Статьи по растениеводческим темам
  • Регистрация
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голоса)

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ВОЗДУШНО-ЖИДКОСТНОГО ПОТОКА ПРИ ОБРАБОТКЕ СОРНЫХ РАСТЕНИЙ В МЕЖДУРЯДИЙ ВИНОГРАДНИКОВ

 

Постановка проблемы. Во всем технологическом процессе возделывания винограда, особое место занимают операции по защите виноградных насаждений от вредителей, болезней и сорной растительности. При химической защите, с целью повышения урожайности виноградного куста огромную роль играет борьба с сорняками, так как они, в целом, наносят вред всем без исключения сельскохозяйственным культурам. Наличие 100...200 сорняков на 1 м2 с 1 га почвы выносится в среднем 100...140 кг калия и что на образование 1 кг сухого вещества расходуется 250...1000 л воды, то есть происходит активное истощение плодородного почвенного слоя.

В связи с этим исследования, направленные на создание приспособлений к опрыскивателю для внесения гербицидов в рядах и междурядьях садов и виноградников, с меньшим расходом ядохимикатов, обеспечивающих равномерную обработку межствольных и межкустовых пространств с исключением при этом попадания раствора на штамбы и листву культурных растений при регулируемой по площади и конфигурации защитной зоне в околоштамбовом пространстве, являются актуальными, имеют как научное, так и народнохозяйственное значение.

Цель исследования. Установить зависимость количества движения струи от степени проницаемости полупроницаемого слоя и основных геометрических и кинематических параметров воздушной форсунки. Определить характер движения воздушно-жидкостного потока в зависимости от толщины полупроницаемого слоя.

Анализ публикаций. Исследованию технологических процессов

Цель (100% гибель)

Рекомендуемый размер распыляемых частиц (капель)

Летающие насекомые

от 10 до 50

микрон

Насекомые на поверхности

листового аппарата

от 30 до 150

микрон

Болезни растений

от 30 до 150

микрон

Сорняки

от 100 до 300

микрон

борьбы с сорной растительностью посвящены работы В. Ш. Ладонина, П. И. Войтова, Г. С. Груздева, П. А. Догоды, С. С. Воложанинова. Исследованием турбулентных струй занимались такие ученные как: Дунский В. Ф., Никитин Н. В., Абрамович Г. Н., Догода П. А., Воложанинов С. С.

Основная часть. Одним из наиболее действенных средств уничтожения сорной растительности является обработка поверхности междурядий и приствольных полос гербицидами.

Принцип внесения гербицидов прост. Капля химического препарата, попадая на растение, образует очаг поражения. Чем больше капель, тем больше попаданий в цель. Но традиционные методы имеют один очень большой недостаток. Для того чтобы получить большее количество капель, необходимо увеличивать количество распыляемой жидкости на единицу площади. Это снижает производительность работ, а также порождает ряд технических проблем и неудобств, как:

– увеличение частоты подвоза рабочего раствора в семь раз и более;

– затраты на использование дополнительного трактора;

– технологические простои на заправку;

– увеличение количество персонала, задействованного на хим. работах.

Пытаясь решить эту проблему, исследователи технологии химической обработки растений пришли к выводу, что нужно увеличивать количество капель не путем увеличения объема рабочей жидкости на гектар, а путем уменьшения размера самой капли (см. табл. 1). При этом количество химического препарата, растворенного в объеме рабочей жидкости, остается неизменным.

Таблица 1 - Рекомендуемые размеры частиц (капель) при борьбе с вредителями, болезнями и сорняками.

В нашем случаи применение воздушного потока позволило бы усовершенствовать процесс внесения гербицидов. Сжатый воздух через щель в нижней части рукава должен податься в зону действия жидкостных распылителей. Количество и скорость воздуха позволит, не только препятствовать снесению препарата в ветреную погоду, но и раздвигать густые насаждения растений, и таким образом распылитель обработает труднодоступную для обычных опрыскивателей внутреннюю сторону листьев и донесет капли до поверхности почвы.

Во многих странах ведутся исследования, показывающие, что при опрыскивании с использованием принудительного осаждения капель воздушным потоком на растениях оседает больше капель рабочего раствора, чем при обычном опрыскивании.

Однако на сегодня аналитически недостаточно обоснованы параметры поведения воздушно-жидкостного потока при проникновений его в крону сорного растения, а также не обоснованы наиболее приемлемые способы движения потока в кроне, в зависимости от количества листовой поверхности и высоты стебля, что не дает возможность найти наиболее приемлемые параметры рабочих органов и как следствие отсутствие самих машин.

Возник вопрос, как ведет себя турбулентная струя при прохождении препятствия. В нашем случае примером служит внесение гербицидов для обработки сорных растений в виноградных насаждениях. Турбулентная воздушно-капельная струя, создаваемая распылителем, направляется в листье-стебельную массу, которую можно рассматривать как полупроницаемое препятствие.

Схема струи, проходящей через полупроницаемый слой А, показана на рис.2. Набегающая часть струи () существенно отличается от соответствующего участка невозмущенной струи лишь в непосредственной близости от слоя А, т. е., как и в не

Рис. 2. Схема струи, проходящей через плоский полупроницаемый слой (на примере осота полевого).

