CC BY
19
филиал федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ», spin-код: 5656-1108.
Information about the authors
Roman A. Shushkov - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Technical Systems in Agribusiness Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Vologda State Dairy Farming Academy by N.V. Vereshchagin", spin-code: 85653800.
Viktor A. Smelik - Doctor of Technical Sciences, Professor, Professor of the Department of Technical Systems in Agribusiness, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "St. Petersburg State Agrarian University", spin-code: 2462-1130.
Alexander N. Perekopsky - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, leading researcher of the Department "Technologies and Technical Means of Grain and Feed Production" of the Research Institute of Agroengineering and Environmental Problems of Agricultural Production (IAEP) - branch of the Federal state budgetary scientific institution "Federal Scientific Agroengineering Center VIM", spin-code: 5656-1108.
Авторский вклад. Все авторы настоящего исследования принимали непосредственное участие в планировании, выполнении и анализе данного исследования. Все авторы настоящей статьи ознакомились и одобрили представленный окончательный вариант. Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Author's contribution. All authors of this study were directly involved in the planning, execution and analysis of this study. All authors of this article have read and approved the submitted final version. Conflict of interest. The authors state that there is no conflict of interest.
Статья поступила в редакцию 31.10.2022; одобрена после рецензирования 16.11.2022; принята к публикации 14.12.2022
The article was submitted 31.10.2022; approved after reviewing 16.11.2022; accepted after publication 14.12.2022
Научная статья
УДК 631.333.43 + 631.312.65
doi: 10.24412/2078-1318-2022-4-158-171
ТЯГОВО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОРУДИЯ ДЛЯ ВНУТРИПОЧВЕННОГО ВНЕСЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ
Андрей Иванович Панов1, Николай Васильевич Алдошин2, Александра Анатольевна Манохина3, Валентин Владимирович Семин4
Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева, ул. Тимирязевская, 49, Москва, 127434, Россия; [email protected]; Ы^: //orcid 0000-0002-8673-0885 ^Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева, ул. Тимирязевская, 49, Москва, 127434, Россия; [email protected]; https://orcid.org/ 0000-0002-0446-1096 3Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева, ул. Тимирязевская, 49, Москва, 127434, Россия; [email protected]; Ы^: //orcid 0000-0002-9785-1164 4Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева, ул. Тимирязевская, 49, Москва, 127434, Россия; [email protected]
Реферат. Перспективной технологией утилизации продуктов жизнедеятельности сельскохозяйственных животных на крупных животноводческих комплексах является внутрипочвенное внесение жидкого навоза на близлежащие поля в дозах 100 т/га и более. Для этого используются шланговые системы, перекачивающие жидкий навоз на расстояния 5 км и более, и инжекция его в почву на большую глубину. Объектом исследования является разработанный опытный образец комбинированной машины для внесения жидких органических удобрений с рабочими органами в виде чизельных лап с открылками. Цель исследования - обоснование методики расчета сил, действующих на чизельный глубокорыхлитель для внутрипочвенного внесения жидкого навоза, и оценка затрат энергии при работе машинно-тракторного агрегата для глубокого внутрипочвенного внесения жидкого навоза с использованием шланговых систем. Разработана математическая модель расчета сил, действующих на глубокорыхлитель в зависимости от условий работы (удельного сопротивления почвы, глубины обработки и скорости) и параметров конструкции чизельных лап (их количества и геометрии). Получены зависимости технологических и энергетических параметров при различных почвенных условиях: рекомендуемая глубина внесения жидкого навоза для чизельных лап с открылками доходит до 36 см; на почвах с удельным сопротивлением 35 кПа при скорости 0,6...0,8 м/с потребное тяговое усилие трактора составляет 70.72 кН. Для агрегата на базе трактора К-744 удельная энергоемкость технологического процесса равняется 46.47 кВт-ч/га без учета мощности насосной станции для прокачки жидких органических удобрений через шланговую систему.
Ключевые слова: жидкие органические удобрения, внутрипочвенное внесение удобрений, чизельные рабочие органы, затраты энергии
Цитирование. Панов А.И., Алдошин Н.В., Манохина А.А., Семин В.В. Тягово-энергетический расчет орудия для внутрипочвенного внесения органических удобрений // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. - 2022. - № 4(69). - С. 158-171. doi: 10.24412/2078-1318-2022-4-158-171.
