк РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

1 О-ФЕв 1398

ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И АВТОМАТИКИ

На правах рукописи

РУЗИКУЛОВ ЗАФАР ЗАГПУЛЛАЕВИЧ

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ РАСПЫЛИТЕЛЬ ДЛЯ ХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ РАСТЕНИЙ

Специальность: 03.20.02 - Электрификация сельскохозяйственного

производства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на сонсканнв ученой степени кандидата технически наук

Ташкент 1997

Работа выполнена р Ташкентском институте инжинерор ирригации и механизации сельского хозяйстве.

Научный руководитель - кандидат технических наук

Музафаров Щ.М.

Офицадьные опроненты; доктор технических наук,

профессор Усманходлсаеп Н.М,, кандидат технических наук, Юсубалнси А,

Ведшая организация - Научпр-исследовательсшш институт защиты растепли Республики Узбекистан

Зашита диссертации состоится "23"января 1998 г. в 1400 час. на заседании специализированного совета К 015.28.01. в Институте энергетики ц автоматики АН РУз.

Просим принять участие в обсуждении диссертации при ее защите или выслать Баш отзыв на автореферат по адресу: 700143, Ташкент, Академгородок.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке института.

Автореферат разослан " 22 " декабря 1997 г.

Ученый секретарь спецшлцзнрора иного совета

Д. Мухйммедов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В растениеводстве, в частности хлопководстве, внесение различных химических препаратов (пестицидов, гербицидов, дефолиантов, дессикантов и т.п.) является неотъемлемой частью агротехники. Для внесения химических препаратов в хозяйстве используются опрыскивающие машины ОВХ-28, ОВХ-28А, ОЩ-бОО, ОШХ-12, основным недостатком которых является низкая эффективность ввиду того, что 20 - 25% химикатов оседает на почру, а 25 - 30% уносится ветром. Это приводит к перерасходу химических препаратов и к загрязнению окружающей среды.

В связи с этим заслуживает внимания разработка технологий и средств внесения химических препаратов, которые позволяют устранить указанные недостатки.

Одним из путей радикального улучшения качества нанесения химических препаратов на объект является использование сильных электрических полей, Использование сильных электрических полей в технологических процессах защиты растении сулит большие экономические выгоды за счет снижения расхода химических препаратов и уменьшения потерь урожая.

Однако, несмотря на то, что в ряде работ разработаны теории процесса диспергирования и осаждения химических препаратов на растения, этот метод до настоящего времени не нашел практического применения. Причина заключается в;. т, что теоретически описать процесс зарядки и осаждения частиц аэрозоля в сильных электрических полях количественно не представляется возможным, а диспергирование в электрических полях жидкостей приводит к образованию биполярно заряженных частиц, что приводит к еще большим потерям химикатов, чем при обычном распылении.

Для повышения эффективности процесса элсктроосаждения химических препаратов на растения требуется продолжить исследования в данной области, _ разработать способы йрядки и сЬответ-ствуюшие установки, обеспечивающие униполярно заряженный аэрозольный поток с моноднсперсным составом Поэтому научное обоснование основных параметров электроуетянор?<и для распыления химических препаратов и его созданий яоляютея актуальной научно-технической задачей, требующей скорейшего решения.

Цель настоящей раиош состоит в совершенствовании способа зарядки и создании, электроустановки для распыления химических препаратов, отвечающей агротехническим требованиям и обеспечивающей повышение эффективности процесса химической обработки и снижение расхода ядохимикатов.

Для* достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:

•изу iemie способов и устройств для получения униполярного заряда и монодисперсности капель;

•разработка и обоснование технологической схемы обеспечивающей монодисперсность капель и униполярную зарядку частиц химического раствора;

•исследование зарядки частиц и обоснование основных параметров зарядного устройства;

«исследование процесса осаждения электроаэрозоля на лиственную поверхность растений;

•определение основных технологических параметров электрического распылителя.

Тема диссертационной работы связана с планом научно-пссле-доаагельскнх работ ТИИИМСХ на 1990-95 годы (тема 5. Разработка эгс-логлчески чистых энерготехнологий и технических средств по производству, переработке и хранению сельскохозяйственной продукции.)

Методика исследования. В теоретических исследованиях настоящей .работы использованы положения теоретической механики, технической гидродинамики, электростатики и электродинамики, математического анализа, методологии предшествующих исследований и методик, разработанных автором.

