Технические и технологические особенности модернизации дождевальных машин

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук

06.01.02 - «Мелиорация, рекультивация и охрана земель»

Технические и технологические особенности модернизации дождевальных машин

Снипич Юрий Фёдорович

Новочеркасск - 2009



Работа выполнена в Федеральном государственном научном учреждении «Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации» (ФГНУ РосНИИПМ)

Научный консультант - доктор технических наук Васильев Сергей Михайлович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор, Заслуженный деятель науки и техники РФ Коршиков Александр Алексеевич;

доктор технических наук, профессор, Почётный работник высшего образования РФ Гостищев Дмитрий Петрович;

доктор технических наук, ст. научный сотрудник, Заслуженный мелиоратор РФ Городничев Валерий Иванович

Ведущая организация - ФГОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет»

Учёный секретарь диссертационного совета Сенчуков Г.А.



1. Общая характеристика работы

дождевальный машина оросительный

Актуальность. Как отмечают академики В.Н. Щедрин, М.С. Григоров, И.П. Кружилин и др., мелиорация земель, в том числе и орошение, является мощным фактором повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Орошение дождеванием остается, и будет оставаться в ближайшее время приоритетным способом полива.

В тоже время наблюдается сокращение общего объема орошаемых земель. Из оставшихся площадей с сохранившейся оросительной сетью ежегодно не поливается практически половина. Причина заключается в применении малоэффективных технологий орошения, отсутствия направлений обновления парка дождевальных машин, высокой стоимости потребляемой энергии и неприспособленности зарубежных дождевальных устройств к отечественным природно-климатическим и организационно-хозяйственным условиям.

Одновременно с уменьшением общего количества орошаемых земель наблюдается сокращение отечественной поливной техники. В настоящее время осталось около 25 тыс. дождевальных машин, в том числе более 20 тысяч уже отслуживших свой нормативный срок.

В период активного конструирования и внедрения поливной техники в Российской Федерации (60-70 годы) не ставился особый акцент на такие факторы, как материалоемкость, энергоемкость, стоимость оборудования и т.д. В настоящее время материалоемкие, энергоемкие и дорогие отечественные дождевальные машины не пользуются у сельхозпроизводителя спросом, а зарубежные аналоги, помимо выявленных недостатков, требуют еще и привлечения персонала, специально подготовленного в сервисных центрах фирм-производителей.

Поэтому возникает потребность в научном обосновании и разработке технических решений при модернизации существующих и создании дождевальных машин нового поколения.

Цель исследований - Разработка технических и технологических решений по модернизации дождевальных машин, обеспечивающих повышение качества полива и ресурсосбережение при реконструкции и эксплуатации оросительных систем.

Задачи исследований:

- оценить состояние, проблемы дальнейшего развития дождевальной техники и интенсификации технологий её применения;

- научно обосновать и разработать программу обновления парка дождевальной техники с учетом совершенствования технологий орошения;

- разработать теоретические основы направлений технического и технологического усовершенствования дождевальной техники;

- усовершенствовать методику анализа удельных показателей существующей и разрабатываемой дождевальной техники;

- оценить полученные агротехнические и технологические параметры дождевальных машин различных конструкций;

- разработать методику прогнозирования развития рынка дождевальной техники в Российской Федерации;

- дать оценку экономической эффективности разработанных технических и технологических решений по усовершенствованию дождевальных машин.

Методы исследований. При выполнении настоящей работы использовались общеизвестные методики теоретических и экспериментальных исследований, разработанные и рекомендованные РАСХН, ГНУ «ВНИИГиМ», ФГНУ «РосНИИПМ», ФГОУ ВПО «НГМА», ФГОУ ВПО «СГАУ», ГНУ «ВНИИОЗ». При проведении теоретических исследований использовались положения теории статистики, теории планирования эксперимента и методов математического анализа.

В ходе экспериментальных исследований использовались научно-практическая база ФГНУ «РосНИИПМ» и его филиалы в Ростовской области, применялись полевые лабораторные установки разработанные автором и ресурсы эколого-аналитической лаборатории РосНИИПМ (аттестат аккредитации № РОСС.RU 0001.512581 от 19.01.01.).

Научная новизна:

- дана оценка состояния парка дождевальной техники и предложена программа обновления с учетом технологического и экономического уровня сельскохозяйственных предприятий, и перспективы реконструкции оросительных систем;

- предложены теоретические основы дальнейшего совершенствования конструкций дождевальной техники, позволяющие на стадии проектирования, изготовления и эксплуатации вести контроль за их агротехническими и технологическими параметрами;

- получены зависимости влияния высоты расположения дождевального пояса машин ДКФ на структуру дождя, его энергетическое воздействие на почву, потери воды на испарение, а также уменьшения негативного воздействия ветра на качество полива;

- выявлены количественные показатели влияния частоты вращения аппаратов ДД-30 на радиус полива, коэффициент равномерности распределения воды по орошаемой площади и величину испарения воды в зависимости от скорости ветра при поливе переоборудованной машиной ДМ «Днепр».

Научные положения, выносимые на защиту:

- состояние и программа обновления парка дождевальной техники;

- теоретические основы технического и технологического усовершенствования дождевальной техники;

- методика анализа удельных показателей существующей и разрабатываемой поливной техники;

- конструктивные схемы серии дождевальных машин ДКФ с изменяющейся высотой дождевания;

- технические решения совершенствования технических и технологических параметров ДМ «Днепр».

- методика прогнозирования развития рынка дождевальной техники в РФ и экономическая эффективность разработанных технических и технологических решений по усовершенствованию дождевальных машин.

Достоверность результатов научных исследований:

- теоретические разработки направлений технического и технологического усовершенствования дождевальной техники основаны на многочисленных натурных и статистических данных с комплексным анализом почвенно-климатических и организационно-хозяйственных условий;

- полученные научные и экспериментальные данные технических и технологических характеристик ДКФ подтверждены при проведении специальных, производственных и государственных испытаний (протокол № 11-53-02 (118011 от 13 декабря 2002 г.);

- отдельные из полученных данных и зависимостей согласуются с известными данными и закономерностями полученными другими авторами.

Практическая значимость работы.

Разработанная программа обновления парка ДМ позволяет прогнозировать развитие данного вида техники в РФ на ближайшую перспективу с учетом уровня развития сельхозпроизводства, а методика анализа удельных показателей - реализовать программу обновления парка отечественной поливной техники на этапах проектирования и внедрения.

