УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ РАСПЫЛИТЕЛЕЙ ОПРЫСКИВАТЕЛЕЙ

Предлагаемая полезная модель относится к методам и устройствам для испытания распыливающих устройств опрыскивателей.
Известно устройство для испытания распылителей опрыскивателей (патент на полезную модель 72814 РФ, МПК А01М 7/00. Устройство для испытания распылителей опрыскивателей [Текст] / И.М. Киреев, З.М. Коваль, А.А. Нефедов.; заявитель и патентообладатель «Российский научно-исследовательский институт по испытанию сельскохозяйственных технологий и машин (РосНИИТиМ)». - №2007106262; заявл. 19.02.2007; опубл. 10.05.2008; Бюл. №. 13-3 с.: ил.), включающее оборудование для сбора распыливаемой жидкости и движения распылителя, рабочую камеру, решетчатый корпус и вентилятор.
В известном устройстве технологический процесс осуществляется пневматическим принципом действия.
В рабочей камере вентилятором обеспечивается однородный скоростной воздушный поток для моделирования скоростных режимов движения распылителя, условно соответствующего его режиму работы в составе опрыскивателя. При установившемся режиме работы распылителя, за определенный промежуток времени оборудованием для сбора распыливаемой жидкости по ширине факела распыла осуществляется ее сбор.
После завершения рабочих циклов времени заполнения жидкостью мерных стаканчиков в лабораторных условиях определяются распределение жидкости по ширине факела распыла.
-1
Скорость воздушного потока в рабочей камере устройства, с учетом скоростей движения полевых сельскохозяйственных опрыскивателей ОП-22, ОМ-22, ОП-18, ОН-12(15), ОА/м-2000-22, СУМО-24, ОНМ-600, КПМ ОП-200, согласно их техническим характеристикам, устанавливается в пределах от 10 до 30 км/ч (от 2,78 до 8,33 м⋅с).
Снижение скорости воздушного потока с тыльной стороны факела распыла на выходе из рабочей камеры, как это происходит в реальных условиях при работе опрыскивателя, осуществляется применением в устройстве решетчатого корпуса, методом инжектирования через его отверстия воздуха, поступающего из рабочей камеры.
-1
2
2
отв.
возд
ср.возд.отв
Размеры решетчатого корпуса, диаметр отверстий, их количество и размеры кожуха можно принять с учетом обеспечения снижения скорости воздушного потока за камерой до 0,5 м⋅c. При этом общая площадь сечения отверстий S=G./υ (например, диаметром 0,02 м) решетчатого корпуса составляет 10,5 м. При расстоянии между центрами отверстий равном 0,03 м, общая площадь решетчатого корпуса составит 26,25 м. Радиус решетчатого корпуса и его высота имеют размеры 1,5×1,5 м. Расстояние между кожухом и решетчатым корпусом можно принять равным 7 калибрам диаметра отверстий корпуса.
Основными недостатками известной конструкции является то, что расчет основного критерия опрыскивания - медианно-массового диаметра (далее - ММД) капель по данным улавливания капель подкрашенной жидкости на карточки с последующей обработкой их отпечатков по специальной программе и определение количества на одном квадратном сантиметре весьма трудоемок.
Не определяется агротехнический показатель по количеству расходуемой жидкости на 1 га, а, соответственно, и нецелевое использование ее в результате сноса за пределы обрабатываемого объекта. Создание по всему сечению устройства в области расположения распылителя постоянной скорости воздушного потока не в достаточной степени характеризует технологический процесс работы распылителей в составе опрыскивателя, в котором при движении распылителя только не продуваемая область факела распыла жидкости преодолевает сопротивление воздуха. При создании скорости воздушного потока вентилятором трудоемко рассчитать его характеристики для моделирования технологических режимов работы распылителей. Для устранения не оседающего в желобки мелкодисперсного аэрозоля, выходящего из сопла вентилятора с большой скоростью, необходима специальная вытяжная система. Конструкция устройства сложна в изготовлении.
Цель полезной модели - получение информационных сведений об агротехнических и экологических показателях в технологических процессах работы распылителей опрыскивателей.
Для получения агротехнических и экологических показателей при моделировании технологического процесса работы распылителей опрыскивателей, предлагается устройство, схема которого приведена на чертеже.
Устройство для испытания распылителей опрыскивателей состоит из оборудования 1 для сбора распыливаемой жидкости и движения распылителя, рабочей камеры 2, в конструкции которой желобки 5 с мерными стаканчиками 6 имеют дополнительную возможность поперечного их расположения воздушному потоку для получения данных о классовом распределении осажденной капельной жидкости по ширине расположения распылителей, решетчатого корпуса 3 и вентилятора 4, оборудованного плоским соплом, создающим воздушный поток, входящий в начальное сечение рабочей камеры, скорость которого в области факела распыла жидкости равна скорости движения опрыскивателя,
Технологический процесс моделирования работы распылителей опрыскивателей в предлагаемом устройстве осуществляется следующим образом.
