автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОПРЫСКИВАТЕЛЕЙ С ЭЛЕКТРОПОДЗАРЯДКОЙ КАПЕЛЬ



На правах рукописи

Яцков Руслан Петрович

Технологический процесс и оборудование для опрыскивателей с электроподзарядкой капель

Специальность 05,20.01 - технологии и средства механизации

сельского хозяйства

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва - 2005

Работа выполнена в Государственном научном учреждении "Всероссийский селекционно-технологический институт садоводства и питом ни ководства" (ГНУ ВСТИСП).

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Цымбал Александр Андреевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор член-корреспондент РАСХН

Артюшин Анатолий Алексеевич;

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Колесникова Вера Александровна.

Ведущая организация: Федеральное государственное научное учреждение "Российский научно-технический институт информации и технико-экономических исследований по инженерно-техническом у обеспечению агропромышленного комплекса"

Защита состоится "21" апреля 2005 года в 13°° на заседании диссертационного совета Д 006.035.01 в Государственном научном учреждении "Всероссийский селекционно-технологический институт садоводства и питомниководства" (ГНУ ВСТИСП). по адресу: 115598, г, Москва, Бирюлёво-Загорье, ул. Загорьевская 4, зал заседаний диссертационного совета.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке ВСТИСП Автореферат разослан "¿о ".х*<у7^2005 года.

Ученый секретарь диссертационного совета^

кандидат сельскохозяйственных наук (^¿З^-г^Й.А. Принева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Анализ тенденций восстановления развития и успешного существования садоводства, как самостоятельной и эффективной отрасли сельского хозяйства показывает, что одним из определяющих факторов стабилизации его продуктивности остается высокая технологическая дисциплина. При этом несовершенство технологий и технических средств химической защиты растений от вредителей и болезней, а также несоблюдение других агротехнических и технологических требований ухода и содержания садов приводит к избыточному содержанию пестицидов в почве, к загрязнению водоемов и грунтовых вод, угнетению жизнедеятельности почвенных микроорганизмов, уничтожению полезной микрофлоры.

Совершенствование техники от полнообьемного к ультрама-лообъемному опрыскиванию требует перехода к тенденции локальной обработки при дискретном воздействии химическими препаратами, что обуславливает актуальность и практическую значимость данной работы.

Содержание темы вписывается в перечни разработок приоритетных технологий и техники, принятых Министерством сельского хозяйства и Министерством промышленности, науки и технологий РФ.

Цель исследований. Определить оптимальную для ресурсосберегающей технологии конструктивно - технологическую схему многопрофильного опрыскивателя и на ее основе разработать базовый вариант, который бы сочетал в себе принципы модернизации и трансформации технического облика (рис. 2).

Объект исследований. Садовый опрыскиватель, обеспечивающий электроподзарядку капель, применяемый для этой цели.

Предмет исследования. Технологический процесс взаимодействия капель с листовой поверхностью и причины, обуславливающие потери химического препарата.

Методика исследований. Для анализа взаимодействия капли с листовой поверхностью использованы методы теоретической механики, обработка результатов опытов осуществлялась методами математической статистики. Для обоснования конструктивно-технологической схемы применен системный подход и вид его реализации - системный анализ.

Экспериментальные, лабораторныеГ и нолевые ииледованн) проводились по плану ПФЭ 23 и выполнены с нспШ^бвййМем поло жений частных методик и других стандар :

№__

использованию в отделе механизации ВСТИСП. Для определения эффективности опрыскивателя с электростатической подзарядкой капель применена методика экономической оценки технологических и инженерных проектов.

Научная новизна. Новизна работы заключается в том, что впервые разработаны дополнения к алгоритму обработки первичных данных при испытании опрыскивающей техники; на основе дополнений алгоритма составлены электронные таблицы по автоматизированной обработке данных с выводом числовых значений показателей и графического отображения; предложены методические рекомендации постановки опыта по определению степени прилипания заряженных капель; выделены аналитическим путем новые элементы классификации опрыскивателей; проведен теоретический анализ процесса взаимосвязи режима работы опрыскивателя с качеством обработки растений; выявлено новое направление совершенствования конструкции пневмоакустического распылителя для ультрамалообъемного опрыскивания.

