автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Обоснование технологического процесса и параметров полевого вентиляторного опрыскивателя с рабочим органом колебательного типа

РГ6 од

I 1 Л1Г1НСТИТУТ МЕХАН13АЦП ТА ЕЛЕКТРИФ1КАЦЙ I ии! ¡¿/УЗ СШЬСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА

УКРА1НСЬК01 АКАДЕМ11 АГРАРНИХ НАУК (1МЕСГ УААН)

На правах рукопису

ХОМ'ЯК Василь Васильевич

ОБГРУНТУВАННЯ ТЕХНОЛОИЧНОГО ПРОЦЕСУ I ПАРАМЕТР1В ПОЛЬОВОГО ВЕНТИЛЯТОРНОГО ОБПРИСКУВАЧА 3 РОБОЧИМ ОРГАНОМ КОЛИВНОГО ТИПУ

Спещальшсть 05.20.01 — «Мехашзащя сгльськогосподарського виробництва»

АВТОРЕФЕРАТ

дисертацп на здобуття наукового ступеня кандидата техшчних наук

ГЛЕВАХА 1993

Робота виконана в 1нститут1 мехатзаци та електрифнсацц сихьського господарства Украгнськог академи аграрних наук I Льв1вському сигьськогосподарському шститутг.

Науков1 кер1вники:

кандидат техн1чних наук, старший науковий сшвробггник О.С. Барановсъкий

кандидат технгчних наук, доцент Ю.П. НагЬрний

Офщшш опоненти:

доктор технгчних наук, професор Л.А. Борошок

кандидат технгчних наук, професор Д.Г. Войтюк

Провщна оргашзацгя:

ГСКТБ С1ЛБГОСПХ1ММАШ

Захист ввдбудеться 1993 р. о — годинг на засгданнг

спец1ал1зовано1 вченог ради Д 020.30.01 для захисту дисертацц на здобуття наукового ступеня кандидата техшчних наук в 1нститут 1 мехашзаци та електрифшацп сшьського господарства Украшсько! академи аграрних наук за адресою: 255133, Кигвська область, Васильк1вський район, смт. Глеваха-1, вул. 40-р1ччя Перемоги, 11, ШЕСГ УААН, шмната 613.

3 дисертацгею можна ознайомитись у бгблготец] 1МЕЗСГ УААН.

Автореферат розгсланий « 25 » 1993 р.

Вчений секретар спещал1зовано! вченог ради

М.1. ГРИЦИШИН

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОЮТИ

Актуальн1сть теми дослгдження. 1нтенсивн1 технолог!I виро-щування польових культур передбачають широке застосування ххМ1Ч-ного захисту рослин, пхдвищуючи ргвень сукупннх енерговитрат I ------екологгчну небезпекувиробництваг

Ваяливою вимогою до якосТ1 обприскування е забезпечення не-обх1ДНо'1 р1Вном1рносТ1 нанесения краплин та 1х густоти на поверх^ рослин. ,1снуюч1 конструкцП штангових обприскувачхв не забезпечують належно! якост1 обробхтку через грубодисперснгсть розпилу ргдини I низьку проникну здатнгсть краплин. Вентилятор-Н1 обприскувачх з дисковими розпилювачами мажуть забезпечити рацгональний дгапазон розмхрхв краплин, але застосування методу нанесения за вхтром або спрямованим потоком призводить до висо-ко1 нерхвномхрностх вгдкладень I зносу краплин за меди поля.

Перспективним напрямком розвитку засобгв мехаигзацЛ' захисту рослин е 1х об"емна обробка шляхом примусового осадження краплин оптимальних розмхрхв повгтряним потоком. Тому досл1Джен-ня технолог:одого процесу обробки польових культур з застосу-ванням вентиляторних робочих органгв коливного типу, як г можуть забезпечити краплинам потргбиг розмгри I примусове осадження е актуальним.

Метою робота е покращення якост1 обробки польових культур вентилчторними обприскувачами.

Методика дослхджень. Теоретичн1 дослгдження базувались на основних положениях механгки ргдин I газгв, теорх'1 зносимих по-В1тряних струменхв, механгки коливних процесхв.

Експериментальн1 досл|дження проведенх в лабораторно-польо-вих I польових умовах з використанням стандартно? апаратури х ориг1нального обладнання. У д0сл1дженнях застосовувались методи математичного планування експериментхв, кореляц!йного анал!зу.

При обробгтку даних використаний дисперс1йний I регресгйний аналгз. Моделгсвання процесгв I обробгток даних зд1йснювались 13 застосуванням ПШМ.

Наукова новизна. Встановленх закономгрностг поширення ко-ливного пов1Трлного струменю. Розроблена математична модель процесу нанесения краплин вентиляторнпм обприскувачем з колив-ним робочим органом I встановлений корелящйний зв"язок мхк ос-новними його параметрам;; I режимами роботи. Отримана емпгрична залежн1сть нер1Вномхрност1 вхдкладень В1Д основних параыетрхв I режимхв роботл обприскувача. Досл1Джен1 способн регулювання гус-тоти х рхвномхрностх вхдкладень. Розроблена методика вибору параметр! в х режимхв роботи обприскувача, як1 забезпечують коеф1-1Цент вар1ац11 вхдкладень по ширин1 захвату 20___40 %.

