автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Обоснование основных параметров и режимов работы пневмодискового распылителя малообъемного хлопкового опрыскивателя

УЗБЕКСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МЕХАНИЗАЦИИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА (УзМЭИ)

г> ^ Л " 1 .3 • >

На правах рукописи

УТЕПОВ Бурхан Бектурсинович

УДК 631. 348 — 45

ОБОСНОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ ПНЕВМОДИСКОВОГО РАСПЫЛИТЕЛЯ МАЛООБЪЕМНОГО ХЛОПКОВОГО ОПРЫСКИВАТЕЛЯ

Специальность 05.20.01 —Механизация сельскохозяйственного

производства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной стегеии кандидата технических наук

Янгиюль — 1993

Работа выполнена в Узбекском ордена Трудового Красного ¡Знамени научно-исследовательском институте механизации и электрификации сельского хозяйства (УзМЭИ)

Научные руководители: — доктор технических наук, профессор, академик ВАСХНИЛ, заслуженный деятель науки и техники УзССР |Рудаков Г. М. |

—доктор технических наук, профессор, академик УзАСХН, заслуженный деятель науки Республики Узбекистан Хаджиев А. X.

Официальные оппоненты: — доктор технических наук, профессор, академик АН РУз, заслуженный деятель науки Республики Узбекистан Лебедев О. В. — кандидат технических наук, доцент Аширбеков И.

Ведущая организация: — Головное специализированное

конструкторское бюро по машинам для хлопководства.

Защита диссертации состоится « ж » О^ксгЕл^ 1 дд.ч г.

в_часов на заседании специализированного совета

Д 125.01.21 по присуждению ученой степени доктора технических наук Узбекского ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательского института механизации и электрификации сельского хозяйства (УзМЭИ)

Адрес: 702841, Ташкентская область, Янгиюльский район, п/о Гульбахор-1, УзМЭИ

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке УзМЭИ.

Автореферат разослан « » т ддя г.

Ученый секретарь специализированного совета С-^Х^Ь'^/и^Ь С. Н. НАРКУЛОВ

.^11 ¡1\).тл [[-1! П ' ■

В работе, дли аналитический обз.ор- исследепа^ий 'и области иихани--.зации химической'обработки растений л дефолиации хлопчатника. При>"'-дены результаты ранее проведенных теоретических лсслрдов'ШиП по определения основных парамётров' вра:цавйихсл дисковых распылителей. !!;•.-•ложеим теоретические исследования по обосновании некоторое конструктивных -параметров и режимов работы пневмодискового распылителя, влияющих на дисперсность распыляемых'капель, а так^е результаты экспериментальной .проверки теоретических предпосылок в 'лебервтпрных и поле-гых условиях'

Олпсявм результаты полевых чспчтанчП гялосбъеммого вентиллггер-. ного хлопкового опрыскивателя с 1ше'вмг,дискор1,ч распылителем, а также результаты агротехнических опытов по проверке эффективноеги иолосбь-емного способа опрыскивания, которые показали, что качество обработки посевсв хлопчатника отвечает исходив! .требованиям. Техническая' эффективность работы на дефолиации хлопчатника состарила белее 90?. (по'ЛТТ не менее 65?-), при этом снизились затраты труда на 20 % и улуш!!лигл> санитарно-гигешчесгше условия работы. Экономический эффект.ог применения налообъемного опрыскивателя на дефолиации хло'п-' чатникн составил 2С330 рублей в год на одну машину.

■ Автор эагаицает:

- технологическую схему малообъемного вентиляторного опрыскивателя с пнев'к'одкскОЕкм распылителей; ' ''

- основные параметра-и режимы работы пнегмсдискового распылителя. -

. ОБЩ/Л ХЛРДетЕПГСТИКЛ РАБОШ

Актуальность работы. Важным звеном п технологическом комплексе по вкрашивания хлопчатника является химическая защита его о?- 'вредителей и болезней, а так:*е проведение предуборочной дефолиации. Своевременная и каче.ствепчпя дефолиация способствует помшпня» ироизведи-тел.ьноетн хлопкоуборочных чау.ин на'10-15?.,' увеличению объема машинного сбора хлопка е'-'рца до 'ГО;-', росту выхода первосортного волокна на 1'.. .'5?,. снижению' засоренности ч 1,5. .-.2 раза и ускоренны созревания и раскрытия коробочек на Ш. ...15 дней. Сбработка хлопчатника на боль-иих 'площадях., (более I '. га) и в сжатые агротехнические, сроки '( 68 дней) не мыслима без высокопроизвоя.1Ггп.!ЬН>х, надежных; и. безопасных для! окружающей г;>«дм технических средств механизации. 'В связи с

отказом or применения систишшк (типа бугифос) и переходом к контактным (тина хлорат магния) дефолианта!.'.,■ требующих-болео качественной обработки, показатели серийних опрыскивателей 0I;X-2UA заметно ухудшились. Объясняется ото прежде- всего тем,'что применяемые центробежные н ctpyilaui! распылители d этих опрыскивателях обеспечивают полидисперсный раепыль рабочей жидкости с размером капель'от 250' до.400 и более мкм, что приводит к неравномерной обработке как. по- ширине ■ захвата агрегата, так по высоте.обрабатываемых кустов хлопчатника.

Анализ работ в области технологии опрыскивания показал, что одним из путей устранения вышеперечисленных недостатков является применение малообъемиого -способа опрыскивания (.1J0) с расходом рабочих растворов'до ЬО л/га. 'Сущность 1.10 опрыскивания заключается в эффективном и рациональном использовании рабочей, жидкости'. При атом вакно превратить рабочие- растворы в .'капли оптимальных размеров (80-120 мкм) и нанести их на обрабатываемый объект "с д остаточной густатой (не менее 30 ит/см' ) и раянрмйрностыо. Б' качеет-'вё рабочих органов на существующих малообъемных опрыскивателях (-UM-C30, ШХ-12)'пшненяются ротационные распылители, кото.рне'. выполняются в виде дисков и сетчатых барабанов, вращающихся с различной частотой. С их помощью можно, получить выоокодисперсные аэрозоли с. каплями почти одинакового диаметра гаи незначительных скоростях, подачи жидкости. .

