Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Повышение качества внутрипочвенного внесения твердых минеральных удобрений при основной безотвальной обработке почвы путем совершенствования параметров пневмомеханического тукораспределительного устройства Новохатский Виктор Михайлович

Повышение качества внутрипочвенного внесения твердых минеральных удобрений при основной безотвальной обработке почвы путем совершенствования параметров пневмомеханического тукораспределительного устройства
<
Повышение качества внутрипочвенного внесения твердых минеральных удобрений при основной безотвальной обработке почвы путем совершенствования параметров пневмомеханического тукораспределительного устройства Повышение качества внутрипочвенного внесения твердых минеральных удобрений при основной безотвальной обработке почвы путем совершенствования параметров пневмомеханического тукораспределительного устройства Повышение качества внутрипочвенного внесения твердых минеральных удобрений при основной безотвальной обработке почвы путем совершенствования параметров пневмомеханического тукораспределительного устройства Повышение качества внутрипочвенного внесения твердых минеральных удобрений при основной безотвальной обработке почвы путем совершенствования параметров пневмомеханического тукораспределительного устройства Повышение качества внутрипочвенного внесения твердых минеральных удобрений при основной безотвальной обработке почвы путем совершенствования параметров пневмомеханического тукораспределительного устройства Повышение качества внутрипочвенного внесения твердых минеральных удобрений при основной безотвальной обработке почвы путем совершенствования параметров пневмомеханического тукораспределительного устройства Повышение качества внутрипочвенного внесения твердых минеральных удобрений при основной безотвальной обработке почвы путем совершенствования параметров пневмомеханического тукораспределительного устройства Повышение качества внутрипочвенного внесения твердых минеральных удобрений при основной безотвальной обработке почвы путем совершенствования параметров пневмомеханического тукораспределительного устройства Повышение качества внутрипочвенного внесения твердых минеральных удобрений при основной безотвальной обработке почвы путем совершенствования параметров пневмомеханического тукораспределительного устройства Повышение качества внутрипочвенного внесения твердых минеральных удобрений при основной безотвальной обработке почвы путем совершенствования параметров пневмомеханического тукораспределительного устройства Повышение качества внутрипочвенного внесения твердых минеральных удобрений при основной безотвальной обработке почвы путем совершенствования параметров пневмомеханического тукораспределительного устройства Повышение качества внутрипочвенного внесения твердых минеральных удобрений при основной безотвальной обработке почвы путем совершенствования параметров пневмомеханического тукораспределительного устройства
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Новохатский Виктор Михайлович. Повышение качества внутрипочвенного внесения твердых минеральных удобрений при основной безотвальной обработке почвы путем совершенствования параметров пневмомеханического тукораспределительного устройства : диссертация ... кандидата технических наук : 05.20.01 / Новохатский Виктор Михайлович; [Место защиты: Волгогр. гос. с.-х. акад.].- Волгоград, 2009.- 156 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/2322

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Анализ способов внесения минеральных удобрений в почву 12

1.1. Роль минеральных удобрений в развитии растений 12

1.2. Агротехнические аспекты технологического процесса внутрипочвенного внесения твердых минеральных удобрений 15

1.3. Обзор и анализ конструкций машин и рабочих органов для внесения основной дозы минеральных удобрений 20

Глава 2. Теоретическое обоснование технологии внутрипочвенного внесения основной дозы твердых минеральных удобрений и предлагаемой конструкции плуга-удобрителя 38

2.1. Обоснование конструктивно-технологической схемы плуга-удобрителя 38

2.2. Обоснование основных параметров тукораспределительного устройства 42

2.2.1. Обоснование параметров смесителя 42

2.2.2. Обоснование формы отражающей поверхности 45

2.2.3. Обоснование параметров трубки-распределителя 49

2.2.4 Обоснование параметров направителя и отражателя 62

Глава 3. Программа и методика экспериментальных исследований 72

3.1. Программа и условия проведения опытов 72

3.2. Общая методика экспериментальных исследований 73

3.3. Методика определения основных физико-механических свойств частиц удобрений 76