TRACTION AND ENERGY CALCULATION OF IMPLEMENT FOR INTRA-SOIL APPLICATION OF ORGANIC FERTILIZERS
Andrey I. Panov1, Nikolay V. Aldoshin2, Alexandra A. Manokhina3 , Valentin V. Semin4
1Russian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural Academy, Timiryazevskaya str, 49, Moscow, 127434, Russia; [email protected]; https: //orcid 0000-0002-8673-0885 2Russian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural Academy, Timiryazevskaya str, 49, Moscow, 127434, Russia; [email protected]; https://orcid.org/ 0000-0002-0446-1096 3Russian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural Academy, Timiryazevskaya str, 49, Moscow, 127434, Russia; [email protected] ; https: //orcid 0000-0002-9785-1164 4Russian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural Academy, Timiryazevskaya str, 49, Moscow, 127434, Russia, [email protected]
Abstract. A promising technology for the utilization of slurry at large livestock complexes is its intra-soil application to nearby fields at doses of 100 t/ha or more. For this, hose systems are used to pump liquid manure over distances of 5 km or more and inject it into the soil to a greater depth. The object of the study is the developed prototype of a combined machine for applying liquid organic fertilizers with working tools in the form of chisel paws with openings. The purpose of the study is to substantiate the methodology for calculating the forces acting on a chisel subsoiler for the subsoil
application of liquid manure, and to estimate the energy consumption during the operation of a machine-tractor unit for deep subsoil application of liquid manure using hose systems. A mathematical model has been developed for calculating the forces acting on the subsoiler depending on the operating conditions (soil resistivity, processing depth and speed), as well as the design parameters of chisel shares (their number and geometric parameters). The dependences of technological and energy parameters under various soil conditions were obtained: the recommended depth of application of liquid manure for winged chisel paws is up to 36 cm; on soils with a specific resistance of 35 kPa at a speed of 0.6...0.8 m/s, the required tractor pulling force will be 70...72 kN. For the unit based on the K-744 tractor, the specific energy intensity of the technological process will be 46...47 kW h/ha, excluding the power of the pumping station for pumping liquid organic fertilizers through the hose system.
Keywords: liquid organic fertilizers, intra-soil fertilization, chisel working tools, energy costs
Citation. Panov, A.I., Aldoshin, N.V., Manokhina, A.A. and Semin, V.V. (2022), "Traction and energy calculation of implement for intra-soil application of organic fertilizers", Izvestya of Saint-Petersburg State Agrarian University, vol. 69, no. 4, pp. 158-171. (In Russ.). doi: 10.24412/20781318-2022-4-158-171
Введение. Сохранение и расширенное воспроизводство плодородия почв не только дает растениям оптимальные условия для роста и развития, но и обеспечивает питательный режим, раскрывая потенциальные способности сорта или гибрида, позволяющие снабжать сырьем сельское хозяйство, пищевую, комбикормовую и перерабатывающую промышленность [1; 2].
Доказано, что на гумус, как основную часть органического вещества почвы, оказывают влияние органические и минеральные удобрения, насыщенность севооборотов пропашными культурами, бобово-злаковыми травами и зернобобовыми культурами, включение в него чистого пара, уровень плодородия почвы, в том числе её биологическая активность, наличие и активность штаммов и групп микроорганизмов, не только фиксирующих азот атмосферы, но и разлагающих целлюлозу, лигнин и другие химические соединения, которые попадают в почву с растительными остатками [3].
Для этого необходимы новые подходы к использованию удобрений и повышению плодородия почвы, обеспечивающие высокую экологическую безопасность. Возникает достаточно большой круг вопросов, направленных на создание новых технологий и технических средств механизации внутрипочвенного внесения жидких органических удобрений.
Для полной инфильтрации больших доз внесения (100 т/га и более) жидких органических удобрений пласты почвы на значительной глубине обработки должны быть тщательно разрыхлены. Поэтому для внутрипочвенного внесения жидких органических удобрений в качестве рабочих органов целесообразно использовать чизельные лапы с открылками, обеспечивающие максимальные зоны поперечной деформации пластов почвы на большую глубину [4; 5].
Глубокое внутрипочвенное внесение удобрений сопряжено с большими энергозатратами. В связи с этим целесообразно произвести оценку затрат энергии при использовании таких технологий [6].
Цель исследования - обосновать методику расчета сил, действующих на чизельный глубокорыхлитель для внутрипочвенного внесения больших доз жидких органических удобрений, и провести оценку затрат энергии при работе машинно-тракторного агрегата для глубокого внутрипочвенного внесения жидкого навоза с использованием шланговых систем.
