Дальнеструйные дождевальные машины (ДДН)

Используемые названия:

  • «Дальнеструйная дождевальная машина ДДН-70»;
  • «Дождевальная машина ДДН»;
  • «ДДН-70»;
  • «ДДН-100»;
  • «Дальнеструйная дождевальная насадка»;
  • «Навесная дождевальная насадка»;
  • «Дождевальный агрегат ДДН-70»;
  • «Дальнеструйный дождевальный аппарат ДДН- 70»;
  • «Дождевальное устройство ДДН-70»;
  • «ДУ ДДН-100»;
  • «Дальнеструйная насадка ДДН-100», «Дальнеструйный агрегат типа ДДН-45, ДДН-70 и ДДН- 100», «Дальнеструйный дождеватель навесной ДДН-70»;
  • «Дождеватель дальнеструйный навесной ДДН-100», «Дождевальная установка ДДН-70».

Условия применения. Дальнеструйная навесная (агрегатируемая с трактором) дождевальная насадка (машина) позиционного действия с поливом по кругу или сектору предназначена и используется для орошения (полива) различных сельскохозяйственных угодий (садов, питомников, плантаций, сенокосов, пастбищ и пропашных преимущественно высокостебельных культур) посредством водяной(ых) струи(й), выбрасываемой(ых) под напором (давлением) в приземное воздушное пространство сельхозугодья. Рекомендуется использовать при скорости ветра до (2÷3) м/с на почвах с высокой и повышенной водовпитывающей способностью (скоростью впитывания).

Виды машин ДДН-70 и ДДН-100 приведен на рисунках 1 и 2.

дальнеструйная дождевальная машина ДДН-70

дальнеструйная дождевальная машина ДДН-70

Рисунок 1 – Общие виды дальнеструйной дождевальной машины ДДН-70

Дальнеструйная машина ДДН-100

1 – тяги трактора; 2 – рама; 3 – всасывающая линия; 4 – механизм дождевального аппарата; 5 – дождевальный аппарат; 6 – подкормщик; 7 – эжектор

Рисунок 2 – Дальнеструйная машина ДДН-100 (по Шумакову Б.Б.)

Конструкция дальнеструйной дождевальной машины семейства ДДН с навесным и агрегатируемым с трактором дождевальным оборудованием включает, навешиваемую на трактор, раму с размещёнными на ней: насосом (насосом-редуктором) с приводом от тракторного двигателя; водозаборным устройством для забора воды из открытого или закрытого оросителя, дождевальной двухсопловой дальнеструйной насадкой с механизмом её вращения (поворота), всасывающего трубопровода и водомерного устройства, бакомподкормщиком (используемым и для заливки насоса) и других элементов.

Конструкция позволяет осуществлять: позиционный полив, перемещение машины с одной поливной позиции на другую, вести полив по кругу или сектору с забором поливной воды из открытых и (или) закрытых оросителей.

При устройстве, питающих ДДН, канальных оросителей глубина в них должна превышать 0,5 метра, а при заборе воды из гидрантов закрытой оросительной сети (из закрытых (трубчатых) оросителей) напор в них должен составлять – (3÷5) метров, что обеспечивает заливку центробежного насоса.

При напоре в оросительной сети соответствующем нормативному для дождевальной насадки (ДДН-70 или ДДН-100) используется дождевальная дальнеструйная машина соответствующей конструкции (см. рисунок 3).

Схема дождевальной машины ДДН-70 с питанием водой от гидранта напорной сети

1 – гидрант; 2 – гибкий шланг; 3 – ограничитель напора; 4 – дальнеструйный дождеватель; 5 – шлангонамоточный барабан

Рисунок 3 – Схема дождевальной машины ДДН-70 с питанием водой от гидранта напорной сети (по Маркову Е.С.)

Дождевальные машины ДДН-70 и ДДН-100 оборудуются основной («большой») и дополнительной («малой» или «вспомогательной») насадкой для полива («присопловой») зоны радиусом до (18÷20) метров, не поливаемой основным соплом). Предусмотрено использование сменных насадок сопел (диаметром от 55 мм до 45 и 35 мм) с соответствующим снижением расхода поливной воды с (65÷70) л/с до (48÷32) л/с.