3.4. Методика исследования работы удобрителя 81

3.5. Планирование факторного эксперимента 83

Глава 4. Результаты экспериментальных исследований 91

4.1. Гранулометрический состав частиц удобрений 91

4.2. Определение коэффициентов трения качения частиц удобрений по различным материалам 92

4.3. Определение коэффициентов восстановления частиц удобрений при ударе о различные материалы 93

4.4. Оптимизация конструктивных параметров тукораспределительного устройства для внутрипочвенного внесения минеральных удобрений 97

Глава 5. Расчет основных параметров тукораспределительного механизма 103

5.1. Определение параметров смесителя 103

5.2. Определение параметров отражающей поверхности 104

5.3. Определение основных параметров трубки-распределителя 106

5.4. Определение параметров направителя и отражателя 113 '

Глава 6. Полевые исследования плуга-удобрителя и выявление экономической эффективности от его внедрения 115

6.1. Полевые испытания плуга-удобрителя 115

6.2. Определение затрат на изготовление плуга-удобрителя 116

6.3. Экономическая эффективность, полученная в результате использования плуга-удобрителя 119

Общие выводы 122

Список используемой литературы 123

Приложение 133

Введение к работе

Повышение эффективности производства сельскохозяйственных культур связано с интенсификацией процессов растениеводства на базе комплексной механизации и внедрения систем машин, отвечающих почвенно-климатическим условиям каждой зоны. Возможность комплексного использования машин и оборудования на основе передовых индустриальных технологий производства сельскохозяйственных культур представляет собой качество присущее современной технике в растениеводстве. Комплексная механизация работ не возможна без научно-обоснованной системы машин, обеспечивающей механизацию всех основных и вспомогательных операций возделывания сельскохозяйственных культур [30, 59, 103,104].

Особое место в выполнении плана производства сельскохозяйственных продуктов занимает освоение научно-обоснованных систем сухого земледелия, направленных на повышение плодородия почвы и урожайности с учётом особенностей каждой природной зоны.

Интерес ученых и специалистов сельского хозяйства вызывает проблема, касающаяся способов внесения удобрений, так как количество питательных веществ в почве является одним из основных факторов роста и развития сельскохозяйственных культур. Решение данной проблемы будет способствовать повышению урожайности зерновых культур и улучшению экономических показателей сельскохозяйственного производства. [1, 29, 54, 84].

Актуальность работы. Обработка почвы Волгоградской области базируется на расширении объёмов выполнения почвозащитных, влаго- и энергосберегающих технологий. Особый интерес при этом вызывает вопрос, касающийся способов внесения удобрений.

Для получения в зоне степей Волго-Донского междуречья оптимально устойчивых урожаев вспашку необходимо проводить, в основном, безотвальную, чтобы оставалась на поле стерня, задерживающая влагу и препятствующая выдуванию верхнего слоя почвы.

9 Если обеспечение растений азотом на этих почвах не является проблемой, так как соли аммония и нитратов являются легкоподвижными по глубине, то внесение малоподвижного трудноусвояемого растениями фосфора в виде малорастворимых фосфатов требует непосредственного их внесения в корнеобитаемый (10... 30см) слой почвы с достаточной его влагообеспеченностью.

Существующие культиваторы-плоскорезы малопригодны для применения на светло-каштановых почвах Волгоградской области. Они не могут обеспечить необходимое рыхление почвы с оставлением стерни и внесения в подпахотный горизонт равномерно-распределенного по ширине захвата слоя минеральных удобрений.

В связи с этим актуальной является проблема повышения качества
внутрипочвенного внесения твердых минеральных удобрений при основной
безотвальной обработке почвы. "'

Цель исследований - повышение качества внутрипочвенного внесения твердых минеральных удобрений при основной безотвальной обработке почвы путем совершенствования пневмомеханического тукораспределительного устройства.

Объект исследования - конструкция плуга-удобрителя,

тукораспределительное устройство и твердые минеральные удобрения.

Научная гипотеза - равномерность распределения удобрений достигается за счет использования энергии воздушного потока и особенностей конструкции тукораспределительного устройства.

Предмет исследований - конструктивные параметры

тукораспределительного устройства, влияющие на неравномерность распределения минеральных удобрений.