Экспериментальные исследования по определению показателей электроаэрозольного потока и обоснованию рациональных Параметров технических устройств проводились согласно ОСТ 70 S. 11-74. Данные опытов обработаны по ГОСТ 11.004-82 и методами математической статистики. Экспериментальные исследования выполнены на лабораторных установках и макетных образцах машины для внесения жидкостей. Оптимизация параметров проводилась методом многофакторного планирования эксперимента. Обработка результатов экспериментов проводилась с привлечением электронно-вычислительных средств (IBM 486 DX4/100).

В диссертации выдвинуты и развиты следующие положения, представленные на защиту.

♦ обоснование возможности получения униполярно заряженного аэрозоля с мон<$дисперсным составом для обработал растений химическими препаратами;

-♦■методика гидродинамического расчета рэтационно-дисковых распылителей и соотношения для определения расходных характеристик распылителя;

♦ теоретические зависимости для определения параметров зарядного устройства;

♦ методика определения величины заряда капель по и;с отклонению от прямолинейного движения в электрическом поле к ройного разряда;

♦ результаты экспериментального исследования процесса зарядки частиц жидкости в электрическом поле коронного разряда;

♦ результаты теоретических и экспериментальных нсследова ний по осаждению электроаэрозольного потока на лиственную поверхность;

♦ процедура выбора технологических и режимных параметров электростатического распылителя по расходу химического раствора, скорости агрегата и напряжению коронирующего электрода.

Ноаизиа основных результатов диссертационной работы, полученная лично соискателем:

• установлено, что для повышения эффективности осаждения аэрозольных частиц на обрабатываемую лиственную поверхность растений необходимо получение монодисперсного униполярного состава аэрозольного потока;

• получены зависимости для определения основных параметров дискового распылителя и устройства для зарядки аэрозольных частиц в электрическом поле коронного разряда:

• установлена зависимость напряженности и зоны действия электрического поля коронного разряда от геометрических параметров зарядного устройства;

• разработана математическая модель, описывающая траекторию движения частиц в электрическом поле коронного разряда в системе "кольцо-тороид";

• исследован процесс осаждаемости и обтекаемости листьев растений электроаэрозольпымн частицами;

• разработана математическая модель,описывающая параметры элс-ктро-аэрозольного генератора с учетом их взаимосвязи, позволяющие обосновать рациональные параметры наиболее эффективного технол гнческого процесса элеюроаэрозольной обработки растений химическими препаратами.

Прпктичсская натаеть. Предложен новый вариант получения униполярного электрозлряжеиного аэрозоля, заключающийся в предварительном монодиспергировании жидкости с последующей зарядкой п электрическом поле коронного разряда. Разработан^ инженерная методика расчета электрического распылителя.

о

Разработанная опрыскивающая машина с электрозаряженным потоком позволяет сократить расход химических препаратов на 3540%, повысить равномерность покрытия листьев частицами на 2830%, сократить затраты труда на 12-17%.

Реализация резмьщщпра исследований. Предложенная установка прошла испытания в учебном хозяйстве ТИИИМСХ и в хозяйстве им. Ахунбабаева (№30) Зафарабадского района Джизакской области, проведены сравнительные испытания базовой технологии внесения химических препаратов И предлагаемого технолошческого процесса электростатического Диспергировании химических препаратов.

Апробация работы. Основные положения диссертационной, работы докладывались И обсуждались на республиканских научно-практически конференциях ученых и специалистов "Кишлок, ху-жалиги ишлаб чикарншнда анергоресурслардак самаралн фой-далашшх" (Ташкент, 25-27 ноября 1993г.,) "Механика много* фазных сред, тепломассообмен и распространение и сплошных средах", (Ташкент, 26-27 апреля 1994г.), "Олимлар ва мутахасснслар ижтимйий-иетисодий муоммаларни хал этишда" (Ташкент, 1994 г.), международных семинарах, • посвященных проблемам акологии {Ташкент, 1996-1997г.), а также На объединенных семинарах лабораторий Института энергетики и аьгоматнки, научно-технических секциях ТИИИМСХ» ТГ1У, АООТ БМКБ "Агромаш".

Публикация. Основное содержание диссертации опубликовано В 9 научных трудах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов н приложений, изложена на 113 страницах машинописного текста, содержит 28 рисунков, 10 таблиц, список использованных источников, включающий 99 наименований и 5 приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1к> тедешш обоснованы актуальность темы дне -ертацин и значение выполненной работы, показаны се новизна и практическое значение, сформулированы основные положения, которые выносятся на защиту.

