Научная статья на тему 'ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РАБОТЫ НОЖА ДЛЯ ПОДАЧИ ГИДРОГЕЛЯ МОДЕРНИЗИРОВАННОЙ КАРТОФЕЛЕСАЖАЛКИ ПРИ ВНЕСЕНИИ ГИДРОГЕЛЯ НА ОРОШАЕМЫХ УЧАСТКАХ'

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РАБОТЫ НОЖА ДЛЯ ПОДАЧИ ГИДРОГЕЛЯ МОДЕРНИЗИРОВАННОЙ КАРТОФЕЛЕСАЖАЛКИ ПРИ ВНЕСЕНИИ ГИДРОГЕЛЯ НА ОРОШАЕМЫХ УЧАСТКАХ Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
26
6
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ГИДРОГЕЛИ / ОРОШАЕМОЕ ЗЕМЛЕДЕЛИЕ / КАРТОФЕЛЕСАЖАЛКИ / КЛУБНИ КАРТОФЕЛЯ / КОНСТРУКЦИИ КАРТОФЕЛЕСАЖАЛОК / НОЖИ КАРТОФЕЛЕСАЖАЛОК

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Непокрытый Р. А., Цепляев А. Н.

Актуальность. Картофель один из основных продуктов в рационе питания человека. Велико значение картофеля в животноводстве, пищевой промышленности и других отраслях народного хозяйства. Ценность картофеля заключается в том, что он содержит наиболее необходимые питательные элементы, используемые потом в пищеварении. В нем в достаточно большом объеме присутствуют: крахмал, углеводы, пектиновые составляющие, железо и т.д., основным же элементом картофеля является белок, который по своей усвояемости пищеварительной системой человека превосходит показатели белков, содержащихся в других растениях. Картофель возделывается в РФ на площади 3,48 млн.га. В южном федеральном округе картофель возделывают в основном, на орошении. Существенные объемы воды (до 6000 /га) повышают затраты на производство картофеля. Поэтому применение влагосорбирующих веществ (гидрогеля) в посадках картофеля способствуют снижению поливных норм. Нами предлагается модернизировать существующую картофелесажалку, установив на нее дополнительное оборудование, в виде ножа с полым каналом. Положение ножа может изменяться, что позволяет регулировать глубину подачи гидрогеля. По выражению академика РАН Кружилина И. П. за счет гидрогеля в почве создаются «мини-водохранилища». Его применение существенно повышает влагообеспеченность растений, а наибольшая эффективность достигается при локальном внесении одновременно с посадкой клубней картофеля. Особенность его размещения в том, что он подается ниже дна посадки клубней картофеля на 5…10 см. Объект. Объект исследования технологический процесс подачи гидрогеля на заданную глубину с помощью рабочего органа установленного на модернизированную картофелесажалку. Материалы и методы. Аналитическое определение зависимости тягового сопротивления при установке ножа на секцию картофелесажалки проводилось с использование теоретических исследований, приведенных в работах по теории почвообрабатывающих машин под редакцией Г. Е. Листопада, Г. Н. Синеокова, Е. Н. Босого и т.д. Наиболее значимыми факторами в них отмечаются: глубина обработки почвы, ее трение о рабочую поверхность, а также физико-механические свойства почвы. Результаты и выводы. Получена зависимость по нахождению тягового сопротивления полого ножа модернизированной картофелесажалки с учётом глубины хода, коэффициентов трения и других факторов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Непокрытый Р. А., Цепляев А. Н.

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

THEORETICAL ANALYSIS OF THE OPERATION OF A KNIFE FOR FEEDING HYDROGEL OF A MODERNIZED POTATO PLANTER WHEN APPLYING HYDROGEL IN IRRIGATED AREAS