Несмотря.im .перечисленные'преимущества, Г.О опрыскивание не получило распространения, при-возделывания-хлопчатника в связи с отсутстл. вием надежной технологической-схемы опрыскивания и рабочего органа, отвечающего агротехническим требованием и Охране окружающей среды.'' Следовательно, создание'высокопроизводительного опрыскивателя и рабочего органа,.отвечающего требовайиям опрыскивания хлопчатника яв-•ляется-.'актуа'льной задачей. .' • •_•;••

Цель работы. Целью настоящей работы является исследование процесса расгшлбНПя жидкости гладким'вращающийся диском с подачей соос-но-боковсго воздушного.потока.и созпание ра.бочего. органа обесиечива-'вший- мелькокапельНый монодисперсный распил жидкости. •

Объект исследования'.- Пневмрдйековый распылитель с приводом от ■ воздушного-потока'.и технологический процесс опрыскивания МО вентиля-торног ойрыскивателя; с пневмодискбвым распылителем.

'Методика исследований. Б процессе исследований использован серийный опрыскиватель 0ВХ-28А, а также макетный боразец вращающегося пневмодискового распылителя. В опытах по определению основных параметров й режимов работы пневмодискс/рого распылителя и осевых скорое-

теН -воздушного. потока вентиляторного опрыскивателя. применялось'-разработанная методика по ппр«дол«;»ип частота вращения распылителя и использованы прибери длл измерения давления скорости воэдусиого потом. При измерении дисперсности распили жидкости .применен метод прямых исследований с использованием микроскопа и методика скоростного фотогра фирорания. Козрю'сть затрачиваемая малео.-йъемным опрыскивателем ¡ш технологический процесс опрыскивания определялось о лабо-раторно-полевых условиях методом тензрметрирояанкл. Качество обработки посевов хлопчатника и техническая эффективность малооб^емного опрыскивателя на де'ялиапии хлопчатника оценивалась в асротохничсс- ■ них опытах сог-'астно с отделом агротехнической оценки маханизиродан-иш процессов Уз!'?Л. Результаты опытов обрабатывались методами м&те-тнческог*. статистики, а параметры пневмодчекового распылителя оптимизированы с помощью математического планирования эксперимента. Оценка показателей произведена согласно ОСТ 70.6.1.-74 "Испытания .сельскохозяйственной теники. Опрыскиватели и опыливателя. Прогрета .и методика исследований" и по "Методике вегетационных опытов над хлопчатником". ' .

Научная новизна.Установлены аналитические зависимости для определения дисперсности распопа с подяцеЯ соосно-Сокогюго возданного потока и влияние» пнсвуодискового распылителя на изменения осевых скоростей воздушного потока вентиляторного опрыскивателя* Обоснованы основные параметры и ретичы работы пневмодискового распылителя., Новизна технического решения подтверждена патентом '.4792278 от- 01/101992 года.

Практическая ценность. Предложена технологическая схема Ш вентиляторного опрыскивателя с использованием вращап-дсгося дискового распылителя, которая значительно проще по сравнению с применяемыми в настоящее время технологией малооблачного опрыскивания; при этом повышается производительность труда на 10-128, затраты труда снижается на 20 £ и дает экономический эффект 28330 рублей в год .на одну машину (но ценам на I квартал 1992 года). Результаты исследовании явились основой для разработки агротехнических-требований и .технического задания на малоебъемный опрыскиватель, а -так^е разработки •■ конструкция опрыскивателя совместно с ГСКБ по мяиинам для-, хлопгсовод-

ствп. ...

Апробация работы: Основные положения диссертационной работы доложены на Ученом Совете УзМЗ! в 1988-1992 г.г., на научно-практической конференции "Механизация трудоемких производственных-процессов . в зоне хлопководства'' 1992 г. и на заседании кафедры "Сельскохозяйственные машины" таКЗ.'СХ в 1993 году. '

Публикации.Основные положения диссертационной работы опубликованы и 7 научных роботах:, В том числе оди.н патент. '■ . .

Реализация • результатов исследований /Результат! г исследований пс лужили основанием для включения в Систему машин дл'я: комплексной механизации растениеводства на I990-200Q г.г, "Опрыскиватель вентиляторный хлопковый" (коз. Г 29.Ь?Л и"-разработки-агротехнических т'ребо паний. Совместно с ГСКБ по машинам.для хлопководства-созданы экспериментальные образцы МО опрыскивателя с пнегмодйсковнм распылителем которые прошли-приемочные испытания в Узбекской, Таджикской и Туркменской И!!С и рекомендованы к гицуску опытной партии.

Структура и объем диссертации .Диссертация изложена на 183 .стра ницах и состоит из введения, четырех глав, выводов и рекомендации,' списка литературы (12а наименований) и'3приложений. Диссертация со держит II таблиц и bts рисунков.

- СОДЕРЖАНИЕ РАБОТ '.

В первой главе "Состояние вопроса и задачи'исследований".привв дены некоторые Сведения развития приемов.интегрированной защиты растений (в том'числе хлопчатника) от вредителей, болезней и предуборо> ной дефолиации. На основании анализа проведенных исследований ^ана классификация мер борьбы с вредителями и 5:и1еэнями, технологии нанесения пестицидов, конструкции-опрыскивателей-и их рабочих органе, в, согласно которым Задачи борьбы с вредителями и болезнями, а также,д! фолиации хлопчатника решаются" применением тмздупредите.льннх и истре,-бительных, мер., охвдтнвагаций широкий круг операции, при помощи которых в значительной степени улуцастся качество химической обработки хлопчатника.