В первой главе приводится анализ существующих технологий и средств внесения химических" препаратов в растениеводстве, определены задачи исследования. Химический метод зашиты растений, в частности хлопчатника, незаменим, когда требуются быстрые и эффективные меры спасения урожая, а также эффективность химической предуборочном обработки (дефолиация) предрешает проблему машинного сбора хлопка-сыриа. В настоящее время внесение химических препаратов осуществляется методом распыления жидкости, т.е. опрыскиванием. Однако этот метод и используемые при этом средства механизации (ОВХ-28, ОШ-бОО, ОШХ-12 и др.) не обеспечивают эффективного использования химических препаратов и дефолиантов, значительную их часть составляют потери, являющиеся источником загрязнения окружающей среды.

Эффективным способом устранения этих недостатков представляется использование эффектов электрических полей. Использование электрических сил в процессе осаждения приводит к значительному улучшению использования химических препаратов, к более равномерному их распределению на обрабатываемых поверхностях. Кроме того, эти силы обеспечивают осаждение химиката на тылыс^то сторону листа растений, где невозможно достичь осаждения действием одних лишь механических сил.

Разработаны теоретические основы диспергирования жидкости в сильном электрическом поле. Созданы распылительные устройства (аэродинамический распылитель с коро шой зарядкой, дисковый распылитель индукционной зарядки, распылители с контактной и комбинированной зарядкой) для внесения химических препаратов. Проведенными нами поисковыми исследованиями установлено, что в результате одновременного осуществления диспергирования и зарядки жидкости в этих распылительных установках частицы аэрозоля получают биполярный заряд, приводя к ухудшению процесса распыления и осаждения аэрозольных частиц на лиственную поверхность растений.

В связи с этим был сделан вывод о необходимости разделения процессов диспергирования и зарядки химических растворов. В соответствии с этим сформулированы основные задачи исследования.

Во второй главе рассмотрены процессы заряда рабочих растворов в химической защт. ге растений.

Результаты исследований показали, что Электрилизация капель на основе трибоэффекта, как "жидкость-твердое тело" оказалась неустойчивой для практического использования: при малейших изменениях условии работы (влажности, попадании пыли на ленд-

кость, увеличении или уменьшении концентрации химиката) полярность и величина заряда резко меняются Кроме того, процесс трп-бозлектрышзацнн не обеспечивает униполярную зарядку капель.

Проведенные поисковые исследования показывают, что для получения униполярного заряда необходимо заряжать частицы < аэрозоля после выхода их из распылителя. Наиболее приемлемо осуществлять это в электрическом поле коронного разряда. Принцип коронного заряда состоит в том, что распыляемая жидкость проходит через униполярно ионизированное электрическое поле. Капельки жидкости заряжаются электрически, воспринимая на свою поверхность свободные носители заряда, которые возникают из нейтральных молекул воздуха при коронном разряде. Для осуществления зарядки часгиц ъ чехле коронного разряда было разработано устройство, представленное на рис.). Перпендикулярно факелу распыла чашечного распылителя 1 установлен коронирую-щш! электрод 2 в виде кольца из тонкого провода и потеиниаль-лого электрода в виде торонда. Тороидальная поь^рхность выбрана учетом формы чашечного распылителя. Коронирующее кольио соединено с корпусом трактора для устранения осаждения химических препаратов на конструктивных элементах агрегата, а поверхность тороида покрыта диэлектриком.

Аналитические расчеты выполнены согласно схемы (рне.2), с учетом приемлемых допущении с точки зрения адекватности модели и объекта. С нашем случае проведи! расчет в плоскости системы координат "кольцо-торонд"и апроксиммнрован системой /тух проводящих цилиндров.При расчете использованы методы эквивалентных осей и зеркального отображения .

