Научная статья на тему 'ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРИМЕНЕНИЯ ОБОГАЩЕННЫХ ГИДРОСОРБЕНТОВ ПРИ ПОСЕВЕ СЕМЯН ВЫСОКОРЕНТАБЕЛЬНЫХ КУЛЬТУР В ОРОШЕНИИ'

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРИМЕНЕНИЯ ОБОГАЩЕННЫХ ГИДРОСОРБЕНТОВ ПРИ ПОСЕВЕ СЕМЯН ВЫСОКОРЕНТАБЕЛЬНЫХ КУЛЬТУР В ОРОШЕНИИ Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
21
6
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ОБОГАЩЕННЫЙ ГИДРОГЕЛЬ / ЖИДКИЕ УДОБРЕНИЯ / НОЖ-ПИТАТЕЛЬ / НАКОНЕЧНИКИ ОПРЫСКИВАТЕЛЕЙ / ТЕХНОЛОГИИ ПОСЕВА СЕМЯН / ГИДРОСОРБЕНТЫ

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Цепляев А. Н.

Актуальность. Выращивание различных сельскохозяйственных культур на орошаемых участках связано в первую очередь с применением больших объемов удобрений . Затраты на производство одной тонны продукции возрастают в 1,5…1,7 раза, по сравнению с контрольными участками (минимальными необходимыми дозами ), но они оправдываются за счет получения дополнительного урожая [1, 5]. Наиболее высокие результаты, с точки зрения экономической эффективности, получают при возделывании высокорентабельных культур, таких как соя, картофель. [2, 6, 7]. Ценность сои состоит в том, что она служит основным источником растительного белка [3, 4, 11]. Наиболее высокие урожаи сои получают, в зонах характеризующихся высокими температурами и большим количеством осадков. Что касается ЮФО, то здесь эта культура возделывается только на орошении. Именно высокие температуры и большое количество влаги способствуют получению высоких урожаев сои до 20 т/га. В Волгоградской области на орошаемых площадях возделывают сою сортов Волгоградская 1, Волгоградская 2. Указанные сорта способны давать урожаи до 25 т. с 1 гектара. Однако до 30% затрат при возделывании сои на орошении приходится на подачу воды, объем которой достигает 3000 /га. Снижение затрат возможно обеспечить при использовании специального сорбента-гидрогеля [9, 13]. Для этой цели нами использовался гидрогель марки «Аваксин» с сорбирующим эффектом 1:138. Известно, что подобные вещества способны накапливать влагу из почвы при ее избытке, а затем, по мере ее уменьшения в почве, передавать корням растений [14]. Следует так же учитывать и тот факт, что наиболее эффективно используется гидрогель, если он насыщен перед подачей в почву дополнительными питательными элементами. В опытах с семенами сои использовано удобрение гумат калия [12, 15]. Для этой цели на секции сеялки устанавливали дополнительную емкость для удобрений, а в полую часть ножа-питателя- наконечник с опрыскивателем. Объект. В качестве объекта исследования представлен технологический процесс работы сеялки для посева семян сои с внесением обогащенного гидрогеля и теоретическим обоснованием ее параметров. Материалы и методы. Теоретическое нахождение зависимости скорости движения сеялки и давления в системе подачи жидких удобрений для обогащения сухого гидрогеля и последующей подачи через полый канал ножа-питателя в бороздку после сошника. Результаты и выводы. Полученные аналитическим способом уравнения определяют зависимость между скоростью движения сеялки и избыточным давлением внутри системы подачи жидких удобрений, а их решение, воплощено в программе MathCAD. Графически определенные значения могут быть использованы при проведении экспериментальных исследований, а также в производстве.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Цепляев А. Н.