Внедрение предложенных теоретических основ совершенствования ДМ и разработка на её основе технических решений позволяет сохранить на первом и последующих этапах существующие орошаемые площади, а в дальнейшем они могут быть использованы при проектировании новой поливной техники отечественного производства.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на региональной конференции «Экологические аспекты Северного Кавказа» (Новочеркасск, - 1990 г.), конференции молодых ученых и специалистов (Краснодар, - 1991 г.), конференции «Проблемы мелиорации и экологии юга России» (Новочеркасск, - 1993 г.), конференции «Экологические аспекты эксплуатации гидромелиоративных систем и использования орошаемых земель» (Новочеркасск, - 1996 г.), Всероссийской конференции «Кадры и научно-технический процесс в мелиорации». (Новочеркасск. - 1997 г.), научно-практической конференции, посвященной 70-летию строительного факультета ЮРГТУ (Новочеркасск, - 2000 г.), научно-практической конференции, посвященной 70-летию строительного факультета ЮРГТУ. (Новочеркасск,- 2000 г.).

Отдельные результаты диссертационной работы представлялись на Ученых Советах ФГНУ «РосНИИПМ» (ЮжНИИГиМ), ФГОУ ВПО «НГМА» ФГОУ ВПО «СГАУ», Волгоградского комплексного отдела ГНУ «ВНИИГиМ» РАСХН.

По научным руководством автора были защищены кандидатские диссертации В.В. Слабунова (2004 г.), А.Е. Шепелева ( 2006 г.) и С.Л. Жук (2007 г.).

Публикации. Список научных трудов автора включает 42 наименования, в том числе 15 публикаций в средствах научной печати, рекомендованных ВАК Министерства образования РФ, из них 8 патентов и одно авторское свидетельство.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, общих выводов и приложений. Работа изложена на 338 страницах машинописного текста, содержит 43 таблицы, 65 рисунков и 5 приложений. Список литературных источников включает 203 наименования, в том числе 25 иностранных авторов.

Диссертационная работа выполнялась в ФГНУ «РосНИИПМ» (ЮжНИИГиМ) в соответствии с его тематическими планами НИР и ОКР, и НТП «Мелиорация и гидротехника» и «Плодородие почв» (шифр III. 01, III.04).



2. Содержание работы

Во ведении показана актуальность проблемы, сформулированы цель и задачи исследований, изложена методология и методика их проведения, представлена научная новизна и практическая значимость полученных результатов.

В первой главе «Анализ технологий и парка поливной техники, использующейся для орошения сельскохозяйственных культур» проведен анализ существующих технологий орошения дождеванием и состояния парка дождевальных машин в Российской Федерации.

К 1990 году парк дождевальной техники составлял по России 65,2 тыс. единиц, в том числе широкозахватной - 50,6 тысяч. По трем регионам - Краснодарский, Ставропольский края и Ростовская область - соответственно порядка 10 тысяч, из них 6,5 тысяч широкозахватных. Средняя нагрузка на одну дождевальную машину составляла 63 гектара. Уже через 10 лет парк дождевальной техники по России снизился до 13,6 тыс. штук, а по трем вышеназванным регионам до 4,2 тыс. штук.

Вопросам разработки технологий орошения и совершенствования дождевальной техники посвятили свои исследования Балакай Г.Т., Бредихин Н.П., Григоров М.С., Губер К.В., гусейн-Заде С.Х., Ерхов Н.С., Иванова Н.А., Ивонин В.М., Исаев А.П., Клюшин П.В., Колганов А.В., Коршиков А.А., Костяков А.Н., Кравчук А.В., Лебедев Б.М., Носенко В.Ф., Ольгаренко В.И., Ольгаренко Г.В., Полуэктов Е.В., Сенчуков Г.А., Слюсаренко В.В., Черемисинов А.Ю., Шумаков Б.Б., Щедрин В.Н., Ясонин О.Е. и многие другие, что позволило к 1990 году вывести отечественную технику и технологию орошения на мировой уровень.

В последнее время этим вопросам были посвящены диссертационные работы В.И. Городничева, Б.П. Фокина, И.С. Алексейко и др. Методологические основы и общая стратегия технического обеспечения сельскохозяйственного производства предложены в работах Л.С. Орсик.

Выпуск поливной техники, как отмечалось выше, на федеральном уровне сокращен. Остается тяжелым финансово-экономическое положение предприятий, производящих поливную технику (кредиторская задолженность, невостребованность продукции и т.д.), более половины технологического оборудования изношено более чем на 60 %, технический уровень выпускаемой поливной техники значительно уступает зарубежным аналогам.

Таким образом, на современном этапе функционирования орошаемого земледелия главным фактором, сдерживающим выход его из кризиса и переход в режим стабилизации и развития, является негативное состояние парка поливной техники. Снижение количественного и качественного состава поливной техники вызывает пропорциональное уменьшение валового производства продукции. Большинство потребителей поливной техники имеют низкую покупательную способность, которая не позволяет им самостоятельно поддерживать техническую базу производства и безубыточную деятельность. Экономически независимые сельхозтоваропроизводители приобретают зарубежную поливную технику и эксплуатируют её без учета мнения и рекомендаций профильных НИИ.

На основании анализа технического состояния парка дождевальных машин в Ростовской области, Ставропольского края и тенденции его восстановления был сделан вывод, что наиболее быстро восстанавливаемыми являются орошаемые участки с поливной техникой, работающей из открытых оросителей и с автономными энергоносителями. К таким дождевальным машинам можно отнести ДДА-100МА, ДДА-100ВХ и ДМ «Днепр». Имея относительно высокие показатели по мобильности, и имеющие автономные энергоносители для перемещения, данные дождевальные машины, однако, не в полной мере отвечают особенностям орошения с.-х. культур.

Во второй главе «Программа развития интенсифицированных технологий и усовершенствования технических средств орошения дождеванием» согласно результатам проведенного анализа парка дождевальной техники и сделанным на его основании выводах, установлено, что разработка, производство и внедрение в хозяйственный оборот АПК поливной техники нового поколения с существенно более высокими технико-экономическими параметрами, новых механизированных технологий и форм организации использования машинных агрегатов является основой вывода из кризиса орошаемого сектора АПК.

Одним из важнейших параметров дождевальных машин следует считать сезонную нагрузку (или подвешенную площадь), который определяет валовые уровни сельскохозяйственной продукции и конечный экономический эффект от орошения. Считалось, что этот параметр зависит от характеристик машины, прежде всего - расхода и от условий размещения. В числителе всех расчетных формул стоит величина расхода ДМ, а знаменатель может быть различным. В частности, знаменателем может быть ордината графика гидромодуля в период наибольшего водопотребления или удельная потребность в оросительной воде наиболее влаголюбивой культуры в критический период за две соседние декады. Этим и ограничиваются, не учитывая влияния, на наш взгляд, и такого немаловажного фактора, как технология полива.