По данным исследований Прокопенко С.£., Имамалиева А.Дашкуловс С.Т. .Байрамова' К. .Еелецского И.1!. .Гущина С.Г.,Сохтн А .1С. .ЛоНамарсва В.И. и .др. одним из путей повышения производительности наземных средств химической, обработки хлопчатника,' обеспечивающих качественную обработку в агротехнически', оптимальные сроки является применение малообъемного способа опрыскивания.Исследованиями способа МО опрыскивания-хлопчатника в различные годы занимались .Прокопенко'С.Ф., Имамалиев A., Cq-fia А.К. и др. В соответствии с их рекомендациями .и. требованием ATT./на малообъемное опрыскивание, обработка'хлопчатника должна вестись'с нормой, расхода рабочей жидкости до .50 л/га и при этом .медианно-массовий диаметр капель должна составлят Ш-120 мкм.

На оснований. Изучения существующих способов опрыскивания и рабочих органов для его осуществления 'была выдвинута рабочая гипотеза:

для получениа 1.'елькскалелышго монодисперснаго распила, обеспечп-паюцего качественную обработку посср :п хлопчатника малообъемным сп-рискирзннем, целесообразно применять' вра-дапцийся дисковый распылитель ,' установленный на выходном сечегаи сопло- вентиляторного опрыскивателе (рис.IV . ■

Анализ состояния вопроса ■Позволили спгп;тел)пь задачи исследораний: • ■ .'

-разработать и-исследорать Технологическую схему малосбъ-. емкого опрыскивателя;

.' •-исследовать рлигние ррп- . • щпглегося дискового распылителя ' ■ .на ваздуюно-клпрльш.'й поток -вентиляторного опрыскивателя; '

• -теоретически обосновать . Рис.1 Технологическая схема ренти-плияние основных параметров .и , л.гтерной -установки с вращпсцимся рет.ис.сп работы пнем/лдискорсго .распылителем: I-кот,ух вентилятора; распылителя им процесс раслы- 2-иентро-бетньтй вентилятор; 3-сспло; лени л- рабочей чйдкречй; .. "1-дисковый распылитель; 5-гладкиЙ

■ -проведение экспоримен- . ' диск; 6-ветрск'олесо; 7-обтекатель. тальнцх исследований по обоснованию' основных параметров пновт/однекового распылителя;

.' -определение агротехнических и экономических показателей работы малсобъегасго опрыскивателя.

'Во второй главе "Теоретические исследования" приведены аналитические ■ исследования рлняния пневмодиекгвоге ряспылитоля- на изменение осевых скоростей, вгздугногс потока вентиляторного опрыскивателя, а так'те результаты .тегретииескйх мсследораний по изучению, процесса дробления рабоч"Г1. жидкости вряз'ихзимся распылителем с соосно-боковым воэ-душным потоком, При проведении теоретических-исследований использованы .работы.ученых Т'-.Н-. Абрамевлча,'-Г.-С.Лазарева, Я.С.ЯеПехина^ В.Н, Г.алиова., Е-.Г-.Зулта'н-Ьаха., К.II.Масло,' В.Ф.Дунс'кого, Е.М.Фатеева и др.

' Опродолрнк'г осноп:;>:х-параметров ветроколеса. и зависимости от саоопст1С''роа.Г4У1"Иг'Ро'-пот'ок'а.' Параметры-ветроколеса-Определяются при. псмо-цн ярродикччических.дярЧкуери-стик, которые- .показывают как изме-¡яот'егт крут:1:и;и"! уоуонт • 1$' -и .коэффициент .использования энергии, воздушного -потока . ^ Лиояязигуя 'крутящий'.'момент вет'роколеся М , момент «м'ппцГ«!? р.гтгпколоса '0 ц чозффициёнта , предложена зависимость

определения частоту вращения пНевыодискового распылителя от скорости взэдуиного потока ( Ы ).

(I)

1*де: -плотность воздуха, кг/см'; -масга врацающейсл части распылителя, кг; Ц -коэффициент, использования анергии воздушного потока, (^так: = 0,Ь93).

На рис,2 приведена зависимость частоты вращения пневмодискового рас пылителя при =1,2 кг/См3 и ГП^ =0,5 кг. Как видно из графика

частота вращения распылителя увеличивается с- увеличением коэффициента ^ и при.максимальном .его значении частота вращения будет максимальной.

Аэродинамические характеристики ветроколеса зависишь от сил вязкости, тормозящих дви*ения•воздушного потока характеризующее числом Рейнольде а.

. аЬл/о >&в> оооооо

где: -линейный размер кры-. ла.; ' О' -кинематический коэффициент вязкости воздуха.

Ранее проведенными исследованиями .установлено , что при числах Рейнольдса, превышающих 30000( коэффициенты аэродинамических сил Су и Сх остаются неизменными. Исходя .из этого', при нормальных условиях воздушного потока ( ^ =15° Р|, =0,125 кг-¿2/м'1 и ^ =1,45-10"° м2/с) линейный размер крыла Вд (ширина лопасти) ветроколеса определяется в зависимости от скорости воздушного потока следующим выражением

4,55/и.м ; (2)

Как видно из графика (см. рис.2), с увеличением скорости воздушного потока линейный размер крыла уменьшается и по расчетным данным при скорости воздушного потока серийного вентиляторного опрыскивателя • Ь1 =45..,55 м/с,'ширина лопасти ветроколеса должна составлять 1^=8... .10 см.

. Обоснование параметров конусообразного спрямляющего элемента (обтекателя). По данным..А.К.Мартынова, В.Н.Талиева и др. для плавн:

СО

250 с' 150 100 50

\ и->-|(и) иии | рлГ«см у

0.Б \ \ 0,4 б у •> Т

А р< ' ч .0,2

¿Г ММ/

25 см

15 10 5

О 20 40 60 м/с 100

и.