Дождевальные машины ДДН-70 и ДДН-100 выпускаются с различными по мощности энергоходовыми тракторными движителями, что предопределяет определённые отличия в их технических характеристиках и технологических параметрах (возможностях). Технические характеристики и технологические показатели дальнеструйных дождевателей (дождевальных машин) ДДН-70 и ДДН-100 (по справочным изданиям Шумакова Б.Б. и Штепы Б.Г.), приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Данные по дальнеструйным дождевальным машинам*

Наименование показателей Значения показателей
по ДДН-70 по ДДН-100
Расход поливной воды, л/с 65÷70 100±15
Напор в насадке, м 50÷55 и 65 65
Средняя интенсивность дождя, мм/мин (0,31÷0,38)** (0,30÷0,45)***
Расстояние между смежными позициями, м 110 м по кругу 150 м по кругу
55 м по сектору 75 м по сектору
Радиус захвата по крайним каплям, м 70÷85 85±10
Расстояние между оросителями или трубопроводами, м 100 120
Площадь полива с одной позиции, га 0,94 га – по кругу 1,8 га – по кругу
0,47 га – по сектору 1,5 га – по сектору
Частота вращения ствола дождевального аппарата, мин-1 0,2 0,5÷0,2
Сезонная производительность (максимальная), га 65±5 100±10
Средний диаметр капель дождя, мм 1,4÷1,5 2,9
* Диапазоны значений даны для разных силовых (тракторных) установок применяемых в комплексе дождевальных машин. ** По данным Маслова Б.С. и др. Iд/ сp =  0,22 мм/мин; по данным Штепа Б.Г.и др. при круговом поливе Iд/ сp = (0,25÷0,35) мм/мин, а при сектором поливе — Iд/ сp = 0,50 мм/мин. *** По данным Маслова Б.С. и др. Iд/ сp = (0,27÷0,31) мм/мин.

При устройстве оросительной сети на участке с круговым поливом машинами типа ДДН применяются две основные схемы их позиционного размещения при поливе – «по треугольнику» и «по квадрату» (рисунок 4).

Схемы кругового полива дальнеструйными насадками типа ДДН

а) полив по кругу при размещении позиций по квадрату; б) полив по кругу с размещением позиций по треугольнику

Рисунок 4 – Схемы кругового полива дальнеструйными насадками типа ДДН

Размеры сторон поливного участка и расстояние между временными оросителями или закрытыми трубопроводами ( Lм/ оp ) определяются схемой расстановки дождевальных машин или принятой схемой полива дождевальной машиной. При поливе по кругу с расстановкой позиций дождевальной машины в вершинах равностороннего треугольника расстояние между временными оросителями или закрытыми трубопроводами ( Lм/ оp , м) и расстояние между позициями машины на оросителе или между гидрантами на закрытом трубопроводе ( Lм/ поз , м) в общем случае определяется по зависимостям вида:

Lм/ оp = 1,5 · Rзах ;

Lм/ поз = 1,73 · Rзах , где

Rзах — радиус зоны захвата при круговом поливе. При позиционной расстановке машины по квадратной схеме («по квадрату») и круговом поливе используется соотношение:

Lоp = Lпоз = 1,42 · Rзах , где Rзах — радиус полива (захвата) машины в метрах.

В соответствии с принятой позиционной схемой производится соответствующее размещение гидрантов при питании дождевальной машины из закрытой оросительной сети. При схеме полива по сектору в 240 градусов применяется соответствующее размещение элементов оросительной (поливной) сети – питающих гидрантов или открытых оросителей (рисунок 5).

а)                                                                          б)

Схемы секторного полива дождевальными машинами типа ДДН

а) полив по сектору с прямоугольным расположением позиций; б) полив по сектору с расположением позиций по треугольнику

Рисунок 5 – Схемы секторного полива дождевальными машинами типа ДДН

При секторном размещении поливных позиций смежные стоянки (позиции) дождевальной машины располагаются по вершинам прямоугольника или равнобедренного треугольника (с размерами сторон, показанными на рисунке 5). Выбор схемы кругового или секторного полива (а, следовательно, и параметров оросительной сети) определяется «ветровыми условиями сельскохозяйственного угодья» — при скорvости ветра ≤ 2,5 м/с предпочтителен круговой полив, а при скорости ветра Vв > 2,5 м/с – полив по сектору.

При проектировании поливных участков (модулей) максимальная длина открытых оросителей принимается ≤ 1000 метров при уклоне поверхности земли в пределах одного поливного участка – iоp ≤ 0,003 (см. рисунок 6).

ДДН-70 может питаться и из закрытой поливной сети с подключением дождевальной машины к гидранту через гибкие водоподающие шланги.

