РОЗДІЛ 2
ОБҐРУНТУВАННЯ НАПРЯМІВ ТА МЕТОДІВ ДОСЛІДЖЕНЬ
ЗРОШЕННЯ МАЛОКОНТУРНИХ ДІЛЯНОК
2.1. Вибір основних напрямів та методика досліджень зрошення
малоконтурних ділянок
2.2.1. Напрями досліджень. Аналіз розвитку зрошення в світі показує, що головними факторами, які визначають оптимальність зрошувальних систем, є екологічна і технічна надійність, водо- і енергозбереження. В Україні питанням енерго- і водозбереження в останні роки приділяється значна увага. Але існуючі зрошувальні системи, які будувалися за часів Радянського Союзу, мають значну енергоємність і матеріалоємність. Дощувальні установки і машини, які використовуються на цих системах, призначалися для зрошення значних площ. Так, наприклад, площа зрошувальних систем з машинами "Фрегат", яку обслуговувала насосна станція, знаходилася в межах 1000-1500 га, з машинами "Дніпро" - 800-1000 га [40]. Мінімальна сезонна площа зрошення, яку обслуговує одна дощувальна машина "Фрегат" складає 15 га, максимальна - 144 га.
За кордоном, поряд з високопродуктивними машинами, сезонна площа яких досягає 200 га для однієї машини, використовуються і мобільні дощувальні машини і установки, сезонна площа яких дорівнює 5-15 га. В Україні внаслідок розукрупнення господарств потреба в мобільній дощувальній техніці значно зросла [41]. Але відсутність вітчизняного виробництва такої дощувальної техніки і значна вартість закордонної не дозволяють здійснити зрошення малоконтурних ділянок площею до 15 га. Крім цього, не проведено досліджень по оптимізації параметрів модулів зрошення площею до 15 га з використанням мобільних дощувальних машин, не визначена можливість використання існуючої мережі і насосних агрегатів для подачі води до малоконтурних ділянок площею 15 га.
Не визначена, також, ефективність застосування на існуючих системах закордонних мобільних дощувальних машин, які мають шлангобарабанний механізм. Відомо, що шлангобарабанні дощувальні установки вимагають при експлуатації підвищених енерговитрат на полив, а також буксувальний трактор для зміни позицій поливу установкою.
Аналіз конструкцій мобільних шлангобарабанних дощувальних машин, які використовуються за кордоном показує, що в якості робочих органів використовуються переважно середньоструминні і далекоструминні апарати. Тільки в останні роки з'явилися нові розробки з використанням розбірних ферм, на яких встановлюються короткоструминні насадки.
Удосконалення на сучасних дощувальних машинах відомих фірм "Valley", "Bauer" направлені на зменшення втрат води на випаровування, підвищення рівномірності і якості поливу. Це пояснюється тим, що в цих напрямах можна досягти найбільшої економії енергії води, а також підвищити екологічну надійність зрошення.
В нашій країні питання енерго- і водозбереження при зрошенні в різних умовах експлуатації вивчені недостатньо.
Тому доцільно провести дослідження в цьому напрямі на різних типах дощувальних машин. Це дозволить використати окремі вузли робочих органів (дощувальні апарати, насадки, привід) при розробці мобільних дощувальних машин для малоконтурних ділянках.
Отже, застосування малоконтурних зрошувальних ділянок площею до 15 га з використанням мобільних дощувальних машин вимагає комплексу досліджень по визначенню оптимальних технологій, параметрів, принципових схем і конструкцій зрошувальної мережі та дощувальних машин.
Враховуючи вище наведене, нами розроблена блок-схема напрямів досліджень, які необхідно виконати для створення оптимальних систем зрошення малоконтурних ділянок (рис. 2.1).
Аналіз цих напрямів показує, що в першу чергу необхідно здійснити:
- дослідження енерговитрат при зрошенні різних типів дощувальних машин з врахуванням умов їх експлуатації;
- оптимізацію модулів зрошення із сівозмінними ділянками;
- розробку принципових схем і конструкцій дощувальних машин для малоконтурних ділянок.
Враховуючи вище наведене, метою роботи є розробка енергозберігаючих технологій і засобів зрошення для малоконтурних ділянок.
Для досягнення даної мети вирішувалися такі задачі:
- оптимізація енерговитрат при зрошенні із заданими нормами поливу різних типів дощувальних машин;
- визначення експлуатаційних показників перспективних дощувальних машин і їх робочих органів (дощувальних насадок, апаратів);
- розробка принципових схем і конструкцій нових дощувальних машин для малоконтурних ділянок;
- дослідження нових дощувальних машин у виробничих умовах і визначення їх ефективності.
2.1.2. Методика досліджень. Дослідження дощувальних насадок і апаратів проводилися у відповідності з діючим нормативом в галузі ВНД 33-4.3-01.98 "Машини і установки дощувальні. Програми, методи випробувань і оцінок" [42], а також міжнародним стандартом ISO 7749-2:1990 [43].
Рис. 2.1. Блок-схема напрямів досліджень для
створення зрошення на малоконтурних ділянках
Дослідження проводилися в лабораторних і польових умовах. В лабораторних умовах проводилися дослідження витратних характеристик дощувальних насадок і апаратів. Витрата дощувальних насадок і апаратів вимірювалась об'ємним способом на лабораторному стенді (рис. 2.2).
Коефіцієнт витрат ? визначався по формулі:
,
де Qp - витрата насадки або апарата, м3/с;
? - площа отвору витоку води з насадки або сопла апарата;
Н - напір на виході з сопла, м;
g = 9,8 м/с2.
Перед проведенням випробувань рівномірності поливу дощувальної машини і окремих насадок і апаратів вимірювалися швидкість і напрямок вітру на відкритому просторі з інтервалами, що не перевищують 15 хвилин.
В процесі проведення випробувань вимірювалися передполивна вологість