Рис.2 Зависимость частоты вращени: и линейнего размера крыла от с\(о\ рости а воздушного потока.

го изменения осевых' скоростей воздушного потока и- предотвращения гГерохода круглого изотермического.;се»:ен»ш (какэрим ярляется.'воздушный поток' хлопкового -опрыскивателя) к кольцеобразному сеченип, угол между осьп симметрии и'осью воздушного потока должен'быть менее 30 градусов, Т;е: ©<ЗС°.

Так как воздушный поток до образования устойчивого установившегося движения проходит расстояние £ — 2 L/ 3 Свдо L -длина насадки, м), 'то высота конусообразного спрямЛотлег-о' элемента (обтекателя) должна быть меньше £( <С !_/ О- » откуда радиус основания. конусообразного обтекателя, определяется из »{троженип

Гк < 1Ц©/о (3)

На рис.4'приведена'зависимость радиуса ГУ основания конусообразного обтекателя от.угла бокового расииреция. По расчетным данным, при L =«0,5 м,' максимальный радиус' основания обтекателя составляет Гц. =9,6-см, а высота-' •aie.'ö см-..

. К' исследования измене- ' ни я осевых скоростей ваз-душного потока вентилятор-' ной установки. Влияние пнзз-модискового распылителя на- • средне-осевую скорость воздушного потока вентилятор»- .' ной установки условно можем разделить на 3 основных . участка (рис.3). Изменение .осевой скорости в зоне, 'действия обтекателя ( Ц, 1, потери скорости-лрй'прохоч«-донии через.плодадь ометае- ■ ' . - '•'.".

. муп ветроколесом ( Цд) ииамедение средне-осевой..скорости' на выходном сечении сопла .(Цер'). ' ..

При прохождении зоны действия обтекателя,, воздушный-поток 'имеет- осевую, скорость определяемую., следующим выражением:'- ..•'•_

: - U, = Uößo7 (Ro'l^)/; .; ; -;.(4) где: Lio -'осевая скорость воздушного потока' создаваемого вентиляторной устаийвк-оР.-'м/с? • • Ro- ^p'ajpiyc-выгодного сечения сопла, м..."..-'

■ Увеличение угла бруогодо -расширения/©" кснусообразмого. .'обтекателя (рясЛ) приводит -к пов.ьпЕёнию -осёвой, .скорости- возд^шн^го Потока и при 'бо =0,2 м-и =ЗСр/сцо составляет'3Ófy -от'начальной-осевой..

Рис.3 Схема к расчету скоростей воздушного. потока вентиляторной установки. .-

скорости возду^нсгъ потока".'-

,-в-

13 сечении ометаемом ,вет-роколесоы .часть воздушного потока резко, падает по мере приблежения к распылителю'и на некотором расстоянии за ниц, так-как ветроколесо создает подпор, Поэтому скорость воздушного потока за пневмо- ' дисковым распылителем олреде^ ляется следукци'м в(фажением:

и5 = ц> - и*

С учетом коэффициента -использования ветроколесом'энергии' воздушного Потока ^ 'выражение (5) можно написать'следующим образом:

120 МИ 1.3о . 1.30

ео' Ш

60 ■1.1В

40 •112

> Ц16

0 .1.0-

•

/

{у \

• 5 ' Ю . Я 20

10 о. а'-0,6 04 о.г и'> о.

(р^ за

01 02 М -

о.з о.4 о.5 аь.

Рис.4 К "определения) радиуса.основания обтекателя-'и Изменения осевнх скоростей воздушного потока.

■(б)

и??/4 - о

Рейая .это кубическое уравнение получим зависимость Ц} от ^

+{(1.56• IО2£ (§2,37](Ц125? + О,О375]- III/5 (?)

Зависимость изменения осевой-скорости за ветроколесом Ц3 от коэффициента, использования''-энергии, воздушного :п'отока относи-' тел'ьно Цо '.приведено- на ри.с.4. -Анализируя зависимость пиведена эмпирическая формула для. определения средне-осевую скорость воздушного; Потока 'за ветроколесом, который йме.ет вид '

Из,- . (о)

•Для опрёделения среДне-осевую скорость воздушного потока на вь ходном' сечении сопЛа (Цср) рассмотрим массу секундного объема воздушного потока, проходного'через выходное сечение сопла,

асР = .+ о)

Исходя из того, ¡«то у. существующего серийного опрыскивателя йо =0,£ при Гктах-^О.ОЭб' м, подставляя значений 0.| и (^г в выражение (9), наводим средне-осевую скорость^воздушного потока на срезе выходного сечения сопла; -.- ;,..-.

Как видно из графика (см-рис .4), при максимальных-значениях ^ Цер приближается к 1 исходной '.скорости Ц

в и колеблется по расчетным, данным в пределах , СО,8... Л',0) Ц». Тогда дальнебойность ■ вентиляторной установки с пневмодисковым распылителем определяется

• следующим, образец: . ..':-.-'. '. ^

. Д= 12,^ К Цо [1-25Я^ (IГ-)] Ро/и(II)

где: К-= 0,Цо...0,Э5 -'коэффициент затухания осевой'скорости иоз-■душного потока; Утш = ^ м/с тминимальная--скорость, воздушного потока необходимая для шевеления листьев хлопчатника.

