Журавлева Л. А., Попков И. А., Магомедов М. С., Хеирбеик Б. Теоретические исследования движения воды в дождевателях с вращающимся дефлектором широкозахватных дождевальных машин // Научная жизнь. 2022. Т. 17. Вып. 6.

Журавлева Лариса Анатольевна, д-р техн. наук, доцент, кафедра «Организация и технологии гидромелиоративных и строительных работ», ФГБОУ ВО «Российский государственный аграрный университет – МСХА им. К. А. Тимирязева»: Россия, 127434, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49.
Попков Игорь Анатольевич, канд. экон. наук, проректор по внедрению инновационных технологий, ООО «Русхимбио»: Россия, 121170, г. Москва, ул. Генерала Ермолова, 10/6.
Магомедов Мурад Салмандибирович, аспирант, ФГБОУ ВО «Российский государственный аграрный университет – МСХА им. К. А. Тимирязева»: Россия, 127434, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49.
Хеирбеик Бассел, аспирант, ФГБОУ ВО «Российский государственный аграрный университет – МСХА им. К.А. Тимирязева»: Россия, 127434, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49.

Тел.: (499) 976-07-13
E-mail: orgtehstroi@rgau-msha.ru

Отечественные и зарубежные ученые накопили большой опыт проектирования дождевателей и распыливателей, устанавливаемых как на широкозахватных дождевальных машинах, так и для пролива клумб и газонов. В базу рекомендаций выбора модификаций, конструктивных параметров и режимов работы, как правило, ложились полученные результаты экспериментальных исследований. Полученные данные определялись конкретными условиями эксплуатации, режимами работы и конкретными конструктивными особенностями дождевателей. Не была выявлена обобщенная методика расчета, применимая я целью проектирования дождевателей под определенные цели и условия. Целью представленного исследования является исследование движения воды в дождевателях с вращающимся дефлектором целью оптимизации конструктивных параметров и режимов работы. В статье рассмотрен процесс взаимодействия потока воды с дефлектором дождевателя. Представлено влияние расхода жидкости, подаваемой через дождеватель на размеры капель распыленной жидкости. Увеличение расхода жидкости приводит к возрастанию диаметра капель. Траектория канавок на дефлекторе оказывает существенное влияние на формирование скорости и траектории полета капель воды. Анализ показывает, что наибольшую скорость приобретает вода при выходе с вращающегося дефлектора, имеющего канавки размером 3-5 мм при расходе 1,5-3,5 л/с и мелкие канавки 1,5-2,5 мм, занимающие площадь всего дефлектора при малом расходе до 1,5 л/с. Проведенные исследования позволили рассмотреть процесс взаимодействия потока жидкости с дефлектором дождевателя и разработать обобщенный метод расчета. Полученные результаты использовались при проектировании номенклатурного ряда дождевателей для широкозахватных дождевальных машин.

Список литературы:

1. Бубенчиков М. А., Данильченко А. Н., Пацер Н. П. О снижении энергоемкости полива короткоструйными дефлекторными насадками // Экологическое и экономическое обоснование технологии и технических средств полива: сб. науч. тр. ВНИИМиТП. – М., 1989. – С. 42-47.