Материалы, методы и объекты исследования. Для реализации предложенной технологии разработана машина для внутрипочвенного внесения жидких органических удобрений (рис. 1). Технологический процесс работы орудия происходит следующим образом. По шланговой магистрали жидкие органические удобрения под давлением от насосной станции поступают к орудию через узел привязки. Далее через дроссель удобрения попадают в распределительное устройство, оснащенное измельчителем. Из него по трубопроводам удобрения подаются к рабочим органам в глубь почвенного пласта. Это обеспечивается за счет разрыхления почвы чизельными лапами. Конструкция орудия защищена тремя патентами [7; 8; 9].
При помощи чизельных лап происходит рыхление уплотненного, слежавшегося почвенного горизонта. В основе данного технологического процесса лежит резание почвы клином с плоской рабочей поверхностью, сводящееся к разрушению почвенного пласта путем сдвига (скалывания) на куски (стружку) трапецеидальной формы [10].
4 3 2 1
Рисунок 1. Чизельный глубокорыхлитель для внутрипочвенного внесения жидкого навоза:
1 - шланговая магистраль; 2 - распределительный узел жидких органических удобрений;
3 - распределительные шланги; 4 - рама с чизельными рабочими органами;
5 - опорные колеса; 6 - навесное устройство Figure 1. Chisel subsoiler for liquid manure injection: 1 - hose line; 2 - distribution unit of liquid organic fertilizers; 3 - distribution hoses;
4 - frame; 5 - support wheels; 6 - mounting implement; 7 - chisel tines
Схема расположения колес и чизельных лап на раме орудия показана на рис. 2.
Распространение деформации почвы в стороны в поперечно-вертикальной плоскости ограничивается предельной глубиной обработки кк, называемой критической [11]. Дальнейшее заглубление рабочего органа сопровождается смятием почвы в продольном направлении без увеличения зоны рыхления в поперечном направлении, поэтому превышение глубины a хода чизельных лап критической глубины нецелесообразно как с точки зрения увеличения поперечного сечения разрыхляемых пластов почвы, так и с учетом повышенного тягового сопротивления машины.
Возможны два режима работы чизельных лап глубокорыхлителя:
1) глубина обработки a не превышает критическую глубину hк;
2) глубина обработки a больше критической глубины ^.
В первом случае поперечная зона рыхления имеет форму трапеции. Во втором случае зона бокового рыхления распространяется до глубины ^, а ниже образуется прямоугольная щель глубиной ho=a-hк, где ^ - глубина блокированного резания без отделения почвенной стружки с боковых сторон лапы.
Рисунок 2. Схема расстановки чизельных лап с открылками на раме машины Figure 2. Scheme of arranging winged chisel tines on the implement frame
В зоне блокированного резания ниже критической глубины ^ образуется уплотненное ядро из-за большого давления, под действием которого почва сминается, сильно уплотняется и задерживается на наклонной рабочей поверхности.
На чизельных лапах рассматриваемой машины устанавливаются открылки для увеличения площади поперечного сечения пласта, разрыхляемого одной чизельной лапой. Заглубление таких рабочих органов на глубину больше критической нецелесообразно.
По результатам экспериментальных исследованиий [10] рекомендуется следующая эмпирическая зависимость для определения критической глубины резания чизельными лапами:
hK =-
0,1^- (1 + 3tg^) - 2,5
_ ^OT _
(см),
(1)
4,2 + ctg а
где bo - ширина долота, см; p - сопротивление почвы смятию (твердость почвы), МПа; иот - временное сопротивление почвы отрыву, МПа; а - угол резания, ху - угол наклона равнодействующей силы сопротивления почвы к горизонту, ° (рис. 3).
Рисунок 3. Поперечные и продольные зоны деформации почвы чизельной лапой Figure 3. Cross-section and longitudinal soil deformation zones by winged chisel tine
Площадь поперечного сечения пласта разрыхляемой почвы в виде трапеции может быть определена по формулам:
- для лап 3 и 4 (см. рис. 3)
^ = (Ь + ЬП)а /2 (м2); (5)
- для лап 1, 2, 5, 6 (рис. 4)
¿1,2,5,6 = ма (м2), (6)
где М - междуследие (расстояние между лапами) (м).
1,2, "п ъп
е/2\ 5, б/ \ \/ / Q
/// /// /// M /// ///
b
Рисунок 4. Схема определения поперечной площади рыхления при резании почвы двумя
чизельными лапами Figure 4. Cross-section and deformation zones of soil by two chisel tines
Рассматриваемые инжекторы жидкого навоза - чизельные лапы имеют значительное тяговое сопротивление и создают большие неровности на поверхности почвы, что требует дополнительных операций предпосевной подготовки, например, прикатывания. Для работы с чизельными глубокорыхлителями требуются энергонасыщенные тракторы.
