МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ ВОДЫ ВО ВРАЩАЮЩИХСЯ ДОЖДЕВАТЕЛЯХ ШИРОКОЗАХВАТНЫХ ДОЖДЕВАЛЬНЫХ МАШИН

Российские и зарубежные исследователи накопили значительный опыт конструирования различного типа дождевателей и распыливателей, работающих как на широкозахватной дождевальной технике, так и при проливе клумб и газонов. В основу выбора конструктивных параметров и режимов работы, как правило, легли экспериментальные исследования. Полученные на основе этого зависимости были характерны для конкретных условий эксплуатации, режимов работы и самих конструктивных исполнений дождевателей. До этого времени не сложилась обобщенная методика расчета, а следовательно, и четкие рекомендации по применимости дождевателей в различных условиях. Целью исследований является моделирование движения воды во вращающихся дождевателях для оптимизации конструктивных параметров и режимов их работы. Cмоделирован процесс взаимодействия потока воды с элементами дождевателя, имеющего вращающийся дефлектор. Представлено влияние расхода жидкости на размеры капель. Увеличение расхода жидкости приводит к возрастанию медианного диаметра капель, что объясняется возрастанием толщины жидкой пленки, сходящей с дефлектора. Плотность орошения можно регулировать шириной и числом канавок на дефлекторе, а размер орошаемой поверхности – высотой канавок и углом раствора. Траектория канавок на дефлекторе оказывает существенное влияние на формирование скорости и траекторию полета капель воды. Анализ показывает, что наибольшую скорость приобретает вода при выходе с вращающегося дефлектора, имеющего канавки размером 3-5 мм при расходе 2-3,5 л/с и мелкие канавки 1,5-2,5 мм, занимающие площадь всего дефлектора при малом расходе до 2 л/с. Проведенные исследования позволили смоделировать процесс взаимодействия потока воды с конструктивными элементами дождевателя и разработать обобщенный метод расчета. Полученные зависимости и значения приведенных параметров использовались при проектировании номенклатурного ряда дождевателей для широкозахватных дождевальных машин.

1. Бубенчиков М.А., Данильченко А.Н., Пацер Н.П. О снижении энергоемкости полива короткоструйными дефлекторными насадками // Экологическое и экономическое обоснование технологии и технических средств полива: сборник научных трудов ВНИИМиТП. - М.: ВНИИМиТП, 1989. - С. 42-47.

2. Есин А.И., Русинов А.В., Акпасов А.П. Обтекание конического дефлектора потоком вязкой несжимаемой жидкости // Научная жизнь. - 2018. -№ 4. - С. 14-19.

3. Есин А.И., Журавлева Л.А., Соловьев В.А. Ресурсосберегающие технологии и дождевальные машины кругового действия: монография. - Саратов: ФГОУ ВпО «Саратовский ГАУ», 2019. - 203 с.

4. Исаев А.П. Гидравлика дождевальных машин. - М.: Машиностроение, 1973. - 214 с.

5. Рыжко Н.Ф. Совершенствование дождеобразующих устройств для многоопорных дождевальных машин: монография. - Саратов: ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ», 2009. - 176 с.

6. Филимонов М.И., Новиков А.Е., Ламскова М.И. Дефлекторно-эжекторные дождевальные насадки для энерго- и ресурсосберегающего орошения / Волгоградский государственный университет // Альманах-2017. - Волгоград: ВГУ, 2017. - С. 115-123.

7. Esin A.I., Boikov V.M., Mukhin V.A. Mathematical Modeling of water Conducting Belt for Circular Action Sprinkler // Jour of Adv Research in Dynamical & Control Systems. - 2018. - Vol. 10. - Р. 2135-2141.

8. Faria L.C., Norenberg B.G., Colombo A. Irrigation distribution uniformity analysis on a lateral-move irrigation system. - 2019. - Vol. 37. - Р. 195-206.

9. Jian Jiao, Yadong Wang, Liliang Han, De-rong Su.Comparison of Water Distribution Characteristics for Two Kinds of Sprinklers Used for Center Pivot Irrigation Systems. Research Center for Grassland Resources and Ecology, Beijing Forestry University. -Published. - 2017. - Р. 1-17. - 21 April.

10. Liu J.P., Yuan S.Q., Li H., Zhu X.Y. Experimental and combined calculation of variable fluidic sprinkler in agriculture irrigation // Agricultural Mechanization in Asia, Africa and Latin America. - 2016. - 47 (1). -Р. 82-88.

11. Liu J.P., Liu X.F., Zhu X.Y., Yuan S.Q. Droplet characterisation of a complete fluidic sprinkler with different nozzle dimensions // Biosyst Eng. - 2016. - 148 (6). -Р. 90-100.

12. Liu J.P., Yuan S.Q., Darko R.O. Characteristics of water and droplet size distributions from fluidic sprinklers // Irrig Drain. - 2016.

13. Yisheng Zhang, Jinjun Guo, Bin Sun.Modeling and Dynamic-Simulating the Water Distribution of a Fixed Spray-Plate Sprinkler on a Lateral-Move Sprinkler Irrigation System // School of Water Conservancy and Science & Engineering, Zhengzhou University, Zhengzhou. - 2019. - September.

14. Zhu X.Y., Yuan S.Q., Liu J.P. Effect of sprinkler head geometrical parameters on hydraulic performance of fluidic sprinkler // J Irrig Drain Eng ASCE. - 2012. -138 (11). - Р. 1019-1026.

15. Zhu X.Y., Yuan S.Q., Jiang J.Y.Comparison of fluidic and impact sprinklers based on hydraulic performance // Irrig Sci. - 2015. - 33 (5). - Р. 367-374.

16. Пажи Д.Г., Галустов Д.Г. Основы техники распыливания жидкостей. - М.: Химия, 1984. - 256 с.