Практичн1 результати I новизна. Розроблена конструкщя ек-сперлментального зразка вентиляторного обприскувача х вархантхв робочого органу коливного типу, техщчна новизна яких пхдтверд-жена 13 авторськими свхдоцтвами на винаходи. Рекомендахц1 по вибору основних параметр!в I режмцв роботи обприскувача при нанесешь способом розехюючого потоку. Використання розробленого обприскувача для обробхтку польовлх культур забезпечуе необххдну бхологхчну еф.ективнхсть при нормах витратк р1дини 20...40 л/га, експлуатац1йН1й продуктивное^ 16...24 га/год 1 при знлжен1й вит-рат1 пестицидхв на 25 %.

На захпст виносяться: конструктивно-технологична схема, па-раметри I режимл роботл вентиляторного обпрлскувача з коллзнлм робочим органом. Анал1тлчщ закономхрност1 процесу нанесення краплин робочо'1 рицина колики:»' тз1?рчним стру:;ене:;. -нмб-: регул?1Вання густотл розподьчу краплин I покращення рхвномхрностх осаднення рхдини по !лирлн1 захвату обпрлскувача.

Апробащя роботи. Основн! розультатл роботи обговорен! х

схваленг на засхданнг науково-технхчшн ради Головного спецх-ального конструкторсько-технологхчного бюро (далг ГСКТБ) С1ЛЬ-госпххммаш (м.Львхв, 1989 р.) , на науково-виробничхй конферен-

Ц11 (м.Лыив, 1990 р.) , на науковхй конферетц1 Льпгвсъкого-----------

С1ЛЬГОСП1НСТИТуТу (1993 р.) Материала дисертацН опублгкованх в б наукових статтях I захищен1 13 авторськими свгдоцтвами.

Ртвень 1 ефективн1сть впровадження. Методика вибору пара-метр1В вентиляторного робочого органу поливного типу х технхчна документацхя переданх для впровадження ГС1ГГБ С1ЛЬГоепххммага. У порхвнпнщ з серхйним обприскувачем ОПИ-15 експеряменталышй зразок забезпечуе бхологхчну ефективнхсть при зниженгй на 25 % нормг витрати пестицидов.

Структура I обсяг дисертацх'г. Дисертацхя мхстить вступ, 4 глави, основнх висновки, список використано! Л1тератури I додат-ки. Основна частина викладена на 167 с., мхстить хлюстрацхй -71, таблиць - 13. Список використаноУ лхтератури - 114 наймену-вань, в т.ч. 5 - 1Ноземиими мовами.

3I.HCT РОБОТИ

ВСТУП. Обгрунтована актуальщсть роботи, викладен1 основн1 положения, що виносяться на захист.

Р03Д1Л I. Стан I основнх напрямки розвитку технолог!I I техтки обприскування польових культур. Задачх дослхджень.

Проведений аналхз наукових дослхджень в областг ххмхчного захисту польових культур наземними обприскувачами, а також тех-нIчних р1шень рабочих оргатв вентиляторних обприскувач1в.

Формування теоретичних основ розвитку технолог^ ххмхчного захисту рослин, проектування засобгв механхзацП х зокрема вентиляторних обприскувачхв значною м1рою пов"язане з роботами ук-ра'1'нських вчених Масла 1.П., Войтюка Д.Г., Санхна В.А., Баранов-

ського O.G., Нагорного Ю.П., Тимошенка С.П. та iremix. Процеси розпилювання i нанесения краплин повхтряним потоком теоретично i екепериментально дослхдженх в роботах Дунського В.Ф., Гущина 6.Г., Суд1та Ж.М. та irainx авторов. Значний вплив на розвиток технологхй i конструкщй технхчних засобхв ххмгчного захисту рослин мали розробки ГСКТБ сгльгоспхгшаш (м. Льв1в).

На ochobi проведеного аналхзу зроблений висновоК, цо еко-логгчна безпека процесу нанесення i зниження норм внтрат:; xi-М1чних засобхв захисту рослин можуть бути забезпеченх при висо-кхй якост1 обробхтку польових культур i в сприятливих метеоро-лоГ1ЧНИх умовах. Серед в:гдомих cnoco6iB обробхтку польових культур вентиляторними обприскувачами найбхлыл повно вхдповхдае аг-ротехи1ЧНим вимогам нанесення способом розсхюючого потоку. Ви-сока проникна здатнхсть повхтряного струменю i близький до оптимального розпил робочог рхдини забезпечують необххдну рхвно-MipHicTb розпод1лу препарату по поверхнг рослин. Екологхчна безпека нанесення даним способом обумовлюеться примусовим осад-женням краплин на рослинах i меншим знесенням розпилено*1 рхдини в перход обробхтку.

Встановлено, що коливн1 po6o4i органи вентиляторних обприс-кувачхв 13 низьконапхрними повхтряними струменями, у nopiвняннх 13 високонап1рними, е менш енергомхсткими, забезпечують быьшу далекобхйнхсть повхтряного струменю i вищу pibhomipniсть розпо-дглу рхдини на noBepxHi рослин. Проте проведенх ранхше дослхд-ження процесу нанесення краплин коливним робочим органом недос-татньо висв1тлюють вплив параметров пов1тряно-краплинного потоку, а також режимхв роботи обприскувача на як1сть обробхтку. BiflOMi Teopi'i не розглядають поширення рухомих повхтряних стру-MeHiB у боковому потощ пов1тря 3i зм1нною швидк1стю, а такок нанесення ними краплин розпилено'1 рхдини, що характерно для ро-

боти обприскувача в режим! нанесения розсгюючим потоком.