Научную новизну работы составляют:

- математическая модель процесса распределения частиц удобрений по ширине захвата рабочего органа, позволяющая прогнозировать значение

10 неравномерности их внесения в зависимости от параметров тукораспределительного устройства;

- рациональные конструктивные параметры и работа применяемой пневмомеханической тукораспределяющей системы, позволяющей равномерно распределять твердые минеральные удобрения по ширине захвата рабочего органа.

Практическую значимость представляют: плуг-удобритель с безотвальными корпусами, дооборудованными тукораспределительным устройствами, позволяющими вносить минеральные удобрения при основной безотвальной обработке почвы.

Апробация работы: Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава (2008, 2009 гг.), молодых ученых (2006, 2007, 2008 гг.) и теоретическом семинаре факультета механизации сельского хозяйства ФГОУ ВПО «Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия».

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 8 работ общим объемом 2,93 печатных листов, из них лично автору принадлежит 1,6 печатных листов, в том числе 1 работа в центральной печати. Получен патент РФ на изобретение № 2328102 и положительное решение о выдаче патента.

На защиту выносится:

конструктивно-технологическая схема плуга-удобрителя с безотвальными корпусами, дооборудованными тукораспределительным устройствами, позволяющими вносить минеральные удобрения при основной безотвальной обработке почвы.

математическая модель, описывающая движение частиц удобрений по тукораспределительному устройству и их распределение по ширине захвата рабочего органа;

результаты лабораторных исследований тукораспределительного устройства;

физико-механические свойства удобрений;

результаты полевых испытаний плуга-удобрителя;

экономическое обоснование проекта. Структура и объем работы. Диссертация изложена на 147 страницах машинописного текста, включает в себя введение, 6 глав, выводы, библиографический список и приложения. Список литературы состоит из 104 наименований. Работа содержит 65 рисунков, 7 таблиц и 4 приложения.

Агротехнические аспекты технологического процесса внутрипочвенного внесения твердых минеральных удобрений

Внутрипочвенное внесение удобрений предъявляет высокие требования по качеству удобрений: содержание питательных веществ, влажность, гранулометрический состав и прочность гранул, которые в высокой степени влияют на равномерность высева по площади поля. Так, при внесении удобрения повышенной влажности над высевающими аппаратами образуются своды, и теряется способность к свободному истечению удобрений под действием гравитационных сил. При содержании влаги более 4% удобрения вообще теряют способность к свободному истечению под действием гравитационных сил. Это влечет дополнительные затраты труда и средств, а иногда приводит к невыполнению и самого технологического процесса внесения твердых минеральных удобрений.

Высокая (не менее 2,0 МПа) статическая прочность гранул обеспечивает сохранность гранулометрического состава удобрений в процессе внесения удобрений современными машинами.

Таким образом, тенденция развития требований к качеству удобрений сводится к выпуску концентрированных туков, обладающих высокими физико-механическими свойствами с довольно выровненным гранулометрическим составом.

Общепризнано, что удобрения должны быть внесены в почву, таким образом и в таком месте, чтобы они оказались в наибольшей степени позиционно доступными для растений, а также в такое время, когда последние наиболее нуждаются в питательных веществах [90]. Нужно, чтобы удобрения находились в тех слоях почвы, где развивается корневая система растений, лучше способствовали росту и деятельности ее, чтобы питательные вещества минимально фиксировались почвой. Для этого необходимо оптимальное расстояние между корнями растений и питательными веществами удобрения, при котором обеспечивалось бы поступление питательных веществ в растения на различных фазах развития и соответственно их биологическим особенностям.

Экспериментально доказано, что в отдельные периоды роста и развития растений потребность их в питательных веществах неодинаковая. На протяжении вегетации есть такие периоды, когда растениям необходимо максимальное количество того или иного питательного вещества.

Среди многих исследователей распространилось понятие критического периода питания растений. По Н. С. Авдонину, под критическим периодом питания растений нужно понимать тот период времени, когда отсутствие питательных веществ, резкий недостаток или избыток их действуют отрицательно на рост и развитие растений.

Наряду с критическими периодами питания выделяются также периоды максимального потребления питательных веществ, когда растения берут из почвы наибольшее количество того или иного питательного вещества. Этот период в жизни растения назван периодом максимальной эффективности.