Introduction.We plan to modernize the existing potato planter by installing additional equipment on it, to do this, to make an additional knife with a hollow channel. The position of the knife can be changed, which allows you to adjust the depth of the hydrogel supply. In the words of Academician of the Russian Academy of Sciences I. P. Kruzhilin, "mini-reservoirs" are created in the soil due to hydrogel. Its use significantly increases the moisture supply of plants, and the greatest efficiency is achieved with local application simultaneously with the planting of potato tubers. The peculiarity of its placement is that it is fed below the bottom of planting potato tubers by 5... 10 cm. An object. The object of the study is the technological process of supplying hydrogel to a given depth using a working body installed on a modernized potato planter. An object.The object of the study is the technological process of supplying hydrogel to a given depth using a working body installed on a modernized potato planter.Materials and methods. The analytical determination of the dependence of the traction resistance when installing a knife on a potato planter section was carried out using calculations performed in the works on the theory of tillage machines edited by G. E. Listopad, G. N. Sizhabov, E. N. Bosogo, etc.,The most significant factors in them are: the depth of tillage, soil friction on the working surface, and so on.-same physicist mechanical properties. Results and conclusions.The dependence on finding the traction resistance of a hollow knife of a modernized potato planter is obtained.

Текст научной работы на тему «ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РАБОТЫ НОЖА ДЛЯ ПОДАЧИ ГИДРОГЕЛЯ МОДЕРНИЗИРОВАННОЙ КАРТОФЕЛЕСАЖАЛКИ ПРИ ВНЕСЕНИИ ГИДРОГЕЛЯ НА ОРОШАЕМЫХ УЧАСТКАХ»

***** ИЗВЕСТИЯ *****

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: № 4 2022

НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

DOI: 10.32786/2071-9485-2022-04-67 THEORETICAL ANALYSIS OF THE OPERATION OF A KNIFE FOR FEEDING HYDROGEL OF A MODERNIZED POTATO PLANTER WHEN APPLYING HY-

DROGEL IN IRRIGATED AREAS

R. A. Nepokrytyj, A. N. Tseplyaev

1 Volgograd State Agrarian University, Volgograd, Russia 2All-Russian Research Institute of Irrigated Agriculture, Volgograd, Russia

Received 30.09.2022 Submitted 02.12.2022

Abstract

Introduction.We plan to modernize the existing potato planter by installing additional equipment on it, to do this, to make an additional knife with a hollow channel. The position of the knife can be changed, which allows you to adjust the depth of the hydrogel supply. In the words of Academician of the Russian Academy of Sciences I. P. Kruzhilin, "mini-reservoirs" are created in the soil due to hy-drogel. Its use significantly increases the moisture supply of plants, and the greatest efficiency is achieved with local application simultaneously with the planting of potato tubers. The peculiarity of its placement is that it is fed below the bottom of planting potato tubers by 5... 10 cm. An object. The object of the study is the technological process of supplying hydrogel to a given depth using a working body installed on a modernized potato planter. An object.The object of the study is the technological process of supplying hydrogel to a given depth using a working body installed on a modernized potato planter.Materials and methods. The analytical determination of the dependence of the traction resistance when installing a knife on a potato planter section was carried out using calculations performed in the works on the theory of tillage machines edited by G. E. Listopad, G. N. Sizhabov, E. N. Bosogo, etc.,The most significant factors in them are: the depth of tillage, soil friction on the working surface, and so on.-same physicist mechanical properties. Results and conclusions.The dependence on finding the traction resistance of a hollow knife of a modernized potato planter is obtained.

Keywords: hydrogel, irrigated agriculture, potato planter, potato tubers, knife, traction resistance, friction force, cutting resistance.

Citation. Nepokrytyj R. A., Tseplyaev A. N. Theoretical analysis of the operation of a knife for feeding hydrogel of a modernized potato planter when applying hy-drogel in irrigated areas. Proc. of the Lower Volga Agro-University Comp. 2022. 4(68). 580-587 (in Russian). DOI: 10.32786/2071-94852022-04-67.

Author's contribution. Author of this research paper have directly participated in the planning, execution, or analysis of this study. Author of this paper have read and approved the final version submitted.

Conflict of interest. The author declare that there is no conflict of interest.

