автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Обоснование параметров модели системы "нагреватель - поток воздуха - ускоритель" для термического воздействия на сорняки

УЗБЕКСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МЕХАНИЗАЦИИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА (УзМЭИ)

I 0/1

На правах рукописи

ХАМТАШ Б РАХИМ

УДК 621.031:517.946

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ «НАГРЕВАТЕЛЬ - ПОТОК ВОЗДУХА — УСКОРИТЕЛЬ» ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА СОРНЯКИ

Специальность 05.20.01 — Механизация сельскохозяйственного производства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Янгиюль—1998 г-

Работа выполнена в лаборатории «Динамика машин» отдела -«Механики машин» Института механики и сейсмостойкости сооружений АН РУз им. М. Т. Урагбаеса.

Научные руководители: академик АН РУз, доктоо технических

наук, профессор А. Д. ГЛУЩЕНК.О,

доктор технических наук Г. А. ХРОМОВА.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

М. С. ГАНИЕВ,

кандидат технических наук В. П. АНОФРИЧУК.

Ведущая организация: АО «ЕМКБ—Агромаш».

Защита диссертации состоится . , . ¡993 г.

УЗ

в .и часов на заседании специализированного совета ДК125.01.<?1 по присуждению ученой степени доктора технических наук в Узбекском Ордена Трудового Красного Знамени научко-нсследовательском институте механизации и электрификации сельского хозяйства (УзМЭИ).

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

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке УзМЭИ. Автореферат разослан «.Д^.» . . 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических наук

А. А. АБДУРАХМАНОВ

-3-

АННОТАЦИЯ

В работе проведена оценка теплофизических свойств сорных растений,термического воздействия на микрофлору и химический состав почвы,составлена классификации сорных растений с учетом их обработки термическим воздействием,проведен анализ условий нагревания потока воздуха в трубчатых каналах с равномерным отводом тепла, анализ условий испарения воды из листьев сорняков в потоке горячего воздуха, обоснована модель и составлены дифференциальные уравнения системы "нагреватель-сжатый пульсирующий поток воздуха - ускоритель криволинейной формы" (И - СВ - УС), описы-зающие тепловые поля и движение струи газовоздушной смеси к устройству для термической обработки сорной растительности в между-эядьях полей,проведен анализ температурного поля под воздействием теплового потока сопла внутри листьев сорняков, составлены алгоритмы и проведены численные исследования тепловых полей в системе Н - СВ - УС для термической обработки сорняков,разработана методика,стендовая установка и проведены экспериментальные исследования по уточнению параметров модели системы Н - СВ -УС, разработано устройство для термической обработки сорняков с расчетной оптимизацией его параметров,выполнена оценка экономической эффективности предлагаемого устройства для термической обработки горняков.

Автор защищает :

- обоснование динамической модели и дифференциальных урав-1ений, описывающих тепловые поля и движение в системе нагреватель - сжатый пульсирующий поток воздуха-ускоритель криво-1инейной формы" (Н - СВ -УС) обеспечивающей приготовление горю-1ей газовоздушной смеси для термического воздействия на сорняки;->азработку алгоритмов и проведение численных исследований тепло-1ых полей в системе Н - СВ - УС для термической обработки сорняков;->асчетное обоснование параметров устройства для термической обработки междурядий,использующего тепловую энергию выхлопных газов (вигателя трактора.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Несмотря на большое количество 1етодов и способов борьбы с сорной растительностью, эта проблема I народном хозяйстве еще не решена, хотя этот фактор значительным образом снижает урожайность сельскохозяйственных культур. На осно

вании проведенного анализа патентных источников установлено, чтс наиболее перспективным во всем мире является термический способ уничтожения сорной растительности при выращивании сельскохозяйственных культур. Причем все выполненные до сих пор в данном направлении исследования в основном оформлены в виде патентов, не дающих научное обоснование процессу термической культивации сорной растительности. Поэтому проведение оценки теплофизических свойств сорных растений, термического воздействия на микрофлору и химический состав почвы, составление классификации сорных растений, анализ условий нагревания потока воздуха в трубчатых каналах с равномерным отводом тепла, анализ условий испарения воды иг листьев сорняков в потоке горячего воздуха, обоснование модели V дифференциальных уравнений для системы "нагреватель - сжатыР пульсирующий поток воздуха - ускоритель криволинейной формы" (Н • СВ-УС),описывающих тепловые поля и движение струи газовоздушной смеси к устройству для термической обработки сорной растительности в междурядьях полей являются актуальными задачами, решение которых имеет важное народнохозяйственное значение.