Критические периоды питания для большинства сельскохозяйственных растений приходятся на первые фазы развития, в то время как периоды наибольшего потребления питательных веществ соответствуют более поздним фазам развития культур.

В основе внутрипочвенного применения удобрений положена модель эффективности возделывания сельскохозяйственных культур и функции отзывчивости растений на удобрения.

Исследования показали, что внутрипочвенпое внесение трех видов удобрений одновременно за один проход агрегата относится к разряду энергосберегающих технологий за счет снижения потребления удобрений, повышения равномерности внесения, сокращения проходов агрегатов по полю, экономии энергетических ресурсов и, соответственно, снижения уплотняющих воздействий на почву [53, 98].

В условиях России, и в частности в Волгоградской области, по ряду причин целесообразно применение допосевного внесения основной дозы удобрений. Это позволяет, во-первых, отказаться от производства большого количества технических средств, выпуск которых привел бы к дополнительным капиталовложениям, во-вторых, увеличить сезонную загрузку машин.

Для разработки технологического процесса внутрипочвенного внесения твердых минеральных удобрений необходимо знать особенности (признаки) способа внесения удобрений, свойства обрабатываемой среды (удобрений, почвы), иметь определенный тип машин, обеспечивающих выполнение агротехнических требований процесса. Внутрипочвенное внесение предусматривает наличие специальных машин, имеющих кроме высевающих аппаратов и специальные тукозаделывающие рабочие органы.

Из этого вытекает, что для разработки технологического процесса внесения удобрений, нужно иметь определенный тип машин, обеспечивающих выполнение агротехнических и экологических требований процесса.

Почва зоны сухих степей Волго-Донского междуречья, к которой относится и Волгоградская область, в основном каштановая и светло-каштановая. Как правило, в осеннее летний сезон, в самый трудно напряженный вегетационный период развития растений, воздух бывает перегрет до +39...+45С, а зимой -переохлаждён до - 30...-36С. Ветры восточные и юго-восточные (до 15...34 м/с). Они летом иссушают почву, а зимой сносят снег с полей. Летом запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы спускаются ниже 60 мм (гидротермический коэффициент А.С. Селянинова - 0,5...0,7). К тому же, светлокаштановые почвы, хотя и богаты обменным калием (250...600 мг/кг по данным ВИУА), имеют низкое содержание гумуса (не выше 1,5...2 %) и резкую солонцеватость. Гумус солонцеватой почвы характеризуется сравнительно большой подвижностью, что является одной из главных причин обеднения почв гумусом.

Система сухого земледелия Волгоградской области базируется на расширении объемов выполнения почвозащитных влаго - и энергосберегающих технологий, в частности, на безотвальной вспашке, выполняемой всякого рода плоскорезами и чизелями. Такая обработка почвы, создавая глубокий рыхлый пахотный слой, оставляет практически нетронутую стерню. Последняя способствует хорошему снегозадержанию зимой и защищает почву от иссушения летом. Кроме того, стерня ослабляет сток воды, смыв почвы и перенос пылевых частиц. Прибавка урожая зерновых во всех случаях составляет 0,5...5,8 ц/га.

Обоснование конструктивно-технологической схемы плуга-удобрителя

Устойчивость крепления лемехов 7 к стойке 2 обеспечивается башмаками 12, к башмакам 12 крепится распределительный тукопровод 13, который имеет направляющие лопатки 14 с переменным углом установки к направлению движения, величина которого увеличивается от оси стойки 2 к периферии лемехов 7 8, 52. Высота направляющих лопаток 14 увеличивается от оси стойки к периферии лемехов А, й,.

