Научная статья на тему 'ИССЛЕДОВАНИЕ ИНВЕРСИИ СТРУИ ДОЖДЕВАЛЬНЫХ НАСАДОК С ОТВЕРСТИЕМ ЭЛЛИПСОВИДНОЙ ФОРМЫ'

ИССЛЕДОВАНИЕ ИНВЕРСИИ СТРУИ ДОЖДЕВАЛЬНЫХ НАСАДОК С ОТВЕРСТИЕМ ЭЛЛИПСОВИДНОЙ ФОРМЫ Текст научной статьи по специальности «Физика»

CC BY
31
10
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ОРОШЕНИЕ / ДОЖДЕВАЛЬНАЯ НАСАДКА / ЭЛЛИПСОВИДНОЕ ОТВЕРСТИЕ / ИНВЕРСИЯ СТРУИ / ВОЛНОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ / ЭНЕРГИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ

Аннотация научной статьи по физике, автор научной работы — Кузнецов А.В., Юмаев Д.М., Рембалович Г.К., Костенко М.Ю., Костенко Н.А.

В открытом грунте возделываются культуры, которые орошаются комбинированным способом -сочетанием естественных осадков и искусственного дождя. Высокие энергетические показатели искусственного дождя приводят к разрушению почвы и образованию поверхностного стока, неравномерности полива, что способствует развитию эрозии. В настоящее время существуют насадки с отверстиями, отличными от круглого, хотя их параметры недостаточно обоснованы. При использовании некруглых отверстий дождевальных насадок возникает инверсия струи. При истечении струи из круглого отверстия возникает инерция движения жидкости в радиальных направлениях к отверстию, что обуславливает сжатие струи. А при истечении жидкости из эллипсовидного сопла неравномерность давлений в радиальных направлениях, возникающих от инерционных нагрузок, способствует инверсии струи, изменению ее поперечного сечения. При истечении из дождевальных насадок чаще всего реализуется несовершенное сжатие струи, которое определяется не только степенью сужения потока, но и скоростью струи, разницей давлений и силами поверхностного натяжения. В данной работе исследуется устойчивость компактной струи, истекающей из отверстия эллиптической формы, исходя из сил поверхностного натяжения с помощью энергетического метода; оценивается изменение амплитуды колебаний поверхности струи во времени. Определено значение потенциальной энергии поверхностного натяжения для эллипсовидной струи различного сечения в диапазоне звуковых частот. Исследованиями установлено, что с увеличением размеров отверстия насадки возрастает потенциальная энергия поверхностного натяжения для эллипсовидной струи - увеличивается устойчивость струи и длина компактной части струи, следовательно, каплеобразование начинается позже. Причем, чем выше частота колебаний (меньше длина волны), тем ниже потенциальная энергия поверхностного натяжения для эллипсовидной струи, тем легче струя распадается на капли. Таким образом, выбирая параметры сечения, можно определять длину струи и характер каплеобразования.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по физике , автор научной работы — Кузнецов А.В., Юмаев Д.М., Рембалович Г.К., Костенко М.Ю., Костенко Н.А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