Цель исследования. Комплексные теоретико-экспериментальные исследования процесса нагревания потока воздуха в системе" нагреватель - сжатый пульсирующий поток воздуха - ускоритель криволинейной формы" (Н - СВ - УС) с целью подбора рациональных параметров для устройства по термической обработке сорняков в междурядьях .

Обьектом исследования является устройство для термической обработки сорной растительности в междурядьях.

Методика исследований заключалась в комплекс ном теоретико-экспериментальном подходе с использованием методе операционного преобразования Лапласа,итерационных методов с при менением I В ГЛ - 386, для обработки результатов экспериментальны) исследований использовались вероятностно-статистические методы.

Научная новизна. Выведены аналитические зависимое ти для электрических нагревателей потока воздуха в трубчатом канал« с отводом тепла от наружной стенки к внутренней; выведены анапити ческие зависимости нагревания потока воздушного канала от его рающего газа; обоснована динамическая модель и дифференциаль ные уравнения, описывающие тепловые поля и движение в системе "нагреватель - сжатый пульсирующий поток 'воздуха - ускоритель кри волинейной формы" (Н - СВ - УС), обеспечивающей приготовление го рючей газовоздушной смеси для термического воздействия на сорня ки.разработана методика, стендовая установка и проведены экспери ментальные исследования по уточнению параметров модели

системы (Н - СВ - УС); проведено расчетное обоснование параметров устройства для термической обработки сорняков в междурядьях, использующего тепловую энергию выхлопных газов двигателя трактора. Практическая ценность.

Разработана методика расчёта параметров устройства для термической обработки сорняков с различной интенсивностью их размещения в междурядьях полей; обоснованы оптимальные параметры оригинального устройства для термической обработки сорняков .

Реализация результатов исследований включает передачу АО "БМББ - Агромаш" рекомендаций, методики расчёта и рациональных параметров устройства для термической обработки сорной растительности.

Л п р о б а ц и лработы. Основные положения диссертационной работы заслушаны, обсуждены и одобрены на

- Ill Международном симпозиуме по динамике и прочности конструкций (г.Москва, МАИ, февраль 1997 г.);

- на научно-прикладной конференции ТИИИМСХ (г. Ташкент,1 1994г.);

- научно-технической конференции "Проблемы научного обеспечения повышения эффективности сельскохозяйственного производства" (г.Бншкек, 1992 г., Кирг. СХИ им. К.И. Скрябина);

- научно-технической конференции "Дзврий механизмлар динамикаси-нинг муаммолимасалзлари" (г. Ташкент, октябрь 1997г., ТашГТУ);

- Международной конференции ЕСАРТАМ'97 (г. Самарканд , ноябрь 1997 г., САМГУ);

- на объединенном семинаре 'Теория механизмов и машин хлопкового комплекса" им.Х.Х.Усманходжаева Института механики и сейсмостойкости сооружений АН РУз им. М.Т.Уразбаева,(г. Ташкент, 27 января 1998 г.).

Публикаци п.. Основное содержание диссертации изложено с 9 печатных работах, в том числе 1 П а т е н т Республики Узбекистан.

Структура и о б ъ о м работы. Диссертационная работа состоит из сведения, пяти глав, общих выводов и рекомендаций, списка использованной литературы и приложений.

Общий объем работы изложен на 144 страницах машинописного текста, в том числе рисунков 39, таблиц 19, литературных источников -117.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во в о о д е н и и обоснована актуальность темы, сформулирована цель и приводится общая методика исследований,научная новиз-

на, практическая ценность и апробация работы, реализация разул штатов исследований.

Впервой главе "Обзор исследований по конструктивным особенностям средств и способов термического метода борьбы с сорной растительностью" представлен анализ существующих средств и способов термического метода борьбы с сорной растительностью,обзор патентных источников по способам и средствам борьбы с сорной растительностью и проведено обоснование задач исследований.

Среди мероприятий,направленных на получение высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур, важное место езнимаот своевременная защита растений от вредителей, болезней и сорня:;оз. Уничтожение сорняков и трзз всегда являлось одной из операций, требующих наибольшей затраты времени и труда при выращивании культур.

