Совершенствование технологии полива дождевальной машиной "Фрегат" с разработкой устройства регулирования скорости движения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 06.01.02, кандидат технических наук Марьин, Максим Павлович

• Марьин, Максим Павлович
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Марьин, Максим Павлович

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Состояние мелиоративного комплекса в Саратовской области.

1.2 Анализ технических средств полива в современных хозяйствах Саратовской области.

1.3 Совершенствование технологии полива дождевальной машиной «Фрегат».

1.4 Режим орошения сельскохозяйственных культур

Саратовской области.

1.5 Выводы.

1.6 Цель и задачи исследования.

2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛИВА ДОЖДЕВАЛЬНОЙ МАШИНОЙ «ФРЕГАТ».

2.1 Совершенствование технологии полива ДМ «Фрегат».

2.2 Теоретическое обоснование технологии полива дождевальной машиной «Фрегат».

2.3 Устройство регулирования скорости движения дождевальной машины «Фрегат».

2.4 Обоснование конструктивных параметров исполнительного устройства.

2.5 Обоснование расходно-напорной характеристики регулирующего клапана исполнительного устройства.

2.6 Выводы.

3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1 Программа экспериментальных исследований.

3.2 Методика экспериментальных исследований.

3.2.1 Определение расходно-напорной характеристики регулирующего клапана устройства регулирования скорости движения

ДМ «Фрегат».

3.2.2 Сравнение стандартной и предлагаемой технологий полива дождевальной машиной «Фрегат».

3.2.3 Методика определение влажности почвы.

3.2.4 Методика обработки результатов лабораторно-полевых исследований.

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1 Исследования расходно-напорной характеристики регулирующего клапана устройства регулирования скорости движения

ДМ «Фрегат».

4.2 Результаты сравнения стандартной и предлагаемой технологий полива дождевальной машиной «Фрегат».

4.3 Выводы.

5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ СОВЕРШЕНСТВОВЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛИВА ДОЖДЕВАЛЬНОЙ

МАШИНОЙ «ФРЕГАТ».

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование технологии полива дождевальной машиной "Фрегат" с разработкой устройства регулирования скорости движения»

В природно-климатических условиях Саратовского Заволжья стабильное развитие сельскохозяйственного производства возможно только при орошаемом земледелии.

В настоящее время в мелиоративном комплексе Саратовской области доля дождевальных машин (ДМ) «Фрегат» составляет более 75 % от всего парка поливной техники. Поэтому совершенствование этой машины является немаловажным направлением развития орошения в регионе.

Как известно, полив одного поля дождевальной машиной «Фрегат» может продолжаться около 7 суток, при этом последняя четверть поля будет поливаться с опозданием на 5 суток или при пониженном нижнем пороге влажности, что может приводить к снижению урожая. Поэтому начало первого полива назначается с определенным опережением расчетного срока [79].

Такой способ полива подразумевает некоторое превышение поливной нормы на первой четверти, поэтому постоянная норма полива не всегда соответствует значению недостающей влаги на различных участках орошаемого поля.

Сформулирована гипотеза о возможности повышения качества орошения дождевальной машиной «Фрегат» путем изменения поливной нормы в соответствии с уровнем влагозапасов участков поля на момент их полива.

Работа проводилась в соответствии с перспективными направлениями развития ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова» (ПНР-2) «Модернизация инженерно-технического обеспечения АПК», разделом «Разработка и совершенствование машин и технологий для оросительных и мелиоративных систем, экологически безопасных способов внесения минеральных удобрений», по теме № 3 «Совершенствование технологии и технических средств для мелиоративных систем».

Цель исследования. Повышение качества полива дождевальной машиной «Фрегат» путем изменения ее технологических параметров.

Задачи исследования:

- на основании анализа дождевальной техники и режима орошения обосновать технологию полива ДМ «Фрегат», обеспечивающую повышение качества распределения поливной влаги по площади орошения;

- провести теоретические исследования технологии полива ДМ «Фрегат»;

- разработать устройство регулирования скорости движения ДМ «Фрегат» и обосновать его основные конструктивные параметры;

- экспериментально оценить влияние основных конструктивных параметров устройства регулирования скорости движения на элементы режима орошения, провести в условиях эксплуатации сравнительную оценку полива ДМ «Фрегат» по стандартной и предлагаемой технологии;

- определить экономическую эффективность совершенствования технологии полива ДМ «Фрегат» с применением устройства регулирования скорости движения.