STUDY OF JET INVERSION OF SPRINKLING NOZZLES WITH ELLIPSOID HOLE

In the open field, crops are cultivated that are irrigated in a combined way - a combination and use of natural precipitation and artificial rain. High energy performance of artificial rain leads to soil destruction and the formation of surface runoff, irregular irrigation, which contributes to the development of erosion. Currently, there are nozzles with holes other than round, although their parameters are insufficiently substantiated. When using non-circular sprinkler holes, jet inversion occurs. During the outflow, the inertia of the liquid movement occurs in radial directions to the hole, which causes the compression of the jet. And when the liquid flows out of the elliptical nozzle, the non-uniformity of pressure in the radial directions arising from inertial loads contributes to the inversion of the jet and contributes to a change in its cross section. When flowing out of sprinkler nozzles, imperfect compression of the jet is most often realized, which is determined not only by the degree of narrowing of the flow, but also by the speed of the jet, the difference in pressure and the forces of surface tension. Let us investigate the stability of a compact jet flowing out of an elliptical hole, proceeding from the surface tension forces using the energy method, estimating the change in the amplitude of oscillations of the jet surface in time. Let us determine the values of the potential energy of surface tension for an ellipsoidal jet of various sections in the range of sound frequencies. Studies have established that with an increase in the size of the nozzle orifice, the potential energy of surface tension for an ellipsoidal jet increases - the stability of the jet and the length of the compact part of the jet increase, therefore, droplet formation begins later. Moreover, the higher the vibration frequency (shorter wavelength), the lower the potential energy of surface tension for an ellipsoidal jet, the easier the jet breaks up into drops. Thus, by choosing the parameters of the section, it is possible to determine the length of the jet and the nature of the drop formation.

Текст научной работы на тему «ИССЛЕДОВАНИЕ ИНВЕРСИИ СТРУИ ДОЖДЕВАЛЬНЫХ НАСАДОК С ОТВЕРСТИЕМ ЭЛЛИПСОВИДНОЙ ФОРМЫ»

5.Metodicheskie ukazanija po provedeniju issledovanij v dlitel'nyh opytah s udobrenijami. Ch.2. (Programma i metody issledovanija pochv) [Tekst]/ V.D. Pannikov [i dr.]. - M., 1986. - 147 s.

6.Polischuk, S.D. Vlijanie ul'tradispersnyh poroshkov kobal'ta na nakoplenie biopolimerov Tekst]/ S.D. Polischuk, D.G. Churilov, V.V.Churilova, I.V.Obidina, G.I. Churilov//Belgorod. Obrazovatel'noe uchrezhdenie vysshego obrazovanija Dagestanskij gumanitarnyj institut/Zh. Zemlja, 2019, №1, 20-26 https://www.elibrary. ru/contents.asp?id=38940624

7. Fadkin, G.N. Vlijanie dlitel'nogo primenenija form azotnyh udobrenij na fosfatnyj rezhim seroj lesnoj tjazhelosuglinistojpochvy [Tekst]/G.N. Fad'kin, Ja.V. Kostin. - Vestnik RGATU. - 2013. - №1(17). - S.31-35.

8.Fadkin, G.N. Zavisimost balansa elementovpitanija v sisteme «Pochva - udobrenie - rastenie» ot form azotnyh udobrenij v uslovijah juga Nechernozemja [Tekst]/ [Tekst]/ G.N. Fakin, D.V. Vinogradov // Vestnik KrasGAU. - 2015. - № 6 (105). - S. 13-18.

9.Fadkin, G.N. Migratsija azota v sisteme «udobrenie - pochva - rastenie» pod vlijaniem dlitel'nogo primenenija udobrenij [Tekst]/ G.N. Fadkin, D.V. Vinogradov, A.V. Schur, G.D. Gogmachadze // Agro'Ekolnfo. - 2015, №4. - http://agroecoinfo.narod.ru/journal/STATYI/2015M/st_15.doc.

10.Habarova, T.V. Agroekologicheskaja effektivnostispolzovanija osadka stochnyh vodi vermikompostovv agrotsenoze ovsa posevnogo [Tekst]/ T.V. Habarova, D.V. Vinogradov, B.I. Kochurov, V.l. Levin, N.V. Byshov// Jug Rossii: ekologija, razvitie. - 2018. - T.13. №2. - S. 132-143.