Практическая значимость. Практическая значимость результатов исследования заключается в предложенной схеме универсального садового опрыскивателя и опытного образца машины на ее основе, которая обеспечивает экономию пестицидов при опрыскивании растений.

Достоверность. Достоверность результатов исследований подтверждена положительными результатами лабораторных, полевых и государственных испытаний садового опрыскивателя на машиноиспытательной станции.

Реализация результатов работы. Результаты теоретического анализа приняты в отделе механизации ВСТИСП для совершенствовании опрыскивателей на стадии разработки. Методические результаты и алгоритмы электронных таблиц используются на машиноиспытательной станции сельскохозяйственной техники. Технические результаты приняты и реализованы в ООО «Аквант».

Апробация. Результаты исследований докладывались на Ученом совете ВСТИСП (2001-2004 годы), на заседаниях секции и отделения механизации (2001-2004 годы), на 1-ой международной научно-практической конференции "Земледельческая механика в растениеводстве" (Москва, ВИМ, 2002 год), на 2-ой международной научно практической конференции "Научно-технический прогресс в садоводстве1* (Москва, 16-17 июля 2003 год)

На защиту выносятся.

1. Результаты теоретического анализа о возможных потерях в процессе осаждения и удерживания капли на поверхности;

2. Методика обработки экспериментальных карточек используемых при испытании опрыскивающей техники;

3. Результаты экспериментальных исследований процесса взаимодействия заряженных капель с листьями растений;

4. Конструкция сопла со встроенными высоковольтными электродами;

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 5 печатных работ, получен 1 патент РФ и 2 заявки на изобретение находятся на рассмотрении.

Структура н объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов и списка литературы из 147 наименований. Работа содержит 135 страниц машинописного текста, 24 схем и рисунков, 10 таблиц и 5 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы основные направления исследований, дана общая характеристика работы, выполненной в период 2001-2004г.

В первой главе "Состояние вопроса, цель и задачи исследования" рассмотрены особенности методов и средств защиты растений от болезней и вредителей. Представлен анализ тенденций развития средств для химической защиты растений, распылителей и теорий процесса распыления жидкости.

Разработкой технологий опрыскивания и совершенствованием оборудования для их осуществления занимались в различное время многие отечественные, зарубежные ученые и специалисты, в том числе: Артюшин А, А., Барышев Е.А., Беженарь Г.С., Бородин И.Ф., Белецкий И.Н., Вялых В.А., Голышна Н..М, Дутко С.М., Ершов Н.Т., Кадыкало Г.И., Каширин М.В., Колесникова В. А., Лысов А.К., Оме-люх Я.К., Паш ко вс кий Б.С., Прокопенко С.Ф., Розенберг Л.Д., Соловьёва Н.М., Чернов В.А., Цымбал A.A., Becker Е, Pfaft F., и др.

Принципиально технологические схемы практически всех известных опрыскивателей можно представить в виде последовательно выполняемых трех основных операций: подача и дозирование жидкости; дробление жидкости (диспергирование); равномерное нанесение в распыленном виде на объект (растения). В зависимости от характера технической реализации этих операций и степени насыщенности оп-

рыскивателя оборудованием, оптимизирующим параметры рабочих процессов, создано достаточно много их разновидностей. Их систематизация по доминирующим признакам позволила определить возможные пути совершенствования как отдельных систем опрыскивателей, так и принципа их действия в целом. При этом была установлена необходимость дополнения общепринятой, типовой классификации (рис.1) группой признаков, отражающих особенности эксплуатации машин, т.е. ограниченности условий применения.

| Каоссифиищня ргтрьх:>гиьогелЕЙ и опркккнваючцих усаройсг»

По способу соединения (агрегатирования)

монтируемые

прицепные

По ограниченности условий применения

ограниченные

^частично ограниченные |

неограниченные

По роду действия распылителей

электрические

механические

гидравлические

акустические

Пневматические

По назначению

универсальные

специальные

| По роду привода и виду

самоходные

тракторные

авиационные

ручные

та(чечнью с двигателем

стационарные

автомобильные

По типу раслыливакнцих устройств

вентиляторные

Рис. 1. Выбор направления работы

Предложенная группа признаков устанавливает соответствие степени совершенства технологического процесса уровню технической реализации его в оборудовании.

