Моделирование воздействия сжатого воздуха на поверхностный слой суглинистой почвы

Перспективным видом воздействия на почву является рыхление ее сжатым воздухом. Технология рыхления почвы сжатым воздухом предусматривает два режима: воздействие на поверхностный слой ультразвуковых колебаний и без сверхвысокочастотного воздействия. Исследования проведены с целью определения степени интенсивности воздействия струи сжатого воздуха на поверхностный слой почвы. Интенсивность воздействия сжатого воздуха на почву оценивалась такими показателями, как коэффициент рыхления, форма сечения области рыхления, глубина рыхления, максимальная ширина области рыхления, ширина зоны входа воздушной струи в почву. Для оценки интенсивности воздействия сжатого воздуха на почву применен метод конечных элементов, когда почва как объект обработки представлена модулем упругости первого рода, коэффициентом Пуассона, величиной удельной потенциальной энергии разрушения почвенных частиц. Метод конечных элементов реализован в программе Labview в интервале физической спелости почвы 16…23% при сбросе давления ресивера 0,2…0,5 МПа. Экспериментальными исследованиями установлен факт различия сечений внутренней области рыхления в зависимости от режима обработки. С ростом сброса давления ресивера для всех значений абсолютной влажности суглинистой почвы характерно увеличение коэффициента и глубины рыхления, а также максимальной ширины сечения области рыхления. В диапазоне абсолютной влажности почвы 16…23% и давления сброса ресивера 0,2…0,5 МПа максимальная глубина рыхления суглинистой почвы сжатым воздухом составила 5 см. При этом максимальная ширина сечения области рыхления почвы варьировалась с 2 до 5 см, а ширина зоны входа воздушной струи в почву соответствовала 2…3 см. Максимальное значение коэффициента рыхления 17% достигнуто при абсолютной влажности 16% и давлении сброса ресивера 0,5 МПа. Полученные результаты исследований будут способствовать эффективной расстановке газоструйных излучателей без внедрения деформатора.

1. Лобачевский Я.П., Сизов О.А., Ахалая Б.Х. Ресурсосберегающий и экологически эффективный способ сохранения плодородия почвы в ротации севооборота // Научно-инновационная деятельность в агропромышленном комплексе: Сборник научных статей 6-й Международной научно-практической конференции, г. Минск, 11-12 июня 2014 г. Минск: БГАТУ, 2014. С. 174-179. EDN: UCWFPZ

2. Мазитов Н.К., Рахимов Р.С., Лобачевский Я.П. и др. Влаго- и энергосберегающая технология обработки и посева в острозасушливых условиях // Техника и оборудование для села. 2013. № 3. С. 2-6. EDN: PWVYJN

3. Мазитов Н.К., Шогенов Ю.Х., Ценч Ю.С. Сельскохозяйственная техника: решения и перспективы // Вестник ВИЭСХ. 2018. № 3 (32). С. 94-100. EDN: YLWHAL

4. Разливопредотвращатель нефтепродуктов: Патент РФ на изобретение № 94009414/26 / А.В. Бакулин; опубл. 10.04.1996; Бюл. № 1. Режим доступа: https://patents.s3.yandex.net/RU94009414A1_19960410.pdf (дата обращения: 25.01.2024)

5. Способ обработки, аэрации и удобрения почвы и устройство для его осуществления: Патент RU2608728 C / В.А. Плотников, А.В. Гостев, Л.В. Нитченко; опубл. 23.01.2017; Бюл. № 3. EDN: EISCQT

6. Способ повышения эффективности посевных сельскохозяйственных работ (варианты): Патент RU2536877 C2 / С.В. Бриндюк; опубл. 27.12.2014; Бюл. № 38. EDN: PLXTIF

7. Агротехнический комплекс: Патент RU2087087 C1 / Н.И. Бурангулов, Г.В. Золототрубов, А.И. Плугин; опубл. 20.08.1997; Бюл. № 3. EDN: TGGFIZ

8. Почвообрабатывающий агрегат для обработки почвы пульсирующим сжатым воздухом: Патент RU183739 U1 / А.Ю. Измайлов, Я.П. Лобачевский, Б.Х. Ахалая, Ю.Х. Шогенов; опубл. 02.10.2018; Бюл. № 28. EDN: XCOUEW

9. Власенко А.Н., Власенко Н.Г., Коротких Н.А. Проблемы и перспективы разработки и освоения технологии No-Till на черноземах лесостепи Западной Сибири // Достижения науки и техники АПК. 2013. № 9. С. 16-19. EDN: RCLTOB

10. Способ снижения тягового сопротивления плуга и повышения качества пахоты тяжелых почв: Патент SU209867 A1 / А.Т. Буряков, Н.А. Уфиркин; опубл. 26.01.1968; Бюл. № 5. EDN: OPUHOV

11. Старовойтов С.И., Гринь А.М., Ахалая Б.Х. и др. Об интенсивности воздействия сжатого воздуха на поверхностный слой суглинистой почвы // Современные тенденции развития аграрной науки: Сборник научных трудов II Международной научно-практической конференции, г. Брянск, 2023 г. С. 14-20. EDN: VKHOKT

12. Мударисов С.Г. Моделирование процесса взаимодействия рабочих органов с почвой // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2005. № 7. С. 27-30. EDN: ROJUVN

13. Мударисов С.Г. Моделирование воздействия рабочих органов на почву // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2005. № 5. С. 8-11. EDN: ZCGZFB

14. Дорохов А.С., Ерохин М.Н., Сибирев А.В., Мосяков М.А. Энергия разрушения почвенных комков сепарирующими рабочими органами в зависимости от физико-механических свойств почвы // Агроинженерия. 2024. Т. 26, № 4. С. 4-12. https://doi.org/10.26897/2687-1149-2024-4-4-12

15. Лобачевский Я.П., Старовойтов С.И. Теоретические и технологические аспекты работы рыхлительного рабочего органа // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2016. № 5. С. 17-23. EDN: WYKCKL

16. Старовойтов С.И., Старовойтова Н.П., Чемисов Н.Н. О крошении суглинистой почвы // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2014. № 3. С. 30-34. EDN: SIWANX

17. Старовойтов С.И., Старовойтова Н.П. Интенсивность воздействия газоструйного излучателя на поверхностный слой суглинистой почвы: результаты исследований // Агроинженерия. 2024. Т. 26, № 4. С. 13-18. https://doi.org/10.26897/2687-1149-2024-4-13-18