В последние годы наиболее перспективным является термический способ борьбы с сорняками. Различными исследователями во всем мире был проделан ряд интересных разработок на уровне патентов, в основу которых заложен принцип термической ¡сультивацпн. С этих работах исследуются вид, размер и возраст культуры, сорнякоа и трав с точки зрения их обработки термическим способом. Установлено,что особенно успешно сорную растительность г,южно уничтожить термическим методом при её высоте не более 2.5 - 5.0 см. В шестидюймовом верхнем слое обрабатываемых почв хранятся десятки миллионов семян сорняков на акр. Ежегодно из них прорастает от-5 до 10%. Семена некоторых из сорных растений могут оставаться в состоянии покоя до 100 лет. Поэтому при термическом способе уничтожаются,кроме верхнего слоя сорняков, ещё и их семена, находящиеся в почве.

Учитывая проделанный анализ обзора патентных и научно-технических источников в области создания термических агрегатов, можно сделать следующие выводы; .

- термическая обработка является высокоэффективным средством борьбы с сорняками, болезнями и вредителями сельскохозяйственных растений;

- ей применение не снижает плодородия почвы и не оказывает отрицательного воздействия на микрофлору при кратковременном воздействии нагретого газа;

- уничтоженные сорняки в процессе высыхания можно не убирать, оставив на обработанной поверхности почзы, так как они быстро разлагаются и являются хорошим удобрением;

- с химической точки зрения выхлопные газы от трактора не представляют опасность для развития растений, кроме того, их воздей-

ствие помогает накоплению фосфора в верхних слоях почвы, созданию большей вегетативной массы и массы корней.

Во второй главе "Теоретические исследования по обоснованию модели системы" нагреватель - сжатый пульсирующий поток воздуха - ускоритель криволинейной формы", обеспечивающей приготовление горячей воздушной смеси для термического воздействия на сорняки" решается задача теоретического обоснования динамической модели и дифференциальных уравнений, описывающих тепловые поля и движение в системе Н - СВ - УС.

Рассмотрение этой задачи выполняем с учетом введенных допущений :

1. Воздушный поток движется с постоянной скоростью У, внутри кольцевого зазора, образованного окружностью диаметра с! г. При этом через поверхность жбгг к воздушному потоку подводится тепловая мощность

Мг (г, г) = Мг еш соз^.

•2сг <3г

а интенсивность мощности теплового потока составляет

Зг 21 г 2Ьёг

и убывает по длине 2=0+ 1Х и с увеличением радиуса г = 0 + 0,5 ф.

Трубчатый стержень вокруг воздушного канала с наружным диаметром с)„ выполнен нз теплоизолирующего материала, ограничивающего потери тепла через поверхность яд„£г.При этом масса воздуха способна поглощать тепловую энергию горящего газа в течение времени 1г= ?г/V,-. Принятая схема эквивалентна размещению факела горящего газа внутри отверстия диаметром с!г, а тепловая энергия, поглощенная воздухом, убывает в пределах г = 0-г£Г-

2. Воздушный поток внутри трубчатого канала характеризуется

усредненными значениями плотности уГ)теппоемксстыо Сг, коэффициентом теплопроводности Кг и начальной температурой Т0 о сечении

г =о.

3.Вводим функцию приращения температуры в слоях воздуха Тг (}, 2, г) в пределах длины г = 0 + 1Г его нагревания , радиуса г = 0 -г 0,5 с)г и используем дифференциальное уравнение теплопроводности с источником тепла внутри тела в виде

4- д2Тг

¿Эгг дг2

= (1) 2£г <ЗГ

Приближенное решение этого уравнения отыскиваем в виде функции с максимумом температуры в точке г = 0 и 1= £г

Ъ сов (2)

2£г <2Г

С использованием преобразования Лапласа по времени и учетом функции (2) получим решение уравнения (1) в виде

■ Т1<у=Ли

Вт

1-е'

ч-Тое-а^

(3)

где введены обозначения

1 , 1

аг

_ Л2 Кг

Ср-Уг

4(г

г

й2

г

21Ъ

Вг =

Ьс1тСгГг

Максимальное значение температуры на выходе из воздушного канала будет достигаться через интервал времени I« 1Г1

и составит ТГ2~ — аг

VV

_ а?1г + 27ое •

(4)

Очевидно, что изменяя диаметр трубопровода с 0,04 ей до 0,05 м, при равных расходах воздуха, мы получаем уменьшение скорости потока соответственно с 4 м/с до 2,56 м/с,-также увеличивая мощность нагревательного прибора Ыг от 1 кВт до 10 кВт мы получаем соответственно рост температуры нагреваемого в «трубопроводе воздуха от 283° С до 2886° С. Также можно варьировать длиной трубопровода 1и изменив его от 0,6 м до 1 м.при мощности нагрева = 4 кВт, можно также добиться температуры нагрева выходящих выхлопных газов из коллектора двигателя трактора Тг2 = 301.8° С, что является опти-

мапьным параметром для термообработки сорнякоз в междурядьях.