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

THEORETICAL SUBSTANTIATION OF THE TECHNOLOGY OF APPLICATION OF ENRICHED HYDROSORBENTS FOR SOWING SEEDS OF HIGHLY PROFITABLE CROPS IN IRRIGATION

Introduction. The cultivation of various crops in irrigated areas is primarily associated with the use of large amounts of fertilizers N_180 P_160 K_120. The cost of producing one ton of products increases by 1.5...1.7 times, compared with the control plots (minimum required doses of N_40 P_60 K_40), but they are justified by obtaining an additional crop [1, 5]. The highest results, in terms of economic efficiency, are obtained when cultivating highly profitable crops, such as soybeans, potatoes. [2, 6, 12]. The value of soy is that it serves as the main source of vegetable protein [3, 4, 11]. The highest yields of soybeans are obtained in areas characterized by high temperatures and a large amount of precipitation. As for the Southern Federal District, here this crop is cultivated only by irrigation. It is high temperatures and a large amount of moisture that contribute to obtaining high yields of soybeans up to 20 t/ha. In the Volgograd region, soybeans of the Volgogradskaya 1 and Volgogradskaya 2 varieties are cultivated on irrigated areas. These varieties are capable of yielding yields of up to 25 tons per 1 hectare. However, up to 30% of the costs of soybean cultivation on irrigation account for the supply of water, the volume of which reaches 3000m ^ 3 / ha. It is possible to reduce costs by using a special sorbent-hydrogel [9, 13]. For this purpose, we used a hydrogel of the Avaxin brand with a sorbing effect of 1:138. It is known that such substances are able to accumulate moisture from the soil with its excess, and then, as it decreases in the soil, transfer it to the roots of plants. It should also be taken into account the fact that hydrogel is most effectively used if it is saturated with additional nutrients before feeding into the soil. In experiments with soybean seeds, the fertilizer potassium humate was used [14]. For this purpose, an additional container for fertilizers was installed on the section of the seeder, and a tip with a sprayer was placed in the hollow part of the feeder knife. An object. The technological process of a seed drill for sowing soybean seeds with the introduction of enriched hydrogel and the theoretical justification of its parameters is presented as an object of research. Materials and methods. Theoretical determination of the dependence of the speed of the drill and the pressure in the liquid fertilizer supply system for the enrichment of dry hydrogel and subsequent feeding through the hollow channel of the feeder knife into the groove after the coulter. Results and conclusions. The equations obtained analytically determine the relationship between the speed of the drill and the excess pressure inside the liquid fertilizer supply system, and their solution is embodied in the MathCAD program. Graphically defined values can be used in experimental studies, as well as in production.

Текст научной работы на тему «ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРИМЕНЕНИЯ ОБОГАЩЕННЫХ ГИДРОСОРБЕНТОВ ПРИ ПОСЕВЕ СЕМЯН ВЫСОКОРЕНТАБЕЛЬНЫХ КУЛЬТУР В ОРОШЕНИИ»

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Курапин Алексей Викторович, доцент кафедры теплотехники и гидравлики ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный технический университет» (400005, г. Волгоград, проспект им. В.И. Ленина, д. 28.), кандидат технических наук, доцент, тел. 8 (8442) 24-80-40, e-mail: a kurapin@vstu.ru Кадиата Эмери Чибанда, преподаватель Высшего института прикладных технологий (Демократическая республика Конго, г. Киншаса, Аэродромный проспект, 3930, муниципалитет Барумбу), email: kadiataemery@gmail.com

DOI: 10.32786/2071-9485-2022-04-53 THEORETICAL SUBSTANTIATION OF THE TECHNOLOGY OF APPLICATION OF ENRICHED HYDROSORBENTS FOR SOWING SEEDS OF HIGHLY PROFITABLE CROPS IN IRRIGATION

A. N. Tseplyaev

All-Russian Research Institute of Irrigated Agriculture, Volgograd, Russia Received 17.09.2022 Submitted 12.12.2022