возмущенной струе, количество движения в набегающей струи.

. (1)

В струе прошедшей слой А (), . (2)

В полупроницаемом слое А () количество движения струи убывает. Принято, что убыль количества движения струи в малом элементе слоя пропорциональна объему этого элемента и равна , где – величина, постоянная для всего слоя А и характеризует степень его проницаемости.

Убыль количества движения струи на участке протяженностью :

. (3)

При , . После интегрирования получим. exp. (4)

Отсюда:

exp.

Применительно к круглой струе.

, при

, (5)

где – радиус сопла: – средняя скорость воздуха в выходном сечении сопла.

Для оценки распределения скоростей в круглой струе, проходящей через слой А, принято, что в ней, как и в невозмущенной струе, сохраняется подобие профилей скоростей и что эти профили приближенно соответствуют уравнению профиля для основного участка невозмущенной струи:

. (6)

Из принятого подобия профилей скорости следует прямолинейность границ струи [1]:

при ,

при , при . (7)

Скорость на оси струи при , [1]: . (8)

Для участка при exp. (9)

Аналогично для участка при exp. (10)

Расход воздуха через поперечное сечение струи на участке с учетом с учетом (6), (7) и (8). . (11)

Аналогично на участке при . exp. (12)

Рассмотрим подробнее равенство (12). При имеем ~, т. е. с увеличением расход растет. Нетрудно видеть, сто при , . Очевидно, расход воздуха через поперечное сечение струи при увеличении сначала растет и достигает максимума, а затем убывает. Но уменьшение расхода воздуха в турбулентной струе физически невозможно: вследствие неразрывности течения и турбулентной диффузии расход воздуха с увеличением может возрастать. Поэтому принятые допущения о сохранении подобия профилей скоростей и соответствия их уравнению (6) на участке () оказываются физически возможными лишь при определенных ограничениях, а именно при условии, что расход воздуха через сечение струи на участке () растет с увеличением .

Взяв производную от по и приняв ее нулю, найдем, что максимум расхода достигается при:

(13)

или при .

.

Критическая толщина полупроницаемого слоя равна при этом соответственно. (14)

или при .

. (15)

Расход воздуха в критическом сечении стрии (максимальный расход воздуха) равен.

(16)

или при .

(17)

Рассмотрим вопрос о форме струи при толщине полупроницаемого слоя, превышающей критическую. Согласно (3) количество движения струи в полупроницаемом слое. .

Расход воздуха через струю , т. е. , откуда .

Если принять условие постоянства расхода, то ~. (18)

т. е. для обеспечения постоянства расхода воздуха при данном законе уменьшения количества движения границы струи долж­ны быть не прямолинейными, как в невозмущенной струе, а кри­волинейными и их кривизна должна возрастать с увеличением х и .

Следовательно, при значительной толщине и густоте полупроницаемого слоя струя должна расширяться сильнее, чем невозмущенная струя.

При ошибка, допускаемая при предположении о прямолинейности границ струи и об отсутствии различий в форме невозмущенной струи, и струи, проходящей через полупрони­цаемый слой, становится явной.

Выводы: При прохождении через полупроницаемый слой (листовой аппарат сорных растений – от цветка до поверхности почвы) движение воздушно-жидкостного потока, при условий постоянства расхода воздуха и уменьшения количества движения струи должна быть криволинейным. Кривизна потока должна возрастать с увеличением толщины полупроницаемого слоя и степени его проницаемости, что даст возможность уменьшить расход самого препарата на гектар, при этом достигая лучшей эффективности по сравнению с обычным опрыскиванием.

Список литературы:

Дунский В. Ф., Никитин Н. В., Соколов М. С. Пестицидные аэрозоли. М.: Наука, 1982, 288 с. Абрамович Г. Н. Теория турбулентных струй. М.: Физматгиз, 1960. 715с. Догода П. А., Воложанинов С. С., Догода Н. П. Проблемы разработки энергосберегающей технологии и средств механизации защиты растений. «Вісник інженерної академії України» Київ, №1 2000 г. Груздев Г. С. Химическая защита растений. М: «Агропромиздат», 1987 г. – 415 с. Догода П. А., Воложанинов С. С., Догода Н. П. Механизация химической защиты растений. Симферополь: «Таврия», 200г. – 139 с. Дисперсность распыла в зарубежных опрыскивателях: Режим доступа: http://www. zerno-ua. com/p=989.

 

Догода П. А. – д. с-х. н., профессор.

Соболевский И. В. – к. т.н.

Степанов А. В. – к. т.н.

Османов Э. Ш. – аспирант

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

По темам:

История Украины

Культурология

Высшая математика

Информатика

Охотоведение

Статистика

География

Военная наука

Английский язык

Генетика

Разное

Технологиеские темы

Украинский язык

Филология

Философия

Химия

Экология

Социология

Физическое воспитание

Растениевосдство

Педагогика

История

Психология

Религиоведение

Плодоводство

Экономические темы

Бухгалтерские темы

Маркетинг

Иностранные языки

Ветеринарная медицина

Технические темы

Землеустройство

Медицинские темы

Творчество

Лесное и парковое хозяйство