У вхдповхдност1 13 загальною метою роботи I результатами анал1зу стану даного питания були поставлен! наступи! задач!:

1. Провести теоретичнх дослхдження процесу нанесения крап-лин"коливним_пов1тряним струменем ! зстановчти основнг законо-— М1рност1 поширення струменхв такого типу.

2. Обгрунтувати вибхр принципово1 конструктивно'1 схеми ко-ливного робочого органу I основних його параметр!в.

3. Досл1Дити експериментально процес нанесения робочоУ рх-дини коливним робочим органом I ощнити вплив параметр!в ! режи-М1В роботи обприскувача на якхсть осадаення.

4. Обгрунтувати умови ефективного використання вентилятор-них обприскувач!в з робочими органами коливного типу при обро-б!тку польових культур.

5. Провести виробничу перев!рку експериментального обприскувача ! охциити його б!олог!чну ! господарську ефективн!сть.

РОЗДЦ! 2. Математичне моделювання процесу нанесення робо-чо1 р!дин;1 вентиляторном обпрнскузачем з робочим органом коливного типу.

Розглянуто вплив основних параметр!в I режим!в роботи вентиляторного обприскувача на характер ! р!вном!рн!сть розпод!лу р!дини по ширин! захвату. 3 Ц1бю метою проведено теоретичне дослхдження процесу поширення коливного пов!тряного струменю. Умо-вою динам!чно'1 р!вноваги елементарного об"ему такого стру-

меню е наступна залежн!сть:

с/т • а = Г/* - с/т ■ с/пер -с/т-аи, и)

де С? - вектор рёзультуючого прискорення; Опер - прискорен-ня рухомоI системи координат зв"язано1 31 струменеутворюючим пристроем ХУЕ 1 в!дносно системи координат, що нерухомо зв"я-

б

зана з обприскувачем; QfíS - кор1ол1сове прискорення, £ сума Д1 í 30BHiniHix сил на об"ем с/1/, с/т- маса об"ему с/у.

Як у в i дом i й Teopi'i зносимого струменю Абрамовича Г.Н. приймавмо допущения про незмгннхсть проекщ1 моменту К1ЛЬКост1 руху Mir cyMirai на нормальний до повхтряного потоку напрям. Враховуючи те, що вектор швидкостх повхтряного потоку W пос-Т1Йно зм1нюе cBiñ напрям внаслхдок обертання струменю, розкла-даемо його на дв1 складов!

iv = u/n + /vL,

де , k/íjj - В1ДП0В1ДИ0 складова вектора швидкост1 потоку

вхд cyMicHoi Д11 в i тру i поступально'1 швидкост1 руху обприску-вача i складова В1Д обертового руху струменеутворгаючого пристрою.

3 урахуванням отриманих Абрамовичем Г.Н. залежностей piB-няння дииам1ЧН01 рхвноваги обертового струменю набуде вигляду

Спßw Rs hд1 [U/nSin 3o(n+W¿swc(n+ ^

+ 2U/n U/oo s¿r>2o(n]= - My,

де Сn - коеф1Ц1внт аеродинам1чного опору; fl^/ - густина по-В1тря; - pafliyc кривизни TpaeKTopii; /) - товщина стру-

меню; ¿L - ширина струменю; 0(р - кут мхж дотичною до струменю i напрямком складово! h/n швидкост1 повхтря.

Розв"язуючи дане рхвняння для синусогаццбного закону коли-вань, для TpaeKTopii струменю отримаемо залежнхсть

Уо2 У" , 2Up So

Ssin? (UV*)*? у> у d-é

= Cw§(li/„ swtfx+i/^Tj^.tü)2,

де Uq - початкова швидкхсть струменю; SfflS- в1дпов1дно,пло-Щ1 початкового i поточного сгчення струменю; Л, у - координата TpaeKTopiï струменю; (jJ - обертова швидкхсть струменю; Ц/ -кут Mis вхссю струменю 1__локальним напрямом пов1тряногсГ потоку.

Аналхз даного ргвняння показав, що на траектор1Ю такого струменю найбгльш ïctotho впливають його початков! параметри i/o - S о -, а також величина миттевих значень кутово'£ пвидкост1 обертання СО/ i величина кута взаемод11 струменю Ï3 зовн^шним потоком .

Отримант эалеяностх були використанх при роэробцг матема-тично!' модел1 розподхлу р1дини на площинх, яка базувалась на двох rinoTeaax, а саме: I) максимум вхдкладень робочо'1 рхдини в1дбуваеться в мхсцях з критичною осьовою швидк1стю повхтряного струменю; 2) розподхл рхдини по лхнП максимальних вхдкладень мае постхйний характер.

Пераа Г1Потеза В1ДПОВ1дае умов1

FGn&'iJ'C*. ^

де - кривизна травкторх'/ струменю; t - максимальна дале-

Q X * _

коб1йН1Сть струменю; Сд - константа крлволхнхйностх струменю.

Дана умова випливаб хз вхдомо! залежност!

^ = - w„2 ¿V.