11. Jakimenko, V.N. Fond mineralnogo azota pochvy v zavisimosti ot balansa kalija v agrotsenozah [Tekst]/ V.N. Jakimenko //Plodorodie.- 2010.-№2. - S.29-31

УДК 631.347 DOI 10.36508fRSATU.2020.23.36.023

ИССЛЕДОВАНИЕ ИНВЕРСИИ СТРУИ ДОЖДЕВАЛЬНЫХ НАСАДОК С ОТВЕРСТИЕМ

ЭЛЛИПСОВИДНОЙ ФОРМЫ

КУЗНЕЦОВ Александр Васильевич, соискатель кафедры технологии металлов и ремонта машин, tmirm@yandex.ru

ЮМАЕВ Дмитрий Михайлович, аспирант кафедры технологии металлов и ремонта машин, yumaeb@yandex.ru

РЕМБАЛОВИЧ Георгий Константинович, д-р техн. наук, декан автодорожного факультета, rgk.rgatu@yandex.ru

КОСТЕНКО Михаил Юрьевич, д-р техн. наук, профессор кафедры технологии металлов и ремонта машин, km340010@rambler.ru

КОСТЕНКО Наталья Алексеевна, канд. техн. наук, доцент кафедры строительства инженерных сооружений и механики, kn340010@yandex.ru

Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева

В открытом грунте возделываются культуры, которые орошаются комбинированным способом -сочетанием естественных осадков и искусственного дождя. Высокие энергетические показатели искусственного дождя приводят к разрушению почвы и образованию поверхностного стока, неравномерности полива, что способствует развитию эрозии. В настоящее время существуют насадки с отверстиями, отличными от круглого, хотя их параметры недостаточно обоснованы. При использовании некруглых отверстий дождевальных насадок возникает инверсия струи. При истечении струи из круглого отверстия возникает инерция движения жидкости в радиальных направлениях к отверстию, что обуславливает сжатие струи. А при истечении жидкости из эллипсовидного сопла неравномерность давлений в радиальных направлениях, возникающих от инерционных нагрузок, способствует инверсии струи, изменению ее поперечного сечения. При истечении из дождевальных насадок чаще всего реализуется несовершенное сжатие струи, которое определяется не только степенью сужения потока, но и скоростью струи, разницей давлений и силами поверхностного натяжения. В данной работе исследуется устойчивость компактной струи, истекающей из отверстия эллиптической формы, исходя из сил поверхностного натяжения с помощью энергетического метода; оценивается изменение амплитуды колебаний поверхности струи во времени. Определено значение потенциальной энергии поверхностного натяжения для эллипсовидной струи различного сечения в диапазоне звуковых частот. Исследованиями установлено, что с увеличением размеров отверстия насадки возрастает потенциальная энергия поверхностного натяжения для эллипсовидной струи - увеличивается устойчивость струи и длина компактной части струи,

© Кузнецов А. В., Юмаев Д. М., Рембалович Г. К., Костенко М. Ю., Костенко Н. А., 2020 г.

следовательно, каплеобразование начинается позже. Причем, чем выше частота колебаний (меньше длина волны), тем ниже потенциальная энергия поверхностного натяжения для эллипсовидной струи, тем легче струя распадается на капли. Таким образом, выбирая параметры сечения, можно определять длину струи и характер каплеобразования.

Ключевые слова: орошение, дождевальная насадка, эллипсовидное отверстие, инверсия струи, волновые явления, энергия поверхностного натяжения.

Введение ных осадков и могут приводить к образованию

Овощеводство является важной отраслью поверхностного стока вследствие неравномерно-сельского хозяйства. Потреблению овощей в раз- сти полива, что способствует эрозии почвы и не-

витых странах придается огромное значение, поэтому их производство и обеспечение населения овощами является важной задачей. Высокая урожайность сельскохозяйственных культур, особенно овощей, достигается применением комбинированного способа орошения - сочетанием искусственного дождя, естественных осадков и грунтовых вод. Процесс орошения сельскохозяйственных культур длится в течение всего периода вегетации - от появления всходов до уборки. Поэтому важно обеспечить энергосбережение и экономичность дождевальных машин.

Параметры дождя, создаваемого современными дождевальными машинами, отличаются высокими энергетическими показателями от естествен-

эффективному использованию ресурсов.

