CC BY
12
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
10. Припоров Е. В. Технологические, энергетические и экономические показатели работы универсального парового культиватора // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2020. № 3 (83). С. 198-201.
11. Слободян С. М., Романишин А. Е., Романишина С. А. Скольжение почвы по режущему органу // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2014. № 7 (117). С. 146-153.
12. Юнусов Г. С., Ахмадеева М. М., Жук А. Ф. Обеспеченность растениеводства почвообрабатывающей техникой: состояние и перспективы // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2018. Т. 13. № 1 (48). С. 132-137.
13. Basic Parameters Substantiation of the Cultivator Working Body for the Continuous Tillage in the System of Ecologically Safe Resource-Saving Agriculture / V. V. Myalo, O. V. Myalo, E. V. Dem-chuk, V. V. Mazyrov // IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 224. 2019. № 012023.
14. Dalke I., Malyshev R., Maslova S. Growth of Heracleum sosnowskyi Manden. plant in indoor conditions after end of vegetation period (Version 0.1). Zenodo, 2018. http://doi.org/10.5281/zenodo.1244757.
15. Dobrinov A. V., Trifanov A. V., Chugunov S. V. Analysis and estimate of efficiency technological methods the destruction of Sosnowsky hogweed in the north-west region of Russia // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021. № 723 (3). Р. 032087.
16. Dzhabborov N. I., Dobrinov A. V., Eviev V. A. Evaluation of the energy parameters and agrotechnical indicators of aggregate for deep subsurface tillage // Journal of Physics: Conference Series. 2019. № 012036.
17. Modeling of the accumulation of kinetic energy in elastic elements and change in the constructive parameters of a dynamic soil-processing working part / N. I. Jabborov, A. V. Sergeev, V. A. Eviev, N. G. Ochirov // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2021. Vol. 16. № 6. Р. 623-629.
Информация об авторах Добринов Александр Владимирович, кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник отдела технологий и технических средств производства продукции растениеводства (196625, Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация), тел. 8(812) 466-55-78, ORCID: 0000-0002-3242-1235, E-mail: a.v.dobrinov@yandex.ru.
Джабборов Нозим Исмоилович, доктор технических наук, профессор, ведущий научный сотрудник отдела технологий и технических средств производства продукции растениеводства, (196625, Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация), тел. 8(812) 466-55-78, ORCID: 0000-0001-8910-2625, E-mail: nozimjon-59@mail.ru.
Чугунов Сергей Валерьевич, научный сотрудник отдела технологий и технических средств производства продукции растениеводства (196625, Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация), тел. 8(812) 466-55-78, 0000-0001-6820-3152, E-mail: mexfak@inbox.ru.
DOI: 10.32786/2071-9485-2022-02-58 RESEARCH OF CHANGES IN THE LEVEL OF WATER ACIDITY IN RECIRCULATING AQUACULTURE SYSTEM
A. P. Evdokimov, R. A. Evdokimov. A. A. Cherniaev
Volgograd State Agrarian University, Volgograd Received 22.04.2022 Submitted 26.05.2022
The research was carried out within the framework of the postgraduate training program in the department "Electrical equipment and electrical equipment of agricultural enterprises " of the Volgograd State Agrarian University on a budgetary basis
Summary
The article presents the results of a study of changes in the pH level in recirculating aquaculture system. The dependences of the change in the level of water acidity over time during normal operation and in an emergency are obtained.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Abstract
Introduction. When breeding fish in recirculating water supply systems, it is necessary to control the level of water acidity, since its change affects the survival of fish, feeding intensity, feed absorption, growth, gas exchange and other processes. The development and implementation of digital devices for monitoring changes in the level of water acidity and systems for its regulation based on modern microcontrollers is an important task for automating fish production by reducing emergency situations in recirculating water supply installations and increasing the economic efficiency of these installations. Object. Water quality in recirculating water supply systems. Materials and methods. Recirculating water supply installations are a system consisting of several interconnected nodes. In the process of operation of recirculating water supply installations, the filtration elements are exposed to a large load of pollutants, which can lead to their failure and disruption of the acidity self-regulation system. To obtain data on changes in pH under industrial conditions, a digital device has been developed for collecting and processing data on water acidity when breeding sturgeon in recirculating water supply systems. Results and conclusions. As a result of studies of fluctuations in the level of acidity of water in a pool with fish, the dependences of pH changes on time were obtained during normal operation and in an emergency. The results of pH measurements obtained in real production conditions make it possible to present requirements for pH control systems. A mathematical model is proposed that makes it possible to predict the change in the content of the corrective agent introduced into the pool for recirculating water supply installations with make-up water supply.