Другими словами, если представить машину, поливающую поле, занятое сельскохозяйственной культурой с определенной интенсивностью водопотребления в критический период вегетации, и установить в качестве ограничивающих условий требования к режиму увлажнения характерных створов (например, требование пребывания при влажности ниже наименьшего допустимого уровня в течение не более 3 суток), то можно установить его максимальные размеры с учетом особенностей природно-климатических зон, культур и технологических характеристик ДМ.

Используя уравнения, полученные Б.П. Фокиным, можно методом подбора определить максимальные размеры полей, которые могут орошаться фронтальными дождевальными машинами, т.е. сезонную нагрузку на машину. Если начинать поливы при 75-80 % НВ, то применяя оптимальные технологические схемы, поля максимальных размеров можно поливать без иссушения сверх допустимого всей площади. При этом оказывается, что ординаты гидромодуля поля составляют в предельных случаях 1,12 для зоны неустойчивого увлажнения и 1,25 для засушливых зон. Однако если есть возможность организовать севооборотный участок, то нагрузку на машину можно увеличить на 15-20 %, а ординаты гидромодуля снизить по зонам до 0,95 до 1,06 л/с·га.

В орошаемом секторе сельского хозяйства, по экспертным оценкам автора, применяются и будут использоваться в ближайшем будущем три типа технологий по интенсивности орошения сельскохозяйственных культур.

Первый этап - базовые технологии орошения, которые предусмотрено использовать в хозяйствах с низким уровнем доходности, кадрового обеспечения, и, как правило, они рассчитаны для регионов (природно-климатических зон) с невысоким сельскохозяйственным потенциалом. Потенциальные возможности технологий по площади орошения - до 50 га.

В основном будут производится и эксплуатироваться машины существующих конструкций. Однако некоторые из них могут быть модернизированы для улучшения качества дождя, снижения материалоемкости, упрощения конструкции без снижения технологических возможностей, с переводом их на автономную работу, повышения надежности и т.д.

Реализация этих мер позволит использовать имеющиеся оросительные системы на их существующем техническом уровне, вернуть в строй действующих недавно законсервированные по причине отсутствия технических средств полива орошаемые участки. и стабилизировать экономику сельскохозяйственных предприятий, использующих орошение.

Этот этап является периодом подготовки интенсификации отрасли. Переход хозяйств этой группы к более сложным технологиям будет осуществляться в порядке, представленном на рисунке 1.

Второй этап - интенсивные технологии, которые рассчитаны на орошаемые участки 100-1000 га с укрупненными севооборотами. Такие технологии предполагают использовать предпосевные, вегетационные и влагозарядковые поливы с одновременным внесением различного типа удобрений, другие технологические возможности поливной техники. Этот тип технологий рассчитан на относительно благополучные сельскохозяйственные предприятия. Техника для орошения в таких предприятиях используется либо разработанная ранее, типа «Днепр», «Фрегат», «Кубань», либо аналогичная по классу («Ладога», ее модификации и вновь разрабатываемые). Переход этой группы хозяйств к высокоинтенсивным технологиям будет не продолжительным и не потребует значительных затрат. Второй этап (5-10 лет) - начало производства приоритетной поливной техники для сельского хозяйства на отечественных предприятиях. Он будет происходить параллельно с производством модернизированной техники предыдущего поколения.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1. Программа развития технологий орошения и совершенствования поливной техники

Предполагается, что поскольку приоритетная поливная техника будет производиться и приобретаться по более высокой стоимости, но и с более высокой их технологической надежностью и производительностью, она вначале будет приобретаться предприятиями с высоким уровнем доходности, а также предприятиями, поддерживаемыми инвесторами.

В этом периоде предусмотрено создать и поставить на производство основные приоритетные машины и оборудование, предусматривающие создание дождевальных машин модульного типа, работающих от стационарной или мобильной оросительной сети.

Третий этап - высокоинтенсивные технологии - это стратегическое будущее конкурентоспособного орошаемого сектора сельского хозяйства России. Они рассчитаны на наиболее благополучные сельскохозяйственные предприятия страны с орошаемыми площадями от 1000 га и выше. Многие элементы этих технологий требуют доработки или адаптации современных типов поливной техники с учетом международных достижений и привязкой к местным условиям. Поливная техника для этих технологий должна обеспечивать прецизионное (точное) управление продукционными процессами орошения сельскохозяйственных культур. Как правило, эта техника должна автоматически контролировать качество выполняемых технологических операций в связи с изменяющимися условиями (погода, влажность почвы, вегетация).

Продолжительность третьего этапа - 10-15 лет. После выполнения второго этапа к следующему периоду будут созданы новые технические средства орошения, реализующие новые технологии, обеспечивающие технико-экономические параметры эффективного производства сельскохозяйственной продукции в орошаемом секторе АПК России. Поэтому на третьем этапе ставится задача создания интеллектуальной поливной техники за счет качественно нового уровня, а именно:

Первое - все создаваемые технические средства полива, особенно сложные и высокопроизводительные, должны иметь высокую техническую и технологическую надежность.

Второе - поливная техника должна быть оснащена системами автоматизации, которые представляют собой базу или нижний уровень в многоуровневой системе интеллектуальной, т.е. самоконтролирующейся поливной техники.

Третье - создание крупных многооперационных поливных моноблоков, представляющих собой новые мобильные технологические агрегаты, которые должны служить основой для обеспечения эффективной организационно-экономической базы, на которой должны быть созданы автоматизированные и даже автоматические процессы орошения. К ним можно отнести автоматическое вождение поливных моноблоков, саморегуляцию поливных норм, дифференцирование внесения удобрений, средств защиты растений и т.д.

Стоимость парка поливной техники нового поколения оценивается суммой около 3-6 млрд руб. ежегодно. Прогнозируется, что реализовать эту цель возможно к 2015-2017 гг., то есть за 12-15 лет. Все будет определяться, в конечном итоге, покупательной способностью сельских товаропроизводителей.

Конечным результатом реализации программы будет являться интенсификация и обновление парка поливной техники, что позволит эффективнее использовать орошаемые земли, и как результат - увеличение валового производства продукции сельского хозяйства. При прогнозируемой рентабельности (20 %) из полученной прибыли на обновление парка машин может быть направлено ежегодно до 6 млрд руб. (около 25-30 % прибыли).

