CC BY
88
УДК 632.382
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ЩЕЛЕВЫХ РАСПЫЛИТЕЛЕЙ
В.П. КАПУСТИН, доктор технических наук, профессор Тамбовский ГТУ
Е.В. БИРЮКОВА, кандидат технических наук, научный сотрудник НИИ Минобороны Е.А. КОМАРОВА Тел. (4752)535273
Резюме. Экспериментальными исследованиями установлены оптимальные размеры дроссельной шайбы-вставки: толщина - 2...3, диаметр отверстий -1,5...1,8, длина щелей - 3.3,5 мм.
Расход пестицидов при использовании шайбы-вставки в распылителях уменьшается на 10.20 %, по сравнению с распылителями без шайбы-вставки. Ключевые слова: дроссельная шайба-вставка, камера закручивания, расход жидкости, щелевой распылитель.
В условиях интенсификации сельскохозяйственного производства традиционные методы и агротехнические мероприятия по уходу за растениями, борьбе с сорняками и болезнями оказались недостаточно эффективными. В связи с этим широкое распространение получил химический метод.
Мероприятия по защите растений ежегодно позволяют сохранить 17...18 млн т зерна, 10...11 млн т картофеля, 13.14 млн т сахарной свеклы и др. Кроме того, применение пестицидов способствует экономии ресурсов. На производство 1 кг химических препаратов затрачивается 0,058.0,46 ГДж энергии, что эквивалентно 1,74.13 л нефти.
На защиту растений приходится менее 2 % расхода жидкого топлива, вкладываемого в получение первичной сельскохозяйственной продукции. А снижение потерь, например, кукурузы на 10 % экономит 2,87 ГДж/га, или более 80 л/га.
При ежегодных затратах на применение химических средств защиты растений 1,5 млрд руб. чистая прибыль благодаря сохраненнию урожая составляет 8 млрд руб. [1]
В зависимости от расхода рабочей жидкости различают полнообъемное опрыскивание (100.500 л/га на полевых культурах и свыше 500 л/га на многолетних насаждениях, размер капель в этом случае составляет 150.600 мкм), малообъемное (75.300 л/ га, размер капель 50.250 мкм); ультрамалообъмное (расход рабочей жидкости 1.5 л/га для полевых культур, 5.25 л/га для многолетних насаждений, медианно-массовый диаметр осевых капель 60.150 мкм).
Полнообъемное опрыскивание приводит к нерациональному использованию рабочего раствора, большому загрязнению окружающей среды из-за его сте-кания с растений (до 50 % распыляемой жидкости) и сейчас активно заменяется малообъемным [2,3].
В Тамбовском государственном техническом университете разработано устройство для распыления жидкости (см. рисунок) [1]. Оно содержит дроссельную шайбу-вставку 1 диаметром dш с каналами 2 диаметром dк, установленную в съемной гайке-держателе 3 между подводящей трубкой 4 и корпусом щелевого распылителя 5 с керамической вставкой (форсункой) 6.
Каналы 2 в дроссельной шайбе-вставке 1 выпол-Достижения науки и техники АПК, №06-2010 __
нены прямолинейными. Центральный канал параллелен оси потока рабочего раствора. Через четыре крайних канала осущевляется перепуск рабочего раствора на периферию камеры закручивания 7 щелевого распылителя.
Дроссельная шайба-вставка 1 свободно устанавливается в съемной гайке держателя 3, но плотно между подводящей трубкой 4 и корпусом щелевого распылителя 5.
Устройство работает следующим образом. Исходная жидкость, например, раствор ядохимикатов, под определенным напором подается в подводящую трубу 4, где разделяется на центральную и четыре периферийные струи.
Струи, истекающие из четырех крайних каналов, закручиваются, когда жидкость перепускается на периферии камеры закручивания 7, где потери на закручивание потока минимальны и сопротивление уменьшается. Полученный поток жидкости направляется к конусному каналу керамической вставки 6 корпуса щелевого распылителя 5. При отсутствии центрального канала, закрученное движение характеризовалось бы понижением давления по оси.
Камера закручивания 7 образуется между дроссельной шайбой-вставкой 1 и корпусом щелевого распылителя 5 с керамической вставкой (форсункой) 6, которая способствует стабилизации давления распыла и уменьшает турбулентность движения рабочей жидкости.
При контакте с дроссельной шайбой-вставкой рабочий раствор подвергается усиленной турбули-
Рисунок. Устройство для распыления жидкости с дроссельной шайбой-вставкой: 1 - дроссельная шайба-вставка; 2 - каналы дроссельной шайбы-вставки; 3 - съемная гайка-держатель; 4 - подводящая трубка; 5 - корпус щелевого распылителя; 6 - керамическая вставка (форсунка); 7 - камера закручивания; dш - диаметр дроссельной шайбы-вставки; dк - диаметр канала дроссельной шайбы-вставки; й - высота дроссельной шайбы-вставки; а - угол наклона канала дроссельной шайбы-вставки.