Далее приведены алгоритмы для численного исследования модели системы "нагреватель - сжатый пульсирующий поток воздуха -ускоритель криволинейной формы", обеспечивающей приготовление горячей газоЕоздушной смеси для термического воздействия на сорняки. Обобщенная блок-схема комплексного расчета для исследования прсцзсса работы системы" нагреватель - сжатый пульсирующий поток Бозду^а - усюрптэль фиволинзйней форглы" для термической обработки сорнякоз в мээдурядьях пргдставлона на рис. 1 .

Донная блок-схема состоит из 5 блокез - ксдуязй:

1 модуль - На основании стандартного запуска программы и ввода требуемых для расчета исходных данных решается за******** дача анализа условий на грева воздуха в трубчатом капало'С отсодом тепла от наружной стенки к внутренней.

2 модуль -Целыо программы расчета второго модуля язляетсл ******** уточнение данных, полученных по программе 1-го модуля, так как в 2 программе проводится учет изменения температурного поля при неравномерности отво да тепловой энергии внутри воздушного канала. В результате получим мощность нагревателя Ñr = 4 кВт

и температуру □ конца канала Тг г = 301.8° С (рис. 2).

3 модуль - Программа проводит анализ условий испарения воды

из листьев сорняков а потоке горячего воздуха. Це-******** лью расчзта пзляотся подбор оптимальных парамэт-ров сопел.

■ 4 модуль - Создание пульсирующего потока с рациональными ******** значениями мощноности компрессора М«0мп для созда пульсаций, оптимальных скоростей на выходе' U = от 5 до 10 м/с (продольная составляющая скорости воздушного потока)« W = от 1,5 до 3 м/с ( вертикальная составляющая скорости воздушного потока ) дополнительного потока воздуха от компрессора, является задачей расчета данного модуля. •

5 модуль - В 5 программе - модуле проводится анализ температурного поля, возникающего внутри листьев сорнякоз, ********* при воздействии теплового потока горячего воздуха от сопла.

G модуль - В G программа - модуле собраны результаты экспериментальных исследований, выполненных автором на на стенде. В результате сравнения данных теоретичо-

*********

Обобщениая блок схема для расчета модели системы "нагреватель - сжатый пульсирующий поток воздуха - ускоритель криволинейной формы", обеспечивающей приготовление горячей газовоздушной смеси для термического воздействия на сорняки.

I НАЧАЛО 1 BEGIN

ВВОД ИСХОДНЫХ ДАННЫу INPUT

I Модуль

****** irti

(п. 2.1)

I! Модуль **********

(п. 2. 2)

иооощсниаг; модель анализа условии нагревания воздуха с трубчатом канале с равномерным отводом тепла от наружной стенки к внутренней

Анализ условий нагревания воздушного потока . при неравномерном отводе тепловой энергии внутри воздушного канала

111 Модуль **********

(п. 2. 3)

iV Модуль *********

(п. 2. 4)

V Модуль ********

(п. 2. 5)

Т

Подбор

Nr.Tn

Уточнение Nr,TR

Анализ условий испориния воды из листьев ссряяхоо с потоке горячего воздуха

сопла вихги; (Номограмма оптимум

_L

Создание пульсирующего потока воздуха с сор

)ыми частицами: U

m¿), VW), Nk

Подбор íh dr, N коып

Исследования температурного поля о листьях сорняков для подбора оптимальной интенсивности обдува горячим потоком от сопла_

VI модуль (глава 3)

Елок эксперементальных данных, полученных автором на стснде

Печать данных, построение плоских и обьемных графиков

достоверность (£ 88,5%)

PLOT, GRID, TOPO, SETAP.

окончание

END

Рис.1

до r^ \L

ского и экспериментального расчета проводится оценка достоверности полученных результатов. Согласно численным исследованиям процент расхождения теории с экспериментом не превысил 11,5%.

Далее на базе использования стандартных программ для построения плоских графиков PLOT и объемных графиков GRID, TOPO и SETAP проводится процедура их построения.