В продольно-вертикальной плоскости реакции сил сопротивления почвы, действующие на чизельную лапу, приводятся к равнодействующей Rxz (см. рис. 3). Вертикальная проекция этой силы Rz характеризует способность лапы к заглублению в почву, а горизонтальная проекция Rx - тяговое сопротивление рабочего органа.
Направление и точка приложения равнодействующей силы Rxz определяются для чизельных лап углом у и плечами l и h относительно носка лапы.
Координаты точки приложения равнодействующей сил сопротивления почвы на лапе
равны
к = (0,3...0,5)а;
I = 0,56. (7)
Суммарное тяговое сопротивление чизельных лап может быть рассчитано по формуле,
аналогичной формуле академика В.П. Горячкина для лемешно-отвальных плугов:
6
К =£ К$ + е81у2 , (8)
¡=1
где ^ - удельное сопротивление почвы, кПа; Si - площадь поперечного сечения взрыхленной части пласта /-й лапой, м2; е - коэффициент (кН-с2/м4), учитывающий рабочую скорость V, м/с.
Расчётная схема сил, действующих на глубокорыхлитель при работе с трактором, показана на рис. 5.
Рисунок 5. Схема для расчёта сил, действующих на глубокорыхлитель с трактором Figure 5. Diagram for determining forces acting on the chisel subsoiler with a tractor
Система уравнений равновесия машины в продольно-вертикальной плоскости xOz имеет вид:
I Pxz, = 0;
= о, (9)
i
где I Pxz г - сумма всех сил; IMxz ¿ - сумма моментов всех сил относительно любой
i i
точки механической системы «трактор + глубокорыхлитель».
При известных коэффициентах Ц2 и цз сопротивления качению опорных колёс и катка по полю
N О
¡U2 = n>L ; ^ = °L (10)
N 3 О
можно решить эту систему уравнений и определить четыре неизвестные силы Px, Pz, Nz, Qz. Для этого составим систему из четырех линейных уравнений (третье и четвертое уравнения - суммы моментов сил относительно точек 2 и 3 - приложения реакций на опорных колесах и катке:
Px - Rx-M2Nz -juQz - F = 0; P2-R + N2 + Qz-G = 0; (11)
Px (Z® + Z2 ) - Pz ■ (x® + x2 ) - Qz (x3 - x2 ) - G(x4 - x2 ) + Rx (Z1 - Z2 ) - Rz (X1 - X2 ) - F(Z2 + Z5 ) = 0;
Px (Z® + Z3) - Pz ■ (x® + x3) - Nz (x3 - x2) - G( x3 - x4) - Rx (Z1 - Z3) + Rz (x3 - xi) - F (Z2 + Z5) = 0
где Px и Pz - составляющие силы тяги трактора; Nx и Nz - реакции почвы, действующие на опорные колеса машины; Qx и Qz - составляющие реакции на опорной поверхности катка; Rx и Rz - реакции почвы, приложенные к условному «среднему» рабочему органу; G = mg - сила тяжести машины; F - сила сопротивления перемещению шланга с жидким навозом; x®, zn - координаты мгновенного центра вращения трехточечного навесного устройства трактора в продольно-вертикальной плоскости xOz; xi, zi - координаты точки 1 - носка «среднего» рабочего органа; x2, z2 - координаты точки 2 приложения реакций на опорных колесах; x3, z3 - координаты точки 3 - приложения реакций на катке; x4 - координата точки 4 - центра тяжести машины; z5 - координата точки приложения силы сопротивления перемещению шланга. Значения сил - в килоньютонах, размеров - в метрах. Начало координат точка O совпадает с проекцией оси задних колёс трактора.
Сила сопротивления F перемещению шланга за глубокорыхлителем равна
F = frmrg, (12)
где fr - коэффициент трения шланга о почву; тт = pV - масса шланга с жидким навозом, кг; p- плотность жидкого навоза, кг/м3; V = nd2L/4 - объем жидкого навоза в шланге, м3; d и L - диаметр и длина шланга, м.
Для численного решения данной системы уравнений составлена программа в виде электронной таблицы для Microsoft Excel. Исходные данные для расчёта действующих сил приведен в табл. 1.
Таблица 1. Исходные данные для расчётов сил, действующих на машину при работе
с трактором К-744 Table 1. Input data to calculate the forces acting on the implement
with tractor K-744
Масса глубокорыхлителя, кг m 3087,0
Число рабочих органов (лап) n 6
Ширина захвата лапы, м b 0,8
Ширина долота, м bo 0,05
Удельное сопротивление почвы, кПа кп 30.60
Рабочая скорость, м/с v 0,2.0,8
Угол крошения рабочего органа, ° a 5.40
Угол трения почвы по стали, ° V 15.35
Угол внутреннего трения почвы, ° (рП 15.35
Коэффициенты сопротивления перекатыванию: - колес глубокорыхлителя - катка /л2 fj3 0,2 0,3
Продолжение таблицы 1.