Key words: water acidity, recirculating water supply installations, microcontroller, sturgeon fish.
Citation. Evdokimov A.P., Evdokimov R.A., Cherniaev A.A. Research of changes in the level of water acidity in recirculating aquaculture system. Proc. of the Lower Volga Agro-University Comp. 2022. 2(66). 480-490 (in Russian). DOI: 10.32786/2071-9485-2022-02-58.
Author's contribution. All authors of the current study are directly involved in the planning, execution or analysis of this study. All authors submitted articles about travel and travel submitted in the final version.
Conflict of interest. The author declares no conflict of interest.
УДК 639.3.06:681.542.8:004.942
ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ УРОВНЯ КИСЛОТНОСТИ ВОДЫ В УСТАНОВКАХ ЗАМКНУТОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ
А. П. Евдокимов, кандидат технических наук, доцент Р. А. Евдокимов, кандидат физико-математических наук, доцент
А. А. Черняев, аспирант
Волгоградский государственный аграрный университет, г. Волгоград Дата поступления в редакцию 22.04.2022 Дата принятия к печати 26.05.2022
Исследования проводились в рамках программы аспирантской подготовки по кафедре «Электрооборудование и электрохозяйство предприятий АПК» Волгоградского государственного аграрного университета на бюджетной основе
Актуальность. При разведении рыбы в установках замкнутого водоснабжения (УЗВ) необходимо контролировать уровень кислотности воды, поскольку его изменение оказывает влияние на выживаемость рыб, интенсивность питания, усвоение корма, рост, уровень газообмена и другие процессы. Разработка и внедрение цифровых устройств отслеживания изменения уровня кислотности воды и систем его регулирования на базе современных микроконтроллеров является важной задачей автоматизации рыбного производства за счет снижения аварийных ситуаций в УЗВ и повышения экономической эффективности данных установок. Объект. Качество воды в установках замкнутого водоснабжения. Материалы и методы. Установки замкнутого водоснабжения представляют собой систему, состоящую из нескольких взаимосвя-
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
занных узлов. В процессе работы УЗВ на элементы фильтрации оказывается большая нагрузка загрязняющими веществами, что может привести к выходу их из строя и нарушению системы саморегулирования кислотности. Для получения данных об изменении рН в производственных условиях разработано цифровое устройство для сбора и обработки данных о кислотности воды при разведении осетровых пород рыб в установках замкнутого водоснабжения. Результаты и выводы. В результате проведения исследований колебаний уровня кислотности воды в бассейне с рыбой получены зависимости изменения рН от времени при работе в штатном режиме и при аварийной ситуации. Полученные в условиях реального производства результаты измерений рН позволяют предъявить требования к системам регулирования рН. Предложена математическая модель, которая дает возможность прогнозировать изменение содержания корректирующего вещества, вносимого в бассейн, для УЗВ с подачей подпиточной воды.
Ключевые слова: кислотность воды, установки замкнутого водоснабжения, микроконтроллеры, осетровые породы рыбы.
Цитирование. Евдокимов А. П., Евдокимов Р. А., Черняев А. А. Исследование изменения уровня кислотности воды в установках замкнутого водоснабжения. Известия НВ АУК. 2022. 2(66). 480-490. DOI: 10.32786/2071-9485-2022-02-58.
Авторский вклад. Все авторы настоящего исследования принимали непосредственное участие в планировании, выполнении или анализе данного исследования. Все авторы настоящей статьи ознакомились с представленным окончательным вариантом и одобрили его.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Введение. Результатом развития индустриального рыбоводства в садках и бассейнах стало разведение рыбы в замкнутых системах водоснабжения. Данный способ позволяет сократить до минимума потребление чистой воды, строить рыбоводческие предприятия на источниках воды небольшой мощности, разводить различные породы рыб независимо от внешних погодных условий, исключать период зимовки, управлять режимами выращивания рыбы, регулировать температуру воды и кормление, что приводит к увеличению темпов прироста массы по сравнению с другими способами разведения. Применение установок замкнутого водоснабжения в исследовательских целях дает возможность создавать в лаборатории необходимые условия практически для любого обитателя пресных и соленых вод [1, 2, 11], но при всех плюсах в УЗВ есть и недостатки.
Для правильного функционирования установок, создания безопасной среды для рыбы необходим постоянный контроль химического состава воды, одним из важных показателей которого является уровень рН [3, 5].
На изменение рН в замкнутой системе водоснабжения влияют как биологические процессы, происходящие в бассейне, например, выделение продуктов жизнедеятельности рыбы, так и технологические процессы. При выходе из строя одного из элементов системы фильтрации воды баланс рН может смещаться к опасным значениям. Например, засорение механического фильтра приводит к тому, что из воды перестают удаляться загрязнения. Неотфильтрованная вода возвращается в бассейн, а рН воды падает в кислотную сторону, создавая угрозу как рыбе, так и правильной работе всей системы.
Изменение уровня рН влияет на интенсивность питания, степень усвоения корма, рост, уровень газообмена и другие жизненные процессы, а в критических случаях может привести к гибели рыбы [6, 9, 10].
Низкие значения уровня кислотности снижают защитную способность рыб к болезням. Как известно, при снижении рН до 5,5 у карпа появляется повышенная чувствительность к водным бактериям, а процесс денитрификации смещает рН в щелочную сторону, поэтому при разведении рыбы в УЗВ токсичные и вредные для рыбы вещества должны проходить процесс фильтрации и удаления.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Устройства для автоматического измерения и поддержания уровня кислотности воды повышают экономическую эффективность работы УЗВ за счет сокращения потерь оборотной воды и увеличивают прирост массы разводимой рыбы. При этом могут применяться микроконтроллеры, программируемые логические контроллеры и SCADA-системы, а также технологии беспроводной связи [12]. Микроконтроллер является относительно недорогим и малогабаритным средством автоматизации, что дает ему несомненное преимущество перед другими средствами автоматизации [4, 7, 8].
Материалы и методы. Установка замкнутого водоснабжения представляет собой систему, состоящую из нескольких взаимосвязанных элементов, выполняющих определенную задачу. Структурная схема установки приведена на рисунке 1. Элементами такой системы являются накопительная емкость с подпиточной водой, ультрафиолетовый обеззараживатель воды, бассейн с рыбой, механический фильтр, биологический фильтр, насос водяной и аэратор.
Рисунок 1 - Структурная схема установки замкнутого водоснабжения: Н - накопительная емкость, УФО - ультрафиолетовое обеззараживание воды, МФ - механический фильтр, БФ - биологический фильтр, НВ - насос водяной, А - аэратор
Figure 1 - RAS block diagram: H - storage tank, УФО - ultraviolet disinfection of water,
МФ - mechanical filter, БФ - biological filter, HB - water pump, A - oxygen generator
Вода, вытекающая из бассейна с рыбой с остатками корма, попадает в механический фильтр, где подается на мелкую сетку барабана, задерживающую крупные и средние остатки кормов. После того как сетка барабана забивается, уровень воды в фильтре поднимается и включаются промывочные форсунки, подающие чистую воду под давлением. Механическую фильтрацию применяют с целью снизить мутность воды и очистить её от загрязнения.