В третьей главе "Экспериментальные исследования по уточнению условий термического воздействия на сорняки и параметров системы" нагреватель-сжатый пульсирующий поток воздуха - ускоритель криволинейной формы" приведены разработка методики и стендовой установки для уточнения параметров системы Н -СБ- УС; математическая обработка результатов экспериментальных исследований и сравнение их с данными теоретических расчетов; расчетно-зхспериментальное обоснование рациональных параметров устройства для термической обработки сорняков.

Целыо экспериментальных исследований было уточнение рациональных параметров системы Н -СВ -УС и для устройства для термической обработки сорняков ез междурядьях, полученных в теоретическом расчете.

Ш с т о д и к а экспериментальных исследований для уточнения параметров системы "нагреватель - сжатый пульсирующий поток воздуха - ускоритель криволинейной формы" состояла в следующем. Процесс проведения экспериментальных исследований подразделялся на три этапа:

I этап - Лабораторные исследования на стенде для ускоренных динамических испытаний процесса термической обработки сорняков (был создан автором в ТИИИМСХ, защищен Патентом РУз N 4785);

П этап - Полевые натурные испытания, которые проводились на база установленного, на тракторе устройства для термической обработки сорной растительности междурядных культур, на полях Учхоза ТИИИМСХ в Ташкентской области.

Ill этап - Проводилась оценка- погрешности экспериментальных данных, их обработка на IBM, сравнение теоретических результатов с экспериментальными данными.

Математическая обработка результатов экспериментальных Исследований проводилась вероятностно-статистическими методами и дальнейшим сравнением их с теоретическими данными.

Результаты комплексной обработки экспериментов с использова-

нисм IBM-38G сведены в таблице 1.

Таблица 1

Оценка точности определения температуры воздушного потока на выходе из трубопровода в зависимости от его диаметра и расхода (вариант I - 1.т= 0.6 м)

Диаметр трубопровода, м Мощность нагревателя, хВт При расходе При расходе

W = 0.008 м3/с W= 0.005 гУ/с

Тэкс °С Т теор °С погрешность % Т экс °С Т теор °С погрешность %

0.05 4.0 3.0 350 295 342 276 2.2 6.4- 390 355 372 326 4.6 8.2

( II вариант - L т=,1.2 м )

Диаметр трубопровода, м Мощность нагревателя, кВт При расходе При расходе

W =0.008 mj/c W = 0.005 mj/c

Т зкс °С Т теор °С погрешность % Токе °С Т теор °С погрешность %

0.05 . 2.0- 362 337 7.2' 481 520 7.9

3.0 499 489 2.4 723 764 6.2

3.5 580 581 0.01 880 911 3.2

4.1 705 637 3.2 951 1033 8.1

Достоверность проведенных экспериментальных исследований подтверждена совпадением результатов теоретических расчетов с данными эксперимента - погрешность не превышает 11.5% !

Вчетвортой г л а о о "Расчетное обоснование параметров устройства для термической обработки междурядий, использующего тепловую энергию выхлопных газов двигателя трактора приведен тер -

модинамический расчет основных параметров двигателя Д-240, применяемого на тракторе МТЗ - 80 X, тепломеханический расчет пневмо-транспортной системы приготовления смеси выхлопных газов и воздуха для термической обработки междурядий, расчетная оптимизация параметров устройства для термической обработки двух междурядий.

Расчетную схему пневмотранспортной системы приготовления смеси выхлопных газов и воздуха для термической обработки междурядий принимаем по рис.3. Система включает центробежный вентилятор 1, выхлопной коллектор 2 от двигателя 3, входящий в смеситель 5 выхлопных газов и воздуха, воздуховод 4 от центробежного вентилятора в смеситель 5, воздуховоды распределители потока 6 смеси выхлопных газов и воздуха, которые поводят последнюю смесь к поверхности междурядий для термического воздействия на сорняки через сопла 7. Термическая обработка сорняков осуществляется на 4 полосах шириной Ьс, на которые воздействует горячая смесь из сопел 7. Полосы шириной Ьс располагаются на поверхности почвы под растениями хлопчатника.