зации. После прохода через канал 2, в котором происходит предварительное дробление жидкости до мелкой фракции, она направляется к выходу из щелевого распылителя, где осуществляется окончательное дробление дисперсной фазы и качество распыла приближается к монодисперсному (120.250 мкм для щелевых распылителей РЩ 110-0,6 и РЩ110-1,0; 250.380 мкм для распылителей РЩ 1101,6 и РЩ 110-2,5).
Одна из главных функций дроссельной шайбы-вставки - создание условий для монодисперсного распыла без изменения объема камеры закупоривания. При этом искомые параметры - диаметр и высота дроссельной шайбы-вставки, диаметр пенала дроссельной шайбы-вставки, число каналов, угол наклона и взаимные расположения каналов в дроссельной шайбе-вставке. Для их определения были проведены исследования по методике планирования экспериментов.
Диапазоны изменения входных параметров (диаметр канала диска dк, высота h, давление жидкостей P) выбирали на основе предварительных опытов и общих требований, предъявляемых к распылителям [5]. Высоту диска изменяли в пределах 1.5 мм. Давление P на входе в распылитель варьировало в пределах 0,15.0,5 МПа. Посколько его уменьшение ниже этих значений приводит к ухудшению устойчивости процесса распыла, а увеличение -к чрезмерному расходу рабочей жидкости. Диаметр отверстия канала диска изменяли в пределах 1.3 мм. При dк<1 мм повышается вероятность забивания
диска распылителя, а при dк>3 мм увеличивается расход жидкости и полидисперсность распыла. За выходные параметры были приняты: минутный расход жидкости q и медианно-массовый диаметр капель dм.
Исследования щелевых распылителей с шайбой-вставкой проводили на лабораторно-полевой установке. Во избежания влияния на изучаемый процесс других факторов, распылители в каждом опыте устанавливали на одной высоте и ориентировали по центру стенда.
Для уменьшения влияния погрешностей диаметров каналов диска были изготовлены 4 корпуса каждого типа распылителя и 9 дисков, у которых диаметр канала и высота диска соответствовали выбранному уровню варьирования.
Задача сводилась к определению оптимальных значений.
Проведенные исследования показали рабочий диапазон минутного расхода жидкости 376.2600 л/ мин и медианно-массовый диаметр капель -164.370 мкм.
Оптимальные параметры процесса: давление от 0,25 до 0,35 МПа, высота диска h=2.3 мм, диаметр диска dк=1,5.1,8 мм.
Согласно результатам полевых опытов, при использовании опрыскивателя укомплектованного щелевыми распылителями с шайбами-вставками с оптимальными параметрами обеспечиваются основные требования, предъявляемые к процессу внесения пестицидов при опрыскивании.
Литература.
1. Настройка, регулировка и организация работы машин для химической защиты растений. (Рекомендации)/ Е.И. Трубилин, С.М. Борисова, Г.Г. Маслов, В.С. Курасов, М.И. Чеботарев и др. - Краснодар: КубГАУ, 2000. - 73с.
2. Соловьева Н.Ф. Технология и технические средства защиты сельскохозяйственных распылителей от вредителей и болезней. - М.:ФГНУ «Росинформагротех», 2001. - 60 с.
3. Щербатов И.В. Сокращение потерь препаратов при опрыскивании. - М.: ВО Агропромиздат.,1991. - С. 63-79.
4. Патент на полезную модель 643533 Россия, МКИ 805 В 1/34 Дроссельная шайба-вставка / В.П. Капустин, Е.В. Бирюкова; Тамбовский гос.техн.ун-т 2007125749/22; Заявл 31.10.2005 г; Опубл. 10.11.2007; Бюл № 31
5. Капустин В.П., Бирюкова Е.В. Результаты экспериментальных испытаний щелевых распылителей. - Вестник ТГТУ,2006. - Том 12. - №2Б. - С.466-472.
PERFECTION OF SLOT-HOLE SPRAYS V.P. Kapustinov, A.V. Kirilov, E.A. Komarova
Summary. Experimental researches establish the optimum sizes of a throttle washer - inserts: a thickness - 2.3, diameter of apertures - 1,5.. .1,8 and length of cracks - 3.3,5 mm.
The expense of pesticides at washer-insert in sprays decreases on 10.20 % in comparison with sprays without an insert washer. Key words: slot-hole spray, the expense of liquit, the twisting chamber, throttle washer-insert.
ВНИМАНИЮ СОИСКАТЕЛЕЙ УЧЕНЫХ СТЕПЕНЕЙ И ДРУГИХ ЗАИНТЕРЕСОВАННЫХ ЛИЦ!
Редакция журнала «Достижения науки и техники АПК» издает монографии и другую книжную продукцию с редактированием и всеми выходными данными. Цены договорные.
Заявки отправлять по адресу: 101000, г. Москва, Моспочтамт, а/я 166.
Тел.: (495) 557-13-01, (916) 241-63-43. E-mail: agroapk@mail.ru
66 ---------------------------------------- Достижения науки и техники АПК, №06-2010