Среднюю интенсивность дождя ( Iд/ сp ) в мм/мин (по Маркову Е.С.) определяют, относя выливаемый за 1 минуту объём воды на площадь, увлажняемую дождевальным устройством с одной позиции, по зависимости вида —

,

qд/ м — расход дождевальной машины в л/с; kпеp — коэффициент перекрытия дождём зон увлажнения; n — часто-та оборотов насадки в мин-1Rзах — радиус зоны захвата дождём в метрах.

По Штепа Б.Г. для ДДН-100 средняя расчётная интенсивность дождя (без учёта перекрытия) составляет при поливе по кругу при схемах установки по прямоугольнику (120×120) м и треугольнику (120×145) м – 0,264 мм/мин, а при прямоугольной схеме с размерами (145×85) м Iд/ сp = 0,529 мм/мин.

Схема расположения оросительной сети для полива дальнеструйными дождевальными агрегатами типа ДДН

а) при расстановке машин по прямоугольнику, полив по кругу; б) при расстановке по прямоугольнику, по сектору; 1 – распределитель; 2 – временный ороситель; 3 – площадь охвата дождём с позиции; 4 – граница поля; 5 – дорога вдоль оросителя

Рисунок 6 – Схема расположения оросительной сети для полива дальнеструйными дождевальными агрегатами типа ДДН (по Маркову Е.С.)

При этом для треугольной схемы с размерами (155×85) метров и прямоугольной схемы (145×85) метров при поливе по сектору Iд/ сp  составляет – 0,529 и 0,352 мм/мин соответственно. По данным Маркова Е.С. и для дождевальной машины ДДН-100

А, судя по Безменову А.И., средняя интенсивность дождя для ДДН-70 составляет 0,41 мм/мин, а для машины ДДН-100

Средний слой дождя ( hд/ cp , мм) для вращающихся, поворачивающихся вокруг вертикальной оси струйных насадок (типа ДДН) вычисляют по формуле:

, где

kпеp — коэффициент, учитывающий перекрытие дождём со смежных позиций (коэффициент kпеp зависит от схемы размещения дождевальных устройств (насадок) при поливе на смежных позициях, характера полива (по кругу или сектору) и принимают равным: при поливе по кругу для размещения стоянок по вершинам квадрата kпеp = 1,57; по вершинам равностороннего треугольника kпеp = 1,2); n — частота вращения дождевателя (число его оборотов в минуту); tв/ п ( tпол ) – продолжительность водоподачи (полива орошаемого участка) в минутах.

Технологическая схема полива дальнеструйными навесными дождевальными машинами типа ДДН предусматривает подход её к определённой позиции у оросителя, позиционный полив по кругу или сектору с выдачей расчётной поливной нормы; перемещение на следующую поливную позицию с последующим поливом с неё. При скорости ветра до 1,5 м/с полив ведётся по кругу, а при скорости ветра от 1,5 до 6,0 м/с – по сектору (рисунок 7).

схемы полива дальнеструйной дождевальной машиной ДДН-70

а) полив по кругу; б) полив по сектору; 1 – канальный ороситель; 2 – эксплуатационная дорога вдоль оросителя

Рисунок 7 – Технологические схемы полива дальнеструйной дождевальной машиной ДДН-70

Для полива сельскохозяйственных угодий дождевальными машинами ДДН-70 и ДДН-100 разработан ряд технологических схем их перемещения и расположения поливных позиций на поливном участке, наиболее эффективные из них приведены в таблице 2 (по Шумакову Б.Б. и Штепа Б.Г.).

Таблица 2 – Позиционные и технологические схемы работы дождевальной машины ДДН-100 (по Шумакову Б.Б. и Штепа Б.Г.)

Схемы расположения

позиций и перемещения

дождевальной машины

Описание позиционной

схемы и технологических

показателей

Достоинства схемы Недостатки схемы
Круговой полив с квадратным расположением поливных позиций дождевальной машины (в вершинах квадрата) при f = b = 1,42R = 120 м Обеспечивается приемлемое качество полива на площади в 1,44 гектара при скорости ветра в

(2÷3) м/с

Высокая интенсивность искусственного дождя при относительно малой площади эффективного полива
Круговой полив с треугольным размещением поливных позиций при расстоянии между оросителями f = 1,5R = 120 м и между позициями

b = 1,73R = 145 м

Обеспечивается однопозиционный полив 1,75 га угодья при высокой степени перекрытия дождём и минимальной его интенсивности Применение схемы ограничивается скоростью ветра менее двух метров в секунду
1 – открытые или закрытые оросители; 2 – дороги; 3 – границы поливного участка; 4 – эффективно поливаемая площадь; 5 – граница зоны полива с одной позиции

Для повышения качества полива целесообразно рассмотреть возможность устройства трёхсопловых дождеобразователей с разной дальностью отброса поливной воды (поливных струй) и регулируемой скоростью вращения (поворота) ствола дождевальных насадок вокруг их вертикальной оси.

