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.

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./гаN- период времени (N = 0, 1,2, ., Г), лет.

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

ЧПП,.

ДПП&bdquo-=^, (5.2) где ЧПП — чистый поток платежей, руб./гаСд — 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.