Для определения напряженности электрического ноля системы "колшо-торонд" получено выражение:

2-и ' II

Е=--------(I)

(Н,+|-))(Н,-|Ь) 0|*а2

1П-

ГгП

Выбор диаметра коронирующего электрода связан с пробивным градиентом напряженности электрического поля. Пробивной Градиент напряженности электриче» кого поля коронирующего про-воца составляет Еп.)«2*107 В/м. Принимая верхний предел напряженности электрического поля у поверхности коронирующего провода 0,7ЕЛ„—1,4»1(17 П/м., и п >сле преобразованчя получена вы-

авг

Рис. 1 Схема установки для зарядки аэрозольных частиц а поле коронного разряда: 1-чашечный распылитель; 2-злектрод "кольцо"; З-злектрод "тороид"; 4 -диэлектрическая покрытия

ю. 2. К расчету параметров системы электродов "кольцо-тороид"

ражение для определения напряжения, подаваемого на корони-рующие кольцо:

(Н,+Ь)(Н2+Ь)

и= 1;4'107[Г1(Н.-Г1)1П-1'ГГ1 (2)

Г2Г,

С практической точки зрения, интерес представляет та зона электрического поля системы "кольцо - тороид", в которой физически ощутимо силовое взаимодействие заряда с полем, т.е. куло-нова сила. Эта напряженность поля оценивается величиной -103 В/м. Предположи:;, что поток аэрозольных частиц проходит по центральной осп между кольцом и тором, определим зону действия электрического поля -2. Для этого в формулу (1) подставим значения Еш;п, Еког , и и после преобразований получим выражение:

1=2• (3)

Изменение заряда во времени для сферических проводящих частиц была получена по формуле М.Потенье. Общий заряд, получаемых капель при определенной напряженности поля, зависит от величины ее поверхности, продо," кптельиости контакта в диапазоне ионизации, а также от скорости полёта частиц аэрозоля.

Представление о скорости зарядки дают следующие цифры. Если принять для концентрации ионов типичное для полей коронного разряда значение п=108ион/см3, то получается, что за время, равное 10;3 ,10"2 и КНс, частица приобретает заряд, равный, соответственно, 8,45,90% своего предельного заряда. Скорость частицы аэрозоля при прохождении чехла коронного разряда должна быть равна: _

\=2хх • л/280г,(Н,-г,Н|2 (4)

На рис.3 для капель разной величины показано отношение между продолжительностью контакта и электрическим зарядом, приходящимся на каждый литр рабочего раствора. Кривые рассчитывались на оснЬвании технических данных: напряженности полт, плотности объёмного заряда, величины капель, скорости полёта капель.

Ц01 0,01 С.01 <5,04 ПС6 ¿(с)

Р1 с.З Объемная грядка в заыинмоста от ьслччааы капель и продолжительноеш контакта капель (Е=700 Б/у, V =15 у/с, и=40 кВ)

На основании вышеприведенных расчетов определены основные параметры системы электродов гнпа "колыю-торопд": напряженность мс;;сду электродами-!,4*106В/м., напряжение, подаваемое на ;;-сктрод -55> И)3 В, зона действ.'.л электрического поля - 0,218 м., радиус сечения кольца-0.001 м., радиус сечения торонла - 0,04 м., оптимального расстояния между электродами -0,03 м.

Результаты исследований показывают, что при выбранном расположении электродов, вследствие относительно короткого времени контакта при керонней зарядке рабочих растворов имеется вероятность достн нпя 50-64% максимально возможной величины заряда капель. Креме того, при мелкокапельном распылении происходит максимальная зарядка рабочих растворов.

И третьей главе изложены программа, методика и результаты экспериментальных исследований; приведены описания лабораторных стендов и опенка показателей электроаэрозольной обработки объектов электрическими распылителями;

Существующие экспериментальные данные о величинах заряда на аэрозольных частицах получены с помощью замеров их величин после выхода из зоны зарядки. Эти данные не могут дать полной величины заряда, полученного частицами в поле короны, т.к. они частично («комбинируются после выхода 1П электрического поля. В связи с эти,4 была разработана методика проведения

Ри 5.4 Схгнх алгнЗа. ?хя исиедокния процесса Зсра&и капш Взлыгв^цуес кои пом коронного разряда.

экспериментальных исследований процесса зарядки частиц жидкости п электрическом поле коронного разряда.Экспериментальные исследования ирг иессз зарядки частиц в электрическом поле коронного разряди проводились на стенде (рис.4), состоящем из Корпнируюшсго электрода 1, выполненного в виде провода диаметром 0,0002м., заземленного электрода 4 (цилиндр диаметром 0,08 м), емкость для подачи жидкости 3, экранирующего кожуха 2 и измерительного устройства 5. Расстояние между электродами было равным 0,08 м. Капли жидкости подавались из капельницы 3, ко-шрая устанавливалась но центру продольной оси, соединяющей этектроды. Расстояние от капельницы до оси электродов изменялось в пределах 0,1.....1,5 м. Напряжение, подаваемое на по-

тенииалькый электрод, измерялось киловольтметром (до 55 кВ). В эксперименте отклонение капель жидкости от вертикали, происходящее иод действием электрического ноля, фиксировалось с помощью устройства 5.