Предотвращение водной эрозии почвы при искусственном орошении возможно на основе совершенствования технологических и конструктивных параметров дождевальных машин. Достижение высоких агротехнических показателей искусственного дождя в первую очередь требует совершенствования конструкций дождевальных насадок.

В настоящее время разработаны насадки с отверстиями, отличными от круглого [5], хотя их параметры недостаточно обоснованы (рис. 1). Основными показателями, определяющими параметры дождевальной машины, являются необходимый напор, интенсивность дождя, площадь полива, размер капель воды [2,4].

Рис. 1 - Насадка с диффузором и отверстие некруглой формы

При использовании некруглых отверстий дождевальных насадок возникает инверсия струи. Силами поверхностного натяжения можно объяснить периодическое изменение характера инверсии по длине струи, которое иногда выглядит как спиральное закручивание истекающей струи, мало зависящее от поперечной закрутки потока жидкости на срезе отверстия. На рисунке 2 изображено эллипсовидное сопло.

ь

Материалы и методы исследований

При истечении возникает инерция движения жидкости в радиальных направлениях к отверстию, что обуславливает сжатие струи [3]. А при истечении жидкости из эллипсовидного сопла неравномерность давлении в радиальных направлениях, возникающих от инерционных нагрузок, способствует инверсии струи, изменению ее поперечного сечения. При истечении из дождевальных насадок чаще всего реализуется несовершенное сжатие струи, которое определяется не только степенью сужения потока, но и скоростью струи, разницей давлений и силами поверхностного натяжения. При выходе из насадки резко меняется давление, но благодаря силам поверхностного натяжения струя не распадается на капли, в ней возникают волновые явления, которые меняют форму и размеры поперечного сечения струи, образуя инверсию (рис. 3).

Рис. 2 - Эллипсовидная форма сопла дождевальной насадки

V, =

(2)

V = -

V =■

(4)

(5)

а2

w

д2

w

дг г дг dz

= 0

(6)

струе, величина среднего радиуса го подвержена изменениям в различных сечениях, поэтому исследуем изменение площади поверхности на участке длины волны Л, так как в этом случае выполняется условие неизменности объема участка струи.

л

W = nj (г0 + а0 • cos(kz))2 dz

(7)

где W - объем струи на длине волны. Проинтегрировав (7) и подставив пределы интегрирования, получим:

Рис. 3 - Изменение продольной формы струи в результате инверсии

Изменение наибольшего радиуса поверхности струи можно представить в виде уравнения

•сокОЬ) С)

?;05 = Ъ +а0

где к - пространственная частота волнового воз мущения, к=2п/Л; Л - длина волны; г0 - средний радиус струи; а0 - приращение радиуса волны, причем ао<< г0 , а0<< Л.

Предположим, что движение жидкости на некотором промежутке постоянное и ламинарное, а также потенциал скорости ф удовлетворяет условию

ду/ Ох

И существует функция скорости ф, удовлетворяющая уравнению Лапласа

Учитывая, что изменение радиусов происходит относительно центральной оси струи, рассмотрим волновые явления в цилиндрических координатах для случая двумерного движения

ду

дг

ду

"дТ

1 ду

W = п( г2Л + а1 —)

(8)

В то же время объем струи, не возмущенной волновыми явлениями, можно представить в виде

Ш = паЪХ (9)

где а - длина большей полуоси эллипса; Ь - длина малой полуоси эллипса.

Учитывая, что длины полуосей связаны соотношением Ъ = а-\Д - е2 , можно записать

W = п—а 2y¡l-t

(10)

где е - эксцентриситет эллипса. Так как объемы струи на участках длины волны равные, определим соотношение размеров полуосей эллипса со средним размером радиуса.