На основании результатов первой части исследования — анализа информационных материалов были сформулирована цель и разработана гипотеза научного исследования, логически определено множество задач, ставших этапами работы (рис. 2).

Цель 1 |

Определить оптимальную для ресурсосберегающей технологии конструктивно • технологическую схему многопрофильного опрыскивателя и на ее осмове разработать базовый вариант, который бы сочетал в себе принципы модернизации и трансформации технического облика.

Задача

I уровня

Задача

II уровня

Задача lit уровня

Задача IV уровня

Выбор технологических приемов снижающих энегроэатраты. повышающие эффективность и качество технологических операций при химической обработке растений _

Разработка вентиляторного опрыскивателя

Разработка новых технологических средств

I ~

Разработка тммоекусгичесняи распылителя

Оптимизация параметров и режимов работы технических средств i> -

Практические рекомендации

Разработка рекомендаций и внедрение в производство результатов исследования

-—-I—-

Практические результаты нсспедовший и мх экономическая эффективность

Основные выводы

На защиту выносится:

-принцип сочетания электростатики а конструкции раслыяиеаютих устройств и схема опрыскивателя

Рис. 2. Формирование цели и задач

Во второй главе "Методика выполнения исследований" изначально использован системный анализ, как научный подход к изучению проблемы. Основываясь на принципах системного анализа, рассматривающего исследуемый объект как единство составных элементов, обладающих определенными качествами и сумма которых дает уже новое качество, не присущее ни одному из элементов, был разработан замкнутый жизненный цикл создания и существования опрыскивателя как сложной системы (рис. 3), где стрелками показаны этапы исследования.

На начальной стадии проектирования опрыскивателя число возможных вариантов конструктивно-технологических схем достаточно большое. Детальная проработка всех вариантов и сравнение их технико-экономических показателей возможны только для ограниченного числа вариантов. Для решения применена методика использования системного анализа на основе экспертной оценки, для этого составлены матрица множества альтернативных вариантов, матрица допустимых вариантов, сформулированы критерии оценки вариантов, проведено ранжирование и многокритериальная оценка множества эффективных вариантов. При помощи этого анализа обосновано по-

следовательное изучение этапов совершенствования элементов опрыскивателя.

Рис. 3. Схема жизненного цикла сложной системы

Используя в качестве одного из факторов, характеризующих (как было установлено в 1-ой главе) ограниченность применения потерями химического препарата, переносимого воздушным потоком на дерево, было предложено распределить их на 4-е группы (рис.4).

Установлено, что первая группа (а) обусловлена вибрацией объекта возмущающими силами - это воздушные потоки природного происхождения или создаваемые вентиляторами опрыскивателя, а также механическое воздействие на ветви или ствол дерева. Вторая (б) - взаимоувязана со структурой листа, образующей каналы для стенания капель и тем самым уменьшающей площадь контакта. Третью группу (в) определяют упругие свойства объекта, влияющие на изменение положения листа от воздействия сосредоточенной нагрузки. В четвертой группе (г) дается оценка положения листьев относительно вертикали, когда даже шероховатая поверхность не способна препятствовать стеканию капли.

от вибраций

от структуры листа и площади контакта

<¡3 о)

от упругих свойств листа +

от угла наклона листа

Рис. 4. Схема возможных путей потери химических препаратов, не удержавшихся на поверхности листа

Методом решения задач расчетно-теоретического обоснования параметров технологического и рабочего процессов был принят способ последовательного перехода от разработки обшей концепции взаимодействия капель, имеющих электрический заряд и различную степень поверхностного натяжения, с плоскостью, меняющей свое положение в пространстве.

Для количественной оценки теоретических предпосылок разработана методика и создана экспериментальная (рис.5) установка для определения степени прилипания и удерживания на растениях капель, полученных в распылителях с электростатической подзарядкой. Приняв допущение, что заряд капли зависит от скорости прохождения между высоковольтными электродами (или времени), подаваемого значения потенциала к электродам, проходного отверстия (или зазора между электродами) распылителя, объема и плотности капли для динамичных условий распыла предложена и реализована методика оценки значения электрического потенциала, достаточного для удержания капли на наклонной поверхности.

