Файл: Пояснительная записка к дипломному проекту на тему Совершенствование технологии посадки и возделывания картофеля.rtf

Форсунки размещают на трубах-коллекторах распределительных систем, в которые насос нагнетает рабочую жидкость.

В коллекторах выполнены отверстия, через которые жидкость поступает в полость распыливающей головки закрепленных на трубе-коллекторе. К головкам присоединены вкладыши распылителей, снабженные отверстиями для распыла жидкости.

По конструкции вкладышей и принципу действия различают распылители полевые, центробежные, щелевые, дефлекторные, эжекционные, центробежно-дисковые и дисковые с электрозарядкой капель .

Полевой распылитель составлен из пластмассового колпачка с выходным отверстием и сердечника с винтовой канавкой.

Полевые наконечники образуют струю распыленного химиката длиной 1...2 м. Наконечники обеспечивают тонкое распыление жидкости, что позволяет применять их для опрыскивания растений раствором высокой концентрации действующего вещества.

Центробежный (вихревой) распылитель снабжен камерой завихрения и вкладышем с круглым отверстием. Проходя через камеру завихрения, жидкость закручивается и выходит из отверстия вкладыша в виде полого конического факела с углом α = 60...90°. Распылители такого типа обеспечивают тонкое распыление жидкости.

Щелевой распылитель снабжен распыливающим вкладышем, отверстие в котором выполнено в виде узкой щели, расширяющейся в сторону выхода жидкости. Проходя под давлением через такое отверстие, жидкость распиливается, образуя плоский факел распыла в форме веера с углом α = 80...120°. Щелевые распылители дают грубую дисперсность распыла (300 мкм), но обеспечивают высокую равномерность распыла по ширине захвата.

Дефлекторный распылитель снабжен вкладышем, на конце которого выполнено выпускное отверстие, сообщающееся с осевым каналом.

Дефлекторные распылители имеют большие выходные отверстия и дробят жидкость на крупные капли размером 250...400 мкм. Их применяют на штанговых опрыскивателях для внесения суспензий большими дозами.

Эжекционный распылитель состоит из корпуса, колпачка и вкладыша Корпус имеет осевой и радиальные каналы, сообщающиеся через отверстия в колпачке с атмосферой. Проходя с большой скоростью по осевому каналу, жидкость создает разрежение в осевых каналах, подсасывает через отверстия атмосферный воздух и образует жидковоздушную смесь.

---

Центробежно-дисковый распылитель представляет собой вращающуюся головку, составленную из одной, двух и более пар дисков. Такие распылители применяют на вентиляторных мало- и ультрамалообъемных опрыскивателях, обеспечивающих внесение жидких химикатов дозой от 1 до 100 л/га.

Дисковый распылитель с электрозарядкой капель снабжен распыливающим конусным диском, индуцирующим диском-электродом, включенным в сеть источника высокого напряжения, и подводящим трубопроводом. Заряженные частицы меньше сносятся ветром.
3.4 Выбор конструкции распылителя
Согласно рекомендациям планируемого применяемого препарата Actara 25 WG норма внесения при протравливании дна борозды картофеля составляет 0,5 кг/га, расход рабочей жидкости 80 л/га.

Проведя анализ существующих распылителей пришли к выводу, что наиболее полно отвечать технологическим требованиям будут щелевые распылители с углом распыла α = 80...120°. Щелевые распылители дают грубую дисперсность распыла (300 мкм) и обеспечивают высокую равномерность распыла по ширине захвата. Форма факела так же наиболее полно отвечает требованиям и особенностям работы форсунки, при обработке дна борозды, ко всему прочему при этом учитывается фактор наличия данного распылителя в хозяйстве, т.к. практически все опрыскиватели работают именно на данном типе форсунок. Данные распылители иностранного производства хорошо зарекомендовали себя в процессе эксплуатации, имеют высокую степень надежности, поэтому отпадает необходимость в поиске других аналогов.

Выбранный щелевой распылитель имеет форму факела в виде веера, а зона падения капель представляет собой острый эллипс. Нам необходимо произвести расчет требуемой площади падения капель, для определения выполнения условия покрытия дна борозды и клубней препаратом.

Угол распыла факела у выбранного распылителя составляет α = 80...120°, задаемся средним значением α =100°. Определяем, на какую высоту необходимо установить форсунку (рис.3.1), чтобы её ширина захвата составила минимум 120мм.

Высота подъема форсунки над поверхностью дна борозды будет равна:


Рис 3.1 Определение высоты: мм
Следовательно, высота расположения распылителя над дном борозды, должна быть не менее 50мм, но и не более 100мм согласно конструктивных особенностей сажалки. Принимаем h=80мм.