После фильтрации в механическом фильтре вода подвергается процессу биологической очистки, которая заключается в утилизации растворенных загрязняющих веществ, которые не были удалены на этапе механической очистки посредством микроорганизмов.
Микроорганизмы, живущие колониями на поверхности пластиковой загрузки биологического фильтра, окисляют органические азотосодержащие выделения рыбы и остатки корма, преобразуя их в простые неорганические соединения - вода, углекислый газ (CO2) и аммиак посредством нитрификации, денитрификации и минерализации.
В процессе работы установок на компоненты фильтрации оказывается большая нагрузка загрязняющими веществами, что может привести к выходу из строя одного из элементов фильтрации, нарушив тем самым баланс системы и саморегулирование рН, что приводит к необходимости плановой проверки и ручной чистки элементов фильтрации или перезапуску всей системы.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Для получения данных об изменении рН в производственных условиях авторами разработано цифровое устройство для сбора и обработки данных о кислотности воды при разведении осетровых пород рыб в установках замкнутого водоснабжения, принципиальные схемы которого приведены на рисунках 2 и 3.
Рисунок 2 - Принципиальная схема блока сбора данных рН Figure 2 - Schematic diagram of a pH data acquisition device
Рисунок 3 - Принципиальная схема блока извлечения данных из памяти микроконтроллера Figure 3 - Schematic diagram of a device of retrieving data from the memory of a microcontroller
Блок сбора данных (рисунок 2) работает от источника питания 5 В, который питает микросхемы памяти DD1, микроконтроллера DD2 и плату усилителя измерительного электрода. Данные с аналогового выхода измерительного усилителя P0 поступают в порт A микроконтроллера, где преобразуются в цифровой код с помощью аналого-цифрового преобразователя и сохраняются во внешней памяти EEPROM, рассчитанной на 16 500 измерений рН.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Блок извлечения данных из памяти микроконтроллера (рисунок 3) работает от источника питания 5 В и содержит микроконтроллер DD2, интегральную микросхему DD1, преобразующую сигналы последовательного порта RS-232 компьютера в сигналы, уровень которых необходим микроконтроллеру, а также микросхему памяти EEPROM с анализируемыми данными. Связь микросхемы памяти с микроконтроллером организована по протоколу ПС. При нажатии на кнопку SB 1 микроконтроллер передает данные из памяти EEPROM в компьютер с помощью последовательного интерфейса.
Результаты и обсуждение. В результате проведения исследований уровня кислотности воды в бассейне с осетрами получены зависимости изменения в них рН во времени. Измерения производились каждые 90 секунд непрерывно в течение суток. График изменения рН при штатном режиме работы установки в бассейне с осетровыми показан на рисунке 4.
Рисунок 4 - График изменения рН в бассейне при штатном режиме работы
Figure 4 - The graph of pH changes in basins during normal operation
На рисунке 5 показаны два провала значений рН, которые были следствием аварийного выхода из строя механического фильтра УЗВ, вследствие чего кислотность воды рН опустилась с 6,96 ед. до опасного для рыбы значения 6,66 ед.
Рисунок 5 - Результаты измерения рН воды в бассейне
Figure 5 - Results of measuring the pH of water in a pool
485
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Засорение сетки барабана фильтра привело к тому, что вода перестала фильтроваться и возвращалась в бассейн в загрязненном состоянии. По графику можно увидеть, что аварийная ситуация длилась более часа, прежде чем работа установки была возобновлена.
Повторная авария продолжалась более полутора часов. Несвоевременное реагирование персонала является следствием того, что процесс измерения рН не автоматизирован и отсутствует какая-либо сигнализация на случай аварийных ситуаций, а время устранения аварийной ситуации напрямую зависит от человеческого фактора.