Многофакторный эксперимент состоял из последовательно реализуемых действий: подготовка экспериментальной установки; настройка гидро-, пневмо-, электросистемы на заведомо обуславли-

ваемые параметры; опрыскивание по заданным режимам; фиксация результатов - измерение количества удерживаемых на листовой поверхности капель; обработка результатов с применением доступных средств и технологий. Двухэтапный заключительный анализ предусматривал вначале сопоставление эффективности обычной обработки и обработки с электроподзарядкой капель. Затем оценивалось влияние положения листа в плоскости и потенциала на концах электродов с учетом количества капель, осевших с обратной стороны.

При обработке экспериментальных карточек, используемых в опыте, применена методика Кубанского ГАУ автоматизированной обработки при помощи ПК медианно-массовых характеристик капель.

Была предложена и разработана методика оценки капель неправильной формы, причин их возникновения а регламентированы правила определения размеров.

Результатом этого этапа исследования стали методические рекомендации по совершенствованию учета, обработки и оценки качества опрыскивания деревьев. Рекомендации приняты Пушкинской МИС для использования при испытаниях опрыскивателей.

Рис. 5. Принципиальная схема экспериментальной установки по определению степени прилипания заряженных капель: где 1- тележка; 2- рельсовый путь; 3-привод; 4-электродвигатель; 5 -пульт управления; 6- штатив; 7- сочленение; 8- полочка; 9- лист; 10- распылитель.

Ю 9 ( 7

На этапе испытаний опытного образца опрыскивателя ОСА-1 с электростатической подзарядкой распыла типовая методика учета эффективности обработки растений была дополнена методом поярусного отображения степени проникновения капель внутрь кроны (рис.6).

карточек на исследуемом яруса'

гд, 1,2,3,4 - г>орждко«ы^

уч*тчой иартыт согласи» сячы

"Ста рим»щ»ння устный мрт<ы#|^

- Наружная »оме

-Средняя юна

Внртрвшяя юна

Рис, 6 Схема расположения (б) учетных карточек и форма (а) записи данных учета

Для определения эффективности полученных результатов взята стандартная методика расчета годового экономического эффекта от изменения скорости движения опрыскивателя с электроподзарядкой капель, и других факторов, т.е. интенсивности обработки.

В третьей главе "Теоретический анализ особенностей процесса взаимодействия заряженных капель с поверхностью осаждения" проведена систематизация (рис. 7) расчетных схем и обоснованы исходные частные уравнения равновесия сил, действующих на капли при различных начальных условиях (степень поверхностного натяжения, качество контактной поверхности, наклон плоскости осаждения, верхнее или нижнее осаждение капель) с учетом дополнительного эффекта от силы Кулона.

А. Верхнее положение капли на горизонталь, ной поверхности ^^ 1 Рпн Г*", }тд"Н 'М Рпн Вт При уело в шенной см ста поверх 'К.; тд ни повы-ачивземо- НОСТИ

При условии повышенного поверхностного натяжения п = то mg

Б. Верхнее положение капли на наклонной поверхности 2 ^ТР = /ич ' ^ У = Д-б-СОБЯ Р„ ~/ск'К I" = Я-о- сой а - Ркл ^ТР = /ас •(Л-/7™)

л Ж л « X и к £ X 1 1 £ £ I а 1 ё о ж II £8 «з ит9/ У = Л-С-соэа X = Руг = /ск При условии не заряженной капли У = Л - С/ • С05а + Рюг При условии заряженной капли

Рис. 7. Частные случаи взаимодействия сил в векторной форме действующих на каплю

Из-за недостаточности сведений о степени влияния соотношения введенных в уравнение сил на первом этапе теоретического анализа предпочтение было отдано получению эмпирических зависимостей.

По результатам исследований с применением электростатического воздействия на каплю определены зависимости их распределения с обеих сторон листа растения (рис.8). Так как капли, обладающие большей массой, инерционны по сравнению с меньшими, то они как бы придавливаются к "поверхности облета" за счет сил гидростатического давления и оседают преимущественно на лицевой стороне листа, где воздушные потоки резко меняют направление. Капли малого раз-

мера, обладающие свойством больше всего летучести оседают преимущественно под действием турбулентных потоков на тыльной стороне поверхности.

