Мелиоративные машины

Качество и надежность полива зависят от конструкций капельниц 19. Они могут быть выполнены в виде полиэтиленовых микротрубок диаметром 0, 3...2 мм и нарезных пробок, а также диафрагменными, мембранными и поплавковыми. Наиболее совершенные капельницы снабжены несколькими водовыпусками и оборудованы устройствами для стабилизации расхода при переменном давлении в сети и самоочистки микроканалов от взвешенных наносов. Применение капельного орошения особенно перспективно в районах с ограниченными водными ресурсами, а также на участках с изрезанным рельефом и крутыми склонами с большими перепадами высот (до 60 м).

Машины для внутрипочвенного орошения. Вода с помощью труб-увлажнителей или специальных рыхлительных рабочих органов вводится непосредственно в корнеобитаемый слой почвы. Системы с использованием труб-увлажнителей могут быть безнапорными и напорными. В первом случае система действует без машин, во втором - используются насосные установки общего назначения.

Машинный способ основан на применении рыхлительных рабочих органов с водопроводящими каналами, через которые вода попадает в междурядья на глубину рыхления, соответствующую глубине расположения корневой системы растений.

По способу подвода воды такие машины подразделяют на два типа: с проходным и наматываемым трубопроводами. В первом случае гибкий трубопровод, снабженный пружинными водовыпускными клапанами, укладывают вдоль пути машины и пропускают через водоприемное нажимное, смонтированное на машине устройство. В процессе движения машины посредством последнего открывают пружинные клапаны и вода поступает сначала в бак, а затем через рабочие органы в корнеобитаемый слой почвы. Во втором случае трубопровод, один конец которого присоединен к гидранту, а другой к приемной колонке машины, наматывается на барабан с реверсивным приводом или сматывается с него в зависимости от направления движения. Для подпочвенного полива деревьев и кустарников применяют машины с рабочими органами в виде гидробуров.

5 Требования к машинам и энергоемкость полива

Требования к дождевальным машинам и установкам. Различают агробиологические, экологические и технико-экономические требования. К агробиологическим следует отнести требования, обеспечивающие оптимальные (рациональные) условия снабжения растений водой, экологическим - сохранение почв и их плодородия и технико-экономическим - повышение производительности, снижение энергоемкости и т. п.

Агробиологические требования заключаются в следующем. Для достижения малоинтенсивного (бесстрессового) воздействия процесса орошения на растения отношение интенсивности водоподачи к интенсивности водопотребления должно находиться в пределах 1...50. Равномерность распределения воды на поле должна удовлетворять следующим требованиям: Кэф.п 0, 7; kнед.п kизб.п 0, 15. Отклонение от среднего слоя выпавшего дождя не должно превышать ±25% для машин с коротко- и сред неструйными и ±30% - с дальнеструйными аппаратами. Для сохранения растений от механических повреждений в процессе подготовки и проведения поливов коэффициент их повреждаемое должен быть 0, 5...2, 0%, а среднекубический диаметр капель дождя d 1 мм.

Экологические требования заключаются в сле дующем. С целью сохранения структуры и водопрочности почвенных агрегатов, активной жизнедеятельности микроорганизмов в почвообразовательном процессе и повышения плодородия почв содержание влаги в порах почвы должно находиться в пределах 70...90%, воздуха-10...30%, а отклонение от этих интервалов не должно превышать ±5%. Для предупреждения водной эрозии почвы скорость движения Ug потока воды в поливной борозде должна быть меньше критически допустимой ip из условий неразмываемости почвы, т. е. vq < и, а для предупреждения лужеобразования и стока средняя интенсивность дождя р должна быть меньше или равна скорости впитывания воды в почву, т. е. р s q Чтобы исключить разрушение почвенных агрегатов под действием ударов капель дождя, их диаметр не должен превышать 1, 5 мм для коротко- и средне-струйных и 1, 8 мм для дальнейструйных аппаратов.

Технико-экономические требования включают большое число показателей. Однако к наиболее важным из них относятся эффективное использование земли, производительность машин и энергоемкость выполняемого ими процесса. Коэффициент земельного использования, учитывающий потери площади под оросительной сетью и поливной техникой, должен быть равен или больше 0, 97.

Теоретически возможная производительность любой дождевальной машины или установки при заданной поливной норме m, мУга, может быть определена по формуле

Действительная производительность дождевальных машин, работающих в движении, как и любых других мобильных средств, зависит от ширины захвата, скорости движения и коэффициента использования рабочего времени. Разница заключается лишь в том, что во избежание образования луж на почвах с небольшой впитывающей способностью поливать можно не за один, а за несколько проходов. В таких случаях необходимое число проходов

n = m/h, где т-поливная норма, мм; А-слой воды, вылитый за один проход, мм.

Производительность машин, работающих позиционно, зависит от размера площади 5, орошаемой с одной позиции, и числа позиций z в смену, т. е. П = Sz. За продолжительность смены Т число позиций

z=kT/t,

где k - коэффициент использования рабочего времени; t-продолжительность полива с одной позиции.

Учитывая, что t=m/pcp a Pq, =Q/5, получим z= kTQ/mS. Подставив значение z в первоначальное выражение, получим

W=кTQ/m

Так как Q=PcpS, a 5=nr², то формулу можно представить в виде

W=pkp_ср rT/m.

