В Центральной части РФ доказано эффективное использование современных электрифицированных дождевальных машин кругового действия. Их конструкции выбирают в зависимости от агротехнических требований к поливу, в том числе изменения диаметра водораспределительного трубопровода. Однако при изменении диаметра трубопровода изменяется нагрузка на электропривод опорных тележек дождевальных машин, что приводит к соответствующему изменению энергопотребления. В свою очередь это также изменяет нагрузку насоса водоподачи. В работе ставится задача определения оптимального изменения диаметра трубопроводом по критерию минимума энергопотребления с учетом ряда допущений. Рассмотрена зависимость изменения нагрузки на электропривод опорной тележки от изменения диаметра трубопровода одной секции. Установлено, что уменьшение диаметра на 27% (например, переход диаметра с 219 на 159 мм) приводит к уменьшению нагрузки на электропривод на 38%. Однако это также приводит к увеличению потерь напора, создаваемого электродвигателем насоса, соответственно к увеличению нагрузки и энергопотреблению на 0,8…3,8%. На первый взгляд, эффект очевиден, однако мощность электродвигателя насоса водоподачи в 10…25 раз больше мощности электродвигателя опорной тележки. На основе коэффициентов подобия составляющих полива (водоподачи и водораспределения) получена зависимость общего энергопотребления от изменения диаметра водораспределительного трубопровода. Дифференцированием полученной функции получена зависимость величины оптимального диаметра для конкретных условий эксплуатации. Построены графики зависимостей энергопотребления от изменения диаметра с учетом некоторых ограничений: подачи насоса, статического напора, количества секций дождевальной машины.
The authors have determined the conditions for the eff ective use of modern electrifi ed circular sprinklers in the central part of Russia. Their designs are chosen depending on the agrotechnical requirements for irrigation, including the change in the diameter of the water distribution pipeline. However, when the diameter of the pipeline changes, the load on the electric drive of the support trolleys of the sprinkler changes too, which leads to a corresponding change in energy consumption. In turn, this also changes the load of the water supply pump. The paper sets the task of determining the optimal change in the diameter of pipelines according to the criterion of minimum energy consumption, taking into account a number of assumptions. The authors have analyzed the relationship between the change in the load on the electric drive of the sprinkler support trolley and the change in the diameter of one sprinkler section pipeline. It has been found that a decrease in the diameter by 27% (for example, the transition of the diameter of 219 mm to the diameter of 159 mm) leads to a decrease in the load on the electric drive by 38%. However, this also leads to an increase in the head loss in the water supply pump motor and, respectively, to an increase in the load and energy consumption by 0.8…3.8%. The eff ect is initially obvious, but the power of the electric motor of the water supply pump is 10…25 times higher than that of the electric motor of the sprinkler support trolley. Based on the similarity coeffi cients of the irrigation components (water supply and water distribution), the relationship beteween the total energy consumption and the change in the diameter of the water distribution pipeline has been obtained. By diff erentiating the obtained function, the dependence of the value of the optimal diameter for specifi c operating conditions is also obtained. Graphs of the relationship between energy consumption and the change in diameter have been determined, taking into account some restrictions: pump supply, static pressure, and the number of the sprinkler sections.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.