Производительность дождевальных машин ДДН-70 и ДДН-100. Судя по (Маслову Б.С., Минаеву И.В., Губеру К.В.), производительность ДДН- 100 при норме полива 600 м3/га, в зависимости от марки движителя, составляет – (0,51÷0,70) га/час, а для ДДН-70 величина Iпp = 0,39 га/час. При этом орошаемая одной машиной площадь (сезонная производительность) по (Маслову Б.С. и др., с. 153) для ДДН-100 составляет (80÷110) гектаров, а для ДДН-70 площадь сезонного полива Sсез = (60÷70) гектаров, а по рекомендациям Безменова А.И. —

Часовая производительность дождевальных машин ДДН-70 и ДДН-100 (за один полный час непрерывной работы) при проведении предварительных расчётов может быть определена по нижеприведенным зависимостям:

где Nпол / бp — поливная норма брутто (с учётом потерь воды на испарение с дождевого облака – расхода на формирование микроклимата) в миллиметрах.

Сменная производительность дождевальных машин (Sд/ м )см ДДН-70 и ДДН-100 в гектарах в общем случае определяется по зависимости вида:

где qд/ м — расход дождевальной машины в л/с; tсм — продолжительность смены в часах; kсм — коэффициент полезного использования времени (на собственно полив) в течение смены, учитывающий потери рабочего (поливного) времени на смены позиций, обслуживание, мелкий ремонт и другие операции и работы; значения kсм определяются опытным путём и зависят от поливной нормы, вида дождевальной машины и её технического состояния, схемы полива (по кругу или сектору), схемы расположения позиций и изменяются в mпределах от 0,6 до 0,86 – см. Штепа Б.Г.; Nпол / бp — поливная норма брутто ( Nпол / бp = Nпол/ nt · kuсп , в м3/га, где kuсп = (1,0÷1,2) – коэффициент, учитывающий величину испарения поливной воды из дождевого облака).

На стадии предварительных расчётов сменная (семичасовая) производительность дождевальных машин ДДН-70 и ДДН-100 при круговом поливе с квадратным размещением дождевателей и шахматной системе смены позиций полива может быть определена по нижеприведенным соотношениям:

где Nпол / бp — поливная норма брутто (с учётом потерь поливной воды на испарение – расхода воды на создание микроклимата) в миллиметрах.

Сезонная производительность дождевальной машины [ (Sд/ м )сез тарах] типа ДДН в общем случае определяется по соотношению вида:

где qд/ м — расход дождевальной машины в л/с; tсез продолжительность оросительного («поливного») периода в сутках; kt/ сут = tp/с / 24 коэффициент, характеризующий долю часов работы дождевальной машины ( tp/ сут в часах) за сутки; kсез- коэффициент полезного использования времени на поливе за сезон, характеризующий потери поливного времени на обслуживание, ремонты, непроизводительные перемещения машины и установку её на позицию и другие эксплуатационные затраты времени, включая потери времени на ремонты оросительной сети и её элементов; kмет — коэффициент, учитывающий потери времени по метеорологическим показателям (выпадение осадков, сверхнормативная скорость ветра и др.); ( Nоp.с / в )в ч — средневзвешенная оросительная норма брутто (с учётом сельхозкультур возделываемых на поливном участке (поле) и потерь поливной воды на испарение) в м3/га.

Предельные значения сезонной производительности дождевальных машин ДДН-70 и ДДН-100 приведены в таблице 9.1 их технических и технологических показателей и в значительной мере зависят от оросительной нормы. На предварительной стадии расчётов сезонную производительность дождевальных машин ДДН-70 и ДДН-100 можно определять по соотношениям:

где ωв/ п,сут — среднесуточная (за поливной сезон) водоподача (подача воды на поливной участок) в м3/га,  изменяющаяся в пределах от 50 до 100 м3/га.

Достоинствами дождевальных машин семейства «ДДН» являются: компактность конструкций машин и их высокая манёвренность, относительно малая металлоёмкость, возможность полива сложноконтурных участков сельхозугодий высокостебельных культур и (или) древесных насаждений.

Явным недостатком дальнеструйных дождевальных насадок («ДДН») является низкое качество создаваемого ими искусственного дождя (высокая крупность капель, высокая степень неравномерности дождевых осадков по зоне их выпадения), что может быть устранено устройствами, обеспечивающими дробление поливной струи соударением её с регулирующей струёй.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *