РОЗДІЛ 2
ТЕОРЕТИЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ПНЕВМОГІДРАВЛІЧНОЇ СИСТЕМИ
ДОЗУВАННЯ ТА ПОДАЧІ РОБОЧОЇ РІДИНИ В ОБПРИСКУВАЧАХ
2.1 Границі витрати робочої рідини в пневмогідравлічній системі дозування та подачі робочої рідини в обприскувачах
Система дозування гідравлічних обприскувачів задовільно працює при зменшенні норми витрати робочої рідини до 70 л/га при швидкості руху агрегату 8 км/год, адже існуючі розпилювачі (наприклад, TeeJet XR11001 фірми "Spraing System" [213; 215; 216; 217; 218; 219], LU 120-01 фірми "Lechler") [214; 220] дозволяють якісно розпилювати робочу рідину, забезпечуючи при цьому витрату через розпилювач 0,46 л/хв при робочому тиску 0,4 МПа (при зменшенні робочого тиску, наприклад до 0,1 МПа, витрата робочої рідини через розпилювач зменшується до 0,23 л/хв, однак при цьому утворюються крупні краплини і для забезпечення достатньої густоти покриття краплинами оброблюваної поверхні необхідно проводити обприскування на меншій швидкості, що призводить до збільшення норми витрати робочої рідини). Розпилювачі з меншою площею сопла не випускаються, оскільки в цьому випадку вони забиваються дрібними механічними домішками, які важко відфільтрувати. Отже, норму витрати робочої рідини 70 л/га можна вважати верхньою межею роботи пневмогідравлічної системи дозування та подачі робочої рідини в обприскувачах (вона забезпечує дозування при значно більших нормах витрати робочої рідини, але в даному випадку її використовувати не раціонально, адже ці норми витрати забезпечує простіша система дозування гідравлічних обприскувачів). Визначена нами за формулою (1.19) нижня межа норми витрати, яку забезпечує пневмогідравлічна система дозування та подачі робочої рідини в обприскувачах, розрахована на дозування робочої рідини до шести розпилювачів, становить 10 л/га, адже найменша витрата через одне дозувальне сопло становить 0,23 л/хв при 0,1 МПа [213; 214; 215; 216; 217; 218; 219; 220] (при розпиленні в пневматичному розпилювачі дозатора-розподільника пневмогідравлічної системи дозування та подачі робочої рідини в обприскувачах не існує обмеження в робочому тиску, з яким подається робоча рідина в пневматичний розпилювач).
При відстані 60 см між пневмомеханічними розпилювачами і швидкості руху агрегату 8 км/год для Н=10-70 л/га витрата робочої рідини через один розпилювач пневмогідравлічної системи дозування та подачі робочої рідини в обприскувачах знаходитиметься в межах 80-560 мл/хв. Пневмогідравлічна система дозування та подачі робочої рідини в обприскувачах призначена для дозування робочої рідини на групу розпилювачів, а отже, і кількість вихідних патрубків дозатора-розподільника залежить від кількості розпилювачів на обприскувачі. З урахуванням того, що на одному обприскувачі може бути встановлено декілька дозаторів-розподільників, у табл. 2.1 наведені розраховані нами витрати робочої рідини через дозатор-розподільник залежно від кількості розпилювачів, що підключені до нього.
Таблиця 2.1
Витрата робочої рідини через дозатор-розподільник залежно від кількості розпилювачів nр, що підключені до нього
nр, шт3456789Qрр, мл/хв120-1680160-2240200-2800240-3360280-3920320-4480360-5040 2.2. Утворення повітряно-рідинної суміші в пневматичному розпилювачі дозатора-розподільника
Оскільки характер руху краплин у каналі змінюється залежно від її величини, насамперед необхідно встановити, як залежить діаметр краплин, що утворюються в пневматичному розпилювачі дозатора-розподільника, від параметрів і режимів роботи пневмогідравлічної системи дозування та подачі робочої рідини в обприскувачах (діаметра каналу, витрати повітря).
Діаметр краплин при їх утворенні в пневматичному розпилювачі визначається за формулою (1.46) і залежить від витрат повітряного потоку та рідини, а також діаметра каналу (бо швидкість повітря можна виразити через її витрату і діаметр каналу за формулою (1.1)). Оскільки вираз (1.46) представлений в системі CGS, після переведення в систему SI для повітряно-рідинної суміші він набув такого вигляду:
.(2.1) Для спрощення розрахунків будемо вважати, що пневматичний розпилювач, де відбувається розпилення рідини, має постійний діаметр перерізу, який рівний діаметру каналу.
Результати розрахунків середнього діаметра краплин при Qрр=300 мл/хв у графічному вигляді наведені на рис. 2.1, з якого видно, що при збільшенні витрати повітря і зменшенні діаметра пневматичного розпилювача середній діаметр краплин, що утворюються внаслідок розпилення рідини, зменшується. Причому зміна витрати повітря і діаметра каналу по-різному впливає на зміну діаметра краплини. Так, збільшення діаметра краплин пропорційне до зменшення витрати повітря. Наприклад, при зменшенні витрати повітря від 500 до 10 м3/год діаметр краплини, що утворюється в пневматичному розпилювачі з внутрішнім діаметром 20 Рис. 2.1. Залежність діаметра краплин Dк від діаметра пневматичного розпилювача d0 (при його незмінному поперечному перерізі) і витрати повітря Qпмм збільшується від 12 до 645 мкм, тобто приблизно в 50 раз. Аналогічна пропорція зберігається при інших внутрішніх діаметрах пневматичного розпилювача та інших витратах повітря. Збільшення внутрішнього діаметра пневматичного розпилювача в два рази зумовлює збільшення діаметра краплини в 3,6-3,8 раза, тобто справджується пропорція , в якій і ? відповідно більший та менший внутрішній діаметр пневматичного розпилювача, і ? відповідно більший та менший діаметр краплини. Дана пропорція справедлива для пневматичних розпилювачів, внутрішні діаметри яких знаходяться в межах 20-40 мм при витраті повітря 10-500 м3/год.
При збільшенні витрати робочої рідини діаметр краплин зростає, причому ступінь збільшення не постійний, а залежить від витрати повітря і внутрішнього діаметра пневматичного розпилювача. На рис. 2.2 показана залежність відношення діаметра краплин при витратах робочої рідини 1500 і 300 мл/хв від витрати повітря при різних внутрішніх діаметрах пневматичного розпилювача, з якої видно, що при збільшенні витр