Объект исследований. Дождевальная машина «Фрегат» и технология ее полива.

Предмет исследования. Технические и технологические параметры (время полива, скорость движения, поливная норма, расходно-напорная характеристика системы питания самоходной тележки) ДМ «Фрегат» при поливе сельскохозяйственных культур.

Методика исследований. Задачи, поставленные в диссертационной работе, решались проведением комплексных теоретических и лабораторно-полевых исследований. Теоретические исследования выполнялись на основе известных положений, законов и методов математического анализа, механики и гидравлики. Экспериментальные исследования проводились с учетом общепринятых методик проведения экспериментов, действующих стандартов и нормативных документов. Расчет и обработка результатов исследования выполнялись на ЭВМ методами математической статистики с использованием пакетов прикладных программ Statistica 6.0, MathCAD 13, Microsoft Excel.

Научная новизна. Математическая модель технологии полива и прикладная программа расчета поливных норм. Конструкция устройства регулирования скорости движения ДМ «Фрегат».

Практическая значимость и реализация основных результатов исследований. Использование технологических мероприятий и технических средств позволит повысить качество орошения сельскохозяйственных культур при поливе дождевальной машиной «Фрегат», в частности обеспечить экономию до 8,2 % оросительной воды. Предлагаемая технология и опытный образец устройства регулирования скорости движения внедрены в 2008-2010 гг. в ОПХ «ВолжНИИГиМ» Энгельского района Саратовской области.

Апробация работы. Результаты исследований по теме диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова» (2008-2011 гг.), а также на VI Саратовском Салоне изобретений, инноваций и инвестиций.

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 9 работах, в их числе 1 патент РФ на полезную модель и 3 работы в изданиях, входящих в перечень ВАК. Общий объем публикаций составляет 2,74 п. л., из которых 1,25 п. л. принадлежит лично автору.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы, содержащего 123 наименования, и 5 приложений. Работа изложена на 122 страницах машинописного текста, содержит 13 таблиц и 52 рисунка.

Заключение диссертации по теме «Мелиорация, рекультивация и охрана земель», Марьин, Максим Павлович

4.3 Выводы

В ходе исследований расходно-напорной характеристики были определены:

- значения коэффициента сопротивления регулирующего клапана, в зависимости от его открытия;

- максимальная величина эффективного открытия регулирующего клапана 3,25 мм, при этом максимальное значение рабочего угла поворота задающих винтов с шагом резьбы 1 мм равно 1170°;

- эффективное давление в водопроводящем трубопроводе у последней самоходной тележки не менее 0,38 МПа;

Сравнение стандартной и предлагаемой технологий полива дождевальной машиной «Фрегат» показало, что полив по предлагаемой технологии позволяет осуществлять экономию оросительной воды до 8,2 % при практически одинаковой урожайности исследуемой культуры (люцерны).

5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ СОВЕРШЕНСТВОВЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛИВА ДОЖДЕВАЛЬНОЙ МАШИНОЙ «ФРЕГАТ»

Расчет экономической эффективности ведется на основании методических рекомендаций по оценке эффективности инвестиционных проектов от 21 июня 1999 года, № ВК 477.

Основными показателями по оценке эффективности инвестиционных проектов являются чистый дисконтированный доход и дисконтированный индекс доходности.

Чистый дисконтированный доход - это сумма дисконтированных значений потока платежей, приведённых к сегодняшнему дню («Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов от 21 июня 1999 года, № ВК 477»). Формула для расчета чистого дисконтированного дохода:

ЧДД = ^ ДППN , (5.1)

N=О где ДПП - дисконтированный поток платежей, руб./га; N- период времени (N = 0, 1,2, ., Г), лет.

Дисконтированный поток платежей за jV-ый период времени определяется из выражения:

ЧПП,

ДПП„=^, (5.2) где ЧПП - чистый поток платежей, руб./га; Сд - ставка дисконтирования, %.

Чистый поток платежей за 7У-ый период времени определяется из выражения:

1 тонны, равной 3000 руб., по данным ОПХ «ВолжНИИГиМ».

Сезонный монтаж устройства регулирования скорости движения, согласно данным по оплате труда операторов дождевальных машин в ОПХ «ВолжНИИГиМ» составляет 236 руб., при этом обслуживание устройства составляет 70 руб. за полив.

Начальные инвестиции определены в размере стоимости одного экземпляра устройства регулирования скорости движения, равной 9600 руб.