На основании выполненной расчетной оптимизации,считаем обоснованным и следующие основные элементы двухрядного устройства для термической обработки сорняков, использующего энергию выхлопных газоа двигателя трактора:

- центробежный вентилятор Ц 4-70 номер 2.5 с крыльчаткой диаметром 0.25 м (имеющей заслонку О д=0.031 м3/с), обеспечивающий максимальную производительность <3 в = 1000 ы3/ч при давлении примерно равным 1 кПа, частоте вращения крыльчатки 3200 об/мин;

- нагнетательный воздуховод от сснтилятора и смесителю выхлопных газов и воздуха сеченном 0.01306 ¡л2, обеспечивающий движение последнего со скоростью и в = 7 м/с;

- разделитель потока выхлопных газов на две равные доли, обеспечивающий резкое снижение скорости выхлопных газов за счет увеличения выходного сечения до 0.0175 м2 х 2 от начального диаметра трубы 0.05 м;

- делитель потока воздуха от вентилятора на две равные доли с обеспечением скорости воздуха и в = 7 м/с и использованием сечений 0.0065 мгк 2;

- воздуховоды, по которым смесь воздуха и выхлопных газов движется к 2-м соплам с введением разделителя потока на 2 равные доли, начальное сечение этого воздуховода примерно равно 0.024 м2, после разделения потока на равные доли ~ 0.012 мг; длина этих воздуховодов "2 м обеспечивает повышение температуры смеси выхлопных газов и воздуха до 300° - 350° С за счет использования мощности этих газов до 5.364 кВт на 1 сопло ;

СО

о И ßt

-16- четыре сопла сечением 0.1 х 0.12 ма, в каждом из которых обеспечивается движение смеси воздуха и выхлопных газов со скоростью U в = 7 м/с, нагретой до температуры свыше 300° С; эта смесь обеспечивает термическую обработку сорняков, размещающихся на 4 полосах шириной по 0.1 м около зоны размещения корневых шеек сельскохозяйственных растений;:

- предполагаемое устройство характеризуется дополнительными затратами мощности на привод центробежного вентилятора 2.72 кВт, подводимой либо механической, либо гидростатической передачей.

В пятой глапе "Экономическая эффективность применения устройства для термической обработки сорной растительности в междурядьях" приведен расчет экономической эффективности по ГОСТ 23728-79. Общий годовой экономический эффект (на 1га в тыс. сум) на один пропашной агрегат,оборудованный устройством для термической обработки сорняков в междурядьях составил -1.11 тыс.сум/га.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Проведенный анализ литературных и патентных источников показал, что до настоящего времени продолжаются поиски способов борьбы с сорной растительностью и наиболее перспективным со всем мире является термический способ уничтожения сорняков при возделывании различных сельскохозяйственных культур. Большинство ранее выполненных технических решений и исследований по этому способу оформлены в виде патентов, не дающих научное обоснование процессу термического уничтожения сорной растительности.

2. С использованием дифференциального уравнения теплопроводности проведен теоретический анализ условий нагревания воздуха в трубчатом канале с отводом тепла от наружней стенки к внутренней, позволяющий исследовать условия функционирования электрических нагревателей воздуха. Показано, что использование аналитических зависимостей, вытекающих из решений этого уравнения требует использования осредненных значений плотности нагреваемого воздуха, его теплоемкости и коэффициента теплопроводности, позволяет осуществить выполнение численной оценки температурных полей и скоростей движения потока воздуха в трубчатом канале.

3. С использованием дифференциального уравнения нестационарной теплопроводности проведен теоретический анализ условий нагревания воздуха при неравномерном подводе тепловой энергии внутри воздушного канала, позволяющий исследовать условия функционирования нагревателей воздуха энергией сгорающего газа. В резуль-

тате сопоставительных расчетов температур нагревания в таких нагревателях установлена их меньшая эффективность сравнительно с электрическими при равной мощности, расходуемой на нагревание воздуха.

4. Проведен анализ условий испарения воды из листьев сорняков в потоке горячего воздуха, в результате котброго установлены требуемые температуры нагревания 290°- 330° С и скорости движения 56 м/с этого воздуха, при которых обеспечивается уничтожение листьев сорной растительности на поверхности междурядных полей.

5. Дано обоснование динамической модели и дифференциальных уравнений, описывающих тепловые поля и движение воздуха в системе "нагреватель-сжатый пульсирующий поток воздуха - ускоритель криволинейной формы" (Н С В У С), обеспечивающей приготовление газовоздушной смеси для термического воздействия на сорняки. Для описания закономерностей движения сорных частиц в потоке сжатого воздуха по криволинейному трубопроводу с постоянным радиусом выведена система дифференциальных уравнений в частных производных, решение которой выполнено методом операционного исчисления. Установлено наличие импульсных составляющих и функций скорости воздушного потока и показаны возможности их оптимизации.