Влияние соосно-бско'вого воздушного потока на процесс распыления жидкости прпщапщнмея диском. 11рй обдупе даска воздуиным потоком на'.каплю, полученную в результате вращения глядко-го диска (рис.5) действует.сила поверхностного натяжения жидкости' Б ^ 3?о1тй , центробежная сила .. В - 11сЗтр^ГЧ|0/6 и аэродинамическая. сила А = ТГс^^-р^МгСл/в" ..Условия равновесия в'этом случае будет:

: .Э* . . ' • (12)

Так как аэродинамическая сила Д. имеет три составляющих.; лобртого сопротивления, -ейлу

бокового смещения и .- Ау - силу подъема в пространственной системе координат, то допуская, Что для 'по- " лучения направленного; дробления жидкости важное значение имеет сила-лобового сопротивления, то формулу ' (121* напия^м следующим образом:-

Подстачляя значение в вмрачее-'

ние(Г21 'получй'-т: ' . '

,„. 15 . . » , л2

- К,

-силу

+ (ТГЙрьигСх/8)г

Гёшая это бикгадратное"5флвнение Получим

Рис.5 Схема .процесса монодисперсного - дробления Жидкости вр.аща-■-(13)' И1'ч1.н.1с.я'распылителем.'. •'-.' -

,4 -

аег / Л?жГиаг

V1] а43

На рис.6 приведены зависимости диаметра ,с1 капель-от скорости .воздушного -пото ка- Ц -и. частоты вращения а пневмодискового распылителя при различных- условиях его' работы, 'Как видно из 'рисунка увеличение 'шстоти 'враще ния при постоянной скорости воздушного.потока или нао$о рот,- увеличение скорости воздушного'потока при посто янной частоте вращения приводить к уменьшению диаметр распыляемых. капель.. Оптимал ное значение диаметра капел определяется из соотношение зткх параметров. '.

■ Определение основных Параметров пневмодискового распылителе. Для получения одностороннаго пленочного-покрова на поверхности диска и. для. предотвращения течения жидкости не яду смежными дисками расстояние между ними должно-быть: ' '• V * к

. > - [ 3 (15)

где: <§ -толшина. жидкостной.пленки.,-мкм.; уц -коэффициент-вязкост! жидкости, кг-м^/с; О -уделнний'.расход-.жидкости .подаваемый на'распылитель, л/мин; р^ -плотность жидкости, кг/м^. ; ' - П -количество дисков-в пакете., ш?;.

'.- Ширина и-Количество радиальных каналов определяется из равенства • '

6РЛр = ) сю

■где: рр гширина радиального, канала,м; Г)р -количество .радиальны' каналов,шт; 11«-скорость .истечения жидкости,-м/с.

.Частота вращения йневмодискового'распылителя в рабочем режиме определяется из выражения . ".- ,.

'со > яиг^у^/Сшгп|)} (17)

г^е; (7^ гз Ор^ - -секундная, масса жидкости подаваемый на распы лктель, кг/с. -- '

500 мкм

300

200

ЮО О

d=f (Ц)

d=f(U)) . cL-íxJf(U)

. d-uf(cü)

40 00 120 160- ZOO С" 280

ш-- -

I - .......'■

. Ю 20. -30 . .40 50 : Ц/с 70 .

I ■ д— •

-Рис-.б. Зависимость диаметра, d капель от скорости' воздушного потоке U и частоты вращения, tü распылителя при различных режимах •работы. '

Ьрмулу (17), рыракая через время необходимого, для перемещения частицы жидкости от центра до кромки диска £ -, цалиаем следующем

ВИАе\ .(18). .' Решая' это куб.ическое уравнение .•получим: .

#^ - Г1- ■ . -

^"ГбВД* ПтГ+*бво?й? > 1

Л й?У + 2и?ян _

ГЗРУ. ~тГ N8*0?^? тс3 ; 1 1

.В результате'проведенных теоретических исследований установлено, что для получения монодисперсного распыла'жидкости с мйксималь- .' но'допустимым-диаметром капель, с учетом требований к монодисперсному распылу при скорости воздушного потока Цо- 40; - 60-м/с, основные параметры и режимы'работы пневмоди^кп'вого распылителя'должно быть следующими: .радиус дисков Г - №,'..35 Мм, -количество радиальных каналов- Пр - Р...и шт, ширина радиаЛьняго канала '.{эр = Зч. .4 мм, тилшинп -диско г» .О- = Зч0-.:4в0 мкм, радиус ветроколеса ¿14. ^

см, удельный-расход -"идкости на I диск = до Г.л/мин, час-

тота вращения распылителя СО = ЬО.. ЛсО

В третьей главе "Экспериментальные исследования гладкого' враща-ю'.'|ег.) диска'с соасцо -боковой подачей воздушного потока" описаны -стенды, приборы, лабораторные установки и методика проведений окспе-риментальных исследований. Для выполнения исследований разработаны индивидуальный индукционный датчик для определения частоты вращения пноемзднскового распылителя кок в лабораторных, твк и. в. до.лсеых условиях. • '.-■.'" Выбор и обоснование параметров ветроколеса проводились в лабораторных условиях с использованием ветроколес различных конструкций и в результате исследований установлено,.что по коэффициенту исполь'г зования энергии воздушного потока с^ =0,43, обеспечению Необходимой частоты вращения сО =200 с"-^ и надежности работы (40;.!60 мо'то.ч)' наилучшие показатели у 4-х лопастного ветроколеса' с винтообразной формой лопастей, с углом атаки (X. = 9°, радиусЬм км'и шириной лопасти = ВО мм.

Определение аородин.чми'ческих характеристик вэнтилягорной, установки с пневмодисковым распылителем показало,-что с установкой

пневмодискового-распылителя на выходном сечении сопла снимается Средна-осевая'. скорость- воздушного потока на 12,5?, причем в зоне действия. обтека.те'л'я .она увеличивается .(57,05) и резко'уменьшается при .прохождений площадч-ометаемой.ветрокрдесом (41,85 м/с), что пс тверждает теоретические предпосылки; Исходя из этого .следует,' .что скорость воэдутаногЬ ;пот.рка,. действующая на"процесс.каплеобраэовани находится в. пределах'' Ц, =. 40'. . ".42 м/с.. ■•' .''