друга гипотеза передбачае розподхл Н1Лькост1 радши по лх-Hiï максимальних вхдкладень близький до нормального закону, тоб-

' (7)

Де ~ Функцхя лхнгйного розсгювання вхдкладень; о(р- параметр piBHOMipHocTi; - радiус максимального осадасення ргдини. Побудова Л1Н11 максимальних осаджень рхдини здхйснювалась

програмним способом для набору кут1В повороту сопла <Р(- . Функ-цхя густоти осаджень рхдини для прийнятих умов мае наступний

функцгя розпод!лу кутовох швидкост1 по куту повороту сопла.

Аналхз дано1 моделг, проведений з використанням геометрич-но1 1нтерпретац11 результат:в графэпобудовувачем на ЕОМ (рисЛ) показав, що основним параметром, який впливав на ргвномхрнхсть розпод1лу рхдини на площинх, е спхввхдношення М1Ж лхнхйною х кутовою швидкхстю робочого органу. Крхм того, було встановлено, що при единичному розподхл1 рхдини (рисЛ,а)мае мхсце эначна нер1Вном1рн1сть густоти осаджень рхдини по ширинх захвату, ви-рхвнювання яко1 досягаеться сумхжними проходами обприскувача. Результата анал1зу дали можливхсть запропонувати напхвемпхричний метод визначення ращонального поеднання параметров I режимхв роботи такого вентиляторного обприскувача за критерхем нерхвно-М1рносТ1 в1дкладень ргдини вздовж Л1Нх1 проходу агрегату (рис.2) , використавши для цього вхдому закономхрнхсть процесу нанесення

(8)

де Сг - коефхщент, що залежить В1Д форми зони розсхювання;

функцгя роэподхлу маси по куту повороту сопла; СО((р)~

Рис. I. Розпод1л рцшни на плотин: коливним робочи» органон вентиляторного обприскувача:

а) в стацгонарному положении

б) при рус: обприснуЕача

Рис. 2. Схема розпод!лу Р1дини по Л1Нг1 проходу обприскувача

Ц тох ~ максимальна густота В1дкладень;

- сумарна густота В1дкладень

Р03Д1Л 3. Експериментальне дослхдження процесу роботи обприскувача з коливним робочим органом

Приведений опис експериментальног установки, використаних приладхв х обладнання, викладенх методики дасуцджень повгтряно-го струменю х р1ВНом1рностх розподхлу р1дини коливним робочим органом, приведен! результата експериментальних дослхджень та хх анал13.

В зв"язку з тим, що параметри коливного повхтряного струменю мають значний вплив на процес нанесения рхдини, були проведе-Н1 експериментальнх дослхдження поширення струменхв такого типу. Дослхдження дозволили визначити вплив початкових параметрхв повхтряного струменю, визначити форму профхля активного факелу х траекторхю осьово'1 лхнх I стацхонарного коливного струменю, провести порхвняння результат!в математичного моделювання процесу з отриманимл експериментальними даними.

Для проведения дослхджень параметрхв пов!тряних потоке ви-користовувалась вентиляторна установка експериментального обприскувача (рис.3) , розробленого на базх робочого органу обприскувача 0М-630.

Вимхрювання поля швидкостей в1льного струменю проводилось за рекомендовано«) галузевим стандартом методикою на випробування

воп

вентиляторних обпрйскувачхв (ОСТ 70.61-81).

Рис. 3. Схема робочого органу поливного типу:

1-розшшовачх; 2-привгд----

розпнлювачгв; 3-поворотна стгйка; 4-муфта запоб1кна; 5-силовий агрегат; 6-нап-равлягаче сопло; 7-колесо вентилятора; 8-прив1д вентилятора; 9-механгзм нахи-лу сопла; 10-передача кар-дчнна; П-механ13м повороту сопла; 12-шарнгр асин-хронний; 13-редуктор чер-в"ячний; 14-передача кар-данна; 15-передача ланцю-гова.

Для вим1рювання параметрхв повхтряного потоку коливного струменю використовувалось розроблене тензометричнс обладнання. Датчиком швидкостх повхтряного потоку служив пристрой запропоно-ваний Килимником П.М., а запис осцилограм виконувався за допомо-гою запам"ятовуючого осцилографа марки С 8-17.

Результатами дослхджень встановлено, що початкове поле швидкостей струменю мае значну нер1вномхрщсть, яка обумовлена розмхщенням дискових розпилавачхв у потоц1, незначною довжиною направляючого сопла х спрямляючого апарату. Наслхдком такого конструктивного виконання е порхвняно високий для осьових вентиляторних установок коеф1Ц1€нт турбулентностх струменю (¿7=0,097).

Дослхдасеннями активного факелу коливного струменю встанов-лена значка асиметргя профшэ швидкостей внаслхдок впливу зносм-мого потоку, а також порхвняно висока ¿нтенслвнгсть затухания осьово! швидкостх. Порхвняльна огцнка далекоб1йност1 коливного струменю при рхзних положениях сопла х в1дпов1дно рхзних параметрах зносимого потоку пхдтвердила теоретичн! висновки про

несуттевий вплив кутового г корхолхсового прискорення на поши- . • рення струменю.