В рабочей камере 2 оборудованием 1 для возвратно-поступательного движения распылителя обеспечивается и фиксируется рабочая высота его расположения над желобками 6. В устройстве вентилятором 4, оборудованным плоским соплом, создается воздушный поток, входящий в начальное сечение рабочей камеры 2.
В рабочей камере 2 вентилятором 4 обеспечивается воздушный поток для моделирования скоростных режимов движения распылителя, скорость которого на оси в области факела распыла жидкости на определенном расстоянии х, от плоского сопла равна скорости движения опрыскивателя.
возд.с
3
Расход воздушного потока G, м/с, в сечении сопла вентилятора 4 вычисляется по формуле
0
где U - скорость воздуха в начальном сечении сопла вентилятора, м/с;
0
2
S - площадь начального сечения плоского сопла вентилятора, м
max
Скорость воздушного потока на оси струи U, м/с, в области расположения распылителя (равная скорости движения опрыскивателя, м/с) вычисляется по формуле
а
где =0,09÷0,12 - коэффициент структуры, учитывающий структуру потока в выходном сечении;
0
δ - половина ширины плоского сопла, м;
x - расстояние по оси струи от начального сечения сопла, м.
гр.
На расстоянии x от начального сечения сопла вентилятора 4 до распылителя расчет полувысоты δ, м, струи, равной половине начального сечения рабочей камеры 2 с распылителем жидкости, вычисляется по формуле
0
В формуле (4) при заданном конструктивном размере начального сечения рабочей камеры 2 перед распылителем опрыскивателя значение расстояния x определяется методом последовательного приближения, задаваясь значением δ. При этом определяется как расстояние от сопла вентилятора 4 по оси струи, так и. площадь начального сечения плоского сопла вентилятора 4.
Расход воздуха в начальном сечении сопла, характеризующий производительность вентилятора, определяется произведением начальной скорости истечения на площадь сопла
0
2
2
где (2δ) - площадь сечения сопла вентилятора, м.
Относительный расход воздуха струи  через начальное сечение рабочей камеры 2 с распылителем жидкости вычисляется по формуле
возд.расп.
3
Расход воздуха в области распылителя G м/с, через начальное сечение рабочей камеры 2 с распылителем равен произведению расхода воздуха в сечении сопла вентилятора на относительное значение расхода воздуха
При установившемся режиме работы распылителя за определенный промежуток времени оборудованием 1 для сбора распыливаемой жидкости по ширине факела распыла осуществляется ее сбор. В конструкции рабочей камеры 2 желобки 5 с мерными стаканчиками 6 имеют дополнительную возможность поперечного их расположения воздушному потоку для получения данных о классовом распределении осажденной капельной жидкости по ширине расположения распылителей.
После завершения рабочих циклов по времени заполнения мерных стаканчиков 6 капельной жидкостью в лабораторных условиях для каждого технологического режима вычисляется:
2
площадь S, см, на которую оседает капельная жидкость, по формуле
где Ш - расстояние между щелевыми распылителями на штанге опрыскивателя, см;
L - расстояние, на которое перемещается распылитель за одну секунду в технологическом процессе штангового опрыскивателя, см;
жs
3
2
количество оседающей в желобках капельной жидкости и собранной в мерные стаканчики G, мм/см, за одну секунду - по формуле
жj
где G - количество капельной жидкости, собранной в мерном стаканчике при ее классовом осаждении в желобках за одну секунду, мл;
j - номер мерного стаканчика;
m - число мерных стаканчиков;
3
основной критерий опрыскивания ММД [ГОСТ Р 53053-2008. Машины для защиты растений. Опрыскиватели. Методы испытаний [Текст]. - Введ. 01-01-2009. - М.: Национальный Стандарт Российской Федерации: Стандартинформ. 2009. - 42 с.: ил] - выражением  мкм, характеризующим, в каких каплях сосредоточена половина массы распыляемого вещества, где Q - количество жидкости, мм;
лаб.
3
расход капельной жидкости G, дм/га, по осажденному ее объему в желобках - по формуле
3
где  - расход жидкости, рассчитанный по данным ее осаждения в желобки, дм/мин;
υ - скорость передвижения опрыскивателя, км/ч;
3
3
с
потери жидкости П, дм/га - по разности, рассчитанной с учетом ее расхода через сопло распылителя G', дм/га, и осаждения в желобки
р
расчет концентрации С, г/с, не оседающего в желобки аэрозоля с учетом расхода воздуха входящего в рабочую камеру 2 и выходящего через отверстия решетчатого корпуса 3 с применением уравнения
n
3
где G - потери капельной жидкости, дм/га.
Преимуществами устройства для испытания распылителей опрыскивателей при моделировании технологического процесса их работы являются: простота конструктивного исполнения устройства с обеспечением возможности получения информационных сведений об агротехнических и экологических показателях ресурсосберегающих технологий применения распылителей опрыскивателей.
Таким образом, применение устройства, по сравнению с известными устройствами, позволит получать информационные сведения для производителей растениеводческой продукции о рациональных технологиях применения опрыскивателей.