п( г2— + а2 —) = п—ab— Преобразовав, получим

аьЬ ~~2

(11)

(12)

Определим площадь искривленной поверхности струи

dS = J (dr )2 + (dz)2 = dz. 1 + (—)2 V dz

(13)

Проанализируем устойчивость струи, истекающей из отверстия эллиптической формы, исходя из сил поверхностного натяжения с помощью энергетического метода, оценив изменение амплитуды колебаний поверхности струи во времени. Определим изменение полной энергии жидкости в струе, с учетом потенциальной энергии поверхностного натяжения, и кинетической энергии движущейся жидкости.

Так как изменение энергии поверхностного натяжения жидкости пропорционально изменению площади при искривлении поверхности, найдем ее изменение. Учитывая волновые явления в

Продифференцировав выражение (1) и подставив в выражение (13), получим

dS = dzy¡ 1 +а02k2 sin2 (kz) (14)

Разложим подкоренное выражение (14) в ряд Ма-клорена, который выглядит следующим образом [1]:

f (х) = f (0)+1 f' (0)+Ху f" (0) +.

(15)

Представим подкоренное выражение (14) в виде

/ (х) = ^/Г±X7 (16)

Тогда производные от подкоренного выражения будут выглядеть следующим образом

f' (х) = ±(1 ± х2)- 2 х; f' (0) = 0

(17)

г

f"(x) = ±(1 ± x2) 2 ± x

(1 ± x2) 2 x

; f" (0) = о

(18)

Так как значение а^к2 зйг (&г) «1, то можем предположить, что х«1, и с высокой точностью первые члены разложения будут отражать функцию

2

Тогда выражение (14) можно записать в виде

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

dS = dz | 1 +1 a¡2k2 sin2 (kz)

S = 2жХ í r0 +1 r0a¡2k2 j = 2nXr0 í 1 +1 a¡¡k2

(22)

Подставив значение выражения (12) в выражение (22) получим

S = 2жХ\ 1 + -оСк

1 2'-2 i ¡ab

2

(23)

Периметр эллипса вычисляют по приближенным формулам из-за сложности расчетов по точной формуле; наиболее распространенной приближенной формулой является формула Ра-мануджана

Ь «п[з(а + Ь)-у](За + Ь)(а + 36)] (24)

Определим изменение площади поверхности струи при искривлении

AS = 2жЯ| 1 + -alk2

ab _а _

n|3(a + b) (3a + b)(a + 3b) ]

(25)

Потенциальная энергия поверхностного натяжения для эллипсовидной струи, подверженной волновым явлениям, будет выглядеть следующим образом

Е„ = 2жХа

1 +

1a02k2 ab _а _1 [3(a + b) _y¡(3a + b)(a + 3b)]

(26)

где а - коэффициент поверхностного натяжения.

Результаты исследований и их обсуждения

Рассчитаем значения потенциальной энергии поверхностного натяжения для эллипсовидной струи различного сечения в диапазоне звуковых частот и построим график (рис. 4).

6.440"

4.Ы0"

(19)

(20)

Площадь поверхности искривленной струи длиной Л с учетом выражений (1) и (20) равна:

(21)

Преобразовав выражение (21), проинтегрировав и подставив пределы, получим

ВД ВД

Вд UxlO" 1.6*10"

/ t

3 \ * *

/ / .* v

* г . У t / * , ■ > v \ 2

/ \ 1

и

5.6

1 - параметры эллипсовидного отверстия а = 0,003 м, Ь = 0,002 м; 2 - параметры эллипсовидного отверстия а = 0,0035 м, Ь = 0,0025 м; 3 - параметры эллипсовидного отверстия а = 0,004 м, Ь = 0,003 м Рис. 4 - Зависимость потенциальной энергии поверхностного натяжения (Дж) для эллипсовидной струи от длины волны (м)

Анализ рисунка показывает, что с увеличением размеров отверстия насадки возрастает потенциальная энергия поверхностного натяжения для эллипсовидной струи - увеличивается устойчивость струи и длина компактной части струи, следовательно, каплеобразование начинается позже. Причем, чем выше частота колебаний (меньше длина волны), тем ниже потенциальная энергия поверхностного натяжения для эллипсовидной струи, тем легче струя распадается на капли. Изменение характера истечения хорошо заметно на монолитной части для плоских струй, когда приходится несколько периодов, похожих на спираль. В зависимости от условий подачи жидкости и формы отверстия насадки возможны спиральные и псевдоспиральные формы струи. Псевдоспиральная инверсия при определенных условиях превращается в спиральное закручивание струи. Таким образом, выбирая параметры сечения, можно определять длину струи и характер каплеобразования.

