книги из ГПНТБ / Носенко В.Ф. Техника импульсного дождевания

где <7mm — минимальный расход воды, обеспечивающий нужную скорость возрастания давления в начальный момент открытия клапана (0,1с); Ятах — максимальный расход, при котором обеспе­ чивается закрытие клапана и исключается постоянный излив воды через сопло аппара­

та.

Устойчивая работа импульсных дождевальных аппа­ ратов с нагруженным клапаном, как показали специаль­ ные исследования, обеспечивается при сравнительно уз­

Процесс выброса части накопленного объема воды в общем случае описывается уравнением

р у = const,

20

30 л при изменении давления от 6 до 2 кг/см2 конструк­

Расчетами и экспериментально установлено, что объем выплеска через сопло среднеструйного импульс­ ного аппарата равен 0,15—0,25 геометрического объема гидроаккумулятора.

При постоянном расходе подпитки ^Под продолжитель­ ность накопления определяется из простого выражения

Продолжительность выброса накопленного объема воды сжатым воздухом теоретическим путем установить очень сложно. Для решения зависимостей, связывающих ?выб и г^ыб, необходимо применять численные методы. Без учета подпитки продолжительность выброса воды приближенно можно установить из выражения

Технологические основы поочередной групповой работы импульсных дождевальных аппаратов автоколебательного действия

Применение импульсных аппаратов вносит изменения в организацию территории,, труда -и водопользования на стационарных системах.

21

импульсными аппаратами приведена на рисунке 7. Сис­ тема состоит из водозаборного узла с очистным устрой­

старшего порядка, участковых или зонных распредели­ телей и поливных трубопроводов); импульсных дожде­ вателей, действующих в режиме автоколебаний; средств автоматического управления поочередной групповой ра­ ботой импульсных аппаратов. Системы могут обслужи­ вать отдельные участки, занятые одной культурой, л се­ вооборотные массивы.

В общем случае стационарная дождевальная систе­ ма размещается на севооборотном массиве, площадь которого определена (ыс ) и форма известна. Севообо­ ротный массив состоит из определенного числа п полей севооборота. Площадь или число полей, занимаемых отдельными культурами, определяется размерами общей

22

Каждое поле севооборота разделено на зоны (полив­ ной участок) — основные территориальные единицы сис­ темы, в пределах которых обособленно проводятся поли­

Размер зоны, делянки определяются из технологических

массив в соответствии с расчетной максимальной орди­ натой гидромодуля q. Расход воды Q, подаваемый на си­ стему, определяется по ординате гидромодуля и площади массива.

Расположение делянок относительно поливных тру­ бопроводов может быть ярусным и полосным (рис. 7). При ярусном расположении полив делянки ведется авто­

зоны не должна быть менее 10 га. При обработке посе­ вов в одном направлении полив зоны должен осущест­ вляться в течение поливного периода ведущей культуры.

Все работы поливного цикла проводятся поочередно на делянках. Продолжительность работ на делянке не должна' превышать 1—2 суток. Ширина делянки опреде­ ляется радиусом действия аппаратов, а длина должна обеспечивать эффективное использование тракторных агрегатов, то есть быть не менее 400 м.

Система может работать по программе или по сигна­ лам датчиков, характеризующих запасы влаги в актив­ ном слое почвы. В некоторых случаях дополнительно устанавливают датчики влажности и температуры воз­ духа, если предусматривается проведение противозаморозковых (аварийный режим) или освежительных поли­

23

лянке одной зоны каждой культуры севооборота. Все другие делянки будут поливаться по аналогии с конт­ рольной с несколько сдвинутыми сроками. Только в этом случае при помощи простых средств управления возможно выдержать сроки и ритм сельскохозяйственных работ. На.крупных системах можно предусмотреть вы­ бор очередности и режима работы отдельных ее зон, за­ нятых различными культурами, с использованием ло­ гических устройств.

Водопользование на системе осуществляется соглас­ но графику полива всех культур севооборота, составлен­ ному из условия, что сроки и нормы полива ведущей культуры рассчитываются биоклиматическим методом или принимаются на основании рекомендаций, а сроки и поливные нормы остальных культур изменяются для укомплектования графика полива с целью последующего эффективного использования системы без значительных нарушений проектных режимов всех культур.

трубопроводу или его участку площади.

Расчет и установление технологических параметров

Исходными данными для расчета технологических параметров работы импульсных дождевальных аппара­

давления воды в гидроаккумуляторе и конструктивных

тов при установившемся движении [17] приблизительно

24

Радиус .действия импульсных аппаратов [31] предло­ жено определять по зависимости

где Ry — радиус действия струйного аппарата при по­

При известном радиусе действия аппаратов и приня­ той схеме их расстановки устанавливается расстояние между ними /.подвешенная к ним площадь Wa . При рас­ становке аппаратов по квадрату

№а = 2R* и l = y"Ylf.