Рис. 8. Схема осаждения, траекторий и распределение различных капель жидкости на поверхности растений

Так как кулоновские силы действуют на малых расстояниях, мелкие капли (заведомо не оседающие), увлекаемые обдуваемыми потоками лучше притягиваются к поверхности:

К2ЖЬ где усредненные (аппроксимированные) функции двух режимов обработки растений:

Индексами 1 и 2 обозначены режимы обработки без подзарядки капель и с подзарядкой капель соответственно.

К2=а2+в2?х+с^?2)\

где К|,К2 - класс капель;

Р|,Рг — количество капель на 1 смг (плотность распределения), шт; а1,а2 -коэффициент шероховатости обрабатываемой поверхности; в;,в2 — коэффициент поверхностного натяжения пленки капли; С;,с2 - коэффициент электрического заряда капли.

Вид функции приведен с некоторым приближением к квадратичному виду, хотя по отдельным участкам действительный вид существенно отличается от принятой формы.

Таким образом подтверждается положительный эффект электрического потенциала при принудительном осаждении капель.

Четвертая глава "Экспериментальные исследования процесса взаимодействия распыленной жидкости с растением" содержит результаты лабораторного изучения и производственной проверки технико-технологических предложений по, во-первых, оптимизации вспомогательных устройств опрыскивателя для принудительного осаждения капель с целью снижения потерь, вызванных воздушными потоками природного происхождения и лучшего удержания капель на листовой поверхности и, во-вторых, приданию каплям движения способствующего увеличению проникающей способности, и по обеспечению адресного попадания частиц на объект обработки.

Исследования проводились на лабораторном стенде (рис. 5) и при испытаниях на Пушкинской МИС созданного опрыскивателя ОСА-1 (рис.9), оснащенного высоковольтным блоком электростатической зарядки распыла (рис. 10).

Оценивались показатели качества работы опрыскивателя -равномерность распределения капель как по высоте, так и по длине обрабатываемой зоны и глубине проникновения распыленной жидкости (при соответствующей норме распределения по агротребованиям). Равномерность распределения капель по высоте в основном связана с углом наклона сопла относительно горизонтали, а равномерность распределения по длине обработки зависит преимущественно от скорости воздушного потока, создаваемого вентилятором, и размера капель. Глубина проникновения распыла существенно зависит огг скорости воздушного потока и электрического потенциала, накопленного в капле. Экспериментальные исследования проводились по плану полнофакторного эксперимента (табл. 1.).

Рис. 9. Экспериментальный образец вентиляторного опрыскивателя растений ОСА-1 с верхним расположением щелевых распылителей.

Рис. 10. Структурная схема электрооборудования вентиляторного опрыскивателя: I- блок высоковольтный; 2- блок сопротивлений; 3- высоковольтные электроды, монтируемые в соплах.

На основе анализа технологического процесса и ранжирования факторов, влияющих на работу вентиляторного опрыскивателя растений, а также предварительных лабораторно-экспер и ментальных данных были выбраны три фактора, изменение которых оказывает наибольшее влияние на проникающую способность рабочей жидкости одним соплом:

- расход воздуха (0, создаваемый вентилятором, м3/ч;

- абсолютную скорость движения капли (Г), км/ч ;

- напряжение на концах электродов (Е), Вольт.

+ 0-

1

-12У

Примечание, т.к. поступательная скорость капли во много раз меньше скорости движения агрегата Ук« V,,, то условно принимаем значения V,, как один из значимых факторов.

Таблица 1. - Условия планирования эксперимента

Факторы Уровни варьирования Интервал

натуральный вид кодированный вид -1 0 +1 варьирования

Расход воздуха, м3/ч XI 2 3 4 1

Скорость движения опрыскивателя, км/ч х2 6 8 10 2

Напряжение на концах электродов, кВ Х3 1 2 3 1

Откликом в эксперименте (рис. 11) принято отклонение (Д) от оси ряда нормы минимальной густоты распределения капель (30 шт/см2 - по агротребованиям).

Значения, полученные в результате оценки на значимость коэффициентов регрессии, позволили записать математическую модель поверхности отклика в виде полинома второго порядка:

У=26,13+58,88-Х1+5,63-Х2+14 4б-Хэ-4,38-Х|Х2-1-

+5,46 Х1Х3-57,48-(Х1)2-47-(Х2)-28,68 (Х3)2

Сравнение полученного уравнения регрессии по критериям Фишера показали его адекватность.