Разработана математическая модель, описывающая траекторию движения частиц в электрическом поле коронного разряда в системе "кольцо-тороид". Величина заряда на капле жидкости О при времени ее полета в поле коронного разряда I и отклонении х определяется по формуле:

к-2т

(5)

Е-1

о 6 Ч 2

Результаты экспериментальных исследований приведены в виде трафика (рис.5) По результатам эксперимента следует вывод о достоверности расчета параметров зарядного устройства.

Приводится методика я результаты эксперименталыю-лабераторно-то исследования по определению характеристики электрически заряженного потока.

В задачу эксперимента входило определение интегральных и локальных параметров затопленной струи электрически заряженным потоком (тока выноса частиц,среднего диаметра капель, массового расхода жидкости, плотности потока частиц, концентрации капель,

V

О ' о4 ' о а

•

0,03 0,06 0,03 О.и +{с)

Рис.5 Зависимость 'заряда капель от времени ее полета

скорости капель и заряда капель) и установления технологического расстояния от распылителя до объекта.

В качестве моделей листа выбраны два металлических диска, электрически изолированных друг от друга, площадью 5-12 см, расстояние между ними 0,5 см. Распыления проводило« 1-1,5% раствором нигрозин;!, повтерность опытов трехкратная. Средний диаметр капель определялся микроскопированпем. Массовый расход жидкости определялся измерительной мензуркой и была выбрана (5-25-100 1р/мин. Толщина поперечно! о сечения струп в месте- расположения приемника тока «ыноса измерялась по фотографиям и для неех режимов исследованных дисперсных потоков сохранялась постоянной и равной И-0,08 м. Скорость капель определялась стробоскопом ( 3=5+15 м/с.) Ток выпоил измерялся ми-кроамперметро.м. Масса п объем капель, плотность потока капель, концентрация капель определялись расчетным путем.

Экспериментально исследованы осаждения электроаэрозоль^ пост) потока па люд ел и листа растений. Были замерены токи выноса на передней и тпк'р! и частях модели листа при р пличных расстояниях от источник.;, электроаэрозо.тч и и величине заряда капель. -'!ч:>парафировались траектории обычного и электроаэрозольного потока при Г злнчных расположениях модели листья.Из зависимости 1ашг=Г(1) видно, что при определенной величине заряда и расстояниях от исто- Рис.6 Зависимость ¡ока кыносп ит чнпча электро аэрозоля 30см ток расстояния до измерительного диска выноса на обратной стороне диска и{1иЦ--1хи1осиар.чдк:»;2-40 ¡;К;.3-50 к. В становится больше, чем на верхней

частп(рис.б), а это важно при химической обработке, производимый для уничтожения вредителей и насекомых.

Анализирован процесс осаждения аэрозольного потока на лиственную поверхность с использованием результатов экспериментальных исследований. Составлена математическая модель движения сферически аэрозольных частиц между двумя параллельными заземленными сетками. IС а одшш эвом расстоянии Гот сеток параллельно им помещен проводящий завершенный диск (модель листа). Для выводи уравнения движения частиц выбрана ось цилиндрической системы координат, совпадающая с осью диска. Коэффициент сопротивления к лвн ению частиц определялось по формуле К.тнчко.

Для определения параметров электрического поля использовался метод верхней релаксации. Во время расчетов менялся только заряд частиц 0Р При следующих значениях параметров г=5*10'3 см, Н=16 см, рР = 1гр/см2, . а = 0,2, (.1=1,8*10"4 грч:м/см, У0=1,5 103см/сек, п0=1 см-3 характерная картина траектории частиц за диском приводится на рис.7. Эта картина в значительной степени совпадает с картиной силовых линий электрического ноля. Различия между линиями тока и траекториями проявляются только вблизи края диска, где происходит существенное ускорение частиц и сила инерции сравнима с силой трения.

В технике опрыскивания важным элементом является не только полное количество осаждения частиц, но и распределение по поверхности, на которую они осаждаются.Расчеты показали относительную одпородиорть потока частиц на верхней стороне диска, с незначительным увеличением потока вблизи края диска. Характерное распределение плотности потока на нижней стороне диска показано .на рис.8. Видно, что наибольшая часть капель осаждается при удалении от края и центра диска. Поскольку напряженность электрического поля возрастает при приближении к краю диска, этот факт .можно рассматривать как проявление инерционности движения частиц.