Третья глава «Теоретические основы технического и технологического усовершенствования дождевальной техники» содержит результаты проработки теоретического моделирования выбора дождевальных машин с использованием показателей комплексной оценки, методику анализа удельных показателей применяемой серийной дождевальной техники, модели оценки и результаты исследований по совершенствованию методики анализа удельных показателей новой поливной техники.

Обобщенный показатель качества проектируемой дождевальной техники запишется следующим образом:

(1)

В качестве показателя, объединяющего действия случайных факторов внешней среды при подборе эталонной машины, предлагается рассматривать величину удельного сезонного дефицита водопотребления культуры , м³/га. Дефицит водопотребления удовлетворяется применением ДМ производительностью N, м³/га. Под производительностью ДМ понимается количество воды, которое ДМ может подать на 1 га сезонной нагрузки за вегетационный период. Производительность ДМ представляет собой функцию технологических удельных показателей качества ДМ (конструктивных параметров к (расход, ширина захвата, паспортная скорость перемещения и т.д.) и эксплуатационных параметров э (время работы на одной позиции, технологическая скорость перемещения, показатели использования рабочего времени, схемы полива и др.)).

Конструкционные параметры являются выходными характеристиками ДМ. Каждый из них, в свою очередь, может быть представлен в виде совокупности некоторых технических характеристик.

Вероятная величина сезонного дефицита водопотребления культуры и техническая возможность ее удовлетворения N (к_i, э_j) в различные по водообеспеченности годы дают при сопоставлении разные величины отклонения . При этом нарушается оптимальный режим удовлетворения растений водой, и максимальный дополнительный чистый доход от орошения уменьшается на величину ущерба от недополива или переполива. Данное положение можно выразить математически:

, (2)

где с - удельный ущерб от снижения или увеличения водоподачи, р/га.

Кроме того величина в любом варианте соотношения и N (к_i, э_j), должна быть уменьшена на приведенные затраты на приобретение ДМ и устройство подводящей сети, которые зависят от конструкционных параметров , где . - коэффициент приведения эксплуатационных затрат.

При экспоненциальном характере распределения случайной величины дефицита водопотребления математическое ожидание показателя окупаемости находится по выражению:

, (3)

где M -математическое ожидание.

Детально (3) можно представить следующим образом:

, (4)

где - коэффициент приведения капитальных затрат, зависящий от конструкционных параметров к_i.

С учетом (3) и (4) отыскание максимума полученного функционала по какому-либо параметру или группе параметров из к_i и э_j сводится к решению системы уравнений:

(5)

Данная система допускает некоторые упрощения: при невозможности варьирования какого-либо технического или технологического параметра, его значения фиксируются, а соответствующее ему уравнение удаляется. В результате решения (5) возможно получить оптимальные значения к_i и э_j, идентифицирующих оптимальную модификацию ДМ и эксплуатационный режим ее применения. Оптимальный выбор указанных конструкционных и эксплуатационных параметров приносит максимальные значения показателю окупаемости для рассматриваемой агроклиматической зоны и культуры с учетом влияния случайных ситуаций по дефициту водопотребления. Если в качестве к_i взять не один конструкционный параметр, а некоторую совокупность параметров, объединенную по функциональному назначению, то задача (5) преобразуется в задачу оптимизации модульной компоновки ДМ.

В ФГНУ «РосНИИПМ», под руководством и непосредственным участием автора, разработана методика выбора направлений восстановления внутрихозяйственной мелиоративной сети, позволяющая выбирать наиболее эффективные из существующего ряда, с учетом природно-климатических условий, наличия существующей сети, финансовых возможностей заказчика, предполагаемого направления сельскохозяйственной деятельности, выбора способа орошения и т.д. Оценку выбранного способа предлагается проводить по следующим показателям: ресурсные; технологические; комплексные (рисунок 2).

Суть методики выбора дождевальной машины для конкретного орошаемого участка по удельным показателям заключается в том, что составляется таблица из набора серийно выпускаемых дождевальных машин, в которую вносятся ресурсные показатели восстанавливаемого участка. Примером может служить орошаемый участок площадью 100 га, расположенный в СПК «Мир» Азовского района Ростовской области, где апробировалась предлагаемая методика (таблица 1).



Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2. Модель выбора ДМ по показателям комплексной оценки

К наиболее важным технологическим показателям относятся: обслуживаемая ДМ площадь, га; уровень механизации и автоматизации, выражаемый через расход, управляемый одним человеком, л/с.чел; набор культур, возможных к возделыванию на данном участке; коэффициент земельного использования, КЗИ.

Таблица 1. Ресурсные показатели выбора ДМ при восстановлении орошаемого участка

Дождевальная машина	Ресурсные показатели
	Дополнительная материалоемкость	Дополнительные капиталовложения	энергетические затраты на эксплуатацию	Уд. показ.
	площадь	расход	площадь	расход	площадь	расход
	т/1 га	Кот	т/1 л/с	Кот	тыс. руб./1 га	Кот/	тыс. руб./1 л/с	Кот	кВт 1 га	Кот	кВт /1 л/с	Кот
ДМ «Кубань»	0,66	2,13	0,33	1,57	23,18	1,3	13,78	1,65	1,14	1,72	0,68	1,38	9,75
ДМ «Фрегат»	0.6	1,93	0,44	2,09	41,95	2,35	30,81	3,68	0,66	1	0,49	1	12,05
ДМ «Днепр»	0,31	1	0,21	1	32,70	1,83	19,80	2,36	1,33	2,0	0,98	2,0	10,19
ДМ «Ладога»	0,54	1,74	0,57	2,71	17,81	1	8,36	1	0,79	1,19	0,51	1,04	8,68
ДДА 100 ВХ	0,41	1,32	0,9	4,28	18,94	1,06	9,88	1,18	0,72	1,09	0,51	1,04	9,97
Эталон (qi)	0,31		0,21		17,81		8,36		0,66		0,49		6

Далее вносятся данные о дополнительной материалоемкости, стоимости и энергетических затратах эксплуатации оборудования, включая насосные станции, трактора, самой сети и т.д. В наборе предлагаемой дождевальной техники каждый из ресурсных показателей рассчитывается по среднеарифметической величине и получает безразмерный коэффициент более или менее единицы. Однако только ресурсные показатели еще не полностью характеризуют эффективность применения того или иного способа орошения. При оценке эффективности способа орошения очень важными являются технологические показатели, которые представлены в таблице 2.