Из этого следует, что производительность в наибольшей мере зависит от радиуса действия струи г. Но одно и то же значение г можно получить при разных напорах If и диаметрах сопла d. Чтобы выбрать рациональное сочетание значений Н и rfg, нужно знать, какой из этих параметров оказывает большее влияние на энергоемкость процесса.

Энергоемкость процесса. Мощность струи, представляющая собой расход энергии в единицу времени,

N_стр=gQH

N_стр=gmpdHЦ2gH/4

где у-удельный вес воды.

Следует иметь в виду, что мощность, необходимая для привода насоса.

Характеристикой энергоемкости дождевальной машины или установки можно считать расход энергии на единицу производительности. Так как производительность П = CiQ, где q -коэффициент пропорциональности, то с;Я, где Сд = const.

Из полученного выражения следует, что удельный расход энергии пропорционален напору Я. Таким образом, наименее энергоемкими следует считать дождевальные машины и установки с короткоструйными насадками, а наиболее энергоемкими - машины, оборудованные дальнеструйными аппаратами.

Технико-экономическими требованиями предусматривается ограничение удельного расхода энергии Ј„ на 1 м³ поливной воды в следующих пределах: 20,5... 1,5 кВт-ч/м³ для дождевальных машин и установок и Е s. 0,05...0,2 кВт * ч/м³ для установок капельного и внутрипочвенного орошения.

Вывод

дождевальная мелиоративная машина полив

Тенденции и перспективы развития. Полив - наиболее эффективный способ повышения урожаев, один из основных факторов интенсификации сельскохозяйственного производства. Поливная техника занимает важное место в системе машин для мелиорации.

Системой машин предусмотрено семь технологических комплексов для орошения сельскохозяйственных культур.

При поливе дождеванием предусматривается забор воды машинами из открытой и закрытой оросительных сетей, а при поверхностном орошении - подъем и подача воды передвижными насосными станциями по разборным трубопроводам. Вместе с поливной водой при поливе дождевальными и поливными машинами могут вноситься сухие минеральные удобрения и животноводческие стоки. Поливная техника может быть использована и для внесения жидких минеральных удобрений, микроэлементов, пестицидов и химических мелиорантов. В этих случаях обеспечивается повышение производительности труда более чем в 2 раза, равномерность распределения вносимых веществ на 20...30%, сокращение затрат в 1,2 раза.

Внесение удобрений вместе с поливной водой по сравнению с раздельным внесением при использовании разбрасывателей минеральных удобрений и последующим поливом повышает урожайность сельскохозяйственных культур на 10...25%. Это позволяет внедрить в орошаемом земледелии индустриальные технологии и уменьшить парк сельскохозяйственных машин за счет совмещения некоторых операций, а также агрегатировать дождевальные и поливные машины с машинами для транспортировки сухих и жидких удобрений, пестицидов и химических мелиорантов.

Системой машин предусмотрено создание новой широкозахватной дождевальной и поливной техники для степных и полупустынных районов, имеющих поля больших размеров, а для Нечерноземной зоны, имеющей небольшие поля неудобной конфигурации со сложным рельефом, предусмотрен выпуск мобильных дождевальных машин. Групповое использование этих машин позволит увеличить нагрузку на одного человека, занятого на орошении сельскохозяйственных культур.

Уровень механизации поверхностного орошения не превышает 5...6%. В целях сокращения ручного труда и повышения производительности в конструкциях большинства машин для полива по бороздам, полосам и чекам будут предусмотрены собственные двигатели на основе гидро- и электропривода, а также автоматизация некоторых процессов и операций.

При использовании новой поливной техники возможен подъем уровня механизации.

Для строительства оросительных и обводнительных систем предусмотрено более 30 технологических комплексов машин. При строительстве оросительных каналов глубиной до 3 м используют экскаваторы непрерывного действия, более Зм- одноковшовые экскаваторы вместимостью до 1, 25 м³ и скреперы с элеваторной загрузкой ковша вместимостью 7 м³ на тракторе Т-150К и 12 мэ-на К-701, а также самоходные скреперы с ковшом вместимостью 15 м³ и более. С внедрением новой техники непрерывного действия на базе указанных тракторов производительность труда повысится в 1, 4...1, 6 раза, значительно уменьшится доля ручного труда, на З0...40% снизится численность механизаторов.

В целях борьбы с потерями воды на фильтрацию предусмотрены комплексы машин для строительства закрытых оросительных систем из трубопроводов диаметром 200...400, 500...1200 и 1400...2000 мм, а также комплексы автоматизированных безрельсовых машин для облицовки оросительных каналов глубиной до 7 м. Закрытый дренаж на орошаемых землях будет строиться траншейным, узкотраншейным и бестраншейным способами с помощью дреноукладчиков с автоматизированными системами выдерживания заданного уклона дрен.

Применение бестраншейных дреноукладчиков при высоком уровне стояния грунтовых вод позволит повысить производительность труда в 10...15 раз по сравнению с траншейным способом, сократить затраты труда на 1 км уложенного дренажа почти в 10 раз. Новый бестраншейный дреноукладчик (МД-12)создан на мелиоративном шасси, на базе которого предусмотрено создание целого шлейфа машин. Новые экскаваторы-каналокопатели позволят строить каналы рационального профиля, что даст возможность сокращать объем земляных работ и площадь отчуждаемых земель. При создании машин на базах с низким удельным давлением улучшится качество мелиоративного строительства, сократятся его сроки и повысится производительность труда на 15...30%.

Размещено на Allbest.ru