2. Есин А. И., Русинов А. В., Акпасов А. П. Обтекание конического дефлектора потоком вязкой несжимаемой жидкости // Научная жизнь. ‒ 2018. ‒ № 4. – С. 14-19.
3 Есин А. И. Ресурсосберегающие технологии и дождевальные машины кругового действия: монография. – Саратов: ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ», 2019. – 203 с.
4 Исаев А. П. Гидравлика дождевальных машин. – М.: Машиностроение, 1973. – 214 с.
5. Филимонов М. И., Новиков А. Е., Ламскова М. И. Дефлекторно-эжекторные дождевальные насадки для энерго- и ресурсосберегающего орошения // Альманах-2017. – Волгоградский государственный университет. – Волгоград. – С.115-123.
6. Esin A. I., Zhuravleva L. A., Boikov V. M., Mukhin V. A., Serebrennikov L. A. Mathematical Modeling of water Conducting Belt for Circular Action Sprinkler // Jour of Adv Research in Dynamical & Control Systems. – 2018. – Vol. 10, 01-Special Issue. – Рp. 2135-2141.
7. Faria L. C., Nörenberg B. G., Colombo A. T., Irrig. L. Irrigation distribution uniformity analysis on a lateral-move irrigation system // Sci. – 2019. – № 37. – Pp. 195-206.
8. Jian Jiao. Comparison of Water Distribution Characteristics for Two Kinds of Sprinklers Used for Center Pivot Irrigation Systems. Research Center for Grassland Resources and Ecology, Beijing Forestry University / Yadong Wang, Liliang Han, Derong Su. – Published: 21 April, 2017. – Рp. 1-17.
9. Liu J. P., Yuan S. Q., Li H., Zhu X. Y. Experimental and combined calculation of variable fluidic sprinkler in agriculture irrigation // Agricultural Mechanization in Asia, Africa and Latin America. – 2016. – № 47 (1). – Pp. 82-88.
10. Liu J. P., Liu X. F., Zhu X. Y., Yuan S. Q. Droplet characterisation of a complete fluidic sprinkler with different nozzle dimensions // Biosyst Eng. – 2016. – № 148 (6). Pp. 90-100.
11. Liu J. P., Yuan S. Q., Darko R. O. Characteristics of water and droplet size distributions from fluidic sprinklers // Irrig Drain. – 2016.
12. Yisheng Zhang, Jinjun Guo, Bin Sun. Modeling and Dynamic-Simulating the Water Distribution of a Fixed Spray-Plate Sprinkler on a Lateral-Move Sprinkler Irrigation System // School of Water Conservancy and Science & Engineering, Zhengzhou University, Zhengzhou. September 2019.
13. Zhu X. Y., Yuan S. Q., Liu J. P. Effect of sprinkler head geometrical parameters on hydraulic performance of fluidic sprinkler // J Irrig Drain Eng ASCE. – 2012. – № 138 (11). – Pp. 1019-1026.
14. Zhu X. Y., Yuan S. Q., Jiang J. Y. Comparison of fluidic and impact sprinklers based on hydraulic performance // Irrig Sci. – 2015. – № 33 (5). – Pp. 367-374.
15. Пажи Д. Г., Галустов В. С. Основы техники распыливания жидкостей. – М.: Химия, 1984. – 256 с.

THEORETICAL STUDIES OF WATER MOVEMENT IN SPRINKLERS WITH A ROTATING DEFLECTOR OF WIDE-REACH SPRINKLERS

Zhuravleva Larisa Anatolyevna, Dr. of Tech. Sci., Ass. Prof., Depart. of Organization and Technologies of Hydro–Reclamation and Construction Works, Russian State Agrarian University – Moscow Agricultural Academy named after K.A. Timiryazev, Moscow, Russia.

Popkov Igor Anatolyevich, Cand. of Econ. Sci., Vice-Rector for the introduction of innovative technologies, "Ruskhimbio" LLC, Moscow, Russia.

Magomedov Murad Salmandibirovich, postgraduate student, Russian State Agrarian University – Moscow Agricultural Academy named after K.A. Timiryazev, Moscow, Russia.

Kheirbeik Bassel, postgraduate student, Russian State Agrarian University – Moscow Agricultural Academy named after K.A. Timiryazev, Moscow, Russia.

Keywords: sprinklers, deflector, speed, flow rate, pressure.

Abstract. Domestic and foreign scientists have accumulated extensive experience in designing sprinklers and sprayers installed both on wide-span sprinklers and for watering flowerbeds and lawns. The base of recommendations for the choice of modifications, design parameters and operating modes, as a rule, included the results of experimental studies. The data obtained were determined by specific operating conditions, operating modes and specific design features of sprinklers. A generalized calculation method applicable for the purpose of designing sprinklers for certain purposes and conditions has not been identified. The purpose of the presented study is to study the movement of water in sprinklers with a rotating deflector in order to optimize design parameters and operating modes. The article considers the process of interaction of the water flow with the sprinkler deflector. The influence of the flow rate of the liquid supplied through the sprinkler on the size of the droplets of the sprayed liquid is presented. An increase in fluid flow leads to an increase in the diameter of the droplets. The trajectory of the grooves on the deflector has a significant impact on the formation of the speed and trajectory of the water droplets. The analysis shows that water acquires the greatest speed when leaving a rotating deflector having grooves of 3-5 mm in size at a flow rate of 1.5-3.5 l/s and small grooves of 1.5-2.5 mm occupying the area of the entire deflector at a low flow rate of up to 1.5 l/s. The conducted studies allowed us to consider the process of interaction of the fluid flow with the sprinkler deflector and develop a generalized calculation method. The results obtained were used in the design of the nomenclature of sprinklers for wide-reach sprinklers.