Таблица 2 Основные технологические показатели дождевальной техники

Способ полива	Технологические показатели
	обсл. площадь маш/100 га	уровень механизации. чел/га	КЗИ	Уд.
ДМ «Кубань»	0,5	1	0,12	1	0,98	1,6	3,6
ДМ «Фрегат»	1,3	2,6	0,4	3,3	0,97	1,6	7,5
ДМ «Днепр»	0,9	1,8	0,225	1,85	0,97	1,6	5,25
ДМ «Ладога»	1,2	2,4	0,3	2,5	0,98	1,6	6,5
ДДА 100 ВХ	1,0	2,0	2,0	16,6	0,6	1	19,6
Эталон	0,5		0,12		0,6		3

Все эти показатели для существующих конструкций оросительной сети и способов полива имеются в справочниках, а для вновь разрабатываемых конструкций устанавливаются по результатам полевых испытаний.

Знание ресурсных и технологических показателей способов полива, предлагаемых в качестве принимаемых для восстановления орошаемого участка, позволяет установить комплексный показатель оценки, определяемый как сумма приведенных выше показателей. Значения комплексного показателя оценки способа полива приведены в таблице 3.

Таблица 3. Значения комплексных показателей оценки способа полива

Способ полива	Ресурсные удельные показатели	Технолог. удельные показатели	Комплексные показатели	Место в ряду эфф.
ДМ «Кубань»	9,75	3,6	13,35	1
ДМ «Фрегат»	12,05	7,5	19,55	4
ДМ «Днепр»	10,19	5,25	15,44	3
ДМ «Ладога»	8,68	6,5	15,18	2
ДДА 100 ВХ	9,97	19,6	29,57	5
Эталон	6	3	9

Анализ по данной методике можно проводить по любым факторам и для любого способа восстановления внутрихозяйственной сети. По результатам расчета строится диаграмма (рисунок 3), которая наглядно показывает, какая из оцениваемых машин наиболее приемлема для данного участка. Это позволяет определить пути восстановления внутрихозяйственной оросительной сети на конкретном участке.

Рисунок 3. Выбор оптимальной ДМ для участка в СПК «Мир» Азовского р-на Ростовской области

В период активного конструирования и внедрения поливной техники в Российской Федерации (60-70 годы) не учитывались такие факторы, как материалоемкость, энергоемкость, стоимость оборудования и т.д. Для выявления перспективных направлений конструирования дождевальных машин нового поколения в РосНИИПМ автором предложена методика анализа удельных показателей применяемой серийной дождевальной техники и разработана прикладная компьютерная программа для ПЭВМ. Данная программа позволяет анализировать технические показатели, выбирать наиболее эффективную технику из существующих и вновь создаваемых дождевальных машин, в том числе и с учетом природно-климатических условий проектируемого или реконструируемого орошаемого участка.

Суть методики заключается в том, что строится таблица из набора дождевальных машин, в которую вносятся технические показатели (расход, обслуживаемая площадь и т.д.). Далее вносятся данные о металлоемкости, стоимости и энергетических затратах всего оборудования, включая насосные станции, трактора, закрытый трубопровод и т.д. В наборе анализируемых машин каждый из факторов рассчитывается по среднеарифметической величине и получает безразмерный коэффициент выше или ниже единицы. Анализ по данной методике можно проводить по любым факторам и для любого набора дождевальных машин. По результатам расчета строится график, который наглядно показывает, для какой дождевальной машины какой из факторов находится в норме или превышает ее.

По данной методике был проведен анализ используемых в настоящее время девяти типов дождевальных машин. Установлено, что такие ДМ, как «Фрегат», «Днепр», «Кубань» по металлоемкости на гектар обслуживаемой площади и на 1 л/сек организованной водоподачи, намного превышают такие дождевальные машины, как «Волжанка», «ДДН-70», «ДДА-100 ВХ». Для организации полива ДМ «Фрегат» необходимо 39 т металла, ДМ «Днепр» - 40 т, ДМ «Кубань» - почти 48 т, причем значительная часть металлоемкости этих машин, кроме ДМ «Кубань», приходится на закрытые трубопроводы. Такая же картина вырисовывается и с точки зрения экономической оценки. Из 2,7 млн руб. стоимости оборудования для ДМ «Фрегат» 1,8 млн руб. приходится на закрытый трубопровод, без стоимости работ.

Резкое повышение цен на энергоресурсы, неадекватные ценам на производимую сельскохозяйственную продукцию, потребовало анализа существующей дождевальной техники и с точки зрения энергоемкости. Энергоемкими дождевальными машинами как на 1 га, так и на 1 л/сек организованного расхода являются ДМ «Фрегат» и «Кубань». Конструкция дождевальной машины «Днепр» предусматривает использование двух энергоустановок - насосной станции и трактора с генератором. Такая схема снижает общий КПД энергоустановок и увеличивает энергопотребление.

Анализ полученных результатов показывает, какие дождевальные машины и по каким факторам находятся в норме или превышают ее. Наиболее приемлемой, из широкозахватных ДМ, является «Волжанка». Однако из-за применения цветного металла стоимость ее превышает норму для данного набора машин. Определенный недостаток «Волжанки» заключается в том, что для организации полива этой машиной используется закрытый трубопровод.

Дождевальные машины «Фрегат», «Днепр», «Кубань» при данном анализе требуют значительного уменьшения материалоемкости. Небольшая стоимость оборудования дождевальной машины «Кубань» объясняется тем, что при ее работе не требуется закрытый трубопровод.

Около десяти лет назад были предприняты попытки создания так называемых «малоэнергоемких» и «низконапорных» дождевальных машин, в частности «Кубань ЛК 1». В разновидностях этих машин для фермерских хозяйств не изменялись заложенные в них конструктивные недостатки. Так, уменьшение конструктивной длины не только не улучшило удельные показатели материалоемкости и стоимости, а наоборот увеличило. Это особенно характерно для машин кругового действия.

Анализируя характеристики дождевальных машин ДДН-70 и ДДА 100-ВХ, можно сделать вывод о том, что имея хорошие показатели по материалоемкости и стоимости оборудования, дальнейшее развитие данного вида дождевальных машин следует вести в направлении уменьшения энергозатрат.

При совершенствовании методики анализа удельных показателей новой поливной техники нами предлагается использовать ресурсный показатель , который определяется через значения удельных показателей: технического , определяющего расход металла на 1 га орошаемой площади или л/с расхода дождевальной машины; экономического, определяющего затраты на строительство (реконструкцию) орошаемого участка, обслуживаемого одной машиной, отнесенных к 1 га или к расходу 1 л/с; энергетического, , определяющего установленную мощность, необходимую для обслуживания нормативной площади одной дождевальной машиной, отнесенной к 1 га орошаемой площади или к 1 л/с расхода ДМ.