Експериментальне дослхдження процесу нанесення ргдини проводилось з метою обгрунтування ращональних параметрхв повхтря-но-краплинного потоку I режимхв роботи обприскувача. Як було сказано вшце, для досягнення 61лыпо1 далекоб1йност1 I проникно\' здатностх струменю дощльно використовувати пов1Трянх струмен1 з поргвияно невисокими початковими швидкостями, але з великою витратою повхтря. Тому для експериментального обприскувача був розроблений робочий орган на базг осьового вентилятора (рис.3), який розмхщувався на поворотнхй СТ1ЙЦ1 3. Привхд вентиляторно'1 установки зд1йснювався силовим агрегатом 5, а коливання робочо-го органу забезпечувалось кривошипно-рейковим механхзмом -И. Розпилення робочо'1 рхдини здхйснювалось дисковими розпилювачами

Конструктивне виконання робочого органу забезпечувало зм1-ну основних параметрхв в необххдних для дослхджень межах. Ряд конструктивних рхшень, якх пгдвищують технхчний р1вень обприскувача, эахищено авторськими свхдоцтвами, зокрема варханти конструктивного виконання робочого органу [и, 12] з регульованою дисперсн!стю розпилу, елементи силового агрегату [8, 13] , меха-

Попереднхй влбгр ог;пзни;с параметрхв I режим1в роботи ек-

був проведений з використанням статистичног залежностх отрима-но'1 в результат! проведеного корелящйного аналхзу основних тех-нхчних показншав вентиляторних обприскувачхв з коливними робо-чими органами, яка мае вигляд

н1зм повороту робочого органу

спериментального обприскувача, а також дхапазону 1х вархювання

-о, 63

де П - частота коливань робочого органу; О - витрата говоря; - робоча швидк1сть обприскувача.

Високий коефхцгент корелящ1 (ККОр=0,9в) свгдчить про тгс-ний кореляцхйний, эв"язок-М1Ж-параметра:ли"1"нёобх1Дну для попе-редн1х розрахунк1В точн1сть.

3 метою забезпечення роботоздатностг конструкцп був проведений розрахунок I аналхз динамхчних навантажень в механизмах I вузлах робочого органу, який дав можливхсть вибрати 1х конструктивах параметра.

Кглькхсна оцхнка нерхвномхрностх розподглу рхдшш по шири-Н1 захвату при нанесена способом розсхюючого потоку проводилась за розробленою методикою, яка вхдповхдала основним вимогам галу-зевого стандарту на випробування обприскувачхв. Сер1я експери-ментхв по вивченню впливу рхзних факторхв на якхсть обприскуван-ня проводилась як реалхзацхя планованого експерименту для еталон-нях умов. Використання для 1цб1 щл1 плану другого порядку (план Бокса-Бенк1на) для п"яти основних факторхв дало можливхсть отри-мати статистичну модель процесу обприскування у виглядг рхвняння квадратичноI регресг!

Незалежними змхнними в даному рхвняннх е наступнх фактори: Х-/ - кут нахилу сопла до оброблювано'1 поверхнх (ОС)', Хд -амплгтуда коливань сопла ( ^Р ); - частота коливань робочого органу (/?); Хц - швндкхсть руху обприскувача (¿¿р) ; Хц- робоча а'лрмна захвату(вр) •

За функцгю вгдгуку у в рхвняннх була прийнята нерхвномгр-Н1сть нанесення, яка оценивалась коефхцхентом вархацх! вхдкла-

14 .

день рхдини по ширшц захвату. Адекватнгсть отримано'1 модел!

реальному процесу нанесення перевхрялась по - критергю $ime-

ра для прийнятого в практицх випробувань обприскувачхв 10 %

piвня значимое^ результате.

Для аналхзу хндивхдуального впливу факторхв на параметр оптимхзацП ]/ були отриманх i'x однофакторнх залежностх i3 функщ х V=f(oC, ЦЗ, /?, lfp,ßp) ( рис-4 )• Значения хнших парамет-piB фгксувались на середньому piBHi. Як видно i3 рис. 4а, одно-факторнх залежностх для параметргв ОС , ^Р, мають екстремаль не значения в 1нтервал1 0,2^/^*^0,8. Залежн1сть HepiBHOMip-hocti осаджень в1д граничноi швидкостх обприскувача, як видно 13 рис. 4б,.немае MiHiMyMy всерединх областх вархювання, тобто зниження швидкостх руху обприскувача покращуе pi bhomiphiсть осадження рхдини.

Аналогхчний аналхз кожного фактору проводився також при ф1ксуванн1 iнших факторхв на нижньому або верхньому piBHi.

3 метою обгрунтування умов рацхонального використання нанесення робочох рхдини методом розсхюючого ротоку були проведе-Hi дослхдження cnocoöiB регулювання густоти осаджень краплин. Дослхджувався вплив кхнематичного закону коливань робочого органу, диференц1Йовано'1 по перходу коливань сопла подачх рхдини до розпилювачхв i дисперсности розпилежи рхдини на характер розподхлу рхдини i piBHOMipHi сть ii нанесення по ширин1 захвату обприскувача.

Вплив к!нематнчних законом!рностей оцхнювався на прикладх синусоподхбного i модифхкованого закону, який задавався меха-HI3MOM повороту робочого органу (pnc.3j . Змхна кхнематичного закону коливань, тобто залежностх миттевих значень кутово! швид kocti сопла В1Д його положения в ceKTopi коливань, давала мок-лив!сть зм!нити характер густоти осаджень краплин по ширин!