УДК 635.21:631

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РАБОТЫ НОЖА ДЛЯ ПОДАЧИ ГИДРОГЕЛЯ МОДЕРНИЗИРОВАННОЙ КАРТОФЕЛЕСАЖАЛКИ ПРИ ВНЕСЕНИИ ГИДРОГЕЛЯ НА ОРОШАЕМЫХ УЧАСТКАХ

Р. А. Непокрытый1, аспирант А. Н. Цепляев2, доктор сельскохозяйственных наук, профессор ведущий научный сотрудник

1ФГБОУ ВО Волгоградский государственный аграрный университет, г. Волгоград 2ФГБНУ Всероссийский научно-исследовательский институт орошаемого земледелия, г. Волгоград, Россия

Дата поступления в редакцию 30.09.2022 Дата принятия к печати 02.12.2022

Актуальность. Картофель один из основных продуктов в рационе питания человека. Велико значение картофеля в животноводстве, пищевой промышленности и других отраслях народного хозяйства. Ценность картофеля заключается в том, что он содержит наиболее не-

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

обходимые питательные элементы, используемые потом в пищеварении. В нем в достаточно большом объеме присутствуют: крахмал, углеводы, пектиновые составляющие, железо и т.д., основным же элементом картофеля является белок, который по своей усвояемости пищеварительной системой человека превосходит показатели белков, содержащихся в других растениях. Картофель возделывается в РФ на площади 3,48 млн.га. В южном федеральном округе картофель возделывают в основном, на орошении. Существенные объемы воды (до 6000М3/га) повышают затраты на производство картофеля. Поэтому применение влагосорби-рующих веществ (гидрогеля) в посадках картофеля способствуют снижению поливных норм. Нами предлагается модернизировать существующую картофелесажалку, установив на нее дополнительное оборудование, в виде ножа с полым каналом. Положение ножа может изменяться, что позволяет регулировать глубину подачи гидрогеля. По выражению академика РАН Кружилина И. П. за счет гидрогеля в почве создаются «мини-водохранилища». Его применение существенно повышает влагообеспеченность растений, а наибольшая эффективность достигается при локальном внесении одновременно с посадкой клубней картофеля. Особенность его размещения в том, что он подается ниже дна посадки клубней картофеля на 5.. .10 см. Объект. Объект исследования технологический процесс подачи гидрогеля на заданную глубину с помощью рабочего органа установленного на модернизированную картофелесажалку. Материалы и методы. Аналитическое определение зависимости тягового сопротивления при установке ножа на секцию картофелесажалки проводилось с использование теоретических исследований, приведенных в работах по теории почвообрабатывающих машин под редакцией Г. Е. Листопада, Г. Н. Синеокова, Е. Н. Босого и т.д. Наиболее значимыми факторами в них отмечаются: глубина обработки почвы, ее трение о рабочую поверхность, а также физико-механические свойства почвы. Результаты и выводы. Получена зависимость по нахождению тягового сопротивления полого ножа модернизированной картофелесажалки с учётом глубины хода, коэффициентов трения и других факторов.

Ключевые слова: гидрогели, орошаемое земледелие, картофелесажалки, клубни картофеля, конструкции картофелесажалок, ножи картофелесажалок.

Цитирование. Непокрытый Р. А., Цепляев А. Н. Теоретический анализ работы ножа для подачи гидрогеля модернизированной картофелесажалки при внесении гидрогеля на орошаемых участках. Известия НВ АУК. 2022. 4(68). 580-587. DOI: 10.32786/2071-9485-2022-04-67.

Авторский вклад. Все авторы настоящего исследования принимали непосредственное участие в планировании, выполнении или анализе данного исследования. Все авторы настоящей статьи одобрили представленный окончательный вариант.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Введение. Картофель - одна из основных продовольственных культур в питании человека. Он конкурирует наравне с хлебом, а в некоторых странах, например, Белоруссии, занимает господствующее положение. В России картофель возделывается на значительных площадях, а его валовой сбор достигает 7,5 млн тонн [2, 7].Урожайность картофеля зависит от многих факторов: сортовые особенности, почва, климатические условия, агротехника и т.д. Наиболее перспективными считаются сорта Невский, Лу-говской, Жуковский, Гулливер. Они имеют высокую урожайность от 40 до 45 т с гектара, хорошие вкусовые качества, характеризующиеся содержанием крахмала до 12 %.