. -Выбор основных параметров.вращающего пакета дисков!-На основе проведенных.однофакторных экспериментов и с учетом теоретических-исследований ™

определены'..основные параметры .вращающе- .. гося пакета дисков: 'толщина-.гладкого пленочного диска О. =0,32 мм, рассто,-я^е между, смежными дисками бд =0,48мм, ширина ; &р;=4'мми высота радиального ■ канала '. Ир =0,40мм.

Экспериментальные исследования •' рабочего органа МО опрыскивателя проведены с использованием рабочего орга- . на разработанного по результатам исследований. совместно с-ГСКБ по машинам длг хлопководства (рис.7).-Результаты экспериментальных исследований показали (рис, б), что изменение основных •параметров в. пределах: радиус диска. ТУ*.-75.-..95 мм; частота вращения

СО =100..! .140 с-1- и расхода жидкое- • :ти •• = 3.. .Ю'.л/миН', -обеспечивает необходимую дисперсность капель для' малообъёмного опрыскивания.. .'

Рис.7 Пневмодисковый-расп литель. 1-ось-втулка; 2-кронштейн крепления; 3-спу пица ветроколеса; 4-лопас ветроколеса; 5-гладкие пд ■ночные диски; б-основная ступица;.7-обтекатель.

Оптимизация параметров пневмодискового распылителя осуществл лась.методой' математического планирования эксперимента. Для- опред-э лении- комбинации уровней управляемых факторов, при которых обгепе-ш.вается необходимая, дис.персность-капель ( У ), йа-основании, прове денных предварительных'-экспериментов были .выделены/наиболее сущес'т венные/факторы.- -.'. "".'.. . '.••-- .'•'-•■,

.■ЗС|'т количество ..рвдиальщяс каналов в'..диске:,' шт.,'' Пр. •; •0С2-: радиус. ПЛ(!НОЧН*:К'< диска, мм", Г*--.;. Хуг- расход- :«1Д1х;сти-..на; один даек,-..л/мин,'

-Рис-.О Зависимость

диаметра.капель от Скорость воз- - " .

ДуийОпа потек«.: радиуса диска Р ,

11-42 м/с' • частоты .'вращения рас.' , : Оылйтёля сО и раско-п^* / да жидкости-О

•40 ВД 80 100 120

в

9 12, 15

90 95 Г. мм-140 1в6 СДс"' ■В Ц, л/МИН

' " П результате реализации матрицы планирования, по плану "Бд" получено уравнение регрессии, адекватно описывающее необходимую дисперсность капель распыленной жидкости: ...

у (£(Ь )= 108,917-8.5 Х|-^,5.6.7^2+•. + 7,'867Х5 + 2.667Х,Хг+ 1В,717Х|- 4,417щ

Анализ уравнений (20) показывает, что дисперсность капель уменьшается с увеличением радиуса диска, количества., радиальных каналов и уменьшением расхода жидкости на один диск. -В результате обработки экспериментальных данных на ЭВМ "КаВо"1гоп-1715 " получены'-.рацтэналь-ные значения исследуемых факторов исходя из соответствия размеров диспергируемых капель исходным требованиям (60:. .1,20- мкм.)',-. при этом получено: количество радиальных каналов . Г1р=5 шт; радиус Дкс'ка = вО мм; удельный расход жидкости ^ = '0,75 л/мин. " Энергетическая оценка вентиляторной установки'показала,' что мощность, потребляемая пневмодисковым распылителем, составляет • Р|р а 0,6 квт, что соответствует 1,5-2,0 % от'общей потребляемой-мощности вентиляторной установки. ' .. ■. ,-

Дальнебойность вентиляторной установки, определенная в лабораторных (стационарных) условиях, с учетом коэффициентов Георгиёва В. А. и Гущина Ь.Г. составила Д = 9...12м, что отвечает исходным Требованиям для дистанционных малообъемных опрыскивателей.- ';. ■'

В четвертой главе "Результаты хозяйственных испытаний и экономическая эффективность работы МО опрыскивателя' приведена .мйтодика- лй-бораторно-полевых исследований, дается описание Лабораторно-Полевой установки, . Конструкция малообъемного вентиляторного опрыскнейгеля

0БХ-600 создана на- базе - существующего' опрыскивателя 0ВХ-28А. Принципиальное отличие от серийного опрыскивателя.заключается в орги-нальной тре.хточечной навески, ра*™ опрыскивателя .на коТор.ом расположены все узлы и детали опрыскивателя, вместо.монтирования на тракте наличием дискового распылителя приводимый во вращение воздушным роте ком и дозирующего устойства, Технологическая схема работы 'малообьеь Ного опрыскивателя состоит, .в .-том .(рцс.9 что рабочий-.раствор всасываемый из резервуара I насосом б по всасывающей магистрали 2 прохо.1 через трехходовой кран 3 и основного Фильтра 4 подается на дополнительный фильтр 7, .где жидкость.разделяется на две части. Основной

Рис'.9 Технологическая схема ма-лообъемнрго опрыскивателя ОВХ- . 600,.1-резервуар; ¿-Всасывающий магистраль; 3-трехходовой кран; 4-заправ'очный рукав; 5-основной-Фильтр;'6-роторный , насор-; 7гдо-; полнительный фильтр'; 6-нагнстп-' тельная магистраль; 9-рёгулятор давления; ГО-гидромейалка;. 'II-• дозатор; 12-питающая.магистраль; 13-вентиля'торная' установка; • 14-пневмйдисковый распылитель. ■