Алгоритм определения ресурсного показателя оценки существующей и проектируемой дождевальной техники заключается в следующем: по каждому классу дождевальных машин определяются удельные показатели; результаты определения удельных показателей дождевальной техники сводятся в таблицы 4 и 5; в данных таблицах выбираются минимальные значения, предполагая, что они будут в эталонной машине для своего класса.

Таблица 4. Удельные показатели машин, работающих от закрытой сети

Марка ДМ	Оценочные показатели
	материалоемкость	экономические	энергетические
	т/га	т/л/с	тыс. руб./га	тыс. руб./л/с	кВт/га	кВт/л/с
«Фрегат» Б434	0,60	0,44	41,95	30,81	1,33	0,98
«Днепр»	0,41	0,31	37,81	28,36	0,92	0,69
«Волжанка»	0,27	0,42	23,94	37,41	0,55	0,86
«Кубань ЛК»	0,46	0,42	33,18	31,76	0,80	0,72
Шлейфы 25/300	0,61	0,63	36,21	37,91	1,03	1,08
Эталон	0,27	0,31	23,94	28,63	0,55	0,69

Таблица 5. Удельные показатели машин, работающих от открытой сети

Марка ДМ	Оценочные показатели
	материалоемкость	экономические	энергетические
	т/га	т/л/с	тыс. руб./га.	тыс. руб/л/с	кВт/га	кВт/л/с
«Кубань»	0,66	0,33	23,18	13,78	1,14	0,68
ДДН-70	0,13	0,12	12,66	11,69	1,13	1,05
ДДА-100 ВХ	0,11	0,09	8,94	6,88	0,66	0,51
ДКДФ-1	0,16	0,09	8,4	6,72	0,78	0,62
Эталон (qi)	0,11	0,09	8,4	6,72	0,66	0,51

Из машин, работающих из открытой сети (таблица 5), по ресурсным показателям наиболее эффективной и близкой к эталонной машине является ДМ ДДА-100 ВХ. Следующей за ней, по убывающей эффективности, идет ДМДКДФ-1. Наихудшие показатели по потреблению ресурсов имеет ДМ «Кубань». Она является наиболее ресурсоёмкой дождевальной машиной, работающей из открытой поливной сети.

Далее определяются относительные удельные показатели (q) для каждого класса машин, как отношение текущего значения удельного показателя рассматриваемой реальной дождевальной машины к аналогичному удельному показателю эталонной дождевальной машины соответствующего класса. Результаты заносятся в таблицу 6.

Данные таблицы 6 показывают, что из дождевальных машин, работающих от закрытой сети, наиболее эффективны ДМ «Волжанка» и «Днепр».

Наименее эффективны ДМ «Фрегат» и дождевальные шлейфы ШД 25/300, ДМ «Кубань ЛК» занимает промежуточное значение между ДМ «Днепр» и «Фрегат».

Таблица 6. Относительные удельные показатели машин, работающих от закрытой сети (по ресурсным показателям)

Марка ДМ	Относительные удельные показатели
	материалоемкость	экономические	энергетические	? qi га	? qi л/с	Кр
	qi /га	qi/л/с	qi/га	qi/л/с	qi/га	qi/л/с
«Фрегат» Б434»	2,22	1,42	1,75	1,09	2,42	1,42	6,39	3,93	10,32
«Днепр»	1,52	1,00	1,58	1,00	1,67	1,00	4,77	3,00	7,77
«Волжанка»	1,00	1,35	1,00	1,32	1,00	1,25	3,00	3,92	6,92
«Кубань ЛК»	1,70	1,35	1,39	1,12	1,45	1,04	4,54	3,51	8,05
ШД 25/300	2,36	2,03	1,51	1,34	1,87	1,56	5,64	4,93	10,57
Эталон	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00	3,00	3,00	6,00

Суммируя значения относительных удельных показателей, приведенных к 1 га и к 1 л/с расхода по каждой ДМ рассматриваемого ряда машин по каждому классу, получаем комплексные показатели эффективности дождевальной техники относительно эталонных дождевальных машин по ресурсным показателям:

. (6)



Результаты расчетов заносятся в таблицу 7.

Таблица 7. Относительные удельные показатели машин, работающих от закрытой сети (по ресурсным показателям)

Марка ДМ	Относительные удельные показатели
	материалоемкость	экономические	энергетические	? qi га	? qi л/с	Кр
	qi/га	qi/л/с	qi/га	qi/л/с	qi/га	qi/л/с
«Кубань»	6,00	4,33	2,76	2,05	1,73	1,33	10,5	7,71	18,2
ДДН-70	1,20	1,33	1,51	1,74	1,71	2,06	4,42	5,13	9,55
ДДА-100 ВХ	1,00	1,00	1,06	1,02	1,00	1,00	3,06	3,02	6,08
ДКДФ-1	1,45	1,00	1,00	1,00	1,18	1,25	3,63	3,21	6,84
Эталон	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00	3,00	3,00	6,00

Чем выше абсолютные значения К_р, тем дождевальная машина менее эффективна и по ресурсным показателям дальше отстоит от эталонной машины, к которой мы должны стремиться при разработке новых дождевальных машин.

Обобщенный технологический показатель качества дождевальной машины определяется как сумма относительных удельных показателей рассматриваемой ДМ:

. (7)

Чем выше абсолютное значение К_т, тем хуже ДМ по технологическим параметрам. Результаты расчетов сведены в таблицу 8.

Таблица 8. Значения комплексного показателя оценки существующей дождевальной техники

Марка ДМ	Ресурсные относ. уд. показатели Кр	Технологические относ. удельные показатели Кt	Комплексный показатель К	Место в ряду эффективности
«Фрегат» Б 434	10,32	9,38	19,70	3
«Днепр»	7,77	10,34	18,11	1
«Волжанка»	6,92	14,56	21,48	4
ДДН-70	9,55	13,16	22,71	5
ДДА-100 ВХ	6,08	31,58	37,66	8
ДКДФ-1	6,84	40,96	47,80	9
ШД 25/300	10,57	34,38	34,95	7
«Кубань ЛК 1»	8,05	10,32	18,37	2
Эталон	6,00	6,00	12,00

Анализ значений показателей дождевальных машин по технологическим параметрам показывает, что эталонная ДМ имеет обобщенный показатель, равный 6, что соответствует дождевальным машинам, обладающим наилучшими показателями, присущим рассматриваемому ряду машин.