Заключение

В результате исследований установлено, что с увеличением размеров отверстия насадки возрастает потенциальная энергия поверхностного натяжения для эллипсовидной струи - увеличивается устойчивость струи, следовательно, каплеобразо-вание начинает позже. Причем, чем выше частота колебаний (меньше длина волны), тем ниже потенциальная энергия поверхностного натяжения для эллипсовидной струи, тем легче струя распадается на капли. Таким образом, выбирая параметры сечения, можно определять длину струи и характер каплеобразования.

Список литературы

1. Справочник по математике (для научных работников и инженеров) / Г. Корн, Т. Корн. - М. : Наука, - 1978. - 832с. : ил.

2. Машины и установки дождевальные. Методы оценки функциональных показателей. СТО АИСТ

11.1 - 2010. - 56 с.

3. Особенности истечения жидкости через отверстия некруглой формы / В. Н. Пильгунов, К. Д. Ефремова // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. - 2015. - № 2. - С. 1-23.

4. Пат. 187870 Российская Федерация А0^ 25/09. Дождевальная установка для полива кассетной рассады в теплице / Рязанцев Анатолий Иванович, Травкин Владислав Сергеевич, Рем-балович Георгий Константинович, Бышов Николай Владимирович, Борычев Сергей Николаевич, Лазуткина Лариса Николаевна, Костенко Михаил Юрьевич, Безносюк Роман Владимирович, Кузнецов Александр Васильевич, Богданчиков Илья Юрьевич; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный агротехнологиче-

ский университет имени П.А. Костычева" (ФГБОУ ВО РГАТУ) - №: 2018133057, заявл. 17.09.2018; опубл.: 21.03.2019, Бюл. № 9.- 3 с.

5. Пат. 2672448 Российская Федерация А0^ 25/09 . ДОЖДЕВАЛЬНЫЙ АППАРАТ / Рязанцев Анатолий Иванович, Ольгаренко Геннадий Владимирович, Терпигорев Анатолий Анатольевич, Агейкин Алексей Викторович, Мищенко Николай Андреевич, Грушин Алексей Владимирович, Гжи-бовский Сергей Александрович; Лебедев Денис Андреевич, заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное научное учреждение научно-исследовательский институт систем орошения и сельхозводоснабжения "Радуга" - №: 2017141458, заявл. 29.11.2017; опубл.: Опубликовано: 14.11.2018 Бюл. № 32.- 7 с.

UDC 631.347

STUDY OF JET INVERSION OF SPRINKLING NOZZLES WITH ELLIPSOID HOLE

Kuznetsov Alexander V., Applicant for the Department of Metal Technology and Machine Repair, tmirm@ yandex.ru

Yumaev Dmitry M., postgraduate student of the Department of Metal Technology and Machine Repair, yumaeb@yandex.ru

Rembalovich Georgy K., Dr. Sciences, Dean of the Faculty of Road Transport, rgk.rgatu@yandex.ru

Kostenko Mikhail Yu., Dr. Sciences, Professor of the Department of Metal Technology and Machine Repair, km340010@rambler.ru

Kostenko Natalia A., Cand. tech. Sciences, Associate Professor of the Department of Construction of Engineering Structures and Mechanics, kn340010@yandex.ru