Abstract

Introduction. The cultivation of various crops in irrigated areas is primarily associated with the use of large amounts of fertilizers N_180 P_160 K_120. The cost of producing one ton of products increases by 1.5...1.7 times, compared with the control plots (minimum required doses of N_40 P_60 K_40), but they are justified by obtaining an additional crop [1, 5]. The highest results, in terms of economic efficiency, are obtained when cultivating highly profitable crops, such as soybeans, potatoes. [2, 6, 12]. The value of soy is that it serves as the main source of vegetable protein [3, 4, 11]. The highest yields of soybeans are obtained in areas characterized by high temperatures and a large amount of precipitation. As for the Southern Federal District, here this crop is cultivated only by irrigation. It is high temperatures and a large amount of moisture that contribute to obtaining high yields of soybeans up to 20 t/ha. In the Volgograd region, soybeans of the Volgogradskaya 1 and Volgogradskaya 2 varieties are cultivated on irrigated areas. These varieties are capable of yielding yields of up to 25 tons per 1 hectare. However, up to 30% of the costs of soybean cultivation on irrigation account for the supply of water, the volume of which reaches 3000m A 3 / ha. It is possible to reduce costs by using a special sorbent-hydrogel [9, 13]. For this purpose, we used a hydrogel of the Avaxin brand with a sorbing effect of 1:138. It is known that such substances are able to accumulate moisture from the soil with its excess, and then, as it decreases in the soil, transfer it to the roots of plants. It should also be taken into account the fact that hydrogel is most effectively used if it is saturated with additional nutrients before feeding into the soil. In experiments with soybean seeds, the fertilizer potassium humate was used [14]. For this purpose, an additional container for fertilizers was installed on the section of the seeder, and a tip with a sprayer was placed in the hollow part of the feeder knife. An object. The technological process of a seed drill for sowing soybean seeds with the introduction of enriched hydrogel and the theoretical justification of its parameters is presented as an object of research. Materials and methods. Theoretical determination of the dependence of the speed of the drill and the pressure in the liquid fertilizer supply system for the enrichment of dry hydrogel and subsequent feeding through the hollow channel of the feeder knife into the groove after the coulter. Results and conclusions. The equations obtained analytically determine the relationship between the speed of the drill and the excess pressure inside the liquid fertilizer supply system, and their solution is embodied in the MathCAD program. Graphically defined values can be used in experimental studies, as well as in production.

Keywords: enriched hydrogel, liquid fertilizers, feeder knife, Bernoulli equation, sprayer tip, machine speed, system pressure.

Citation. Tseplyaev A. N. Theoretical substantiation of the technology of application of enriched hy-drosorbents for sowing seeds of highly profitable crops in irrigation. Proc. of the Lower Volga Agro-University Comp. 2022. 4(68). 450-458 (in Russian). DOI: 10.32786/2071-9485-2022-04-53.

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.

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

УДК 631.5

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРИМЕНЕНИЯ ОБОГАЩЕННЫХ ГИДРОСОРБЕНТОВ ПРИ ПОСЕВЕ СЕМЯН ВЫСОКОРЕНТАБЕЛЬНЫХ КУЛЬТУР В ОРОШЕНИИ

А. Н. Цепляев, доктор сельскохозяйственных наук, профессор ведущий научный сотрудник

ФГБНУ Всероссийский научно-исследовательский институт орошаемого земледелия, г. Волгоград, Россия