поток,проходя через, регулятор, давления 9 по нагнетательной магистр! ли'8,возвращается обратно в.резервуар, составляя тем самым гидроме-щалку 1р рабочего раствора,■ где регулятор давления служит для подд| катя постоянного давления .в пределах 1-1,2 атм. и контроля жидкое в гидросистеме; А атфилтрованная часть рабочей жидкости по питающе; •магистрали .12. проходя через дозатор II, где устанавливается необхо, мый.минутный -расход.жидкости,'исходя-из гектарного-.расхода, подаете, •на'пневмодискоййй распылитель 14, который распыляет рабочий рас.тво' посредством воздушного, потока вентиляторной установки 10 и распыле иая жидкость' наносятся;.-на'-обрабатываемуюповерхцость.:Речим работы 'пнеБмрдискрвого распылителя зафиксируется, и контролируется- по'ср.едс '.вом; индукционного .датчика-, разработанного- совместно -с. ГСКБ по маши нам для хЛйпковадс.тв'а. .Проведены'.'лабораторные ощети "по'-определению •^ехникОтЛКСпЛуатационных .показателей' -м^лообъ.емного опрыскивателя ,и по'.'резу^ьта'там ■'исследований построена 'кодограмма по -определению не яы' .расходе; рабочей:жидкости.'на/гектар' в-.-завИоимостл от ииринй. захЕ ц е ко роет и. агрегата ¡'.Полевые исследования :Ьо.' определению -агротех-

шческих показателей МО Ьпрнпкивателя проведены на' полях экс'пери-»ентального хозяйства УаИОИ. Эпкти протоплен ? сравнении с с-рчРш.?.' ••ирискниателем СБХ-2дА на ооотвзтстгие Т2.

Качественные показатели НО опрУскизате'ля по 'густоте покрытия листовой поверхности и дисперсности капель намного лупше.чем у серийного опрыскивателя, при этом получено неравномерность отдижегая препарата по сирине захвата агрегата (33,7-45,9)!?, по высоте куста хлопчатника (б1,Ь-7о,4)!?, количественная доля раскрытых хсрсбсчЗв (77,3-93,0)% и средне медианно-маесоаый диаметр капель (ГС0-Т2'4)мкм, что соответствует ИТ.

Техническая офУктивнэсть работы ПО опрыскивателя т зоЕолигпии хлопчатник я, отвечает исходным требованием (не менее 85/.) и составляет я пределах (03-97)'"- при расходе рабочей жидкости 50 л/га и хлората магния (8-12) кг/га. В ходе полевых испытаний обработано более 150 га хлопчатника. Опытный образец МО опрыскивателя прокол пргио'ч-ные испытания на Узбекской, Таджикской и Туркменской МНС и рекомендованы к выпуску опытной партии для широкой хозяйственной проверка. Креме того, совместно с институтом санитарии и гигиены ВН;Г,Т1ШТ0КС (г.Киев) проведено .'санитарно-гигиеническая оценка работы МО опрыскивателя на дефолиации хлопчатника а сезона 1930-91 г.г., и рекомендовано ВШП1ГШГГСКСом к серийному выпуску калэсбьсиного ( прыскиЕй-теля, как наиболее 'отвечающему охране окружающей среды по сравнения с существую ¡цими хлойков»я5И опрыскивателями.

Расчеты экономической эффективности применения КО опрыскивателя показали, что применение ее я сельскохоздйотзонном производстве по' сравнению с серийным опрыскивателем СВХ-2БА позволит снизить затраты труда на единицу выполненной работы на 33,3 / и прямых эксплуатационных затрат на 26,4 /. Годовой экономический эффект на одну машину только на ддфолипции хлопчатника составляет по цзие на I хаартал 1992 года 28350 рублей.

ое;$!е вывод!! ii рекомендации

1. На основе анализа существующих схем и рабочих органов для опрыскивания хлопчатник,! установлено, что оековшлм направлением повышения качества обработок, производительности опрыскивателей и экономической эффективности химических обработок является переход к . малообъемнему способу опрыскивания.

2. Для обеспечения монодисперсного дробления рабочей жидкости в качестве распиливающего рабочего органа целесообразно применять многодисковый вращающийся распылитель, устанавливаемый на срезе выходного сечения сопла серийного опрыскивателя 0ВХ-28А, с приводом

его от воздушного потока, роздавдеуого основным вентилятором опрыс кивател'я. '•''.. ' '..■•'

3. Проведенные теоретические исследования позволили описать ■ технологический процесс-взаимодействия воздушного- потока "с вращающимся многодисковым распылителем и вывести -аналитические.зависимое ти для определения .частоты-вращения ветроколеса, диаме.тра образуемых капель и величины осевой скорости воздушного потока и зависи- ' мости от. параметров.ветроколеса и-спрямляющего элемента, а также величины.исходной.скорости воздушного потока. •' -

4. Теоретическими и экспериментальными, исследованиями установ лено-, что для получения требуемой дисперсности • капель в пределах ; 80.. .120 мкм с .полидисперсностью .'Р.=3,2, основные параметры пнев-модискового распылителя должно иметь следующие ' значения':.

- исходная скорость -воздушного потока ,Ц0= 52...54 м/с;'

- 'частота, вращения ветроколеса Ср= 80.'. .140 с~1 ; •'

- радиус диеков 75..^00 мм;

- радиус ветроколеса Rg = 1.40.. .160 №м; . .. :

- угол атйки. ветроколеса * ОС = 9° ; -'" ■ • -. '.

г количество лопастей- П&= 4 ит.;

- количество.радиальных канало.в Пр= 5-шт; ' --

- высота спрямляющего элемента (обтекателя) ■' =160 мм: ••

- радЯус основания обтекателя. ГЦ = 67,5 мм;.

- угол бокового расширегая .обтекателя 0 = 22° .