Ryazan State Agrotechnological University named after P.A. Kostycheva

In the open field, crops are cultivated that are irrigated in a combined way - a combination and use of natural precipitation and artificial rain. High energy performance of artificial rain leads to soil destruction and the formation of surface runoff, irregular irrigation, which contributes to the development of erosion. Currently, there are nozzles with holes other than round, although their parameters are insufficiently substantiated. When using non-circular sprinkler holes, jet inversion occurs. During the outflow, the inertia of the liquid movement occurs in radial directions to the hole, which causes the compression of the jet. And when the liquid flows out of the elliptical nozzle, the non-uniformity of pressure in the radial directions arising from inertial loads contributes to the inversion of the jet and contributes to a change in its cross section. When flowing out of sprinkler nozzles, imperfect compression of the jet is most often realized, which is determined not only by the degree of narrowing of the flow, but also by the speed of the jet, the difference in pressure and the forces of surface tension. Let us investigate the stability of a compact jet flowing out of an elliptical hole, proceeding from the surface tension forces using the energy method, estimating the change in the amplitude of oscillations of the jet surface in time. Let us determine the values of the potential energy of surface tension for an ellipsoidal jet of various sections in the range of sound frequencies. Studies have established that with an increase in the size of the nozzle orifice, the potential energy of surface tension for an ellipsoidal jet increases - the stability of the jet and the length of the compact part of the jet increase, therefore, droplet formation begins later. Moreover, the higher the vibration frequency (shorter wavelength), the lower the potential energy of surface tension for an ellipsoidal jet, the easier the jet breaks up into drops. Thus, by choosing the parameters of the section, it is possible to determine the length of the jet and the nature of the drop formation.

Key words: irrigation, sprinkler nozzle, elliptical hole, jet inversion, wave phenomena, surface tension energy.

Literatura

1. Spravochnik po matematike (dlya nauchnyh rabotnikov i inzhenerov). /Korn G., Korn T.// M.: Nauka, -1978, - 832s.: il.

2. Mashinyiustanovkidozhdeval'nye. Metodyocenkifunkcional'nyhpokazatelej. STOAIST11.1 -2010.- 56s.

3. Osobennosti istecheniya zhidkosti cherez otverstiya nekrugloj formy. / Pil'gunov V. N., Efremova K. D. // Nauka i obrazovanie: nauchnoe izdanie MGTU im. N.E. Baumana. 2015. № 2. S. 1-23.

4. Pat. 187870 Rossijskaya Federaciya A01G 25/09. Dozhdeval'naya ustanovka dlya poliva kassetnoj rassady v teplice / Ryazancev Anatolij Ivanovich, Travkin Vladislav Sergeevich, Rembalovich Georgij Konstantinovich, Byshov Nikolaj Vladimirovich, Borychev Sergej Nikolaevich, Lazutkina Larisa Nikolaevna, Kostenko Mihail YUr'evich, Beznosyuk Roman Vladimirovich, Kuznecov Aleksandr Vasil'evich, Bogdanchikov Il'ya YUr'evich; zayavitel' i patentoobladatel' Federal'noe gosudarstvennoe byudzhetnoe obrazovatel'noe

El

uchrezhdenie vysshego obrazovaniya "Ryazanskijgosudarstvennyjagrotekhnologicheskij universitetimeniP.A. Kostycheva"(FGBOU VO RGATU) - №: 2018133057, zayavl. 17.09.2018; opubl.: 21.03.2019, Byul. № 9.- 3 s.

5. Pat. 2672448 Rossijskaya Federaciya A01G 25/09 . DOZHDEVAL'NYJ APPARAT/Ryazancev Anatolij Ivanovich, Ol'garenko Gennadij Vladimirovich, Terpigorev Anatolij Anatol'evich, Agejkin Aleksej Viktorovich, Mishchenko Nikolaj Andreevich, Grushin Aleksej Vladimirovich, Gzhibovskij Sergej Aleksandrovich; Lebedev Denis Andreevich, zayavitel' i patentoobladatel' Federal'noe gosudarstvennoe byudzhetnoe nauchnoe uchrezhdenie nauchno-issledovatel'skij institut sistem orosheniya i sel'hozvodosnabzheniya "Raduga" - №: 2017141458, zayavl. 29.11.2017; opubl.: Opublikovano: 14.11.2018 Byul. № 32.- 7 s.