Наилучшими показателями по технологическим параметрам обладают ДМ «Фрегат». Снижение значения его обобщенного показателя по отношению к эталонной ДМ определяется большими значениями относительных коэффициентов расхода; расхода, управляемого 1 человеком и производительности одной машины. Затем в возрастающих значениях обобщенных технологических показателей идут ДМ «Днепр» и ДМ «Кубань» ЛК-1, значения К_т которых соответственно равны 10,34 и 10,32. За ними следует ДМ «Кубань» (К_т =11,4), которая занимает четвертое место только за счет интенсивности дождя (К_отн =6,4). При снижении интенсивности дождя до интенсивности ШД 25/300, ДМ «Кубань» по технологическим параметрам вошла бы в число эталонных машин.

Настоящая методика позволяет не только установить иерархию уровня технологичности ДМ, но и определить пути их совершенствования. Данная методика практически реализуется при помощи разработанной в программной среде MS Excel специализированной компьютерной программы (рисунок 4).



Рисунок 4. Компьютерная версия расчета

Четвертая глава «Разработка интенсифицированных технологий и усовершенствование технических средств орошения» содержит предложения по интенсификации технологий орошения за счет разработки и внедрения конструктивно-технологических схем серии дождевальных машин ДКФ на базе ДДА-100 ВХ и модифицированной дождевальной машины «Днепр-1М».

С учетом теоретических исследований была обоснована целесообразность использования поливной техники, работающей из открытых оросителей и с автономными энергоносителями. На научно-производственной базе ФГНУ «РосНИИПМ» под руководством автора была разработана и внедрена в производство серия дождевальных машин ДКФ (ДКДФ «Ростовчанка», дождевальная машина ДКДФ 1П, дождевальная машина ДКФ-1ПК и Днепр 1М).

Дождевальная машина ДКДФ-1 (Рисунок 5) «Ростовчанка» имеет две противоположно направленные консоли, которые состоят из 5-ти секций каждая. Каждая секция консоли подвешена на растяжках к центральной стойке. Агрегат забирает воду из оросителя через всасывающую линию, далее через напорную линию вода подается в поворотную раму, а затем в консоли и распределяется дефлекторными насадками и концевыми среднеструйными дождевальными аппаратами. В 2002 г. ДКДФ-1 «Ростовчанка» прошла государственные испытания на Зерноградской МИС (рисунок 6).

1 - трактор; 2 - основная рама; 3 - поворотная рама; 4 - центральная стойка; 5 - консоль; 6 - растяжка; 7 - насос с приводом; 8 - всасывающая линия; 9 - напорная линия

Рисунок 5. Конструктивно-технологическая схема ДКДФ-1 «Ростовчанка»

Рисунок 6. Дождевальная машина ДКДФ «Ростовчанка» в работе (поле № 4. ООО «Агросфера» Азовского р-на Ростовской обл.)

ДКФ-1П имеет две консоли с переменным сечением, которые состоят из 11-ти секций каждая (рисунок 7). Первая секция крепится к фланцам поворотной рамы, вторая к первой и т.д. Между 3 и 4, 6 и 7, 9 и 10 секциями устанавливаются распорные треугольники. Первые три секции консоли подвешены посредством растяжек напрямую к центральной стойке. Остальные секции подвешены к центральной стойке через распорные треугольники (рисунок 8).

1 - трактор; 2 - основная рама; 3 - поворотная рама; 4 - центральная стойка; 5 - консоль; 6 - растяжка; 7 - насос с приводом; 8 - всасывающая линия; 9 - напорная линия; 10 - секторная насадка; 11 - распорный треугольник

Рисунок 7. Конструктивно-технологическая схема ДКДФ 1П

Рисунок 8. Дождевальная машина ДКДФ 1П в работе (поле 1. ООО «Агросфера» Азовского р-на Ростовской обл.)



Дождевальная машина фронтального действия ДКФ-1ПК (рисунок 9) обладает преимуществом вышеупомянутых типов дождевателей, но в отличие от этих машин имеет возможность изменения высоты консоли над поверхностью орошаемого участка, что позволяет уменьшить энергетическое воздействие дождя на растения и устраняет негативное воздействие ветра на технологию полива (рисунок 10).

1 - трактор; 2 - водопроводящее кольцо; 3 - стойки с гидравлической системой;

4 - центральная стойка; 5 - консоль; 6 - распорные панели вантовой подвески;

7 - растяжка; 8 - короткоструйные секторные насадки; 9 - насос с приводом;

10 - всасывающая линия; 11 - напорная линия

Рисунок 9. Конструктивно-технологическая схема ДКФ-1ПК



Рисунок 10. Дождевальная машина ДКФ-1ПК в работе (поле 3. ИП «Пан» Азовского р-на Ростовской обл.)

Результаты расчетов гидравлических потерь в водопроводящих узлах ДМ ДКФ представлены в таблице 9. Сравнительные данные аналогичной дождевальной машины ДДА-100ВХ были взяты из исследований Н.И. Рычкова.

Таблица 9. Сравнительная оценка потерь напора в водопроводящих узлах ДДА-100ВХ и серии ДКФ

Расход, л/с	Потери напора, м вод. ст.
	Всасывающая линия	Центральная часть	Консоль фермы
	ДКДФ 1	ДКФ 1П	ДКФ 1ПК	ДДА-100ВХ	ДКДФ 1	ДКФ 1П	ДКФ 1ПК	ДДА-100ВХ	ДКДФ 1	ДКФ 1П	ДКФ 1ПК	ДДА-100ВХ
60	1,21	1,24	1,27	1,33	1,02	0,66	1,40	1,77	1,9	2,3	3,1	4,0
70	1,28	1,32	1,36	1,40	1,40	0,96	1,86	2,46	2,8	3,3	4,2	4,9
80	1,39	1,43	1,47	1,52	1,68	1,2	2,47	3,37	3,9	4,4	5,6	6,3
92	1,52	1,55	1,61	1,66	2,22	1,74	3,49	4,47	4,9	5,6	7,2	8,1
100	1,65	1,70	1,76	1,85	3,20	3,53	4,60	5,54	6,3	7,1	8,9	9,8
110	1,87	1,96	2,04	2,14	4,27	3,55	5,83	7,03	7,6	8,6	11,1	11,9

В результате обработки на ПЭВМ полученных гидравлических данных водопроводящих узлов двухконсольного дождевального агрегата ДДА - 100ВХ и ДКФ были получены следующие зависимости потерь напора:

а) для всасывающей линии:

ДДА-100ВХ - Н=0,0003Q² - 0,0373Q+2,4923; (8)

ДКФ - Н=0,0003Q²-0,0362Q+2,303. (9)

где Н - потери напора, м.вод.ст.; Q - расход, л/с.

