Сергей Иванович Старовойтов, д-р техн. наук, доцент кафедры технических систем в агробизнесе, природообустройстве и дорожном строительстве
SPIN: 3535‑6905
243365, Брянская область, Выгоничский р-он, с. Кокино, ул. Советская, 2а
Sergei I. Starovoitov, DSc (Eng), Associate Professor, the Department of Technical Systems in Agribusiness, Environmental Management and Road Construction”
SPIN: 3535‑6905
243365, Bryansk Region, Vygonichi district, Kokino, Sovetskaya Str., 2а
Наталья Петровна Старовойтова, канд. биол. наук, доцент кафедры агрохимии, почвоведения и экологии
SPIN:3535‑6905
243365, Брянская область, Выгоничский р-он, с. Кокино, ул. Советская, 2а
Natalia P. Starovoitova, CSc (Bio), Associate Professor, the Department of Agrochemistry, Soil Science, and Ecology
SPIN:3535‑6905
243365, Bryansk Region, Vygonichi district, Kokino, Sovetskaya Str., 2а
Разработка технологии поверхностного рыхления почвы сжатым воздухом за счет ультразвукового воздействия является актуальной задачей, поскольку это позволяет проводить объемное рыхление поверхностного слоя почвы без механического воздействия. Исследования проведены с целью определения степени интенсивности воздействия струи сжатого воздуха в режиме ультразвуковых колебаний на поверхностный слой суглинистой почвы. Для экспериментальных исследований изготовлен газоструйный излучатель, ось выходного отверстия которого перпендикулярна оси набегающего и отраженного потока. Газоструйный излучатель имеет следующие геометрические характеристики: диаметр входного отверстия сопла – 5,7 мм; диаметр критического отверстия сопла – 2,9 мм; расстояние между сечением входного и критического отверстия сопла – 5,9 мм; диаметр выходного отверстия сопла – 3,42 мм; расстояние между сечением критического и выходного отверстия –2,4 мм; расстояние между соплом и резонатором – 3,75 мм; диаметр и глубина колодца резонатора – 3 мм; внутренний диаметр рабочей камеры – 12 мм; диаметр выпускного отверстия – 5 мм. Реакция среды на сброс давления ресивера в интервале 0,2…0,5 МПа оценивалась глубиной проникновения воздушной струи, возможностью выкрашивания поверхности, разрушения образца, наличия широких трещин. Исследовались почвенные образцы диаметром 0,1 и высотой 0,05 м. В результате исследований установлено, что при величине абсолютной влажности суглинистой почвы 17% и твердости 4,16 МПа глубина проникновения струи воздушного потока составила 3…5 см. Полное разрушение почвенного образца соответствовало давлению сброса ресивера 0,45 и 0,5 МПа. Выкрашивание поверхности образцов характерно для сброса давления ресивера в диапазоне 0,2…0,4 МПа. Сделан вывод о том, что для газоструйного излучателя с заявленными геометрическими характеристиками расстояние между соплом и резонатором должно составлять 3,75 мм, а давление сброса ресивера – 0,4 МПа.
It is an urgent task to develop the technology of surface soil loosening by compressed air based on an ultrasonic impact, because it provides volumetric loosening of the surface soil layer without a mechanical impact. The research was carried out to determine the degree of intensity of the compressed air jet impact in the ultrasonic oscillation mode on the surface layer of the loamy soil. For experimental studies, the authors made a gas-jet emitter with the axis of the outlet hole perpendicular to the axis of the impinging and reflected flow. The gas-jet emitter has the following geometrical characteristics: nozzle inlet diameter – 5.7 mm; nozzle critical orifice diameter – 2.9 mm; distance between the cross-section of the nozzle inlet and critical orifice – 5.9 mm; nozzle outlet diameter – 3.42 mm; distance between the cross-section of the critical and outlet orifices – 2.4 mm; distance between the nozzle and the resonator – 3.75 mm; diameter and depth of the resonator well – 3 mm; inner diameter of the working chamber – 12 mm; diameter of the outlet orifice – 5 mm. The reaction of the medium to the receiver pressure release in the range of 0.2 to 0.5 MPa was estimated by the depth of air jet penetration, a possibility of surface pitting, sample destruction, and the emergence of wide cracks. The authors studied soil samples with a diameter of 0.1 and a height of 0.05 m. As a result of the study, they established that at an absolute moisture value of the loamy soil of 17% and a hardness of 4.16 MPa, the depth of penetration of an air stream jet was 3 to 5 cm. The complete destruction of the soil sample corresponded to a receiver discharge pressure of 0.45 and 0.5 MPa. Surface pitting of the samples is characteristic for a receiver pressure drop in the range of 0.2 to 0.4 MPa. The articles concludes that for a gas-jet emitter with the claimed geometrical characteristics the distance between the nozzle and the resonator should be 3.75 mm, and the receiver discharge pressure should equal 0.4 MPa.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.