Дата поступления в редакцию 17.09.2022 Дата принятия к печати 12.12.2022

Актуальность. Выращивание различных сельскохозяйственных культур на орошаемых участках связано в первую очередь с применением больших объемов удобрений Л^180 ^"160^120. Затраты на производство одной тонны продукции возрастают в 1,5.. .1,7 раза, по сравнению с контрольными участками (минимальными необходимыми дозами Рво^4-о), но они оправдываются за счет получения дополнительного урожая [1, 5]. Наиболее высокие результаты, с точки зрения экономической эффективности, получают при возделывании высокорентабельных культур, таких как соя, картофель. [2, 6, 7]. Ценность сои состоит в том, что она служит основным источником растительного белка [3, 4, 11]. Наиболее высокие урожаи сои получают, в зонах характеризующихся высокими температурами и большим количеством осадков. Что касается ЮФО, то здесь эта культура возделывается только на орошении. Именно высокие температуры и большое количество влаги способствуют получению высоких урожаев сои до 20 т/га. В Волгоградской области на орошаемых площадях возделывают сою сортов Волгоградская 1, Волгоградская 2. Указанные сорта способны давать урожаи до 25 т. с 1 гектара. Однако до 30% затрат при возделывании сои на орошении приходится на подачу воды, объем которой достигает 3000м3/га. Снижение затрат возможно обеспечить при использовании специального сорбента-гидрогеля [9, 13]. Для этой цели нами использовался гидрогель марки «Аваксин» с сорбирующим эффектом 1:138. Известно, что подобные вещества способны накапливать влагу из почвы при ее избытке, а затем, по мере ее уменьшения в почве, передавать корням растений [14]. Следует так же учитывать и тот факт, что наиболее эффективно используется гидрогель, если он насыщен перед подачей в почву дополнительными питательными элементами. В опытах с семенами сои использовано удобрение гумат калия [12, 15]. Для этой цели на секции сеялки устанавливали дополнительную емкость для удобрений, а в полую часть ножа-питателя- наконечник с опрыскивателем. Объект. В качестве объекта исследования представлен технологический процесс работы сеялки для посева семян сои с внесением обогащенного гидрогеля и теоретическим обоснованием ее параметров. Материалы и методы. Теоретическое нахождение зависимости скорости движения сеялки и давления в системе подачи жидких удобрений для обогащения сухого гидрогеля и последующей подачи через полый канал ножа-питателя в бороздку после сошника. Результаты и выводы. Полученные аналитическим способом уравнения определяют зависимость между скоростью движения сеялки и избыточным давлением внутри системы подачи жидких удобрений, а их решение, воплощено в программе MathCAD. Графически определенные значения могут быть использованы при проведении экспериментальных исследований, а также в производстве.

Ключевые слова: обогащенный гидрогель, жидкие удобрения, нож-питатель, наконечники опрыскивателей, технологии посева семян, гидросорбенты.

Цитирование. Цепляев А. Н. Теоретическое обоснование технологии применения обогащенных гидросорбентов при посеве семян высокорентабельных культур в орошении. Известия НВ АУК. 2022. 4(68). 450-458. DOI: 10.32786/2071-9485-2022-04-53.

Авторский вклад. Автор настоящего исследования принимал непосредственное участие в планировании, выполнении и анализе эксперимента, ознакомился с окончательным вариантом статьи и одобрил его.

Конфликт интересов. Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Введение. При возделывании сельскохозяйственных культур на орошении неизбежно используют минеральные удобрения. Однако следует учитывать, что от 18 до 27% удобрений теряется из-за переноса их водой в более глубокие слои почвы. Они затем вместе с водой поступают в водоемы, загрязняя их. Следует также учитывать что избыточное внесение удобрений вызывает засоление почвы, ухудшая экологическую обстановку и снижая плодородие. Нами предлагается для выращивания высокорентабельных культур (сои) вносить в почву обогащенный жидкими удобрениями гидрогель. Он способен накапливать влагу вместе с удобрениями и передавать ее корням растений достаточно длительный период [10, 15]. Для подачи и обогащения гидрогеля разработана сеялка, оснащенная ножом-питателем, баком под сухой гидрогель, ёмкостью для жидких удобрений, системой для их подачи под давлением и наконечником, обогащающим гидрогель удобрениями, а также регулятором давления. Схема модернизированной секции сеялки представлена на рисунке 1.

Целью работы является теоретические исследования по определению зависимости изменения давления внутри системы для подачи жидких удобрений от скорости движения машины.