22.00

20,00

-e.ee -0.40 0.00 е. 40 0.90 I

Рис. 4. Графгк однофакторних залежностей х зиххдного параметра - коефпцента вархатц'х ]/ вхд параметр: в:

а) 1-кута нахилу сотга(<^), 2-ампл1тудя коли-вань(£?], 3-частоти колмвань (/? ) ;

б) X—робочоУ ШВИДКОСТ! 2-ширини захвату {В )

захвату (рис. 5). При модиф:кованому синуеоподгбному закон! ко-ливань сопла допустима нергвномхрнхсть нанесення досягалась при бгльшхй на 20...25 % ширинг захвату в порхвняннг ¿з синусо-под1бним законом. Проте, регулювання осадження рхдини даням

Рис. 5. Графхк залежностх розподхлу р1дини по ширинI захвату вхд кхнематичного закону коливань робочого органу: (/>п - кут перекосу валхв асинхронного шарн!ру

в V 7.9 «8 К* «О V«

способом веде до збхльшення динаМ1Чних навантажень в елементах

приводу робочого органу. Зниження нер1Вном1рност1 вхдкладень при бхльшхй ширин! захвату можна досягнути також шляхом дифе-ренц1йовано'1 подач! рхдини до розпилювачхв (рис. 6). Змхна

О*

«и

\

о зо 60 ш т со $0,п>и

Рис. б. Розпод1Л подач1 рхдини до розпилювач!в по куту повороту сопла

характеру розподхлу осад-жень рхдини ( рис. 7 ) дава ла можливхсть збглызити рс бочу ширину захвату обприс кувача на 25...30 % при з£ данхй нерхвномхрностх наш сення ! однакових умовах.

Важливим фактором, щс впливае на р1Вном1рн1СТь розподхлу рхдини по ширин]

Рис. 7. Р03П0Д1Л р1ДИНИ по ширин! захвату в за-лекностх вхд режиму роботи дозаторхв: 1-при____ _

—роботх'одного дозатора; 2-прл роботх двох дозаторхв; 3-теоретична крива розподхлу; 4-експери-ментальна крива розподхлу

захвату, е дисперснхсгь розпллено! рхдини. Як 18,0 Вр,м видно з рис. 8, найбхльш рхвномхрно розподхляються дрхбнх краплини з медханно-масовим дхаметром С/^ кг Ю0 мкм. Краплини розмхром с/т >300 мкм осхда-ють в основному поблизу проходу обприскувача, зменшуючи робочу ширину захвату. Як показали результата дослхдяень, збхльшення медханно-масового дхаметру крагшин э 140 мкм до 230 мкм приводило до зроетання нерхвномхрност! вхдкладень з 26 % до 38 %, при однакових умовах роботи.

Рис. 8. Розподхл фрак-1цйного складу краплин С^ по ширин1 захвату

Як ведомо, метеоро-лог1ЧН1 фактори вносять суттбвх корективи в ефективнхсть роботи вен-тилктарних обприскувачхв. Найбхльший вплив на процес нанёсення рхдини способом розсхюючо-го потоку здхйснюе в1тер. Як показали результата дослхджень, при швидкостх бокового в1тру ¿£>1,0 м/с нанесення даним спо-

собом в неефективним через значне погхршення розподглу рхдини по ширинг захвату г санхтарно-гтенхчних умов правд механгза-торхв. Уникнути цих недол1К1В I зберегти переваги нанесения способом розс1Юючим потоком з диференцхйованою подачею рхдини до розпилювачхв. Дяференвдйована подача рхдини дае можливхсть уникнути високо1 густоти вхдкладень б|ля проходу обприскувача, характерно! для незначно'1 швидкостх вхтру < 2,0 м/с.

Вибхр основних параметр!в процесу нанесения даним способом, а саме частоти коллвань I швидкостх руху обприскувача, рекомендуемся проводити напхвемпхричним способом за критерхбм нерхв-номхрностх вхдкладень рхдини вздовж Л1Н11 проходу агрегату, ви-ходячи 13 умови

(12)

Для параметр1В робочого органу ОС =0°, =90°,/? =12,5 хв~^, експериментальне значения ){& становить 10,5 м. В1дпов1дио для даного режиму нанесения робоча швидкхсть становитиме 1Гр^ 2,6 м/с.

Р03Д1Л 4. Виробиича ощнка вентиляторного обприскувача з коливним робочим органом

Викладена програма, умови роботи, методика I результати виробничо'! перевхрки експериментального обприскувача. Розробле-И1 рекомендац11 по технологичному иалагоджуванню обприскувача, проведена енергетична оцхнка ефективностх рхзних способ!в об-прискування польових культур.

Виробнича перев1рка проводилась сум!сно з ГС1ГГБ схльгосп-ххшаш на Львхвськхй машиновипробувальшй станцх'1.

0ц!ика ефективностх обробхтку польових культур пестицидами проводилась за методиками, що рекомендуються галузевим стан-

дартом ОСТ 70.6.I-8I на випробування обприскувачгв.

В задачх лабораторно-польових дослгдгв входило визначення К1ЛЬк|сного вхдкладення робочо!" рхдини i HcpisnoMipHocTi ïï розподхлу по поверхнх рослин i ширин: захвату експерименталь-ним вентиляторним обприскувачем при нанесеннх способом розсхю-ючого потоку i бокового розсхюючого потоку в nopi ВНЯННХ 13 ce-pi йним штанговим обприскувачем.