В последнее время для получения хороших урожаев картофеля используют гибриды Белла Роса, Галла, и др. Что касается почв, то картофель к ним весьма требователен, так как наилучшие его показатели достигаются на легких, высокогумусных почвах, с хорошей структурой и большим содержанием питательных веществ. При их недостатке урожайность картофеля резко снижается, вкусовые качества ухудшаются, что влияет на ценность получаемой продукции. Запасы питательных веществ в почве увеличивают за счет внесения органических и минеральных удобрений. Наиболее предпо-

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

чтительными при возделывании картофеля, являются органические удобрения (перегной от КРС), торф и другие подобные субстанции [12, 14]. Органические удобрения имеют долговременное действие, а их эффективное использование растениями начинается по прошествии определенного времени (не менее года, а иногда до трех лет). Минеральные удобрения больше востребованы, их чаще всего применяют для пополнения питательной среды почвы и обеспечения самих растений элементами питания при получении гарантированных урожаев с соответствующими показателями качества.

Однако получение урожая на картофельных полях напрямую связано с их обеспечением водой. Картофель весьма требователен к влаге и на один гектар его производства приходится не менее 4500 до 6000 м3воды [5, 7, 15].

Следует учитывать, что эффективность использования воды при обычной технологии возделывания не превышает 70%, так как часть ее испаряется, если при орошении применяют дождевание, а существенное количество уходит в более глубокие слои почвы, вызывая ее засоление [3, 4, 11].

Кроме этого, необходимо обратить внимание на факт бесконтрольного расходования водных ресурсов, особенно в условиях глобального изменения климата в сторону повышения температур и участившихся засух [10]. Поэтому нами предлагается способ выращивания картофеля с использованием сорбирующих сополимеров. Одним из них может быть искусственный сополимер, способный накапливать влагу, расширяясь в объеме, а затем, при ее снижении в почве, передавать влагу корням растений.

О возможном использовании гидрогеля при возделывании сельскохозяйственных культур отмечается в публикациях различных исследователей [5, 11-13]. При этом, в исследованиях гидрогеля отмечается не только его роль как сорбента, но и продукта, способного улучшать структуру почвы за счет колебаний объема в больших пределах при насыщении влагой с последующей ее передачей растениям [2,3,5]. Однако серьезным аргументом против применения гидрогеля на больших площадях может быть отсутствие специальных машин для его внесения. Особенность корневой системы растений в том, что она развивается в нижние слои почвы, следовательно, для более эффективного использования гидрогеля, он должен вноситься ниже дна посадочной борозды при заделе клубней картофеля [2, 6, 7]. Учитывая эту особенность существующей типовой картофелесажалки, конструкция ее сошника изменена и представлена на схеме рисунок 1.

Целью нашей работы является теоретическое нахождение суммарного сопротивления ножа, разработанной картофелесажалки для внесения гидрогеля в орошаемом земледелии.

Модифицированный сошник картофелесажалки состоит из: полого ножа 1; наральника 2; корпуса сошника 3; шарнира 4; дна сошника 5; двуплечих рычагов 6; ротора 7; бороздозакрывателя 8.

Работает машина следующим образом. Полый нож 1, секции устанавливают на заданную глубину, после чего заполняют бункер для клубней картофеля и бункер для гидрогеля и начинают движение по полю. Вычерпывающий аппарат подает клубни картофеля на ротор 7, находящийся в корпусе сошника 3,далее лопастями ротора 7 клубни направляются в бороздку, образованную наральником 2 сошника. Лопасти ротора воздействуют на двуплечие рычаги 6, включающие электрическую систему управления активным сбрасывателем. При повороте сбрасывателя гидрогель подается в канал полого ножа 1, а далее в отдельную бороздку ниже клубня картофеля. Бороздоза-крыватель 8 заделывает бороздку с клубнем картофеля и гидрогелем.

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Рисунок 1 - Схема сошниковой группы картофелесажалки: 1 - полый нож, 2 - наральник, 3 - корпус сошника, 4 - шарнир, 5 - дно сошника, 6 - двуплечие

рычаги, 7 - ротор, 8 - бороздозакрыватель

Figure 1 - Diagram of the coulter group of the potato planter 1-hollow knife, 2-head, 3-body of the coulter, 4-hinge, 5-bottom of the coulter, 6-double-arm levers,

7-rotor, 8-furrowers

Исходя из лабораторных опытов гидрогель нужно вносить на 5-10 см глубже дна борозды. Такое внесение обеспечивает более эффективное развитие клубней картофеля, способствует наилучшему сохранению влаги в субстанции гидрогеля. Следовательно, увеличение глубины хода ножа для подачи гидрогеля приведет к возрастанию сопротивления ножа.

