ОПТИМИЗАЦИЯ ДИАМЕТРА ТРУБОПРОВОДА ДОЖДЕВАЛЬНОЙ МАШИНЫ КРУГОВОГО ДЕЙСТВИЯ ПО КРИТЕРИЮ МИНИМУМА ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ

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.

1. Рыжко Н.Ф., Рыжко Н.В., Рыжко С.Н. и др. Регулирование расхода воды дождевальных машин для снижения потребления электроэнергии на полив // Инновации природообустройства и защиты окружающей среды: Материалы I Национальной научно-практической конференции с международным участием. Саратов, 2019. С. 105-109.

2. Ерошенко Г.П., Соловьев Д.А., Бакиров С.М. Снижение мощности электропривода секции дождевальной машины за счет изменения диаметра водораспределительного трубопровода // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. 2019. № 2 (55). С. 178-184. DOI: 10.24411/2078-1318-2019-12178.

3. Eroshenko G.P., Esin A.I., Solovyev D.A. et al. Optimal power supply synthesis for circular action sprinkler // Journal of Advanced Research in Dynamical and Control Systems. 2018. Vol. 10. No. 10 Special Issue. P. 2129-2134.

4. Есин А.И. Ресурсосберегающие технологи и дождевальные машины кругового действия: Монография / А.И. Есин, Л.А. Журавлева, В.А. Соловьев. Саратов: КУБиК, 2019. 214 с.

5. Бакиров С.М. Перспективы развития дождевальной техники // Аграрный научный журнал. 2020. № 1. С. 50-55. DOI: 10.28983/asj.y2020i1pp50-55.

6. Соловьев Д.А., Камышова Г.Н., Терехова Н.Н. и др. Моделирование нейроуправления скоростью дождевальных машин // Аграрный научный журнал. 2020. № 7. С. 81-84. DOI: 10.28983/asj.y2020i7pp78-84.

7. Есин А.И., Соловьев Д.А., Бакиров С.М. Обоснование применения бустерного насоса с электроприводом крайней секции дождевальной машины // Аграрный научный журнал. 2020. № 4. С. 83-87. DOI: 10.28983/asj.y2020i4pp83-87.

8. Алтухов И.В., Цугленок Н.В. Моделирование технологических параметров инфракрасной сушки корнеклубнеплодов // Сушка, хранение и переработка продукции растениеводства: Сборник научных трудов Международного научно-технического семинара, посвящённого 175-летию со дня рождения К.А. Тимирязева. 2018. С. 114-120.