Рыжко Н. Ф., Рыжко С. Н., Смирнов Е. С., Горюнов Д. Г. Энергосбережение при поливе многоопорной дождевальной машиной «Волга-СМ» // Научная жизнь. 2023. Т. 18. Вып. 1 (127).

Рыжко Николай Федорович, д-р техн. наук, зав. отделом, ФГБНУ «Волжский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации»: Россия, 413123, Саратовская обл., Энгельсский район, р. п. Приволжский, ул. Гагарина, 1.
Рыжко Сергей Николаевич, мл. науч. сотр., ФГБНУ «Волжский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации»: Россия, 413123, Саратовская обл., Энгельсский район, р. п. Приволжский, ул. Гагарина, 1.
Смирнов Евгений Станиславович, мл. науч. сотр., ФГБНУ «Волжский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации»: Россия, 413123, Саратовская обл., Энгельсский район, р. п. Приволжский, ул. Гагарина, 1.
Горюнов Дмитрий Геннадьевич, канд. техн. наук, доцент кафедры «Техносферная безопасность и транспортно-технологические машины», ФГБОУ ВО «Саратовский государственный университет генетики, биотехнологии и инженерии им. Н. И. Вавилова»: Россия, 410012, Саратовская обл., г. Саратов, пр-кт им. Петра Столыпина, зд. 4, стр. 3.

Тел.: (845-3) 75-44-20
E-mail: ryzhkonf@bk.ru

Широко используемые в нашей стране многоопорные дождевальные машины «Фрегат» имеют значительную массу и металлоёмкость, а для полива требуется высокое давление, что вызывает необходимость использования на насосных станциях высокоэнергоёмких агрегатов. Цель исследования – определить направления совершенствования конструкции машины для снижения металлоёмкости и энергоёмкости полива. В статье приводятся технические и энергетические характеристики полива многофункциональной дождевальной машины вантовой конструкции «Волга-СМ» с полиэтиленовым трубопроводом. На основании необходимых значений давления для оптимальной работы гидропривода последней тележки и концевого дождевального аппарата, а также с учётом потерь давления по длине стального и полиэтиленового трубопровода определенны значения давления на входе в машину в зависимости от модификации и расхода воды. Использование двойного трубопровода (стального, для подачи воды в гидроприводы тележек и полиэтиленового, для подачи оросительной воды в дождеватели), позволит снизить давление на входе в машину с 0,47-0,7 МПа до 0,35-0,45 МПа в зависимости от длины машины и её модификации. Энергосбережение на полив ДМ «Волга-СМ» достигает 34-55 %. Обоснованы конструктивные особенности машины, которые позволят вносить агрессивные удобрения и химические вещества только через полиэтиленовый трубопровод и устройства приповерхностного полива. Это исключит попадание агрессивных химических веществ в стальной трубопровод и на конструктивные элементы машины, снизит их коррозию и будет способствовать повышению срока службы. Установка дисковых затворов перед полиэтиленовыми трубопроводами исключит подачу оросительной воды в дождеватели и обеспечит передвижение машины по полю без полива. Даны технические решения по дальнейшему снижению давления на входе в машину до 0,2-0,28 МПа и уменьшению потребления электроэнергии на полив.

Список литературы:

1. Рыжко Н. Ф. Обоснование ресурсосберегающего дождевания и совершенствование дождевальной машины «Фрегат» в условиях Саратовского Заволжья: автореф. дисс. … д-ра техн. наук / Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова. – Саратов, 2012. – 40 с.