Теоретическое определение сопротивления рассмотрим исходя из сил, действующих на нож [1, 4].

Воспользуемся схемой ножа и приложим все силы, действующие на него.

Рисунок 2 - Схема сил, действующих на нож, для подачи гидрогеля в почву Figure 2-Diagram of the forces acting on the knife to feed the hydrogel into the soil

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Общее сопротивление рабочего органа будет представлено уравнением:

RE=Rgr+Rл+Rт+Rp, (1)

гдей£ - суммарное сопротивление, возникающее при работе ножа, кН; Ядг - горизонтальная составляющая долота ножа, зависящая от типа почвы и влажности, кН; Ял - лобовое сопротивление лезвию ножа, кН; Ят - касательная составляющая сопротивления лезвию ножа, кН; Ят - касательная составляющая ножевой полосы, кН; Яр - сопротивление в почве при работе ножа, за счет перерезания растительных остатков, кН.

Рассмотрим каждую из сил, представленных в уравнении (1), и выразим их. Сила, действующая на долото, будет направлена под углом, соответственно ее составляющая КдГопределится:

V=Яд *соз(а+е), (2)

е - затылочный угол долота ( 8= 0.. .3 ), а - угол наклона долота, поэтому для практических расчетов принимаем:

V=Па *соБа , (3)

Сила сопротивления долота может быть найдена по формуле:

=ан*ь*^2а * + -2БШ2а|2 ], (4)

9

где аЬ^* - = масса почвы, проходящая через долото в единицу времени, кг/с; ^ - объёмный 9 ^^

вес почвы, н/м3; ^ - угол трения почвы о лезвие долота; V - поступательная скорость перемещения долота, м/с.

Сопротивление Ялнаходится по известной формуле:

Ял = (ан * 5Суд * qv * 1^/2 *10"2, (5)

где ан- глубина хода ножа, м; Суд- удельное сопротивление от работы лезвия ножа, н/м2; qv -объемное сопротивление от деформации почвы ножом, н/м3; Уд - объем деформированной почвы от действия лезвия ножа, м3; 5 -толщина ножа, м.

Судя по методике расчета деформируемого участка почвы при ее взаимодействии с рабочими органами, это будет трапеция [1, 4].

^тр = —^ *ан^т, (6)

где ю - угол внутреннего трения почвы о почву; ^>т- угол трения почвы о рабочий орган; Ь -толщина ножевой полосы, м.

Тогда объем будет равен:

Уд = ^тр*ан= —— * а^т, (7)

¿д 2

Тогда сопротивление лезвия будет равно

Rл = [aH-Зr-*5Суд*qvtgфт] 1/2*10"2. (8)

° 2

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

В конструкции рабочего органа лезвие ножа крепится непосредственно к патрубку подачи гидрогеля, а его ширина равна ширине основания лезвия, отсюда примем условия, что сопротивление основания ножевой полосы о почву будет отсутствовать (т.к. почва будет разрыхлена лезвием ножа), то затраты энергии будут направлены на преодоление силы трения, которая будет определена по формуле Кузнецова А. И.:

Рт = N * (9)

где 8п- площадь поверхности трения (ножевой полосы), V- удельное усилие на трение, н/м2.

Кроме того, посадка картофеля выполняется в весенний период в заранее подготовленную почву, то есть растительные остатки удалены из почвы, следовательноД=0. Соответственно, следует определить/^-.

Е, = ан* ру*кш*йпр*кг, (10)

При посадке картофеля влажность почвы колеблется от 17% до 20% , 1,0 однако при повышении влажности до 27%, Кш- 1,3.. .1,4. d - приведенный диаметр ножа, м;

d = -У 0,5 *к* 5, где h - высота треугольника в сечении ножа, м;

V р

к*-коэффициент трения, зависящий от глубины, к* = —, где ^ = ft*N*p*Sa; ' * Рг

Ру- удельное трение, н/м2; Ба - площадь трения, м2.