б) для центральной части:

ДДА-100ВХ - Н=0,0011Q²-0,0791Q+2,6615; (10)

ДКФ - Н=0,0003Q²-0,0006Q-0,0278. (11)

в) для консоли фермы:

ДДА-100ВХ - Н=0,0011Q²-0,0254Q+1,0646; (12)

ДКФ - Н=0,0005Q²-0,0345Q-0,8816. (13)

в) для суммарной кривой потерь напора:

ДДА-100ВХ - Н=0,0025Q²-0,1418Q+6,2184; (14)

ДКФ - Н=0,0011Q²-0,0012Q+1,3935. (15)

Таким образом было установлено, что потери напора в водопроводящих узлах агрегатов ДКФ при расходе 100 л/с составляют 12,47 м вод. ст., которые слагаются из потерь напора во всасывающей линии - 1,71 м вод. ст., в напорной линии от насоса до начала консолей фермы - 3,49 м вод. ст. и в консолях фермы - 7,27 м вод. ст. Это достигнуто применением полиэтиленовых труб, оптимизацией диаметра водопроводящего трубопровода и уменьшением числа фасонных деталей (местных сопротивлений).

Так как по всей рабочей длине захвата дождевальной машиной должно идти равномерное распределение расхода, то поделив расход машины на длину захвата, получаем очень важный параметр - удельный расход поливной воды на единицу длины:

( м³/с на 1м) (16)

Так как мы имеем длину консоли, равную 22,5 м., то определим необходимый расход на консоли и транзитный расход:

, м³/с

, м³/с

Для увеличения ширины захвата дождем на концах фермы предполагаем установку дождевальных аппаратов, то в этом случае транзитный расход будет равен . Общий расход будет равен:

, м³/с

Отсюда скорость жидкости:

, (17)

Так как V=V₀=const, то

, (18)



откуда

, (19)

Если обозначить , то формула имеет вид:

, (20)

Исходя из постоянства гидравлического уклона i по длине фермы, можно сделать следующие выводы:

, (21)

где - коэффициент, определяющий потери напора по длине. Величину для упрощения предполагаем постоянной для всех водопроводящих труб фермы:

откуда , (22)

При транзитном расходе

, (23)



откуда

, (24)

Если обозначить , то формула приобретает вид:

. (25)

Согласно расчету оптимального начального диаметра принимаем диаметр первой секции консоли полиэтиленовую трубу со следующими размерами: диаметр трубы в 160 мм; толщина стенки в 9,1 мм.

Исходя, из технических показателей трубы имеем внутренний диаметр D₀=141,8 мм.

Дальнейший подбор диаметров труб по длине консоли представлен в таблице 10.

Задача расчета оптимальных расстояний между аппаратами состоит в нахождении такой области, в которой соблюдаются агротехнические требования к интенсивности и равномерности распределения дождя при всех сочетаниях факторов, неблагоприятно влияющих на распределение дождя.

Таблица 10. Расчет диаметра трубопровода по длине консоли

№ секции	Расстояние от начала консоли до начала секции, l, м	Расчетный внутренний диаметр, Dвн, мм	Наружный диаметр принятой трубы консоли, Dприн, мм/толщина стенки, мм
2	5	120,72	133/4
3	10	118,44	127/4
4	15	115,97	127/4
5	20	113,27	121/4
6	25	110,29	121/4
7	30	106,94	114/4
8	35	103,11	114/4
9	40	98,62	108/4
10	45	93,11	104/4
11	50	85,87	95/3,5

Коэффициент расхода дает качественную оценку насадки и зависит от конструкции и качества изготовления. После определения (d_т) - подбирается сопло по размеру данного типа из выбранного нами ряда, в котором размер сопел идет в последовательности ч12; 13; (мм) и т.д. По этому соплу определяется рекомендуемый расход, который не должен отличаться от требуемого расхода в пределах (таблица 11).

Таблица 11. Диаметры сопел насадок на ДКФ

№ секции	№ насадок	Диаметр расчетный, мм	Диаметр стандартный, dт, мм	Отклонение расхода, %
1	1-2	12,940	13,0	0,92
2	3-4	13,014	13,0	-0,22
3	5-6	13,096	13,0	-1,46
4	7-8	13,163	13,0	-2,47
5	9-10	13,235	13,0	-3,53
6	11-12	13,292	13,0	3,16
7	13-14	13,351	13,5	2,24
8	15-16	13,393	13,5	1,60
9	17-18	13,430	13,5	1,04
10	19-20	13,456	13,5	0,65
11	21-22	13,468	13,5	0,48
	концевая	19,048	19,0	-0,51

В 2004-2005 гг. на орошаемых участках СПК «Горизонт» Мартыновского района Ростовской области были проведены исследования по определению качественных и технологических показателей дождевальной машины «Днепр-1М», переоборудованной автором дождевальными аппаратами ДД-30 (рисунок 11). Аппарат к водопроводящему трубопроводу монтируют при помощи быстроразъемного соединения, а на места подсоединения открылков устанавливаются заглушки (рисунок 12).

Рисунок 11. Конструктивно-технологическая схема ДМ «Днепр 1М»

Рисунок 12. Модифицированная дождевальная машина «Днепр-1М» в работе (поле № 9 СПК «Горизонт» Мартыновского района Ростовской обл.)

При челночной схеме работы поливная норма (более 450 м³/га) достигалась за два последовательных прохода машины «Днепр-1М» - вперед и назад. Для сокращения непроизводительных потерь рабочего времени на перемещение полив из первых двух гидрантов с обоих сторон производился полной нормой. При обратном движении на уже политых ранее первых двух позициях полив не производился, машина «Днепр-1М» холостым ходом перемещалась на следующий гидрант и далее выдавалась заданная поливная норма.

Установлено также, что при норме полива 300-400 м³/га и работе машины «Днепр-1М» с переоборудованными, равномерно вращающимися аппаратами ДД-30 средняя глубина колеи на влажной почве составляла 120-180 мм, а ширина по верху - 300-345 см. Величина расхождения колеи при 4-кратном прохождении колеблется от 350 до 420 мм. Механические повреждения растений в среднем составили 1,9 %.

Равномерность распределения слоя осадков по площади захвата является одним из основных агротехнических показателей дождевальных машин, установок, оросительных систем и зависит от качества дождя, создаваемого дождеобразующими устройствами, а также от схемы их расстановки по дождевальному крылу. Во время проведения опытов одновременно работали все аппараты ДД-30. Степень ввода турбинки в струю аппаратов применялась следующая: 1,25, 2,50 3,75; 6,25; 8,75; 12,25; 17,5 мм. Опыты проводились в трехкратной повторности.