6. Разработаны алгоритмы и проведены численные исследования тепловых полей з системе НСВУС для термической обработки сорняков. В результате численных исследований системы НСВУС, используемой для обработки одной зены междурядья шириной 0+10 см, установлен диапазон рациональных параметров:

- по диаметру канала электрического нагревателя 0.04+0.05 м при его длине О.б м;

- продольной скорости движения потока воздуха в канале нагревателя 5-6 м/с при обеспечении производительности компрессора 1000 м3/ч на 2 нагревателя с затратами мощности2.72 кВт на его привод;

- затратах мощности М, = 4 кВт на электрический нагреватель с обеспечением температуры нагревания воздуха до 342° С;

- параметров ускорителя воздуха в виде трубопровода, изогнутого по радиусу Я=100 м и имеющего сечение 0.05 м (на 8 нагревателей), который характеризуется оптимальным режимом скоростей: продольных - 5.96+ 6 м/с и поперечных - 2.019+2.015 м/с при исходной скорости воздуха в каждом канале нагревателя 1.2 м/с;

- оптимальным временем воздействия теплового потока от соплл при его интенсивности от 4 до 0 кВт на листья сорняков является 0.5 -1 секунды в зависимости от их усредненной (5С ~ 8Л ¡- 2Аг)толщины расположения 5л соответственно 0.3 + 0.7 мм. При этом а плгнко листьев сорняков возникают температуры от 67° С до 85° С.

-187. Разработана методика, опытное устройство и проведены экспериментальные исследования в полевых условиях по термической обработке сорняков горячими выхлопными газами от двигателя трактора. Этими исследованиями уточнен диапазон требуемых температур 200° - 350° С и давлений в соплах не менее 1 Атм для достижения 80 % уничтожения сорняков в междурядьях , при этом затраты мощности на обработку одной зоны междурядья шириной 8-10 см достигают 5.364 кВт.

8. Разработана методика и стендовая установка для экспериментального уточнения параметров НСВУС, снабженная электрическим нагревателем и использующая компрессор с системой управления, конструкция которой защищена Патентом Республики Узбекистан N 4785.

9. Выполнено расчётное обоснование параметров устройства для термической обработки сорняков в междурядьях, использующего тепловую энергию выхлопных газов ( положительное решение на Патент Р Уз по заявке N Ц-ЮР 9600721.1). Показано, что при работе трактора типа МТЗ -80 X на культивации может быть обеспечена работа двухрядного устройства этого типа, реализующего мощность свыше 21 кВт.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Стенд для динамических испытаний пневмосистем. Патент РУз N4785, /Глущенко А.Д., Хамташ Брахим и др. /, от 11.09.36 г., ГЛКИ С 01 М 17/04, А 01 М 21/02.

2. Устройство для термической обработки сорной растительности междурядных культур. Положительное решение на патент РУз по заявке N 1№Р 9600721.1, /Глущонко А.Д., Хамташ Брахим и др./, от 29.07.96 г., МКИ А 01 М 21/00.

3. Пулатов А.С., Алдабергенов М.К., Хамташ Брахим. Стенд для изучения влияния нагретого газового потока на растения.//В сб. "Проблемы научного обеспечения эффективности с.х. прои-зва", Часть З/Гидромелиорация, механизация и экономика с.х. прои-зва, Бишкек, Кирг. СХИ им.К.И.Скрябина, 1992 г. - С. 69-70.

4. Глущенко А.Д., Пулатов А.С., Хамташ Брахим. Теоретические исследования по обоснованию параметров системы" сжатый пульсирующий поток воздуха - сорные частицы " для термической обработки посевов междурядных культур. //Доклады АН РУз, 1997, N 4, С. 24-27.

5. Хамташ Брахим, Пулатов А.С. Методика расчета энергии отработанных газов тракторных ДВС.// ТИКХММИ 60 - йилигига багишлан-ган илмий-амалий конференциям: Тез. докл. Научно - практической

кенференция, посвященная GO-летию ТИИИМСХ, 10-14 мая 1994 г.Ташкент 1994. - С. 149.

6. Пулатов A.C., Хамташ Брахим и др. Лабораторная установка для термической обработки растений. // Сельское хозяйство Узбекистана, 1997 г., N 2, С. 42.

7. Глущенко АД, Хамташ Брахим. Обоснование параметров модели системы "нагреватель - поток воздуха - ускоритель" для термического воздействия на сорняки. // "Даврий механизмлзр динамикасинннг муамшлшласалалари" мзозуидагп республика илмий-техникавий ан-жумаи. Материаллзри 10-11 октябр 1997 Гшл, ТашГТУ, С. 9-10.