Угол скалывания почвы поперечный, ° в! 2 40...45
Коэффициент учета скорости, кН-с2/м4 s 2...3
Размеры шланга, м
- длина l 200
- диаметр d 0,15
Коэффициент трения шланга по почве fT 0,25
Плотность жидкого навоза, кг/м3 P 990
Результаты исследования. На основании проведенных расчетов по описанной выше математической модели можно получить целый ряд теоретических зависимостей параметров, характеризующих агротехнические и энергетические показатели работы машинно-тракторного агрегата.
В частности, на рис. 6 показана зависимость критической глубины кк от угла а крошения чизельной лапы рассматриваемой конструкции.
Расчеты показывают, что для рассматриваемых чизельных лап максимальная критическая глубина резания почвы составляет кк = 36...38 см при величине угла крошения (установки долота к горизонту) а = 25°.
40
hK , см
35 30 25 20 15
0 10 20 30 40 50
а, °
Рисунок 6. Зависимость критической глубины от угла крошения лапы Figure 6. Relationship between critical depth and the chisel pitch angle
На рис. 7 показана зависимость ширины bn полосы деформации почвы от глубины a установки лапы. Зная данную зависимость, можно определить площадь Si поперечного сечения взрыхленной части пласта i-й лапой орудия.
1,10
bn, м
1,05
1,00
0,95
0,90
0,20 0,22 0,24 0,26 0,28 0,30 0,32 0,34 0,36 0,38
а, см
Рисунок 7. Зависимость ширины полосы деформации почвы от глубины установки чизельной лапы Figure 7. Relationship between the width of a soil deformation band and the depth of chisel tine
Пример расчетной зависимости тягового сопротивления Px орудия от скорости v агрегата приведен на рис. 8.
73
72
I
и
71
P
70
69
68
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
V, м/с
Рисунок 8. Зависимость тягового сопротивления орудия от рабочей скорости агрегата Figure 8. Relationship between the traction force and working speed
Потребная тяговая мощность трактора для работы с чизельным глубокорыхлителем при внутрипочвенном внесении жидких органических удобрений равна
N = Pxv, кВт, (13)
где Px - сила тяги трактора, кН.
Удельная энергоёмкость выполнения технологического процесса равна
E = N / W, кВт-ч/га, (14)
где Ж = 0,36Ву - производительность агрегата за час чистого времени, га/ч; В - ширина захвата, м.
47,0
а
(ч
И 46,°
к
45,0
44,0
0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
0,8
V, м/с
Рисунок 9. Зависимость удельной энергоемкости от скорости агрегата Figure 9. Relationship between specific power consumption and unit speed
Пример расчетной зависимости удельной энергоемкости Ey технологического процесса от скорости v показан на рис. 9. Выводы
1. Разработана математическая модель для аналитического расчета сил, действующих на глубокорыхлитель в зависимости от удельного сопротивления почвы, глубины и скорости обработки, геометрических параметров конструкции орудия.
2. Для условий работы, заданных удельным сопротивлением почвы кп = 35 кПа, глубиной установки лап a = 36 см и скоростью v = 0,6...0,8 м/с, потребное тяговое усилие трактора составляет Px = 70.72 кН.
3. Расчеты показывают, что для агрегата на базе трактора К-744 с чизельным глубокорыхлителем при внутрипочвенном внесении жидких органических удобрений удельная энергоемкость технологического процесса составит 46.47 кВт-ч/га без учета мощности насосной станции для прокачки навоза через шланговую систему.
Список источников литературы
1. Сельскохозяйственные машины / В.Е. Бердышев, Л.И. Ерошенко, А.Б. Калинин, М.А. Новиков,
B.А. Ружьев, В.А. Смелик, И.З. Теплинский. - СПб.: Проспект Науки, 2022. - 316 с.
2. Development of the design and justification of the parameters of the distribution head of the pneumatic fertilizer seeder / V.N. Ednach, N.N. Romanyuk, V.A. Ageichik, M.N. Kalimullin, A.A. Orekhovskaya, D.N. Klyosov, V.A. Smelik // AIP Conference Proceedings. 2. Ser. "Proceedings of the II International Conference on Advances in Materials, Systems and Technologies, CAMSTech-II 2021". - 2022. - С. 030009. DOI: 10.1063/5.0092820.