Зависимость количества осевших капель от О, V, Е в натуральном виде:

Д=-1627,28+412,16-д+198.06-У+112.8Е-2.415ОУ+

+5.4б-р-Е-57.48-02-11.75-У1-28.68-Е2

На приемочных испытаниях ОСА-1 на МИС была проведена целевая оценка электризации капель распыла по схеме многофакторного эксперимента. На схему проведенных опытов наложены эмпирические кривые, которые отражают разницу проницаемости распыла жидкости двух режимов (рис. 12.).

отклонение от оси рада нормы минимальной густоты распределения капель в зависимости от расход* воздух* Q н скорости движения V

отклонение от оси ряда нормы минимальной густоты распределения капель в зависимости от расхода воздуха @ н напряжении Е

в)

Г>

/ \

/ ' ....... Л

~ т ' \ ч' \ \ : ^ / /

отклонение от оси ряда нормы минимальной густоты распределения капель в зависимости от скорости движения V н напряжения Е

Л)

с)

Рис. К анализу уравнений регрессии по поверхностям откликов (а, в, д) и контурным графикам (б, г, е).

Так при использовании номограммы для определения качества обработки листьев дерева необходимо (случай "А"), в продольно-поперечной плоскости на заданном расстоянии от оси ряда проводим вертикальную прямую - "плоскость равной глубины проникновения" до пересечения с кривой. Затем проецируем на ось ординат и определяем значение количества капель на 1 см , по данному значению можно судить об отклонении от норматива — линия "норма по агротребо-ваниям".

Случай "А"

з1 г г А о 1 / г

Где: Д - отклонение от оси ряде нормы минь*> мальлон густоты распределения капель; <М>, - продольная ось ряда; 1.1. 2-2. 3-3.,,. - плоскости равной глубины реслыла (где развешивались экспериментальные карточки).

1.5 Расстояние от оси ряда, м

Рис. 12. Номограмма для определения проницаемости распыла по проекции кроны дерева в поперечной плоскости.

Наиболее важным показателем, характеризующим качество обработки внутреннего объема кроны, является густота капель в точке пересечения кривой с осью ординат. Установлено, что за один проход опрыскивателя по междурядью в плоскости равной глубины проникновения, проходящей через ось ряда, густота капель составляет 45шт/см2 для режима электростатического воздействия на каплю и 20шт/см2 без подзарядки. При обработке этого ряда с другой стороны показатель Рк удваивается. Установлено, что снижение нормы расхода рабочей жидкости допустимо, уменьшать в прямой зависимости от показателя полидисперсности р и коэффициента эффективного действия капли hà.

Глава пять " Экономическая оценка и внедрение инженерных решений Критерием экономической эффективности принят годовой экономический эффект, составляющий более 450 руб. в расчете на 1га плодоносящего сада. Его величина определялась в зависимости от показателей экономии средств химической защиты растений, наличия

или отсутствия вредителей и болезней, скорости движения опрыскивателя и равномерности распределения препаратов на поверхностях объектов (табл. 2).

Таблица 2. - Агротехнические показатели лабораторно' полевых испытаний ОСА-1.

Показатели Значения

Скорость движения агрегата, км/ч 8,1

Средневзвешенный по опыту медианно-массовый диаметр капель, мкм 278/177

Листовая поверхность, обработанная со следующей дисперсностью капель, %*

- крупных 22,2/11,1

- средних 22,3/1 Ы

- мелких 55,5/77,8

Примечание: * - В числителе - верх листа; в знаменателе — низ

листа.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

На основании проведенного теоретического анализа и экспериментальных исследований можно сделать следующие выводы и рекомендации:

1. Анализ технологических схем опрыскивания и показателей их работы в опрыскивателях всех известных типов показал, что потери химического препарата при работе в плодоносящем саду могут достигать 20-70%.

2. Выявлены причины потерь химического препарата и их структура на разных этапах технологического процесса. Установлено, что до 10% потерь приходятся на капли размером до 50мкм испарившиеся в воздухе, до 50% - капли размером 50-100мкм унесенные за пределы обрабатываемой зоны воздушными потоками, до 10% - крупные капли размером более ЗООмкм, не удерживающиеся даже на шероховатой поверхности листа под действием силы тяжести, что позволило разработать концепцию создания рабочих органов, учитывающих эти потери.