Рисунок 1 - Схема модернизированной сеялки для посева семян с одновременным внесением обогащенного гидрогеля 1-семенной бункер; 2-ящик для гидрогеля; 3-емкость для жидких удобрений; 4-шестеренный насос; 5-регулятор давления; 6-наконечник; 7-нож-питатель; 8-сощник; 9-семяпровод

Figure 1 - Diagram of an upgraded seed drill for sowing seeds with simultaneous application of enriched hydrogel 1-seed hopper; 2-hydrogel box; 3-container for liquid fertilizers; 4-gear pump; 5-pressure regulator;

6-tip; 7-knife feeder; 8-soshnik; 9-seed line Модернизированная секция работает следующим образом. Семена сои катушкой высевающего апарата подаются в семепровод 9 и укладываются в бороздку, проделанную сошником 8. Сухие гранулы гидрогеля из ящика 2 винтовым механизмом направляются в канал ножа-питателя 7 и попадают в зону работы наконечника опрыскивателя 6, который обогащает их гуматом калия. Удобрения в концентрированным виде размещены в емкости З.Необходимое давление в системе

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

создает шестеренный насос 4 а величина давления изменяется регулятором давления 5, следует учитывать что обогащенный удобрением гидрогель подается в отдельную борозду [4, 5, 9].

Скорость, с которой удобрение вытекает через наконечник находится по известной формуле:

Уу = (^)1/2 , (1)

где Д Т- разность напора до отверстия наконечника и за ним, Па. £у- объёмный вес удобрений, Н/м3.

Диаметр калиброванного отверстия в наконечнике, имеющем винтовой золотник, будет равен:

1/2

, (2)

®н=

где ^у - расход удобрений, м3/с через наконечник У-динамический коэффициент находят V = ^ц, м ^ — параметр, учитывающий потери динамического напора жидкости, ц — КПД отверстия наконечника, ц = 0,71...0,9; Ру —плотность удобрений кг/м3.

В уравнениях 1 и 2 разность напора наконечника - это одна и та же величина. Приравняем два уравнения и выразим диаметр отверстия наконечника.

Ъ 2=—(3)

н л:^2ДТ/ру ' 4 '

V = "5ДТ , (4)

где £у — удельный вес, Н/м3.

н л:^2ДТ

Тогда учитывая выражение (4).

®н4=5ёу . (5)

Д Т — ■

Из уравнения 5 найдем:

△ т = .

Д Т — . (6)

2д у у

Д Т = 8^у2ру (7)

^ 1 „2лг2ъ 4 • К')

Приравняем уравнения 6 и 7

Уу2£у _ 8$у2ру

2д = ЪнЧ2Т2 .

Т (8) Ьу2Ън4п^2£у = 16^у2 Руд . (9)

у 2 = 1б^у2 ^ (10)

иу 'Dн4n2V2£y . (10)

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Полученное выражение (10) может быть использовано для расчета скорости прохождения жидких удобрений через отверстие наконечника, но с точки зрения практического использования оно не учитывает скорости движения агрегата. Для этой цели воспользуемся известной формулой по определению расхода рабочей жидкости при работе опрыскивателя, технологический процесс которого подобен работе предлагаемой конструкции. В общем виде она записывается:

4 = QуBрV3600m'к , (11)

где Qу — заданная доза (норма) внесения раствора, л/га; Вр —ширина рабочей части машины , м; им - скорость движения машины км/ч; т- количество распылителей одновременно работающих на машине, шт; тс- коэффициент концентрации( объем активно действующего вещества, к объему воды); ц — расход рабочей жидкости, л/с.