3. Агрономические основы инженерного обеспечения биологизации земледелия / В.М. Косолапов, А.С. Цыгуткин, Н.В. Алдошин, Н.А. Лылин // Кормопроизводство, 2022. - № 3. -
C. 41-47. - ISSN 1562-0417.
4. Алдошин, Н.В. Внутрипочвенное внесение жидких органических удобрений при помощи шланговой системы / Н.В. Алдошин, В.Г. Евдокимов, В.В. Семин // Доклады ТСХА: сб. ст. -Вып. 293. - Ч. III / Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К. А. Тимирязева. - Москва: Изд-во РГАУ-МСХА, 2021. - С. 246-248. - ISBN 978-5-9675-1835-5.
5. Ahmadi, I.A Power Estimator for an Integrated Active-Passive Tillage Machine / I. А. Ahmadi // Using the Laws of Classical Mechanics Soil and Tillage Research, 2017. - Vol. 171. - P. 1-8.
6. Алдошин, Н.В. Машины для внутрипочвенного внесения жидких органических удобрений / Н.В. Алдошин, А.А. Манохина, В.В. Семин // Техника и оборудование для села, 2021. - № 1 (283). - С. 7-10. - ISSN 2072-9642. - DOI: 10.33267/2072-9642-2021-1-7-10.
7. Патент на полезную модель № 206217 Российская Федерация. Распределительное устройство для внесения жидких органических удобрений: № 2021109725; заяв. 8.04.2021, опубл. 31.08.2021 / Н.В. Алдошин, А.А. Манохина, В.В. Семин; заявитель ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева.
8. Патент на полезную модель № 207487 Российская Федерация. Устройство для внесения жидких органических удобрений: № 2021115225, заяв. 27.05.2021, опубл. 29.10.2021 / Н.В. Алдошин, А.А. Манохина, А.В. Дубчинский, В.В. Семин; заявитель ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева.
9. Патент на полезную модель № 208134 Российская Федерация. Устройство для внесения несепарированных жидких органических удобрений: № 2021115226, заяв. 27.05.2021; опубл. 06.12.2021 / Н.В. Алдошин, А.А. Манохина, А.В. Дубчинский, В.В. Семин; заявитель ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева.
10. Исследования инновационных технологий, техники и жидких минеральных удобрений на основе карбидно-амиачной смеси при возделывании сельхозкультур / В.А. Милюткин, В.А. Шахов, Е.М. Асманкин, Ю.А. Ушаков, Н.К. Комарова, В.А. Смелик // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. - 2022. - № 4 (96). - С. 104-111.
11. Design and rationale for paramétrés of the seed-fertilizer seeder coulter for subsoil broadcast seeding / S.O. Nukeshev, N.A. Kakabaev, N.N. Romanyuk, I.P. Troyanovskaya, V.A. Smelik, S.A. Voinash // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Krasnoyarsk Science and Technology City Hall. - Krasnoyarsk, Russian Federation, 2021. - С. 52010. DOI: 10.1088/17551315/677/5/052010.
12. Дыба, Э.В. К обоснованию типа рабочего органа для внутрипочвенного внесения жидкого навоза / Э.В. Дыба, А.И. Бобровник // Механизация и электрификация сельского хозяйства: межведомственный тематический сборник / отв. ред. П.П. Казакевич, С.Г. Яковчик. - Минск: Ураджай, 2016. - Вып. 50. - С. 40-46.
13. Совершенствование методов мониторинга качества работы дозирующих систем машин химизации / А.Б. Калинин, И.З. Теплинский, В.А. Смелик, О.Н. Теплинская, И.С. Немцев // Аграрный научный журнал. - 2022. - № 6. - С. 94-98.
References
1. Berdyshev, V.E., Eroshenko, L.I., Kalinin, A.B., Novikov, M.A., Ruzh'ev, V.A., Smelik, V.A., Teplinskij, I.Z. (2022), Sel'skohozjajstvennye mashiny [Agricultural machinery], SPb, Prospekt Nauki, 316 р. (In Russian)
2. Ednach, V.N., Romanyuk, N.N., Ageichik, V.A., Kalimullin, M.N., Orekhovskaya, A.A., Klyosov, D.N., Smelik, V.A. (2022), Development of the design and justification of the parameters of the distribution head of the pneumatic fertilizer seeder, AIP Conference Proceedings, 2, Ser. "Proceedings of the II International Conference on Advances in Materials, Systems and Technologies, CAMSTech-II2021", p. 030009. DOI: 10.1063/5.0092820.