П

Ъ

1.0

л >

\

¿1 1 1 1

0,5

КО 1,5 У/Ц

Рнс.7 Траектории заряженных частиц на нижнем стороне диска.

Рис.8 Плотность распределения частиц на нижней стороне диска.

В четвертой главе представлены результаты лабораторно-эксперимепталышх исследований и производственных испытаний. Дтя оптимизации основных параметров и режимов работы элект-

грнческого распылителя был использован математический »*етод планирования эксперимента.

Параметром оптимизации является количество осевших капель на нижних и верхних сторонах лиственной поверхности. Основными оптимизируемым;; факторами были: о (Х() - массовый расход жидкости; и(х2)- напряжение на коронируюшем электроде; V (Х3) -скорость движения агрегата, получена полиномиальная модель, характеризующая густоту покрытия листьев, подверженных электроаэрозольной обработке: • для верхней стороны листа:

/ =216,8-40,8x1-13,3хг+40133хз+9,833х1х2+0,033х1хз-8,08х2хз-14, 7х 12—3 2, 7Х22-17, 9х32 (7)

в для нижней стороны листа:

у1' = 118,4-10,5х,-? 1,5x2+7,917x3+7,083Х,Х2+4133?Х|ХЗ-2,83Х2ХЗ-

Оптимизацией полученной математической модели определена область оптнмулга функции отклика.Область оптимума ззапмодейсг-вующих факторои лежит в пределах G=90-105 гр/мин.,и=42-45 кН., V=l,l-1,4 м/с.

Приводится методика проьедения лабораторного исследования с электрически заряженным аэрозольным потоком, которая образуется между кромкой диска и трехрядной моделью хлопка, закрепленной на движущемся транспортере о регулируемой скоростью.

На основакии проведенных теоретических а экспериментальных исследований была разработана опытна л штанговая опрыскивающая машина с электрически заряженным аэрозолем, предназначенная для химической обработаю растений, в частности хлопчатника. Принципиальная схема электроопрыск!i,.ател я приведена на рис.9.

4,76х12-6,4х22-1,35х32

(S)

Рис. 9 Принципиальная c.v^aci электроопрыскивателя. 1-рекрг'уар; 2-кран; 3-распылитель; 4-зарядная устройства; 5-атектродвигатель; 6-диэлектрический кожух; 7-ВИП.

Для определения показателей разработанного штангового опрыскивателя с электрически заряженным аэрозолем проводились сравнительные испытания с серийным опрыскивателем ОВХ-28, учебном хозяйстве ТИИИМСХ на хлопчатнике сорта "Ташкент-Г' с шириной междурядья 90 см.

Одновременно было проведено три варианта опытов: с обычном аэрозолем (в зоне действия задней штанги); с трибоэлскт-ризацией аэрозоля (в зоне действия левых боковых штанг); с электризацией аэрозоля в поле коронного разряда (и зоне действия правых боковых штанг). Результаты опытов приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Вид обработки Верхний ярус Средний ярус Нижний ярус Земля

верх ннз оерх низ верх. ннз по микроскоп. по колори-метрмр.

Без зле-етриззц. 148,2 61,3 110,1 24,2 62,6 6,8 120,2 0,90

С трибо-элсктрн-зацней 176,2 "82.0 136,: 44,2 98,2 18,4 110,2 1,19

С ллск-трилиз. (каргн способ) 218,6 111,1 192,1 101,1 136,1 58,2 100,4 2,85

В результате проведенного исследования было установлено, что в несколько раз увеличилось количество осаждаемых капель на тыльной стороне, листа: на верхнем ярусе - в 1,7 раза; на среднем -ь 2,2 раза; на нижнем - примерно в 3-4 раза. Общее количество осажденного химиката увеличилось в 2,2-3,4 раза, При всех опытах густота покрытия каплями по каждому рядку и ярусу соответствовала агротехническим требованиям.

Аналогичные опыты были проведены с дефолиантом хлората магния. Сопоставлены конечные результаты обработки хлопчатника дефолиантом, как с помомью электрического распылителя, так и с помощью обычного распылителя. «Эффекты оказались аналогичными предыдущему случаю.

В пятой главе обоснована экономическая эффективность внедрения электростатического распылителя Годовой экономический эффект от внедрения япсктрического распылителя составил 263,80 сум на гектар.