В сопряжении питательного 11 и распределительного 13 тукопроводов предусмотрен делитель потока 15. Для подачи удобрений в разрыхляющийся слой почвы предусмотрены окна 16. Направляющие лопатки 14 установлены с переменным углом 8, от 51 до 5г к направлению движения. Высота и величина угла установки направляющих лопаток 14 выполнены увеличивающимися от вертикальной оси симметрии стойки 2 к периферии лемехов 7. В месте сопряжения тукопровода 3 и распределительного тукопровода 13 установлен делитель потока туков 15. Комбинированный рабочий орган почвообрабатывающего орудия работает следующим образом. При установившемся движении по поверхности поля лезвийная часть вертикального дискового ножа 8 разрезает корнесодержащий пласт почвы на необходимую глубину обработки, что предотвращает обволакивание стойки 2 растительными и корневыми остатками и снижает тяговое сопротивление орудия. Лемехи 7 подрезают пласт в горизонтальной плоскости. Благодаря углу крошения лемехов 7 пласт почвы поднимается и разрушатся, а под лемехами 7 образуется свободное пространство. В нем размещен распределительный тукопровод 13. Порошкообразные и гранулированные удобрения совместно с воздушным потоком подаются по тукопроводу 11 в распределительный тукопровод 13. Делитель потока 15 направляет смесь воздуха с удобрениями в правую и левую половины распределительного тукопровода 13. Смесь удобрений с воздухом, проходя по распределительному тукопроводу 13, отбрасывается направляющими лопатками 14 в выходные окна 16. Данный рабочий орган имеет незначительную глубину обработки почвы и обладает высокой неравномерностью распределения удобрений по своей ширине захвата. Латвийским НИИ гидротехники и мелиорации был предложен рабочий орган для подпочвенного внесения удобрений, состоящий из стойки 1 с ножом 2, на тыльной стороне которой расположен падающий удобрения патрубок 3 с соплом 4, которое выполнено в виде шарнирно установленной рыхлительной лопатки [10]. Во время работы при движении агрегата нож станины разрезает почву, в результате чего образуется щель, а идущая по её дну рыхлящая лопатка разрыхляет стенки щели и тем самым обеспечивает увеличение зоны подпочвенного распределения удобрения (рис. 1.13). Данный рабочий орган малопригоден для использования на почвах Волгоградской области при основной обработке, в качестве приспособления к плугу. Так как имеет малую ширину захвата и простое внесение удобрений с последующей основной обработкой почвы экономически невыгодно. Анализируя представленные материалы, были сделаны следующие выводы: 1. Для получения в зоне рискованного земледелия оптимально устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур, вспашку необходимо проводить в основном безотвальную, для сохранения на поле стерни, задерживающей влагу и уменьшающей эрозию почвы. Отвальная вспашка должна быть периодической для заделки органических удобрений и механической борьбы с сорняками. 2. Внесение малоподвижных фосфорных туков в корнеобитаемый слой почвы позволяет улучшить минеральное питание на всех фазах развития растений. 3. Существующие культиваторы-глубокорыхлители малопригодны для применения на светло-каштановых почвах. Они не могут эффективно рыхлить почву с оставлением стерни и внесением в подпахотный горизонт равномерно-распределенного по ширине захвата слоя минеральных удобрений. 4. К стойке СибИМЭ, создающей хороший пахотный слой на каштановых и светло-каштановых почвах, нет приспособления для внутрипочвенного внесения основной дозы твердых минеральных удобрений. В связи с изложенным сформулированы следующие задачи исследований: - разработать конструкционно-технологическую схему плуга-удобрителя, оборудованного стойками СибИМЭ с приспособлением для внутрипочвенного внесения основной дозы твердых минеральных удобрений; - определить и исследовать основные факторы, влияющие на процесс распределения удобрений тукораспределительными устройствами (внутрипочвенного внесения) по ширине захвата рабочего органа; дать теоретическое обоснование конструктивных параметров тукораспределительного устройства к стойке СибИМЭ для внутрипочвенного внесения твердых минеральных удобрений; установить зависимость между конструктивными параметрами разработанного тукораспределительного устройства и качественными показателями процесса распределения удобрений; - провести лабораторную и производственную проверку конструкций и дать им технико-экономическую оценку.