3. Kosolapov, V.M., Cygutkin, A.S., Aldoshin, N.V., Lylin, N.A. (2022), Agronomic fundamentals of engineering support for biologization of agriculture, Kormoproizvodstvo, no. 3, pp. 41-47, ISSN 15620417. (In Russian)
4. Aldoshin, N.V., Evdokimov, V.G., Semin, V.V. (2021), Vnutripochvennoe vnesenie zhidkih organicheskih udobrenij pri pomoshhi shlangovoj sistemy [Intra-soil application of liquid organic fertilizers using a hose system], Doklady TSHA: sb. st., Vyp. 293, Ch. III [Reports of the TLC: sat. art.], Rossijskij gosudarstvennyj agrarnyj universitet - MSHA imeni K. A. Timiijazeva, Moskva, Izd-vo RGAU-MSHA, pp. 246-248, ISBN 978-5-9675-1835-5. (In Russian)
5. Ahmadi, I.A (2017), Power Estimator for an Integrated Active-Passive Tillage Machine, Using the Laws of Classical Mechanics Soil and Tillage Research, vol. 171, pp. 1-8.
6. Aldoshin, N.V., Manohina, A.A., Semin, V.V. (2021), Machines for intra-soil application of liquid organic fertilizers, Tehnika i oborudovanie dlja sela, no. 1 (283), pp. 7-10, ISSN 2072-9642. - DOI: 10.33267/2072-9642-2021-1-7-10. (In Russian)
7. Patent na poleznuju model' № 206217 Rossijskaja Federacija. Raspredelitel'noe ustrojstvo dlja vnesenija zhidkih organicheskih udobrenij [Distribution device for applying liquid organic fertilizers] :
№ 2021109725; zajav. 8.04.2021, opubl. 31.08.2021, N.V. Aldoshin, A.A. Manohina, V.V. Semin; zajavitel' FGBOU VO RGAU - MSHA imeni K.A. Timiijazeva. (In Russian)
8. Patent na poleznuju model' № 207487 Rossijskaja Federacija, Ustrojstvo dlja vnesenija zhidkih organicheskih udobrenij [Device for applying liquid organic fertilizers], № 2021115225, zajav. 27.05.2021, opubl. 29.10.2021, N.V. Aldoshin, A.A. Manohina, A.V. Dubchinskij, V.V. Semin; zajavitel' FGBOU VO RGAU - MSHA imeni K.A. Timirjazeva. (In Russian)
9. Patent na poleznuju model'№ 208134 Rossijskaja Federacija. Ustrojstvo dlja vnesenija neseparirovannyh zhidkih organicheskih udobrenij [Device for applying unseparated liquid organic fertilizers]: № 2021115226, zajav. 27.05.2021; opubl. 06.12.2021, N.V. Aldoshin, A.A. Manohina, A.V. Dubchinskij, V.V. Semin; zajavitel' FGBOU VO RGAU - MSHA imeni K.A. Timirjazeva. (In Russian)
10. Miljutkin, V.A., Shahov, V.A, Asmankin, E.M., Ushakov, Ju.A., Komarova, N.K., Smelik, V.A. (2022), Research of innovative technologies, machinery and liquid mineral fertilizers based on a carbide-ammonia mixture in the cultivation of agricultural crops, Izvestija Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta, no. 4 (96), pp. 104-111. (In Russian)
11. Nukeshev, S.O., Kakabaev, N.A., Romanyuk, N.N., Troyanovskaya, I.P., Smelik, V.A., Voinash, S.A. (2021), [Design and rationale for parametres of the seed-fertilizer seeder coulter for subsoil broadcast seeding], IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Krasnoyarsk Science and Technology City Hall, Krasnoyarsk, Russian Federation, p. 52010, DOI: 10.1088/17551315/677/5/052010.
12. Dyba, Je.V., Bobrovnik, A.I. (2016), K obosnovaniju tipa rabochego organa dlja vnutripochvennogo vnesenija zhidkogo navoza [To substantiate the type of working body for intra-soil application of liquid manure], in Kazakevich P.P. and Jakovchik S.G. (red.), Mehanizacija i jelektrifikacija sel'skogo hozjajstva: mezhvedomstvennyj tematicheskij sbornik [To substantiate the type of working body for intra-soil application of liquid manure ], Minsk, Uradzhaj, vol. 50, pp. 40-46. (In Russian)
13. Kalinin, A.B., Teplinskij, I.Z., Smelik, V.A., Teplinskaja, O.N., Nemcev, I.S. (2022), Improvement of methods for monitoring the quality of work of dosing systems of chemicalization machines, Agrarnyj nauchnyjzhurnal, no. 6, pp. 94-98. (In Russian)
Сведения об авторах
Панов Андрей Иванович - кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры сельскохозяйственных машин, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Российский Государственный Аграрный Университет -МСХА имени К.А. Тимирязева», spin-код: 3511-1082, Scopus author ID: 57221478540, Researcher ID: AAD-5456-2022.