Результата дослхдаень показали, що нанесення способом роз-ciiora4oro потоку, з кутом нахилу сопла = -6°i бокового розсхю-ючого потоку з кутоы нахилу 0°, сприяе пхдвищенню рхвномхр-HOCTÏ розподхлу робочо'1 Р1ДИНИ ПО BCift noeepxHi рослин у nopia-нянн1 3i штанговим обприскуванням. Якщо спхввхдношення в^кла-день робочо'г рхдини на верхнхй i нижнхй частинх листка при нане-ceHHi вентиляторним обприскувачем в середньому становить 3,2:1, то у штангового обприскувача це шпввгдношення рхвне 6,5:1. KpiM того при обробхтку вентиляторним обприскувачем збхльшуеть-ся кхлькхсть вхдкладень робочо!' рхдини на середньому i нижньому ярусах рослин.

Досл1Дження на бхоло^чну ефективнхсть експериментального обприскувача проводились при обробхтку кукурудзи гербицидом i обприскуванн1 посадок картошп робочим розчином ¿нсектициду i фунПциду.

Виробничх дослхди на бхоло^чну eфeктивнicть закладались з рекомендованими i зменшеними на 25 % нормами витрати пестицид!в.

Результата виробничо'г перевхрки показали, що використання вентиляторного обприскувача з коливним робочим органом забезпе-чувало необхгдну бхологхчну eфeктивнicть обприскування при виццй продуктивное^ працг i знижених на 25 % нормах витрати пестицидов.

За результатами досл1даень були розробленг рекомендащ! i

номограма (ряс. 9) для технологичного налагоджування обприску-вача на роботу в режимх нанесення розс1юючим потоком, якх дають можливтсть для агротехнгчно заданого ступени нергвномгрностх нанесення вибрати основнх параметри х режими обприскувача.

Проведена енергетична оцхнка рхзних способхв обприскуван-ня показала, що вентилятор« обприскувачх з коливним робочим органом, в пор1вняннх 31 штанговими обприскувачами забезпечують зниження сукупних енерговитрат на 227 ВДж/га. Основним резервом зниження енергозатрат на виконання дано'1 операц11 е зниження норм витрати пестицидхв, доля яких в структур! сукупних енергозатрат може становити 90 % х бхльше.

Рис. 9. Номограма для визначення параметр!в I режимхв робота обприскувача

( ГЬсл1довнхстъ пошуку: (Х-*- (¿> — /? —)

21

ЗАГАЛЪН! ВИСНОВКИ

1. Покращення якостх обприскування польових культур йота. досягнути застоеуванням вентиляторних обприскувачхв з робочими органа!.«! коливного типу х-з -диференцгйованой-до" кута повороту сопла подачею рхдини до розпилговачхв. При оптималыых параметрах I режимах роботи коливного робочого органу нер1вном1рнхсть вхдкладень рхдини наблизкаеться до вимог для штангових обприску-вач1в К^ 25 % . Бхологхчна ефектлвн1сть обробхтку досяга-еться при нормах витрати рхдини ¿7 = 20...40 л/га, продуктивное^ за годину змхнного часу I*/зм- 20.,,25 га/год, нормою витрати пестицидхв на 25 % меншйнхж рекомендовав.

2. Трабкторхя I далекобхйнхеть коливного повхтряного стру-меню залежать в основному вхд миттевих значень кутово'1 швидкос-Т1 обертання I кута взаемодхх струменю хз зовнхшним повхтряним потоком.

3. Математична модель розподхлу рхдини на площннх (В) дозволяв встановити характер в1дкладень к1лькост1 рхдини I оцхнити значимхеть факторхв, що обумовлюють ступхнь нерхвномхрностх нанесения. Основним параметром, який впливае на рхвномхрнхеть розподхлу по площинх, е спхввхдношення М1Ж Л1И1йною I кутовою швид-костями робочого органу. При одиночному розпод1Л1 рхдини рис. 1а мае мхеце значна нерхвномхрнхеть осаджень рхдини по ширин: захвату, вирхвнювання яког досягаеться сумхжниш! проходами обприскувача (рис. 16 ).

4. На основх п"ятифакторного планованого експерименту вста-новлено зв"язок м1ж коефхщентом вар1ац11 кхлькостх вхдкладень, параметра!«! робочого органу х режимами роботи обприскувача, який описубться рхвнянням регрес11 2-го порядку. 3 умови забезпечення агротехнхчних вимог, ращональне спхввхдношення М1к л1нхйною

швидк1стю руху обприскувача I частотою коливань робочого органу повинно становити 1/р п ^ 12,4 при змхН1 факторов у межах ¿/р= 1,0...2,б м/с /? = 0,125...0,20 с~1,ОС= -8...+8°, ¿> = 160...200°,^=23,4...30,б м.

5. Експериментально гйдтверджена доцхльнхсть регулювання величини вхдкладень шляхом диференцхйовано1 по куту поворота сопла подачх р1дини до розпшгавачхв. Це дае змогу збхльшити ширину захвату обприскувача на 25...30 % без П1двищення ступеня нерхвномхрностх розподхлу осаджено'1 рхдини.

6. Нанесення способом розсхгаючого потоку може бути рекомен-доване при вхдсутностх висх1дних потоков в приземному шарх по-В1ТРЯ 1 ШВИДКОСТ1 В1ТРУ 1,0 м/с. При ШВИДКОСТ1 В1ТРУ (/¿У

1,0 м/с доцхльно проводити нанесення способом бокового розсхюючого потоку сумхсно з диференц1йованою по куту поворота сопла подачею рхдини до розпилювачхв.

