Дослідження конфігурацій форм площ, зрошуваних відцентровим насадком з похилим днищем

Л.І.Клименко доцент,
О.В.Гуменюк, І.М.Калікіна, Л.І.Рачук, М.І.Чєрніченко- студ 4 курсу ГМФ

Вступ.  В статті ,,Дослідження коефіцієнта витрат відцентрового  насадка з похилим днищем”, опублікованій у цьому збірнику, наведені схеми, конструктивна новизна та принцип дії насадка, який на нашу думку, зможе зрошувати площі різних форм і конфігурацій.

Мета досліджень. Метою досліджень було установлення впливу похилого днища і його положення щодо умовного нуля відліку у вихровій камері на конфігурацію зрошуваною насадком площі, а також оцінити при цьому якість, створюваного насадком дощу. Як нам відомо, аналогічних досліджень, зокрема, по створенню насадком різноманітних геометрично неправильних форм зрошення в Україні не проводилось.

Методика досліджень. Форму зрошуваної насадком площі досліджували на русловій площадці, на якій установлювали демпферний бачок зі стояком. До стояка підключався насадок, а до демпферного бачка - напірний трубопровід з регулюючим краном. Подана насосом вода проходила послідовно через напірний трубопровід, демпферний бачок, стояк і потім насадок. Насадок розміщували соплом догори. Перед насадком встановлювали манометр. Досліди проводили з насадком оснащеним похилим днищем із соплами діаметром 18,2 і 20,4мм, при напорі перед насадком рівному 11,5м, що відповідало витраті насадка 0,41 і 0,47 л/с.

Форму зрошуваної площі визначали шляхом виміру дальності розбризкування в дванадцятьох створах при фіксованих значеннях кутів повороту днища через кожні 600 з відліком від умовного нуля. Дальність розбризкування відповідає відстані від точки проекції центра сопла на руслову площадку, у якій перетинаються дванадцять створів, до крайніх крапель дощу у відповідному створі. Дальність розбризкування вимірювали металевою рулеткою. Таким чином, форма зрошуваної площі насадком визначається конфігурацією нульової ізогієти інтенсивності дощу.

З метою оцінки якості дощу були проведені два досліди по визначенню середнього діаметра d крапель при роботі насадку, оснащеного похилим днищем з діаметром сопла 20,4 мм. Робочі і геометричні характеристики насадку в дослідах такі. Дослід перший: напір -11,6м, витрата - 0,43 л/с, швидкість вітру - 0,4 м/с. Дослід другий: напір - 11,5м, витрата - 0,47 л/с, швидкість вітру - 1,0 м/с.

Середньозважений діаметр d краплі по площі зрошення несиметрично розбризкуючим насадком, визначали по наступній залежності [1]:

 де

d_r  - середньозважений діаметр крапель у створі розбризкування, мм;

m - число створів (радіусів), у яких вимірювалися інтенсивності дощу і діаметри крапель;

n - число точок виміру інтенсивності дощу і діаметрів крапель в створі;

i_k - інтенсивність дощу в точці виміру К, мм/мін;

r_k - відстань у створі від проекції центру сопла на руслову площадку до місця установки дощоміра, м.

Діаметр d_r обчислювали по залежності:

 де d_k - осереднений діаметр крапель у точці виміру К, мм.

Крупність крапель визначали за допомогою уловлювання їх на обеззолені паперові фільтри натерті чорнильним порошком. Уловлювання крапель проводили в шести створах розбризкування в місцях установки дощомірів. Як дощоміри використовували стандартні скляні півлітрові банки, які розставляли в кожному створі на відстані 0,5 м одна від одної.

Діаметр d_k обчислювали як середньокубічний по формулі:

 де

N_i - число крапель діаметром d_i;

N_i - загальне число крапель, що випали на фільтр.

Інтенсивність i_k дощу знаходили по залежності:

 
де W - обсяг води в см3, що зібралася в дощомірі за час досліду t у хвилинах.

На підставі експериментальних даних по dk і ik будували графіки залежностей dk=f(rk) і ik = f(rk). З цих графіків знімали осереднені значення dk  і значення ik, що потім підставляли у формулу (2) для обчислення діаметра dr. На прикладі рисунка 1 приведені графіки для одного з радіусів розбризкування при роботі насадка з dc = 2,04 мм, під напором 11,5м.

Рисунок 1. Графік залежностей dk = f(rk); ik =  f(rk)

  rк,м

Результати досліджень. Результати дослідження впливу положення похилого днища щодо умовного нуля на форму зрошуваної насадком площі характеризуються даними, представленими на рис. 2 і 3.

Аналізуючи ці дані можна наглядно бачити наступне:

1. кожному положенню днища відповідає своя, відмінна від інших, форма і конфігурація площі зрошення;
2. зі збільшенням діаметра сопла, а отже, і витрати, дальність розбризкування і площа зрошення збільшуються;
3. для конкретних вимог експлуатації дощувальної машини можуть бути отримані відповідна форма і конфігурація зрошуваної площі.

Рисунок 2. Конфігурації зрошуваних      Рисунок 3. Конфігурації зрошуваних

насадком площ: dc = 18,2мм;                    насадком площ: dc = 20,4мм;
Н = 11,5м; Q = 0,41л/с;                                       Н = 11,5м;Q = 0,47 л/с;
масштаб 1:400                                               масштаб 1:400

 Стосовно середньозваженого діаметра крапель d, то для першого досліду (Q=0,43 л/с) він склав 1,61, а для другого досліду (Q = 0,47 л/с) - 1,75 мм. При установці таких насадків на початку консолі агрегату ДДА-100МА, де напір у порівнянні з дослідами більше, ніж у два рази вищий, і з урахуванням впливу величини напору на d [2] можна чекати істотного зменшення діаметру d і його повної відповідності вимогам агротехніки.

Висновки. Приведені в статті досвід конструювання відцентрових насадків з похилим днищем, методика і результати їхніх досліджень можуть бути використані при створенні нової, або при удосконаленні існуючої дощувальної техніки з метою підвищення її техніко-експлуатаційних і эргономічних показників.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ:

1. Поляшов Ю.А., Клименко Л.И. Определение среднего диаметра капель несимметрично разбрызгивающих насадок. - В кн.: Гидравлика и гидротехника/ Тр. КСХИ им. Фрунзе. - Кишинёв, 1977, с.43-47
2. Клименко Л.И. Расчёт крупности капель центробежных насадков. - В кн.: Гидромелиорация и гидротехническое строительство, Республиканский межведомственный научно-технический сборник, издательство объединения ,,Вища школа” - Львов, 1989, с.3-7

Понравилось? Поделитесь материалом