Количество всех аппаратов /V и одновременно рабо­ тающих Л^одц на зоне определяется с учетом принятой организации территории, радиуса действия аппаратов и схемы их расстановки (поквадратам, по треугольникам):

N

«я, №а

где со —• площадь массива орошения;

п— число полей севооборота;

дежной и устойчивой работы аппарата:

где 7подв.ср — расход воды, подводимый к импульсному аппарату, л/с-;

Wb — площадь, подвешенная к одному аппарату при принятой схеме расстановки, га;

1т\п — минимальный расход импульсного аппа­ рата, обеспечивающий его нормальную работу (для среднеструйных аппаратов изменяется от 0,4 до 0,8 л/с);

<7тах — максимальный расход импульсного аппа­ рата, обеспечивающий его нормальную работу (для среднеструйных импульсных

и м п у л ь с н ы м и а п п а р а т а м и в з о н е и н а с е в о ­

где Т — продолжительность поливного (межполивного) периода ведущей культуры;

а — доля участия ведущей культуры в севообороте. При монокультуре продолжительность полива всей зоны можно растянуть на длительный период Т, а на се­ вооборотном массиве — только на период аТ, что вызы­ вается необходимостью обеспечения расчетного режима орошения совокупности культур введением двойного

поворота и длительностью периода накопления и выстре­

26

где q> — угол поворота за один цикл, принимаемый для среднеструйных импульсных аппаратов в пре­ делах 3—5°, обеспечивающих перекрытие пло­ щадей факелов дождя.

Продолжительность одного оборота — важный пока­ затель, характеризующий периодичность увлажнения ли­

ки) средняя круговая интенсивность изменяется в срав­ нительно небольших пределах — от 0,01 до 0,03 мм/мин.

В некоторых случаях бывает необходимо определить среднюю круговую интенсивность дождя по фактическо­ му объему выплеска воды. Тогда удобнее использовать зависимость вида

Установление параметров групповой работы импульс­ ных аппаратов автоколебательного действия затруднено. Теоретическое исследование режима работы реальной стационарной системы даже с ограниченным количеством импульсных аппаратов проводить нецелесообразно из-за

27

сложности решения системы дифференциальных уравне­ ний в частных производных. Кроме того, такое решение не дает удовлетворительной точности ,из-за невозможно­ сти учета всех факторов, влияющих на протекание пере-, ходного процесса при работе импульсных аппаратов в автономном режиме автоколебания. Обстановка ослож­ няется тем, что затруднен не только расчет, но и техни­ ческое осуществление групповой работы импульсных ап­ паратов, связанных одной сетью трубопроводов и питае­ мых одним напорообразующим узлом. Эти трудности, на наш взгляд, и ограничивают внедрение в производство импульсного дождевания.

В пределах одного цикла накопление — выстрел дав­ ление в каждом гидропневмоаккумуляторе системы должно достигнуть верхнего предела срабатывания. В противном случае импульсные аппараты, расположен­ ные на удаленных участках системы, не будут срабаты­ вать вообще или будут срабатывать реже, чем аппараты, расположенные в головной части системы. И то и другое недопустимо. Для синхронизации срабатывания им­ пульсных аппаратов предлагается дросселирование вход­ ных отверстий в гидроаккумуляторы, обеспечивающее ре­ гулирование подводимых расходов к аппаратам. Про­ цесс изменения подводимого расхода к импульсным ап­ паратам системы зависит от производительности напорообразующего узла и регламентируется рабочей харак­ теристикой его.

Расчетным путем устанавливаются напорно-расход-' ные характеристики аппаратов и сопоставляются с рабо­ чей характеристикой насосного агрегата. При этом мо­ гут решаться две обратные друг другу задачи: установ­ ление количества импульсных дождевателей,, устойчивая работа которых обеспечивается дросселированием аппа­ ратов при известной характеристике источника питания; подбор типа и числа насосных агрегатов, обеспечиваю­ щих устойчивую работу оросительной системы с извест­ ным числом импульсных дождевателей.

28

Импульсные дождевальные аппараты автоколебательного действия

Импульсные дождевальные аппараты автоколеба­ тельного действия, отличаются величиной объема выбро­ са воды за один цикл, принципом действия и конструк­ цией запорного органа.

По величине объема выброса воды за один рабочий

ляторов для этих аппаратов принимается обычно от 20— 30 до 100 л. Радиус действия при верхнем, пределе дав­ ления срабатывания 5—7 кг/см2 достигает 30—40 м.

Импульсные дождевальные аппараты большого объе­ ма выброса проектируются с емкостью гидроаккумуля­ тора от 100—200 до 400—500 л, а некоторые конструкции и с большей емкостью. Величина верхнего предела дав­ ления в гидроаккумуляторе равна 7—10 кг/см2 .

Фирма «Маинесман» (ФРГ) выпускает импульсные аппараты (дождевальные пушки) среднего и большого объема выброса [18„ 39]. Комплект из шести дождеваль­ ных пушек малой модели одновременно поливает пло­

По принципу действия различают импульсные дожде­ вальные аппараты с нагруженным клапаном и с гидрав­ лическим затвором (табл. 2). В аппаратах с нагружен­ ным клапаном запорный орган открывается, когда уси: лие от давления воды на запорный орган преодолеет уси­ лие нагрузки (вес, пружина) и закрывается под дейст-

29