По данным, полученным в ходе измерений (рисунок 6), можно установить скорость падения рН, что дает возможность предъявить технические требования к системе регулирования, которая позволит смягчить колебания уровня кислотности. Это благоприятно отразится на разводимых гидробионтах, а также предохранит компоненты системы от выхода из строя.
Рисунок 6 - График изменения рН во время аварийной ситуации Figure 6 - PH change graph during an emergency
Рисунок 7 - Схема УЗВ с применением корректирующего вещества Figure 7 - RAS scheme with the introduction of a correcting substance
486
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Г dm Г
I —- = —к I dt J m(t) J
Для поддержания необходимого уровня кислотности воды применяются корректирующие вещества, например, растворы HCl, H2SO4, NaHCO3, Na2CO3. Так, применение раствора пищевой соды (NaHCO3) позволяет не только повысить рН воды в щелочную сторону, но и увеличить производительность биологического фильтра.
Для оценки количества вносимого корректирующего кислотность вещества составим математическую модель изменения рН, которая предусматривает замкнутый цикл движения воды в УЗВ при отсутствии случайных протечек потерь воды в процессе фильтрации. Коэффициент сопротивления труб примем равным нулю. Потерями напора вследствие перепада давлений пренебрежем.
Как правило, внесение корректирующего вещества осуществляется в твердом состоянии, поэтому изменение pH происходит не сразу.
Пусть m — масса твердого корректирующего вещества, внесенного в бассейн с рыбой. Можно предположить, что скорость растворения корректирующего вещества будет пропорциональна массе внесенного вещества:
— = —к • т, (1)
dt v '
где к - коэффициент пропорциональности, на значение которого влияет множество факторов: плотность корректирующего вещества, температура воды в бассейне и даже активность рыбы.
Дифференциальное уравнение (1) относится к уравнениям с разделяющимися переменными и решается интегрированием левой и правой части:
dm
m(t)
lnlm(t)| = — к • t + InC m(t) = С • e~k't.
Постоянная интегрирования С находится при нулевых начальных условиях и имеет в данном случае смысл массы внесенного корректирующего вещества:
С = т( 0) = т0.
То есть, растворяясь, масса твердого вещества убывает по экспоненциальному закону:
m(t) = т0 • е~к' 1,
а это значит, что в растворе она возрастает по закону:
m(t) = т0 — т0 • е~к' 1. (2)
После растворения корректирующего вещества уровень pH не остается стабильным, поскольку, как следует из рисунка 7, в бассейн поступает подпиточная вода, и такое же количество воды удаляется из бассейна. Работа системы фильтрации практически не оказывает воздействия на массу корректирующего вещества в бассейне.
Расход воды Q определяется скоростью переноса физически бесконечно малого объема dV за время dt и является одинаковым на входе и выходе:
dV
Строго говоря, плотность корректирующего раствора в объеме dV бассейна равна отношению массы активного вещества dm , растворенного в данном объеме, к объему dV:
dm
p = lv-
487
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Однако если исходить из того, что перемешивание раствора происходит достаточно интенсивно, то можно ввести в расчет среднюю по объему бассейна плотность, которая в определенный момент времени t может быть найдена следующим образом:
т(£)
Тогда, с учетом введенных обозначений и того факта, что количество активного вещества в растворе уменьшается, справедливо следующее соотношение:
т(£)
dm = — р • dV ~ — рср • Q • dt =
Q • dt.
После разделения переменных получаем:
dm
Г dm = Q Г J ^(t) = —VuJ
m(t)
Решение данного уравнения имеет вид:
dt.