Методика определения основных физико-механических свойств частиц удобрений

Падение и отражение частиц фиксировалось с помощью киносъемки, которая проводилась цифровой камерой. На экране отражался (проектировался), весь процесс падения и отражения частиц от поверхности. Коэффициенты восстановления частиц удобрений при прямом ударе о поверхности различных материалов определяли при скоростях удара 1,5; 2; 2,5; 3 и 3,5 м/с. Коэффициенты восстановления при косом ударе определяли при скоростях удара 1; 1,8; 2,6 и 3,4 м/с и наклоне испытуемого материала под углами 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 и 80. 3.4. Методика исследования работы удобрителя Изучение влияния параметров удобрителя на равномерность распределения удобрений проводилось в лабораторных условиях в почвенном канале, при помощи специальной установки (рис. 3.5, 3.6). Она состоит из тележки, на которой закреплены туковысевающий аппарат АТД-2 и вентилятор с электроприводом. Стойка СибИМЭ с токораспределительным устройством установлена на балке и крепится хомутами к тележке. Привод туковысевающего аппарата осуществляется через цепную передачу от опорного колеса сеялки, установленного параллельно направлению движения рабочего органа. Привод установки осуществлялся с помощью троса от электродвигателя через коробку перемены передач и клиноременный вариатор. Во время движения тележки туковысевающий аппарат приводится в действие от опорного колеса. Дозированные удобрения подаются по тукопроводу в патрубок тукораспределительного устройства. В то же время электродвигатель приводит в действие вентилятор, который нагнетает воздух по воздухопроводу в смеситель тукораспределительного устройства. Туковысевающий аппарат настроен на норму внесения удобрений 200 кг/га. При этом все удобрения высеваются через одно тукораспределительное устройство, что позволяет более объективно оценить процесс распределения удобрений. Скорость воздушного потока изменялась от 2,8 до 3,2 м/с путем дросселирования патрубков вентилятора. Определение равномерности распределения удобрений при предварительных экспериментах проводилось по следующей методике: на липкую ленту [55], которая представляла собой брезент, разосланный по длине почвенного канала и смазанный тонким слоем смазки, укладывался шаблон, поделенный на «зоны распределения» (рис. 3.7). На каждой «зоне распределения» подсчитывалось количество частиц удобрений. Зная гранулометрический состав удобрения, определяли суммарную массу частиц на всей «зоне распределения». Шарина захвата рабочего органа была поделена на 9 зон по 0,04 м. Получение оптимальных значений возможно с помощью регрессионной математической модели второго порядка, которая является уравнением, связывающим параметр оптимизации с изучаемыми факторами. Для упрощения задачи вычислительных процедур используется так называемый активный эксперимент.

В активном плане каждый фактор имеет несколько возможных величин или уровней, что существенно упрощает построение эксперимента. Каждому сочетанию уровней исследуемых факторов соответствует одно из возможных состояний исследуемого объекта. Совокупность всех возможных сочетаний факторов определяет число опытов.

Многофакторные схемы анализа обладают тем преимуществом, что позволяет выяснить не только степень влияния каждого из факторов, но и их взаимодействия. Особое внимание следует обращать на правильность подбора факторов. Фактор - это независимая переменная, влияющая на параметр оптимизации. Каждый фактор характеризуется: областью определения, управляемостью и однозначностью. Область определения - это совокупность всех значений, которые может принимать фактор. Управляемость - это установление нужного значения фактора и поддержание его постоянным в течение всего опыта. Однозначность заключается в том, что бы фактор непосредственно воздействовал на объект, а не был функцией двух переменных. Анализ литературных данных, результатов поисковых опытов, теоретических исследований процесса распределения удобрений удобрителями рабочих органов, позволили выделить три основных управляемых фактора, влияющих на равномерность распределения: скорость воздушного потока Хх, расстояние от полуконуса до стрельчатого отражателя Х2, смещение направителя относительно центра смесителя X,.

Планирование эксперимента заключается в выборе такой стратегии проведения опыта, которая позволяет принимать обоснованные решения после каждой серии опытов. Оно позволяет определить заранее схему пошагового процесса проведения эксперимента, включить в него минимальное число опытов при одновременном варьировании всеми факторами без снижения количества и качества полученной информации.

Наибольший интерес представляют методы планирования экстремального эксперимента. Решение экстремальной задачи предусматривает получение функции отклика и нахождение оптимальных условий протекания технологического процесса.