7. Розроблена номограма (рис. 9) для вибору рацхональних параметрхв х режим1в робота обприскувача, що забезпечують зада-ну нерхвномхрнхсть вхдкладень в межах |/= 20...40 %.

8. Енергетична оцхнка способгв обприскування свхдчить, що використання вентиляторних обприскувачхв з робочими органами коливного типу забезпечуе у порхвнянщ з штанговими обприскува-чами зниження сукупних енерговитрат на 227 ЭДж/га /30 %/.

0сновн1 положения дисертацх! викладенх в слхдуючих роботах.

1. "Разработка математических моделей и совершенствование рабочих органов вентиляторних обпрыскивателей. Отчет о НИР./Заключительный/" № 02890042074 Дубляны, Львовский СХИ, 1989.

2. Хом"як В.В. Обгрунтування проектних параметрхв I режиму робота вентиляторного обприскувача. // Удосконалення механхзо-ваних процесхв в хнтенсивному рослинництв! Заххдного резону

УРСР. - Д ь в i в, Львхвський СП, 1990.

3. Хомяк В.В., Петраш В.Ф. Оценка качества работы опрыскивателей. // Повышение эффективности использования сельекохозяй-

_ственной -техники-при-внедреггии^интенсивныЗГ ^хнлл в Западны/ областях УССР. - Львов, Львовский CXÍÍ, 1ЭБ'.'.

4. Хом"чк З.В. Шляхи пгдвлщення еколог!чност1 зентиляторнпх об-пряскувачхв. // Актуальнх напрямки наукового забеппечення аг-р.зпро.-пслового комплексу Заххдннх районхв УРСР. Нтуково-в'ироб-ннча конференгця. Тез,докл. - Львгв, НД13Т, 1990.

5. Хомяк В.Б. , Ригтка И.И. Павшей,ie эксплуатационных свойств вентиляторных опрыскивателей на основе функционального анализа. // Совершенствование механизированных процессов в растениеводстве, Дубляны, Львовский СХИ, 1986.

6. Хомяк В.В., Рипка И.И., Шеруда С.Д. Сравнительная оценка проектных решений при создании вентиляторных опрыскивателей. // Научно-практическая конференция "Теория и практика оценил народнохозяйственной эффективности научно-технического прогресса". Тез.докл. - Новосибирск, Новосибирский ЭТ,1, 1986.

7. A.c. Г 13I34CG СССР, A CT Li 7/00. Рабочий орган вентиляторного опрыскивателя. ( В.В.Хокяк, Ю.П.Иагирный л др.) опубл. 33.05.69. Бпл. .'*« 20.

G. A.c. Г» 1392270 СССР £ 16 В 43/20. Предохран ительная центробежная :су;т.ч ( З.В.Хомяк. З.П.НагирныР др.) опубл. Б'ол. 5 16.

9. A.c. 141093I СССР, А 01 И 7/СО. Рабочий орган вентиляторно-

ноп лпп.;-л:;;ателп. (В.В.Хо:^к, Ю.П.Нагарный л -¡р.) лтуб.-. 3 3. С 1. 63. u-jji. 27.

го cnpucк;;зателя. Сз.В.Хомяк, Ю.П.Иагирный л др.) опубл. 15.С9.60. Бал. 34.

11. A.c. № 1428336 СССР, А Ol M 7/00. Рабочий орган вентиляторного опрыскивателя (в.В.Хомяк, Ю.П.Нагирный и др.) опубл. 07.04.84. Бюл. № 37.

12. A.c. № I4405I СССР, А 01 М 7/00. Рабочий орган вентиляторного опрыскивателя (В.В.Хомяк, Ю.П.Нагирный и др.) опубл. 30.11.88. Бюл. № 44.

13. A.c. № I49382I СССР, F 16И 43/18. Центробежная муфта.

(В.В.Хомяк, В.Я.Ковбасюк и др.) опубл. 15.07.89. Бюл.№ 26.

14. A.c. № I5355I0 СССР, А 01 М 7/00. Распылитель опрыскивателя. (В.В.Хомяк, В.В. Ченцов и др.) опубл. 15.01.90. Бюл. № 2.

15. A.c. № 1573399 СССР, Q 01/V 15/02. Устройство для определения объемного количества жидкости, (в.В.Хомяк, В.А.Юнык и др.) опубл. 23.06.90. Бюл. № 23.

16. A.c. № 1673017 СССР, А. Ol. М 7/00. Опрыскиватель.

(В.В.Хомяк, Ю.П.Нагирный и др.) опубл. 30.08.81. Бюл.№ 32.

17. A.c. № 1764603 СССР, А 01 М 7/00. Опрыскиватель (В.В.Хомяк, Ю.П.Нагирный и др.) опубл. 30.09.92. Бюл. № 36.

18. A.c. № 1777755 СССР, А 01 М 7/00. Рабочий орган вентиляторного опрыскивателя (В.В.Хомяк, А.С.Барановский и др.)опубл. 30.11.92. Бюл. 44.

19. A.c. № 1783379 СССР, ß 0Ш5/02. Фотоэлектрический счетчик -анализатор (_В.В.Хомяк, А.С.Барановский и др.) опубл. 22.12.92. Бол. 47.