т(Ь) = т0 • е . (3)
Так как процессы растворения вносимого корректирующего вещества и его удаления с подпиточной водой происходят одновременно, то решения (2) и (3) необходимо просуммировать:
m(t) = т0 • 11
е k'f + е
о_
(4)
Выражение (4) описывает характер процесса изменения массы растворяемого в бассейне активного вещества от времени при одновременном удалении части воды из бассейна. График функции т(Ь) при циклическом внесении активного вещества показан на рисунке 8.
Рисунок 8 - Зависимость массы т растворяемого активного вещества в бассейне в функции времени
Figure 8 - Dependence of the mass m of the dissolved active substance in the pool as a function of time
Полученная математическая модель изменения массы активного корректирующего вещества в бассейне позволит в дальнейшем предъявить требования к системе смягчения падений рН при аварийных ситуациях, а также к системе поддержания рН в необходимых пределах.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Выводы. Предложенные технические решения позволяют осуществлять сбор данных для контроля над уровнем кислотности воды в установках замкнутого водоснабжения, что способствует улучшению показателей жизнеобеспечения гидробионтов, к которым относятся рост, усвоение корма, выживаемость и ряд других параметров.
Полученные зависимости изменения уровня кислотности воды во времени позволяют определить оптимальные параметры системы контроля уровня рН в УЗВ в штатном и аварийном режимах.
Предложенная математическая модель дает возможность прогнозировать изменение содержания корректирующего вещества, вносимого в бассейн, для УЗВ с подачей подпиточной воды.
Дальнейшие исследования в рамках проводимой научно-практической работы позволят внедрить цифровые устройства и автоматизированные системы для улучшения основных показателей качества воды как средства повышения жизнеспособности гидробионтов.
Библиографический список
1. Богачев А. И. Российский сектор аквакультуры: состояние и значение для экономики // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2018. № 2 (57). С. 227-236.
2. Буяров В. С., Юшкова Ю. А., Буяров А. В. Пути повышения эффективности товарного рыбоводства // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2019. Т. 12. № 1 (60). С. 161-168.
3. Динамика функционального состояния молоди гибрида русско-ленского осетра при моделировании условий выращивания в установке замкнутого водоснабжения / Е. Н. Пономарева, Г. Ф. Металлов, В. А. Григорьев [и др.] // Известия высших учебных заведений. СевероКавказский регион. Серия: Естественные науки. 2012. № 5 (171). С. 72-76.
4. Жукова М. А., Улезько А. В. Концептуальный подход к формированию цифровой платформы агропродовольственного комплекса // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2020. Т. 13. № 4 (67). С. 238-250.
5. Инновационная биотехнология получения экологически чистой продукции аквабио-культуры в модульной установке замкнутого водоснабжения / Г. Г. Матишов, Е. Н. Пономарева, А. В. Казарникова [и др.] // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Естественные науки. 2016. № 3(191). С. 41-48.
6. Инновационные решения в условиях импортозамещения / С. И. Кононенко, Н. А. Юрина, Е. А. Максим, А. З. Утижев // Вестник аграрной науки Дона. 2016. № 3(35). С. 93-99.
7. Микроконтроллерное оборудование в сельскохозяйственном производстве / Н. С. Панферов, Е. В. Пестряков, С. В. Митрофанов [и др.] // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2020. № 3 (83). С. 211-216.
8. Мурашова Н. В. Формирование механизма цифровой трансформации сельского хозяйства // Вестник НГИЭИ. 2021. № 9 (124). С. 129-138.
9. Пронина Г. И. Возможность повышения иммунной устойчивости гидробионтов в аквакультуре // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2014. № 3 (47). С. 180-182.
10. Рыбоводно-биологическая характеристика сибирского осетра при выращивании на основе комбикормов с белковым концентратом из белого люпина / Д. А. Ранделин [и др.] // Известия НВ АУК. 2021. № 3 (63). С. 218-226.
11. Совершенствование процессов товарного выращивания тепловодных объектов аква-культуры / Е. Г. Васильева, И. В. Мельник, В. И. Кантемиров, В. Н. Крючков // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2019. № 3(55). С. 258-264.