0. Глущенко А.Д., Хромова Г.А., Хамташ Брахим, Аль-Загир Фарис Сайд. Динамика криволинейного трубопровода с пульсирующим расходом создухз и порционным поступлением сорных частиц. И В кн. гел>-сов Ш Международного симпозиума "Динамические и технол.проблемы механики конструк. и сплошных срэд", МАИ, февраль 1997г., Москва, С. 163.

0. Глущенко А.Д., Хамташ Брахим. Тепломеханический расчет Iis¡гзглотра!icr.cpTi¡ой системы пригон овлени;» смеси выхлопных rüaoa и воздуха для термической обработки междурядий. // D кн. тезисои ;Лс>:гдупзрод^сй .юнферслцли ЕСАР7ЛМ л 37, САГ.'ГУ, ноябрь 1937 г.,с;.

ХЛГЛТЛШ БРАХИМ

ЁиВОЙИ УТЛАРГА ТЕРМИК ТАЪСИР КИЛИШ УЧУН "ИСИТГИЧ -

ХАВО OKHf.u'i - ТЕЗЛАТП1Ч" ПОДЕЛИ 'П-ШШ1 ПАРАГЛЕТГiiÄPtiS Ut

АСОСЛАШ

АННОТАЦИЯ

Мазкур диссертация ишида 6a>;;apnrjrai( илмий таджик«тларгшнг $йидаги натижалари келтирилган:

- электр х;аво исйтгичнинг ишлашини тад^иц ^илиш имкониятини берадиган х.амда ташци деворидан ички деворига иссицпик узатуачи (^узурсиямон каналда ^аракатдага у&во одами исиши шартларининг на-зарий тахлили;

- ёнаьтган газ «¡уввати билан на в о шгггич ишини тад^к ^илиш имкониятини берадиган намда *аво канали ичига иссшутик цуввати но-текис узатилаОтганда ^авонинг исиши шартларнни назарий тахлили;

- (узиной ;<;аво о^ими таъсирида йзвойи уг баргларидан сувнинг бугланиши шартлари тащили;

- йзвойи утларга термик таьсир цчлиш учуи йкияги газ-хаво зрала

симаси тайёр-лашни таъминлоечи, "иситгич - лульсацияланувчи си^и-лган >;аво окими - эгли газикли шаклдаги тезлатгич" (П - СХ -Т), тезимда иссик/1ик ва >;аракат майдонларини тасвирловчи динамик модел ва дифференциал тенгламаларни асослаш;

- бввойчи утларга термик ишлов бериш учун П- СХ - Т тизимида иссикулик майдони алгоритмини яратиш ва сонли тад^ищглар утказиш;

- П - СХ - Т тизими модели курсаткичларини анидоаштириш учун услуб ва мослама яратиб тажрибавий тад^и^отлар утказиш;

- улчамларини оптимал ^исоблаган >$олда ёввой утларга термик ишлов берувчи мослама яратиш;

- ёввой ¡утларга термик ишлов берувчи мосламанинг шдисодий самарадорлигини ба^олаш.

HAMTACHE BRAH1M SUBSTANTIATION OF PARAMETERS OF SYSTEM'S MODEL "HEATING - APPLIANCE - AIR FLOW - ACCELERATOR" FOR THE THERMAL INFLUENCE ON THE WEEDS

In the work led results of research into:

- theoretical analysis of conditions of heating air flow in the tubular channel wiih blanch-pipe of warmth from outside wall to the side, allowing to investigate the conditins of function electric air flow;

- theoretical analysis of conditions flood of air if uneven to bring up thermal energy inside air channel.allowing to investigate the conditions of floods air by energy of burning gas;

- analysis of conditions of water evaporation from leaves of weeds in the hot air flow;

- substantiation of dynamic model and differential equations,describing the thermal fields and movement in the system "heating appliante -compressed pulsating air flow -curved accelerator" (H-CP-CA) providing the preparation of fuel gas-air mixture for thermal influence on the weeds;

- elaboration of algorithms and earring out of numerical investigation of the thermal fields system (H-CP-CA) for the weeds thermal treatment;

- elaboration of method, test bench, and earring out of experimental investigation for verification of parameters of system's model (H-CA-AC);

- elaboration of device for v/eeds thermal treatment with settlement optimization of parameters;

- valuation of economical efficiency of proposing device for weeds thermal treatment.

ANNOTATION