Общее сопротивление:

(11)

Полученное выражение (11) достаточно сложно решить аналитическим путем, в нем учитываются различные вводные коэффициенты и при подстановке экспериментальных данных можно получить, в приемлемом для практических расчетов варианте значение общего сопротивления ножа при работе картофелесажалки.

Выводы. Для сохранения водных ресурсов в условиях орошения для выращивания сельскохозяйственных культур применяют различные приемы. Одним из них может быть использование гидросорбентов, например, гидрогеля. Он способен накапливать влагу при ее избытке (при поливе), а затем подпитывать растения. Опыты проводились на опытном поле ВНИИОЗ, изучалось использование гидрогеля при посадке картофеля. Для внесения гидрогеля была сконструирована картофелесажалка, оборудованная специальным ножом с полым внутри каналом. Поскольку нож создает дополнительное сопротивление, то в статье представлена методика и теоретический расчет суммарного сопротивления ножа. Судя по выражению 11, оно зависит от глубины работы ножа, удельных величин сопротивления объема деформированной почвы, а также параметров самого ножа. Существенное влияние на сопротивление оказывает трение элементов ножа о почву.

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Библиографический список

1. Агафонов О. М., Ревенко В. Ю. Возможности полимерного гидрогеля как накопителя почвенной влаги в зоне неустойчивого увлажнения Краснодарского края // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2017. № 10. С. 35-38.

2. Влияние водных абсорбентов на урожайность картофеля / О. А. Старовойтова, В. В. Воронов, В. И. Старовойтов, Г. С. Воронова // Сборник материалов XIV Международного экологического форума «День Балтийского моря». СПб.: «Человек», 2013. С. 56-58.

3. Годунова Е. И., Шкабарда С. Н., Гундырин В. Н. Использование гидрогеля и влаго-обеспеченность культур в зоне неустойчивого увлажнения Ставрополья // Земледелие. 2014. № 6. С. 37-38.

4. Наумов П. В., Щербакова Л. Ф., Околелова А. А. Оптимизация влагообеспеченно-сти почв с помощью полимерных гидрогелей // Изв. Нижневолж. агроунивер. компл. 2011. № 4. С. 1-5.

5. Ревенко В. Ю., Агафонов О. М. Использование гидрогелей в растениеводстве // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2018. № 11-2. С. 59-65.

6. Старовойтов В. И., Старовойтова О. А., Манохина А. А. Возделывание картофеля с использованием влагосберегающих полимеров // Техника и технологии АПК. 2015. № 1. С. 15-18.

7. Технология возделывания картофеля с использованием влагосберегающих полимеров / В. И. Старовойтов, О. А. Старовойтова, Ю. П. Бойко, Е. Я. Молчанова, А. А. Манохина. М.: ФГБНУВНИИКХ, 2014. 27 с.

8. Тибирьков А. П., Филин В. И. Влияние полиакриламидного гидрогеля на структурно-агрегатный состав пахотного слоя светло-каштановой почвы Волго-Донского междуречья // Изв. Нижневолж. агроунивер. комплекса. 2013. № 4. С. 1-5.

9. Тимошенко В. В., Цепляев А. Н. Эффективность использования сошника для посева и внесения гидрогеля и жидких удобрений // Стратегические инновационного развития АПК в современных экономических условиях. Волгоград: Волгоградский ГАУ, 2016. Т. 2. 400 с.

10. Тимошенко В. В. Перспективы использования влагоудерживающих сополимеров при возделывании сельскохозяйственных культур в засушливых зонах // Материалы VIII Международной научно-практической конференции молодых исследователей. Волгоград, 2014. Часть I. 448 с.

11. Цепляев А. Н., Цепляев В. А., Магомедов А. М. Разработка и исследование секции сеялки для посева семян овощных и бахчевых культур одновременно с гидрогелем // Известия нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2021. № 1 (61). С. 380-389.

12. Цепляев А. Н., Тимошенко В. В. Сохранение плодородия почвы при использовании различных способов механизированного внесения тукообогащенного гидрогеля // Известия нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2016. № 1. С. 195-201.