Определение коэффициентов восстановления частиц удобрений при ударе о различные материалы

В комплексе физико-механических свойств удобрений упругость является одной из главных показателей, необходимых для расчета и проектирования тукораспределительного устройства, так как вносимые им частицы, испытывают удары о стенки смесителя, направитель, отражатель и трубку-распределитель. Следовательно, качество распределения частиц зависит от их упругости. Коэффициент восстановления частиц определялся опытным путем при помощи установки рисунок 3.4 (прямой удар) и рисунок 3.3 (косой удар), а результаты представлены в таблицах 2-6 приложения 2.

Результаты определения коэффициента восстановления при прямом ударе частиц удобрений о поверхности стали и органического стекла представлены на рисунке 4.6, из которого следует, что коэффициент восстановления зависит не только от состояния поверхностей тел, но и от скорости удара. Таким образом, с увеличением скорости удара абсолютное значение коэффициента восстановления уменьшается. Это объясняется переходом части энергии при ударе в колебание, трение и деформацию.

Подобная картина наблюдается и при косом ударе. С уменьшением угла наклона поверхности коэффициент восстановления уменьшался (рис. 4.9 и 4.10). Для подтверждения гипотезы о зависимости между коэффициентом восстановления частиц удобрений и углом наклона поверхности (косой удар) и скоростью удара (прямой удар) по опытным данным были построены зависимости коэффициента восстановления от скорости при прямом ударе о поверхность стали и органического стекла (рис. 4.4), а так же зависимость коэффициента восстановления от угла наклона при косом ударе частиц удобрений о поверхность стали (рис. 4.9) и органического стекла (рис. 4.10) при скорости удара 1 м/с; 1,8 м/с; 2,6 м/с; 3,4 м/с. В результате обработки опытных данных были получены зависимости, описывающие эти процессы: а) при прямом ударе о поверхность стали .у = -0,02x4-0.51, б) оргстекла = -0,0229x4-0,4248, а при косом о поверхность стали у = 2Е-05х2 -4Е-05х + 0,3195 (1 м/с), у = 2Е-05х2 -0,0002x4-0,2804 (1,8 м/с), = 1-05х2 4-0,0004x4- 0,2465 (2,6 м/с), у = \E-05x2 4-0,0003x4-0,2201 (3,4 м/с) И оргстекла у = \Е-05х2 4-0,0002x4-0,2677 (1 м/с), у = 2Е-05х2 -0,0002x4-0,246 (1,8 м/с), у = \Е - 05х2 - 6 - 05х 4- 0,228 (2,6 м/с), = 2 - 05х2 - 0,0003х 4- 0,192 (3,4 м/с). Для адекватности описания экспериментальных данных этими уравнениями была проведена полиноминальная аппроксимация. По величине квадрата коэффициента достоверности аппроксимации определяли ее достоверность[87], который при прямом ударе равен 1,0 (сталь) и 0,979 (оргстекло). При косом ударе - о сталь 0,9912 (1 м/с), 0,999 (1,8 м/с), 0,997 (2,6 м/с), 0,997 (3,4 м/с) и соответственно о оргстекло 0,9937, 0,999, 0,9967, 0,9895. Это говорит о том, что аппроксимированные кривые с необходимой точностью описывают экспериментальные кривые. В результате проведенных нами исследований было установлено, что на процесс распределения минеральных удобрений тукораспределительным устройством наибольшее влияние оказывает скорость воздушного потока, величина смещения направителя влево относительно центра смесителя и расстояние между конусом направителем и отражателем. Дальнейшие исследования были направлены на определение оптимальных значений конструктивных параметров тукораспределительного устройства для внутрипочвенного внесения минеральных удобрений при определенных настройках указанных параметров. Конструкция исследуемого тукораспределительного устройства была изготовлена в соответствии с данными, полученными в главе 2. Настройка тукораспределительного устройства осуществлялась в соответствии с принятой методикой проведения эксперимента. Полученные результаты экспериментов при реализации 3-х факторного плана Рехшафнера представлены в таблицах 7-9 приложения 3. По полученным экспериментальным данным на ПЭВМ были рассчитаны коэффициенты регрессии. Значимость этих коэффициентов оценивалась по критерию Стьюдента [62]. Все они оказались значимыми.

Похожие диссертации на Повышение качества внутрипочвенного внесения твердых минеральных удобрений при основной безотвальной обработке почвы путем совершенствования параметров пневмомеханического тукораспределительного устройства