Ресурсосберегающая технология и система машин для возделывания хлопчатника в условиях Туркменистана



В статье при заданных значениях параметров найдено оптимальное значение разности давления в трубе, которая соединяет цистерну со смесью (жидких органоминеральных удобрений или ЖОМУ) и универсальную машину (НАД-2–60М). Вычислены оптимальные размеры жиклёров для внесения жидкого органоминерального удобрения.

Ключевые слова: механическое и биологическое рыхление, кротование, почва.

Keywords: mechanical and biological loosening, ripping and mole draining, soil.

В современных условиях развитие мирового земледелия идет по пути сохранения энергетических и почвенных ресурсов. Научный и практический опыт показывает, что ресурсосберегающие технологии при обоснованных условиях почвенно-климатической зоны земледелия имеют ряд преимуществ: улучшается структура почвы; повышается устойчивость урожайности хлопчатника; сокращаются затраты и повышается рентабельность производствавусловиях Туркменистана.

Моделирование технологий в растениеводстве рассмотрено в работах А. Б. Лурье, М. С. Рунчева, Э. И. Липковича, П. Н. Бурченко, Г. П. Варламова, М. Е. Демидко, В. Я. Зельцера, А. В. Четвертакова, Ю. А. Уткова, А. А. Никонова, Н. Н. Походенко, В. И. Могоряну, Т. Е.Малофеева, А. М. Гатаулина и др. Анализ этих работ показал, что они в принципе аналогичны синтезу системы отображения массива данных через однородные порции, используемого в работах В. А. Вейника, Н. П. Бусленко, В. Ф. Венды, Е. Г. Гольштейна, В. В. Налимова, Н. Н. Моисеева, М. П. Перетятькина, И. И. Кандаурова, А. Н. Зеленина, В. И. Баловнева, Е. Д. Томина, И. П. Керова, С. Директора, Р.Рорера, Кеннета Кюнена и др. Указанными исследованиями доказано, что моделированию может быть подвержена любая проблема любой системы, если массив данных о процессах, протекающих в системе, отобразить через основной процесс, обратные связи и ограничения. С целью углубления теоретических основ для создания и совершенствования орудий отмечена необходимость развития исследований в пределах системы «почва-рабочий орган-энергия». Этот принцип был положен в основу разработки комплексов машин. Однако методы отображения информации в конкретных механизированных технологиях до сих пор не носят обобщающего характера [2].

Моделирование работы дренажа свидетельствует о том, что интенсивность поступления воды в дрену определяется коэффициентом фильтрации и водоотдачи наддренного слоя грунта, из которого происходит сброс гравитационной воды [3]. Кроме того, рабочие органы, применяемые для нарезки дрен, имеют большие тяговые усилия, в результате образования пластично-упругих деформаций грунта в нижней части ножа, о чем свидетельствуют также результаты исследований А. Н. Зеленина [6].

Предлагаемая конструкция аэрационного дренажа включает две параллельные дренажные полости, сформированные в монолите грунта естественной структуры. Сохранение естественной структуры грунта вокруг дрены обеспечивает достаточную водозахватную способность и эксплуатационную надежность. Для удовлетворения изложенных требований нами были разработаны специальные, универсальные рыхлители-кротователи новой конструкции, защищенные авторским свидетельством № 1751263 [1].

Решение поставленных технических задач достигается тем, что комбинированное устройство для глубокого рыхления грунта с одновременным внутрипочвенным внесением жидких органоминеральных удобрений, содержащее раму, установленную на колёса с закреплёнными на ней рабочими органами и ёмкостью с заправочной горловиной для жидких органоминеральных удобрений, взаимодействующей посредством системы трубопроводов и насоса с выходными соплами устройства для подпочвенного внесения органоминеральных удобрений, размещенного позади стоек долотообразных рыхлителей грунта. Рыхления почвогрунта с одновременным внутрипочвенным внесением жидких органоминеральных удобрений [3].

Теперь будем анализировать в агромелиоративных универсальных машинах математическую модель внесения жидкого органоминерального удобрения в почву [7]. Жидкое органоминеральное удобрение или жидкая смесь (раствор) в результате давления, создаваемого насосом по трубам (шлангам) перетекает к трубам с дырочками (жиклерами), закрепленным к стойкам в глубокий рыхлителям (ГР).

В соответствии требованиям и правилам агротехники для получения высокой урожайности хлопчатника на 1 (один) метр расстояния нужно вносить 10 (десять) литров жидкого органоминерального удобрения.