Алдошин Николай Васильевич - доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой сельскохозяйственных машин, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Российский Государственный Аграрный Университет - МСХА имени К.А. Тимирязева», spin-код, 6032-9021, Scopus author ID:5719413129, Researcher ID: ААD-6548-2022.
Манохина Александра Анатольевна - доктор сельскохозяйственных наук, доцент, профессор кафедры сельскохозяйственных наук, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Российский Государственный Аграрный Университет - МСХА имени К.А. Тимирязева», spin-код:, 5377-5938, Scopus author ID:57204156373, Researcher ID: AAX-3297-2020.
Семин Валентин Владимирович - аспирант, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Российский Государственный Аграрный Университет - МСХА имени К.А. Тимирязева».
Information about the authors
Andrey I. Panov - Candidate of Technical Sciences, docent, docent of the Department of agricultural machinery, Russian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural Academy, spincode: 3511-1082, Scopus author ID: 57221478540, Researcher ID: AAD-5456-2022. Nikolay V. Aldoshin - Doctor of Technical Sciences, professor, chief of the Department of agricultural machinery, Russian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural Academy, spin-code: 6032-9021, Scopus author ID:5719413129, Researcher ID: ААD-6548-2022.
Aleksandra A. Manokhina - Doctor of Agricultural Sciences, docent, professor of the Department of agricultural machinery, Russian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural Academy, spin-code:5377-5938, Scopus author ID:57204156373 , Researcher ID: AAX-3297-2020. Valentin V. Semin - postgraduate student, Russian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural Academy.
Авторский вклад. Все авторы настоящего исследования принимали непосредственное участие в планировании, выполнении и анализе данного исследования. Все авторы настоящей статьи ознакомились и одобрили представленный окончательный вариант. Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Author's contribution. All authors of this study were directly involved in the planning, execution and analysis of this study. All authors of this article have read and approved the submitted final version. Conflict of interest. The authors state that there is no conflict of interest.
Статья поступила в редакцию 23.09.2022; одобрена после рецензирования 24.11.2022; принята к публикации 14.12.2022
The article was submitted 23.09.2022; approved after reviewing 24.11.2022; accepted after publication 14.12.2022
Научная статья УДК 621.313
doi: 10.24412/2078-1318-2022-4-171-183
СТРУКТУРА И СОСТАВ ЗАКРЫТОЙ СИСТЕМЫ ОРОШЕНИЯ С МЕХАНИЧЕСКИМ ПОДЪЕМОМ ВОДЫ И ПОЛИВОМ ШИРОКОЗАХВАТНЫМИ КРУГОВЫМИ ДОЖДЕВАЛЬНЫМИ машинами
Алексей Георгиевич Черных
Иркутский государственный аграрный университета им. А.А. Ежевского, пос. Молодежный, Иркутский район, Иркутская область, 664038, Россия; [email protected]; https://orcid.org/ 0000-0003-3498-6579
Реферат. В статье рассмотрена схема построения закрытой оросительной системы способом дождевания с механическим подъемом воды от открытого с природным водным потоком источника, удаленного на значительное расстояние от места орошения. Наличие транспортного запаздывания на процесс движения воды от источника к месту полива вносит существенные ограничения по управлению расходом воды. Один из возможных технических способов устранения данного запаздывания между источником и дождевальной машиной заключается в установке в зоне полива водой накопительных резервуаров. Наличие в структуре системы резервуара позволяет технически изменить систему ее подачи не только к дождевальным машинам, но и в сегментированные участки по всей площади орошения. Такой способ подачи воды позволит в полевых условиях в режиме реального времени динамически управлять данным процессом. Целью данной статьи является теоретическое и практическое исследование работы предложенной структуры оросительной системы с учетом влияния различных возмущающих факторов. Для достижения цели исследования представленный в статье теоретический и практический материал направлен на решение ряда задач. Во-первых, пояснена целесообразность включения в трубопроводную систему накопительного резервуара двух центробежных насосов. Во-вторых, теоретически обосновывается необходимость дополнительного трубопровода. В-третьих, с использованием предложенной баллистической теории полета капли поясняется методика практического использования получаемых с ее помощью результатов применительно к геометрическим и энергетическим параметрам капли и дальнейшее их приведение к целевым значениям с помощью насосного и регулируемого