12. Чуба А. Ю. Современные решения в области цифровизации и автоматизации сельского хозяйства // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2019. № 5 (79). С. 163-165.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Информация об авторах Евдокимов Алексей Петрович, доцент кафедры «Электрооборудование и электрохозяйство предприятий АПК» ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный аграрный университет» (400002, г. Волгоград, пр-т Университетский, 26), кандидат технических наук, доцент, тел. 8 (961) 073-77-48, email: apevdokimov@yandex.ru
Евдокимов Роман Александрович, доцент кафедры «Физика» ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный аграрный университет» (400002, г. Волгоград, пр-т Университетский, 26), кандидат физико-математических наук, тел. 8 (903) 372-34-28, e-mail: vstu1@rambler.ru
Черняев Артем Андреевич, аспирант кафедры «Электрооборудование и электрохозяйство предприятий АПК» ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный аграрный университет» (400002, г. Волгоград, пр-т Университетский, 26), тел. 8 (902) 652-60-82, e-mail: www_artemka_ru@mail.ru
DOI: 10.32786/2071-9485-2022-02-59 DETERMINATION OF THE OPERATING AND HYDROTECHNICAL CHARACTERISTICS OF RECLAIM SYSTEMS WHEN USING THE DON-K IRRIGATION MACHINE
O. V. Kozinskaya, V. S. Bocharnikov, А. L. Kalyanov, R. Z. Kiseleva
Volgograd State Agrarian University, Volgograd Received 15.03.2022 Submitted 25.05.2022
Summary
The article presents the operational characteristics of a wide-coverage circular sprinkler and their effect on the quality of irrigation.
Abstract
Introduction. With the revival of land reclamation in Russia, it became necessary to create new domestic irrigation equipment capable of meeting the technical, operational and environmental characteristics and competing with foreign ones. With the development of irrigation, the main task is the creation of modern high-tech equipment and the use of innovative technologies that provide the best conditions for achieving maximum results in the cultivation of agricultural products. Object. The object of the study is the wide coverage sprinkling machine «Don-К». Materials and methods. The research was carried out at the Educational-Scientific-Production Center «Gornaya Polyana» of the Volgograd State Agrarian University. The operational and technological assessment of the sprinkler was carried out according to GOST 24055-88, GOST 24057-88, SP 11-104-97. Results and conclusions. Widely used wide-sprinkler sprinklers are distinguished by good rain quality, a large degree of dispersal of the irrigation flow, the ability to select and adjust operating parameters in accordance with agro-technical requirements. The sprinkler under study is programmed with 8 different speeds. The actual irrigation rates were experimentally determined at different rates, their range was from 80 to 350 m3/ha, with a pressure deviation of 15% from normal - from 70 to 308 m3/ha, and with a deviation of 25 5% - from 66 to 290 m3/ha, that is, the irrigation rate decreased on average by 12 and 17% of the standard. The overrun and backlog of support bogies depends on local conditions (relief, encountered resistance on the path of movement, wheel slip). The material of the water-carrying pipeline made of composite material allows the use of this sprinkling machine on various terrains. The calculation to determine the external and internal loads showed high strength.
Key words: sprinkling irrigation, sprinkling machines, rain layer, rut depth, overrun, backlog of support carts.
Citation. Kozinskaya O.V., Bocharnikov V.S., Kalyanov A.L., Kiseleva R.Z. Determination of the operating and hydrotechnical characteristics of reclaim systems when using the DON-K irrigation machine. Proc. of the Lower Volga Agro-University Comp. 2022. 2(66). 490-498 (in Russian). DOI: 10.32786/2071-9485-2022-02-59.
Author's contribution. All authors of this research paper have directly participated in the planning, execution, or analysis of this study. All authors of this paper have read and approved the final version submitted.
Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