---

Опытным путем установлено, что площадь падения капель представляет собой острый эллипс и имеет вид (рис.3.2):


Рис.3.2 Форма пятна падающих капель
При данном методе распыливания и установки форсунки, обеспечивается оптимальная обработка дна борозды и околоклубневого пространства после заделки почвой, что обеспечивает эффективную защиту семенного материала от проволочников.
3.5 Расчёт трубопроводов гидролинии и выбор конструкции насоса
Вернёмся к производительности картофельной сажалки, которая составляет S=1,6 га/ч. Норма расхода разбавленного препарата составляет 80 л/га., следовательно, за час должно быть израсходовано 128 л, минутный расход распылителя при этом будет равен 128/60 =2 л/мин или это 33,3 см³ / с. Данный расход жидкости обеспечивается четырьмя распылителями, следовательно производительность одной форсунки должна составлять 0,5 л/мин. По табличным данным, требуемым условиям удовлетворяет щелевой распылитель оранжевого цвета, расход жидкости q=0,5 л/мин обеспечивается при давлении 5 атм.

На семь часов чистого времени работы потребуется 128×7=896л. разбавленного препарата. Планируется использовать в целях компактности и удобства транспортирования резервуар из под опрыскивателя объемом V=300 л³. Следовательно, в течение рабочего дня необходимо будет произвести три заправки. Неравномерность перемешивания жидкости гидромешалкой не должна превышать 2%. Для этого коэффициент циркуляции должен быть не меньше I=0,04 . Для резервуара объемом V=300 л. рекомендуется использовать гидромешалку с производительностью 15 л/мин. Коэффициент циркуляции будет равен:
I=Q_м / V_р, (3.1)

где Q_м=15 л/мин. - производительность гидромешалки,

V_р = 300л. – объем резервуара для рабочей жидкости;

I=15/ 300=0,05.

Общая требуемая производительность насоса будет равна:

Q=Q_м+q, (3.2)
где q=4 q_ф + q_з= 6 л/мин [5] – расход форсунки q_ф =2 л/мин с учетом повышения на использование другого типа-размера распылителя

---

q_з=4л/мин.

Q= 350 см³/с

В нашей гидравлической схеме имеются: всасывающая гидролиния от резервуара к насосу, и две нагнетательно-сливные. Исходя из допустимых скоростей, во всасывающей магистрали V_вс.д =1,5 м/с, нагнетательно-сливной V_н.сл.д = 3 м/с, рассчитываем значение внутренних диаметров трубопроводов гидролинии:
, (3.3)
где Q_вс =Q =3,5·10⁴ м³/с – требуемая подача насоса,

V_вс.д = 1,5 м/с – допустимая скорость во всасывающей магистрали.

мм;
, (3.4)
где Q_н =Q_вс =3,5·10^-4 м³/с – требуемая подача насоса,

V_вс.д =3 м/с – допустимая скорость в напорной магистрали.

мм.

Согласно [5] принимаем диаметр всасывающей гидролинии d_вс.=32 мм, нагнетательной d_вс.=12 мм, диаметр всасывающей гидролинии выбираем исходя из условия диаметров присоединительных патрубков насоса, фильтра и резер-вуара, а также сокращения потерь давления.

Определяем потери давления гидросистемы, по длине трубопровода. По таблице для шлангов из ПВХ при расходе 21,43 л/мин и длине трубопровода l_вс.= 2м, его диаметре d_вс.=32мм потери будут составлять ∆Р_вс.= 0,0059 МПа, длине l_н. = 3,7м и l_н.=12мм - ∆Р_н.= 0,0137 МПа

Местные потери давления принимаем равными 20% от потерь по длине: ∆Р_м =20%·(∆Р_вс+ ∆Р_н)≈0,004 МПа.

По паспортным данным применяемых нами элементов конструкторского узла, принимаем потери давления на фильтре ∆Р_ф=0,035 МПа, регуляторе-распределителе ∆Р_р=0,021 МПа, гидромешалки ∆Р_г.=0,016 МПа.

Определяем общие потери давления в гидросистеме:

МПа,

где ∆Р_вс. – потери давления во всасывающей магистрали, МПа;

∆Р_н. – потери давления в нагнетательной магистрали, МПа;

∆Р_р– потери давления регулятора распределителя, МПа;

∆Р_г

---

– потери давления гидромешалки, МПа;

∆Р_м – местные потери давления МПа;

∆Р_ф – потери давления фильтра, МПа.

В связи с тем, что данное технологическое оборудование планируется использовать не только в работе с препаратом Актара, при протравливании семенного картофеля перед посадкой, но и при обработке стимуляторами прорастания, а так же при работе с другими препаратами, норма расхода баковой смеси может повышаться. Поэтому фактическая подача насоса принимается больше расчетной в пределах 30% т.е. будет составлять Q_расч. = 30%Q_ф =30л/мин.

---