3. Для сокращения сроков и повышения точности статистической обработки с графическим выводом результатов первичных данных при испытаниях опрыскивающей техники разработан алгоритм электронных таблиц, использование которых снижает затраты труда

при обработке экспериментальных данных до 25%. Разработаны правила определения истинного размера отпечатков капель неправильной формы, рассматриваемых в окуляре микроскопа.

4. Математическая модель проницаемости капель в объем кроны садовых растений учитывает скорость движения опрыскивателя, напор воздушного потока, создаваемый высоконапорным вентилятором, и подаваемый электрический потенциал на концы высоковольтных электродов.

5. На основе разработанной математической модели проницаемости капель установлены основные закономерности процесса распределения капель и определены оптимальные параметры опрыскивателя: рабочая скорость движения агрегата 8,1 км/ч с электроподзарядкой капель и 7,2 км/ч - без электроподзарядки; расход воздуха, проходящий через сопло 3,5 мэ/ч; подаваемый электрический потенциал 3 кВ.

Экспериментальная проверка полученных данных подтверждена их достоверностью в пределах 11-17%.

6. Проведены приемочные испытания разработанного опрыскивателя с положительным решением Пушкинской МИС, что подтверждено протоколом испытаний №15-09-02 (4140212) от 26 ноября 2002года.

7. Определены и доказаны достоинства и преимущества разработанного вентиляторного опрыскивателя с электроподзарядкой капель:

- низкая стоимость опрыскивателя ОСА-1 в сравнении с аналогом ОПВ-2000, к себестоимости которого прибавляются таможенные расходы (до 20 % от общей стоимости);

- снижение нормы расхода пестицидов до 15%;

- снижение потерь химических препаратов (до 60%) за счет магнитных свойств частиц жидкости, следовательно, и снижение загрязнения окружающей среды;

- улучшенное качество работы, а именно равномерность обработки объема кроны насаждений за счет узконаправленного потока заряженных капель (в продольной плоскости ряда густота осаждаемых капель более 45шт/см2);

- получение при использовании ОСА-1 годового экономического эффекта в размере 450руб. в расчете на I га при сроке окупаемости дополнительных капитальных вложений 0,1 года

- в конструкции опрыскивателя реализовано изобретение по патенту РФ № 2243656.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. .Яцков Р.П. Применение системного анализа в построении агрегатов по защите растений в сельском хозяйстве // Сборник научных докладов Международной научно-практической конференции «Земледельческая механика в растениеводстве». Том 7. — М.: ВИМ, 2002,194-198с.

2. Цымбал A.A., Яцков Р.П. Компоновка технического облика и выбор конструктивно-технологической схемы машины. // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - №10,- 2002,20-23с.

3. Цымбал A.A., Яцков Р.П., Кочедыков Г.А., Козьмин A.A., Небавский В.А. Оценка качесчественных показателей опрыскивателя с электростатической подзарядкой капель. // Тракторы и сельскохозяйственные машины.-№2, 2003,44-45с.

4. Маслов Г.Г., Борисова С.М., Палатин A.B., Яцков Р.П. Методика определения степени покрытия поверхности рабочей жидкостью при опрыскивании. // Научно-технический прогресс в садоводстве. Сборник научных докладов. - М. 2003, Т 1,2б7-270с.

5. Утков А.Э., Яцков Р.П. Компьютерные технологии в исследованиях по механизации садоводства.// Научно-технический прогресс в садоводстве. Сборник научных докладов. - М. 2003, Т 1,283-2S7C.

6. Яцков Р.П., Цымбал A.A. / Вентиляторный опрыскиватель растений: Патент Р.Ф .№2243656 Клт, А01М7/00 - Заявл. №2003122396/12 23.07.2003; Опубл. 10.01.2005-Бюл. №1 - 8с.

//

Отпечатано в ООО "Компания Спутник +" Печать офсетная. Формат 60x84/1 б. ПД № 1-00007 от 25.09,2000 Подписано в печать 26.02,2005 Тираж 100 экз. Объем 1,0 п.л. Печать авторефератов: (095) 730-47-74