УДК 631.8:631.452 DOI 10.36508fRSATU.2020.11.68.024

СПОСОБ ОСВОЕНИЯ ЗАЛЕЖНЫХ ЗЕМЕЛЬ НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ КОРМОВЫХ КУЛЬТУР

МАЖАЙСКИЙ Юрий Анатольевич, д-р с.-х. наук, профессор кафедры экономики и менеджмента, director@mntc.pro

ПАВЛОВ Артём Андреевич, аспирант кафедры экономики и менеджмента, kupoz@mail.ru

Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева,

Одной из современных экологических проблем планеты является деградация почв. Вследствие их длительного неиспользования и наращивания производства кормов для развития животноводства особую актуальность приобретают исследования в области освоения залежных земель с учетом локальных особенностей природной среды. Учитывая, что производство кормовых культур представляет собой один из щадящих режимов воздействия на природную среду, в работе предлагается начинать освоение залежных земель с выращивания однолетних и многолетних трав с применением почвенных мелиорантов, в качестве которых используется гуминовый препарат с биогумусом. Целью работы является изучение воздействия гуминового препарата с биогумусом на свойства почвы и содержание питательных веществ в сене полученного урожая кормовых трав. Установлено влияние предлагаемых почвенных мелиорантов на повышение качества кормов, а также положительное влияние на основные показатели плодородия почвы. Таким образом, на опытных вариантах было достигнуто содержание в сухом веществе сена сырого протеина 13,21-14,71 %, сырого жира 3,28-3,51 %, сырой золы 5,92-7,81 %, фосфора 0,33-0,38%, кальция 0,59-0,69 %. В почвенном горизонте 0-20 см на опытных вариантах зафиксировано увеличение содержания подвижного калия до 111,4-164,2 мг/кг, подвижного фосфора до 71,7-124,4 мг/кг. В ходе анализа экономической и энергетической составляющих предлагаемого подхода применения удобрений рассчитано, что стоимость растениеводческой продукции покрывает расходы на применение почвенных мелиорантов. Уровень рентабельности при этом на дерново-подзолистой почве - в пределах 6,7-10,5 %, на серой лесной почве - 12,5-14,0 % по усредненным данным за три года опыта. Коэффициент энергетической эффективности составил 2,3-2,5 ед. В результате проведенных исследований рекомендовано применение гуминового препарата в дозе 150 л/га (с концентрацией 0,015 %) в почву вместе с биогумусом в дозе 10 т/га перед посевом в полном объеме в почву.

Ключевые слова: гуминовый препарат, биогумус, почвенное плодородие, кормовые травы, сено, урожайность, биологизация земледелия, уровень грунтовых вод.

Введение

На сегодняшний день одним из приоритетных направлений развития сельского хозяйства становится рациональное использование сельскохозяйственных угодий. Выведенные из оборота площади со временем превращаются в залежные земли, подверженные деградационным процессам, зарастающие сорной и кустарниковой растительностью с большим количеством возбудителей болезней культурных растений, выращиваемых на прилегающих территориях (Дзыбов, 2016).

В государственном докладе о состоянии и использовании земель в 2016 году опубликовано,

что на территории Российской Федерации за последнее десятилетие площадь залежных земель составляет 4,9-5,1 млн га. По данным министерства сельского хозяйства на территории Рязанской области площадь залежных земель составляет примерно 150 тыс. га.

В целях сохранения плодородия почвы при борьбе с деградацией и освоения залежных земель в целом становится необходимым создание и поддержание условий с оптимальным агрофизическим и агрохимическим состоянием почв.

Производство кормовых культур представляет собой один из щадящих режимов воздействия

© Мажайский Ю. А., Павлов А. А., 2020 г

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.