Для последующего рассуждения рассмотрим формулу (7), норма расхода Ц,у будет равна:

2 = л:2У2Рн4ЛТ Уу2п2У2Т)н4£у (12)

16Ру - 16Ру*5 . ( )

Соответственно:

^ 16ру*д

Рассмотрим формулу (13) в ней ц,у расход удобрений через наконечник. Следовательно, полученные значения ^(формула 11) и д,у(формула 13) одна и та же величина. Однако для упрощения выражения (11) проведем некоторые логические преобразования. Поскольку подача порции удобрения направляется наконечником внутрь полой части ножа, имеющего круглое сечение, то ширина обрабатываемой полосы одним наконечником будет равна диаметру полой части конца ножа, Вр = йк. Приравниваем между собой уравнения 11 и 13:

[ 16 ру*д ] ЗбООтк " ^ '

„м^^- . (15)

Qу"fe

В полученной формуле (13) расход удобрений ц,у напрямую связан с обогащением гидрогеля (насыщенные гранулы гидрогеля). Это насыщение зависит от адсорбционных свойств сополимера. Применяемый сополимер марки «Аваксин» способен поглощать удобрения в пропорции 1:118. Следовательно, исходя из норм внесения гидрогеля (60.. .100) кг/га, рассчитывается его локальное внесение при посеве.

Введем коэффициент X - способность гидрогеля поглощать жидкие удобрения до полного насыщения тогда: Qу = сг А = Qу (м3/га). сг - вес гидрогеля.

[У^н* /2^зб00шк

-- . (16)

^ ак

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

В полученное уравнение скорости (16) входят различные переменные, но основное влияние оказывает скорость истечения удобрений через отверстие наконечника иу. Величина этой скорости напрямую будет связана с давлением внутри самой системы. Чтобы установить зависимость между параметрами скорости машины им и изменением давления Д Т необходимо воспользоваться уравнением Бернулли.

(17)

М 2д у 2д м ' 4 у

где Н- напор раствора удобрений, возникающий в системе, м; р - давление при выходе из наконечника, Па; у - удельный вес удобрений, н/м3; ио- скорость удобрений внутри системы, м/с; р - давление при выходе из системы ( при открытых системах р = ротм ); ьн- скорость удобрений при выходе из наконечника, м/с; -Ам- потери напора при выходе из наконечника, м.

Для практических расчетов формулу Бернулли используют в некотором изменённом виде:

иу=ф[2 £(Н + То-Тн + ^)]1/2 , (18)

у д

где ф- коэффициент, учитывающий конструкторские особенности отверстия ( для отверстия круглого сечения ф —1,0). То — Тн - избыточное давление внутри системы обозначим То — Тн=Д Т. Возведем обе части уравнения (17) в квадрат, получим:

"у2=2 «(Н+Д1+^П) . (19)

Подставим полученное выражение (19) в уравнение (16):

3600тк[-1—^-]1/2

__°Ру*9

0у ¿к

(20)

"м= 0у '¿к(8 Ру*5)1/2 . (21)

3600тк[(Нд + ДТу+\Г2о)п2\Г2Ън*£у]1/2

ау ,йк(8Ру*д)1/2

(22)

Из полученного уравнения возможно определить изменение движения в зависимости от скорости самой машины им. Представим уравнение в следующем виде.

ум¥^к(8ру * д)1/2 = 3600тк[Нд +Д Ту + У2оП2У2Ън4£у]-1/2 (23)

Введем обе части в квадрат и выразим Д Т

Д Т = - Н у - ^ . (24)

(3600тк)2п2Ч2ЪнА£у д У '

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

Решение полученного выражение по определению изменения давления в системе в зависимости от скорости движения выполнено с использованием программы MathCAD.

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Рисунок 2 - Блок-схема зависимости давления в системе подачи удобрений от скорости машины. Алгоритм расчета скорости движения агрегата Figure 2 is a block diagram of the dependence of the pressure in the fertilizer supply system on the speed of the machine. Algorithm for calculating the speed

of movement of the unit

-dc 0,1 -0,5 -0,6 -0,7 -0,8 -0,9

_1 1,1 1,2 __1,3 1,4 UM

Рисунок 3 - График зависимости давления в системе подачи удобрений от скорости движения машины Figure 3 - Graph of the dependence of the pressure in the fertilizer supply system