13. Advanced nanomaterials in agriculture under a changing climate: The way to The future / A. Ioannou, Gh. Gohari, P. Papaphilippou, S. Panahirad, Ali Akbari, M. R. Dadpour, Th. Krasia Christoforou, V. Fotopoulos // Environmental and Experimental Botany. 2020. № 176. 104048.

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

14. Deficit Irrigation Scheduling and Superabsorbent Polymer- Hydrogel Enhance Seed Yield, Water Productivity and Economics of Indian Mustard Under Semi-Arid Ecologies / S. S. Rathore, K. Shekhawat, A. Class, O. P. Premi, B. S. Rathore, V. K. Singh // Irrigation and Drainage. 2019. № 68 (3). P. 531-541.

15. Kabir M. H., Ahmed K., Furukawa H. A low cost sensor based agriculture monitoring system using polymeric hydrogel // Journal of the Electrochemical Society. 2017. № 164 (5). P 3107-3112.

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Информация об авторах Непокрытый Роман Александрович, аспирант кафедры «Технические системы в АПК» ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный аграрный университет» (400002, Южный Федеральный округ, Волгоградская область, г. Волгоград, пр-т Университетский, 26), тел. 8 (8442) 41-15-10, e-mail: nepokrytiyroman@yandex.ru..

Цепляев Алексей Николаевич, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, ведущий научный сотрудник отдела мелиоративных технологий ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт орошаемого земледелия» (400002, Южный Федеральный округ, Волгоградская область, г. Волгоград, ул. Тимирязева, 9), тел. 8 (8442) 41-15-10, e-mail: can_volgau@mail.ru.

DOI: 10.32786/2071-9485-2022-04-68 PROCEDURE FOR ANALYSIS AND MEASURES FOR THE INTRODUCTION OF CENTRIFUGAL PUMP EQUIPMENT IN OPTIMAL OPERATING MODE

V.B. Panov, D.S. Tsyplenkov, V.N. Shiryaev, S.A. Tarasyants

Novocherkassk Engineering and Land Reclamation Institute named after A.K. Kortunov Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Don State Agrarian

University"

Received 09.10.2022 Submitted 02.12.2022

Summary

The article considers the procedure for analysis and measures for the introduction of pumping equipment inoptimum operating mode for energy saving when the pumping and power equipment of pumping stations operates in the maximum efficiency mode.

Abstract

Introduction. Currently, all industrial organizations of the Russian Federation that have energy-saturated pumping stations keep a continuous record of each kWh of electricity consumed. In this regard, the operation of pumping units with maximum efficiency significantly affects the savings in working capital of enterprises. The most modern way to select the hydraulic parameters of pumping stations is an inverter one, which involves changing the speed of drive motors with voltages up to 500 V and prices from 264,000 rubles with a power of up to 110 kW, with a further increase in power, the price is negotiable and exceeds millions of rubles. Other control methods - cutting the impeller diameter, throttling, parallel and series connection of units, are practically not used, outdated, without the possibility of optimal power consumption at maximum efficiency. Object. Pumping stations equipped with single-wheel centrifugal pumps with a head of up to 120 meters and multi-wheel pumps, if necessary, to increase the pressure to 500 meters and more Materials and methods. Based on the initial data of the operated pumping station, the hydraulic and energy parameters of the hydromechanical equipment are considered, the need is justified and the measures are analyzed to adjust the layout of the pipeline network and pumping units to enter the equipment into the optimal mode with maximum efficiency. Results and Conclusions. It is proposed, based on the actual parameters taken from the indications of instrumentation, by the information processing center, to assign measures for calculating the required hydraulic values of the suction and pressure lines of hydraulic equipment and measures to restore the optimal operating mode of the entire pumping station.

Key words: pumping stations, centrifugal pump, axial pump, negative suction lift, efficiency.

Citation. Panov V. B., Tsyplenkov D. S., Shiryaev V. N., Tarasyants S. A. Procedure for analysis and measures for the introduction of centrifugal pump equipment In optimal operating mode. Proc. of the Lower Volga Agro-University Comp. 2022. 4(68). 587-596 (in Russian). DOI: 10.32786/2071-94852022-04-68.

Author's contribution. All authors of this research paper have directly participated in execution and 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.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.