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Основным недостатком существующих технологий внесения химических препаратов является низкая эффективность ввиду того, что 25-30% химикатов оседает на почву, а 25-30% уносится ветром, приводя к перерасходу химических препаратов и к загрязнению окружающей среды.

2. Использование эфф.хгов сильных электрический полей в процессе опрыскивания позволит существенно повысить эффективность обработки, улучшит осаждаемость химических препаратов, более равномерно распределяя их на обрабатываемых поверхностях растения. Однако применяемые в настоящее электроаэрозольные установки отличаются слабой униполярностыо зарядов, полидис-персностыо распыла и не дают необходимой степени обработки.

3. Для получения униполярно заряженного аэрозольного потока частиц предложена установка, принцип работы который заключается в предварительном монодиспергировании жидкости с последующей зарядкой в чехле коронного разряда.

4. На основании экспериментальных псследоглшш и аналитических расчетов разработаны основные параметры ротационно-чашечного распылителя (К~0,13 м., а~60° , а=51 с1.), обеспечивающие монодксиерсност;. распыла.

5.Получены аналитические зависимости для определения электрических и геометрических параметров системы электродов "кольцо-тороид". Основные параметры зарядного устройства: диаметр трубы тороида - 0,04 м.; расстояние между электродами -0,и8 м.; напряженность между электродами - 1,44О6 В/м; зона действия электрического поля - 0.213 м. Напряжение, подаваемое на кольцо 50 кВ.

6.Установлепо что максимальная величина заряда достигается при небольших каплях и низких скоростям их движения. При скорости, капли - 4,36 м/с и времени зарядки 1=0,07 сек капля получает 60% своего заряда насыщения. Результаты экспериментальных п теоретических исследований ^показали, что с увеличением заряда капель коэффициент захвата теневой части растений в 1,2 раза больше, чем передней, • что существенно для химической обработки против вредителей.

7.0бласть оптимума технологических параметров электрического распылителя ..ежит в следующих предела:;: • напряжение на короцирующгм электроде - 42 - <Щв., р: :ход хим.раствора - 90 .., 105 гр/.мин., поступательна;: скорость агрегата - 1,1 ... 1,4 м/с.

З.Устапоилено, что элеклроазрозольгьш метод внесения химических препаратов повышает качество обработки н позволяет снизить в ',8-2,2 раза расход хпмшсатов (по сравнению с обычной обработкой). Годовой экономический эффект от применения электрического распылителя составляет 263,80 сум/га.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Решение уравнений движения вязкой жидкости между двумя вращающимися конусными дисками//Актуалыше проблемы прикладной механики: Межд.сб. научн. тр., поев, к 90 - легию М.Т.Ай-бека и 50-л. Победы ВОВ,- Ташкент, 1995. С.34-37.(Соавт.: Мусабе-ков П., Умаркулов К.).

2. Теоретический анализ осаждения аэрозольного потока на лиственную поверхность. //Актуальные проблемы прикладной механики: Межд.сб. научн. тр., поев, к 90 - л.М.Т.Айбека и 50-л. Победы ВОВ. - Ташкент, 1995. С.38-41. (Соавторы: Мусабеков П., Умаркулов К.) .

3. Результаты лабораторно-полевых испытаний электрического распылителя. //Повышение технологического уровня процессов механизации, эксплуатации и ремонта сельскохозяйственной техники. Сб. научн.тр. ТИИИМСХ.,Ташкент, 1996.-е. 20-24.( Соавт.: Ташев И.Д.)

4. Применение математических моделей при оптимизации параметров и режима работы трибоэлектрического распылителя. Вести, науки Акмолинского сельскохозяйственного института.,№4.-Акмо-ла-1996,- С.323-325.

•5. Трибоэлсктризация дисперсной фазы применительно к хим-ооработке растений. //Тезисы докл. на конф. "К.х. ишлаб чикаришида энергоресурслардан егмар^ля фойдаланиш" Ташкент, 25-27 ноябрь 1993г.(Соайтор: Балабекор М.Т.)

6. Пропускная способность конусных распылителей. // Тезисы докл. i'eCn. научно'Црак. конф."Олимлар ва мугахасснслар иж-тимоий-иктисодий муоммаларни хал этишда" Ташкент, 1994г.

7. Экспериментальное исследование трибоэлектризацни дисперсной фазы применительно к химобработке.//Тезнсы.докл.Республ. чонф., посвящ. 85-лстию акад.АН РУз Х.А.Рахматулина и 70-летшо член-корр. All РУз Д.Ф.Файзулляева. -Ташкент, 1994г.,С.24.