on the speed of the machine

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Выводы. Анализируя полученные теоретическим путем результаты необходимо отметить что, судя по графикам, с увеличением скорости им давление внутри системы должно возрастать и при минимальном диаметре отверстия наконечника dH- 0,4 мм и скорости им-0,5 м/с, давление равно соответственно 0,5 МПа, повышение скорости до 2,0 м/с приводит к подъёму давления до 2,0 МПа. Увеличение диаметра наконечника обеспечивает подачу необходимой нормы при давлении практически в 4,0...4,5 раза меньше, но при малом давлении ухудшается качество распыления удобрений. В качестве рекомендации следует указать, на поддержание постоянной скорости посева при определенном давлении либо предусмотреть в конструкции автоматическое регулирование давления в системе в зависимости от скорости движения машины.

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. Данилова Т. Н. Регулирование водного режима дерново-подзолистых почв и влагообес-печенности растений при помощи водопоглощающих полимеров // Агрофизика. 2016. № 1. С. 8-16.

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: ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ, 2016. Т. 2. 400 с.

10. 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.

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 В. А., Магомедов А. М. Условия размещения пят сошника на разработанной секции сеялки при посеве семян сои и бахчевых культур // Изв. Нижневолж. агроунивер. комплекса. 2022. № 2. С. 430-438.

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. KrasiaChris-toforou, V. Fotopoulos // Environmental and Experimental Botany. 2020. № 176. 104048.

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

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.

Информация об авторе

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: 10.32786/2071-9485-2022-04-54 RESULTS OF DETERMINATION OF TECHNOLOGICAL PROPERTIES

OF WHITE CABBAGE

M. N. Shaprov1, A. V. Tseplyaev1, A. N. Tseplyaev2, S. I. Bogdanov1, V. E. Berdyshev3

1 Volgograd State Agrarian University, Volgograd, Russia 2All-Russian Research Institute of Irrigated Agriculture, Volgograd, Russia 3FGBOU VO "Russian State Agrarian University - Moscow Agricultural Academy named after Timiryazeva", Moscow, Russia

Received 05.09.2022 Submitted 02.12.2022

Abstract

Introduction. The authors present the results of experimental studies of the technological properties of cabbage heads, obtained on the basis of the application of both standard and original methods developed by the authors to determine these properties. The need for these studies is due to the fact that the calculation of the main structural and kinematic parameters of a cabbage-cutting machine is impossible without knowledge of these properties.Object. The object of research was white cabbage of two varieties, the most common in the households of the Volgograd region. This is a medium-ripened variety "Glory" and a late-ripening variety "Filibuster". Materials and methods. When developing a cabbage harvesting machine and determining its main design and kinematic parameters, it is necessary to know the technological parameters of the object with which its working bodies interact, that is, cabbage heads. These include the dimensional and mass characteristics, the coefficients of friction of the elements of the object (cabbage leaves, cabbage stalks, etc.), the resistance of the head to dynamic and static loads, the efforts of cutting the cabbage stalk, the moment of inertia of the head. The research results were processed using mathematical statistics methods and presented in the form of graphs. Results and conclusions: The conducted experimental studies made it possible to determine the main technological parameters of cabbage heads of two varieties, the most common in the farms of the Volgograd region. This is a medium-ripened variety "Glory" and a late-ripening variety "Filibuster". The research results are presented both in tabular and in the form of graphs. The obtained patterns of changes in these parameters allow us to calculate the optimal kinematic and structural parameters of the working bodies of the cabbage harvesting machine.

Keywords : white cabbage, technological properties, cabbage-harvesting machine, coefficient offriction, dynamic load, shear force, moment of inertia.

Citation. Shaprov M. N., Tseplyaev A. V., Tseplyaev A. N., Bogdanov S. I., Berdyshev V. E. Results of determination of technological properties of white cabbage. Proc. of the Lower Volga Agro-University Comp. 2022. 4(68). 458-465 (in Russian). DOI: 10.32786/2071-9485-2022-04-54.

Author's contribution. All the authors of this study were directly involved in the planning, execution and analysis of the experiment, got acquainted with the final version of the article and approved it.

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

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.