2. Рязанцев А. И. Механизация полива широкозахватными дождевальными машинами кругового действия в сложных условиях. – Рязань, 1991. – 131 с.
3. Карпова О. В. Усовершенствованные устройства приповерхностного дождевания дождевальной машины «Фрегат»: автореф. дис. … канд. техн. наук / Карпова Ольга Валериевна. – Саратов, 2017. – 23 с.
4. Ольгаренко Г. В. [и др.]. Ресурсосберегающие энергоэффективные экологически безопасные технологии и технические орошения / Под ред. Г. В. Ольгаренко: справочник. – М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2015. – 264 с.
5. Фокин Б. П. Повышение эффективности полива многоопорными дождевальными машинами: автореф. дис. … д-ра техн. наук / Фокин Борис Павлович. – Ставрополь, 2002. – 52 с.
6. Патент РФ 178776. Дождевальная машина / Рыжко Н. Ф., Шушпанов И. А., Рыжко С. Н. [и др.], 19.04.2018
7. Рыжко Н. Ф., Шушпанов И. А., Хорин С. А. Многофункциональная дождевальная машина «Волга-СМ» и результаты исследований работы / Проблемы и перспективы развития мелиорации в современных условиях: сб. науч. тр. – Саратов. – С. 122-129.
8. Шевелев Ф. А., Шевелев А. Ф. Таблицы для гидравлического расчёта водопроводящих труб / справ. пособие. – 6-е изд. доп. и перераб. – М: Стройиздат, 1984. – 116 с.
9. Taylor D. Reduced pressure imitation inverment economies // Water Pesonries. – 1986. – Vol. 22, № 2. – Pp. 121-128.
10. Sonrell H. Zeitgemusse Beregnung des Wasser – und Energien aufwandesbeimobilen Beregnungmaschinen // Landtechnik. – 1991. – v. 46.– № 5. – P. 209-219.
11. Jonson G. Analisis of center pivot irrigation sistems operating in ahumid – area environment // Transaction of the ASAE. – 1987. – Vol. 30, № 6. – Pp. 1720-1725.
12. Wismer R. D. Estevastus ja estetyó maastossa liikkunien koneiden kulkumalleissa. Metsätieteen aikakauskirja – Folia Forestalia. – 1997. – Pp. 73-84.

ENERGY SAVING DURING IRRIGATION WITH A MULTI-SUPPORT SPRINKLER MACHINE "VOLGA-SM"

Ryzhko Nikolay Fedorovich, Dr. of Tech. Sci., Head of the Depart., Volga Scientific Research Institute of Hydraulic Engineering and Land Reclamation, Engels district, Russia.
Ryzhko Sergey Nikolaevich, Junior Researcher, Volga Scientific Research Institute of Hydraulic Engineering and Land Reclamation, Engels district, Russia.
Smirnov Evgeny Stanislavovich, Junior Researcher, Volga Scientific Research Institute of Hydraulic Engineering and Land Reclamation, Engels district, Russia.
Goryunov Dmitry Gennadievich, Cand. of Tech. Sci., Ass. Prof. of the Depart. of Technosphere Safety and Transport and Technological Machines, Saratov State University of Genetics, Biotechnology and Engineering named after N.I. Vavilov, Saratov, Russia.

Keywords: sprinkling machine, hydraulic drive, steel pipeline, polyethylene pipeline, pressure, metal consumption, energy consumption of irrigation.

Abstract. Multi-bearing sprinkling machines "Fregat" are widely used in our country and have a significant mass and high metal consumption, and high pressure is required for irrigation, which makes it necessary to use high-energy-intensive units at pumping stations. The purpose of the study is to determine the directions for improving the design of the machine to reduce the high metal consumption and energy intensity of irrigation. The article presents the technical and energy characteristics of irrigation of the multifunctional sprinkling machine of the cable-stayed design "Volga-SM" with a polyethylene pipeline. Based on the required pressure values for the optimal operation of the hydraulic drive of the last trolley and the end sprinkler, as well as taking into account the pressure losses along the length of the steel and polyethylene pipeline, the pressure values at the machine inlet were determined depending on the modification of the machine and water consumption. The use of a double pipeline (steel, for supplying water to the hydraulic drives of carts and polyethylene, for supplying irrigation water to sprinklers), will reduce the pressure at the machine inlet from 0,47-0,7 MPa to 0,35-0,45 MPa, depending from the length of the machine and its modification. Energy saving for watering DM "Volga-SM" reaches 34-55%. The design features of the machine are substantiated, which will allow the application of aggressive fertilizers and chemicals only through a polyethylene pipeline and near-surface irrigation devices. This will prevent the ingress of aggressive chemicals into the steel pipeline and structural elements of the machine, reduce their corrosion and increase the service life. Installation of butterfly valves in front of polyethylene pipelines will exclude the supply of irrigation water into sprinklers, which will ensure the movement of the machine across the field without irrigation. Technical solutions are given to further reduce the pressure at the inlet to the machine to 0,2-0,28 MPa and reduce the consumption of electricity for irrigation.