8. Электродинамическая модель дискового опрыскшл1теля.//"К.х. механизашишаштирши ва элсктрлаштнриш масалалари" илмий-ишлаб чикариш конф. маьруз. тезис, гупл. Тошкент, 1995й. (Со-авт.:Ташев И.Д.

9. Электрйгазодинамцческая технолог««! в хлопководстве. "К.х. механизациялаштириш ва элек-трлаштлриш масалалари" илмий-ишлаб чикариш конф. маьруз. тезис, тупл. Тошкент, 1995Й. (Соавторы: Мусабеков П., Ташев И.Д.)

Рузикулов Зафар Зарпуллаевич

"УСИМЛИКЛАРГА КИМЁВИЙ ИШЛОВ БЕРИШ УЧУН ЭЛЕКТР ПУРКАГИЧ"

Инитнг тофсили

Мазкур 1Ш1 усимликлар (пахта)ни кимёвий препаратлар билан ишлов бериш жараёнида к^лладиган тежамкор ва самарадор элеюгр-пуркагич машнналар яратиш муаммосини ечишга башшланган.

Аэроаол заррачаларни зарядлаш усултш такомпллаштнриш хисобига агротехник талабларга жавоб берувчи, кимёвий ишлов бериш жараённ самарадорлигини ошишиии хамда захарлн кимёвнй модцаларшш камайишини таъминловчн электросгатик курнлма яратиш диссертация ишгнинг асосий максадидир. Хнмояга киритиладиган коидалар:

• айланувчан конусли пуркагич гидродииамнкаснпи хисоблаш ус-луби ва пуркагич ^лчамларипн аниклаш учун ифо.галар;

• зарядлаш курилмасининг ?лчамларшш асослаш учун иазарий богланишлар;

• тожли ей электр майдонидан ртаётган томчининг тугри чизикли харакат чекланшни бупича унинг заряд катпшшшн аникдаш услуби;

• тожли ён электр майдонида томчпшшг зарядланнш жараёшшннг назарий ва экепериментал тадкикрт натижалари;

• ба])г юзасигг электрланган аэрозол ркимишшг ёпишиш жа-раёнининг экепериментал тадкикот натижалари.

• электростаткк пуркагичнинг макбул технологик улчамларп.

Таклиф килннаётган курилмадан фойдаланилганда кимёвий препаратлар . сарфи 35-40 % камайиши, ?"имлик баргининг зарра-чалар билан бир текисда копланиш даражаси 25-30 % орттиши тажрибада тасдикланди.

Электростатик пуркагични куллашда урта хисобда . хар бир гектардан 263,80 сум иктисодий тежамкорликка эришилади. Диссертация рус тилида ёзилган.

Rusikulov Zafar

ELECTRAS, AT1CAL SPRAYER FOR CHEMICAL CROPS TREATEMENT

Abstracts

This wolk in dadicatcd to the problem or crcation of economical and effective electrospraying machine for chcmical crop treatcmcnt. The reason of this work is perfecting the load of method and electrospraying equipment crcation, which meets to agrotechnical requirements and providis the cflccting rising of chcmical treatment process, which poisons chcmical expenditure decreasing.

The following points arc presented to defend:

« the methods of hydrodynamical calculation of ratary disk sprayer and determining their characteristics;

• teorctical dependences of load equipment characteristics;

• methods of dropiet zize. determining by their dcilection from the straight-forward movement in the clcctric field of cvown discharge;

• the results of experimental research of the liquid particles discharge proccss in the elcctric firld cvown discharge;

• the results of thcr experimental research on precipitation of clectroaerosolc flow on crop foliage;

• optimal technological characteristics of clectrostaticai sprayer.

EHborated treatments allow to dccrea.sc chemicals expenditure on 35-4(J%, allow to Increase of dfoliagc covering by chemicals on 2530%, decrease labbur costs on 12-17%.

The economic efficiency of using clccrical sprayel is 263,ft

sum/hectar.

The thesis is written in Russian.

Подписано n печать 17.12.97 Формат бумаги 60x84 1/16 Бумага типографская № 1 Объем 1,0 ил. Тираж 100 Ои1ечагаи(М1ц,до?;н>рцнте.п ТППРТР'Ч|Ч;И ТИИИМС'Х 70'ККЮ, Ташкент, ул. Кары-Нпязопа. 39