Жидкое органоминеральное удобрение в результате давления, создаваемое насосом протекает по трубам разных диаметров.

Нужно синхронизировать давление насоса, выталкивающее жидкое органоминеральное удобрение, со скоростью трактора, который тянет универсальную агромелиоративную машину или комбинированное устройство для глубокого рыхления грунта с одновременным внутрипочвенным внесением жидких органоминеральных удобрений НАД-2–60М.

Уравнение движения, количества и баланса жидкого органоминерального удобрения описываются следующими уравнениями:

(1)

Постоянный массовый расход жидкого органоминерального удобрения вычисляется формулой: Используя формулу интегрируя уравнение (1) от до получим

(2)

где: коэффициент гидравлическое сопротивление жидкого органоминерального удобрения; диаметр трубы для внесения жидкого органоминерального удобрения; длина трубы для жидкого органоминерального удобрения; ускорение свободного падения; высота наклонности трубы; скорости жидкого органоминерального удобрения в начале и в конце трубы; постоянное число в зависимости от свойства потока; коэффициент сжимаемости жидкого органоминерального удобрения; газовая постоянная;

температура жидкого органоминерального удобрения в Кельвинах.

Из этого равенства используя равенства , получим

(3)

где: давление, создаваемое в трубе с жидким органоминеральным удобрением на расстоянии

(4)

(5)

Выражение (4) определяет влияния изменения скорости по длине трубы, а выражение (5) разности высот начальной и конечной точек трубы потока жидкого органоминерального удобрения на перепад давления.

Для горизонтальных труб жидкого органоминерального удобрения поэтому

(6)

Исходя из этих условий получим:

(7)

В исследуемой задаче длина трубы жидкого органоминерального удобрения . Диаметр трубы жидкого органоминерального удобрения

массовый расход поперечное сечение трубы жидкого органоминерального удобрения ; для турбулентных потоков 1,1; коэффициент гидравлическое сопротивление жидкого органоминерального удобрения плотность жидкости ; коэффициент сжимаемости жидкости органоминерального удобрения , газовая постоянная Температура жидкого органоминерального удобрения ,

Следовательно, проведено сравнительный анализ применение для технологии универсальных агромелиоративных машин: вычислено, что при скорости трактора

для того, чтобы внести 10 литр удобрения на расстояния в почву достаточно создать разность давления. Для того, чтобы внести удобрения в почву равномерно оптимальное количество жиклёров 9 (девять) штук, а их диаметры 5 мм.

Создание оптимальной модели плодородия пахотного и подпахотного слоя позволяет оптимизировать почвенные режимы и повысить урожайность хлопчатника. Моделирование состояния пахотного и подпахотного слоя глинистой и суглинистой почвогрунтов разной мощности (20, 30 и 60 см) показало, что хлопчатник положительно реагируют на строение почвогрунтов, при котором в нижнем слое (20–60 см) за счет внесения жидких органоминеральных удобрений и достигается более высокая степень оптимизации агрофизических и агрохимических свойств.

Литература:

1. А.с. 1751263 /СССР/. Устройство для нарезки кротовин. /К.Хоммадов, А.Данатаров–Москва, 1992. Бюл.№ 28. 01.04.1992.

2. Бехбудов, А.К., Джафаров, Х.Ф., Хасаев, Г. А. Исследование эффективности промывок слабопроницаемых земель в Азербайджанской ССР. ВНИИГиМ. вып. 4. –М.: 1978.

3. Данатаров, А. Аккумулирующая способность воды аэрационного дренажа в аридной зоне. № 1. Проблемы освоения пустынь. Международный научно-практический журнал Ашхабад, 1999. с.85–89.

4. Данатаров, А., Сапаров, К. Б. Устройство аэрационного дренажа в аридной зоне. Мелиорация и водное хозяйство. № 2. Международный научно-практический журнал Москва, 1994. с.24–26.

5. Данатаров, А., Аширов, С. Ч. Моделирование технологий орудий рыхлителя-кротователя в условиях Туркменистана. Технические науки: теория и практика Издательство Молодой ученый Чита, 2012. с.91–93.

6. Зеленин, А. Н. Основы разрушения грунтов механическими способами. 2-е изд. перераб. и доп. –М.: Машиностроение, 1968. -376с.

7. Чарный, И. А. Неустановившиеся движения реальной жидкости в трубах. -М.: Гостехиздат, 1951.