5. Полевые испытания макетного образца ID опрыскивателя выявили высокое качество обработки, хлопчатника при расходе рабочей Жидкости 50 л/га с производительностью 6,75'га за-I. час эксплуатационного времени. При -этом. расход жидкости снижается в .4 раза по ср^&це Нив с .применяемым способом.' -, . '.■''.•.. " ,

6. -Проведенными лпбораторно-полевыми агротехническими опытами устаноьлено.что техническая эффективность .работы НО опрыскивателя н; дефолиации хлопчатника составила '83-'97$', при_ расходе рабочей-жидкости 50 л/га и'ширине ,з.ахвата Ш-24' м-, что' вполне о-Твечает исходны?.! требованиям (не- менее "85'. .' . '- .. . . ;

- 7. Годовой .экономический зфф.ек?:иа-:одйн к0: опрыски^атель'-г10 сравнению'с серийным опрысвдва-телем-0ЕХ-23А составляет'20230 рублей (по ценам'на I-кваряал/1992 года};:. -.' ■'.. .- '" ' .'-'' '.■'•■ :'-.

3; Дальнейшие; исследования необходимо веоти- в 'направлении снижения норм раехода''.препаратов, на едкгег'цу площади посевов.'при применении .малоЬбъемнбго.способа опрыскивания.-

Основное содержание диссертации опубликовано ■ в следующих.работах. I. Утепов-Б.Б., Кияткин К.К. Технология малообъемиого опрыскивания хлопчатника. //Механизация хлопководства.-1991г.ЛЭД. С 10-12.

'2. Утепов Б.Б. Усовершенствование вентиляторных опрыскивателей. //Механизация* хлопководства. - 1991 г, № II. С П-1.3. .

3. Анофричук В.П., Кияткин К.Ж.., Утепов Б^Б.-,'Вильянов'В.'В. Полевые испытания хлопковых опрыскивателей, различных конструкций. //.Механизация хлопководства. -.1992 г. №1.-6 10^-11.

4, Утепов Н.Б. Особенности малообъемного1 опрыскивания хлопчатника. //Материалы научно-практической конференции "Механизация трудоемких! производственных процессов .в -зоне хлопководства"', .1992 г.

5'. Утепов Б.Б. Шамол гилдйракли.п'арчалагичнинг вентиляторли туркагичлар ^аво о^имига таьсирини тадцид зтиш./Труды УзМЭИ, 1993г.

6: Утепов Б.Б., Анофричук В.П., К.выбору режимов работы хлопковых опрыскивателей.//Механизация хлопководства, -1993г, №2 С 9-П.

. 7. Утепов Б.Б., Понамарев Е.Н.., Кияткин К.К., Анофричук В.П. "Опрыскиватель11. Патент " 1792276.

Кичик хажмли гуза пуркагичини пневмолаппакли парчвлагичининГ асосий •улиамларини ва иш режймларини асоблаш .

Утепов Вур-хон Чектурсиноьич

Узбекистан кишлак хужалнгини механиз/щиялви ва злектрлаытириш илмйй-тадКикот институти. "(УзШИ) Ннгийул - 1993 й.

■ Йшнинг тафсири ' Мазкур ишда пахтач'илик минтакасида рузага кимёвий ишлов б ер л и )а еунъий барг тукиш (дефолиация) ишларида куллани.тадиган Бентилятор-:и 0ВХ-26А пуркагичининг такомиллаштирилган пневмолаппакли парчалагн-ини яратяш, унннг улчамларини ва йш тартибини адослаш .ва шу аеосда ичик хажмда пуркаш технологйясига утиш учун.олйб ббрилган иэланиш атижалари келтирилган.

. Бунда пневмолаппакли парчалагичнкнг энг макбул улчамлари Еа иш артиби, унинг хаво окимига таъсирини, айланувчан лаппакли парчала-ичдан отилиб -чикаётган заррачаларнинг харакатланиш конуннятини урга-иш асосйда ан'икланди.

Так.омиллаш'Тирилган пневмолаппакли париолагичнинр анг ыак,ъ5ул-ачамлари куйидагича: хаво окимининг тезлигн -52;-..54 ы с; лаппакнилг

. •. ■ . ■ ' -Д;-

радиуси -.75,. .80 мм; иамол паррагининг радиуои -140...160 мм; шамо паррагини урнатиш бурчаги -9°; парраклар сони -4 дона; конуссимон суйри узунлиги -160 -мм; конуссимон суйри асосининг радиуси -67,5 м конуссимон суйри ён кенгайкш бурчаги -22°; радиал каналлар сони -5 дона. '."■..

Такомилдаштирилган парчалагич билан жйхозланган кичпк хали.ши 0ВХ-600; пуркаг.ичи и'ллатилаётган пуркагичлар кажмуасига нисбатан мехнат сарфинй 20 фрйиз, фойдаланю харажатларини £6,4 фойизга ка-майтиради ва шунинг хисобига йиллик ик,тисодий самара 28330 сумни (1992 йил' нархларида) ташкил этадп.

THE 3JUDY OF THE BASIC PARAMETERS AND OPERATION'S REGIMES OF LOW-VOLUME FAN SPRAYER FOR COTTONHOOD

UTEPOV BURKHAN BEKTURSINOVICH

Urbek research institute of mechanization and ' electrification of agrlculture,Yanglyul.

ABSTRACT

The work consist rezult* of the theoretical and experimental research of sprayer with rotatoble disks.In this study sprayer has base components of usual sprayer 0BH-2BA with new device for fine crushing of droplets chemical liquid by rote-table disks and windweel. ,

The tjasic parameters of sprayer are next: -the air stream's speed — 32...34 m/sj

-the disk's radius - 75...80 mmj

-the wlndwheel 's radius - 140...160 iwi

-the angle of wheels - 9° !

—the number of wheels - 4 |

, —the number of radial chanals — 5 J

-the length of boss fairing - 160 mm|

-the angle of cone - 44°.

T.he annual economical effect from using of Improvement ■ low-volume-sprayer furnishes 23330 roubles at 1992 year prices.