Введение
1 Состояние вопроса 16
1.1. Анализ состояния орошаемых земель и дождевальной техники в РФ и Саратовской области 16
1.2. Обзор конструкций существующих дождевальных машин кругового действия 20
1.3. Основные направления ресурсосбережения для дождевальных машин кругового действия 27
1.4. Особенности проектирования элементов дождевальных машин кругового действия 41
1.4.1. Металлоконструкции и водопроводящий трубопровод 41
1.4.2. Ходовые системы 46
1.4.3. Системы автоматизации и управления 53
1.5. Качество полива. Дождеобразующие устройства 57
1.5.1. Показатели качества дождя 57
1.5.2. Анализ дождеобразующих устройств 61
1.6. Критерии оценки дождевальных машин кругового действия 78
1.7. Проблемная ситуация, выводы, направления исследований 86
2 Теоретические положения усовершенствования дождевальных машин кругового действия на основе ресурсосбережения 89
2.1. Этапы создания дождевальных машин 89
2.2. Разработка новых образцов дождевальной техники 91
2.3. Дождеобразующие устройства, направления их совершенствования 101
2.3.1. Обзор исследований конструктивных и технологических параметров дождеобразующих устройств и направления их совершенствования 101
2.3.2. Теоретические исследования влияния конструктивно-технологических параметров дождеобразующих устройств на процесс формирования дождя 103
2.4. Теоретические основы проектирования водопроводящего трубопровода дождевальных машин кругового действия 135
2.5. Снижение материальных ресурсов при проектировании широкозахватных дождевальных машин кругового действия 146
2.5.1. Оптимизация длины пролета и конструктивно-высотных свойств 146
2.5.2. Оптимизация ферменной конструкции водопроводящего пояса 158
2.6. Разработка системы автоматизации и управления дождевальных машин кругового действия 163
2.7. Производительность. Режимы полива дождевальных машин кругового действия 170
2.8. Повышение эффективности использования земельных ресурсов 176
2.8.1. Уменьшение воздействия ходовых систем на почву 176
2.8.2. Повышение коэффициента земельного использования 184
2.9. Выводы по главе 187
3 Программа и методики проведения лабораторных и полевых исследований 189
3.1. Программа проведения исследований 189
3.1.1. Программа проведения лабораторных исследований 189
3.1.2. Программа проведения полевых исследований дождевальных машин кругового действия 190
3.1.3. Программа испытаний новой дождевальной техники с учетом требований Машиноиспытательной станции 191
3.2. Описание лабораторных установок и оборудования 194
3.2.1. Лабораторная установка и оборудование доя определения качественных показателей работы дождевателей 194
3.2.2. Лабораторная установка и оборудование для определения характеристик потока в водопроводящих трубопроводах 196
3.2.3. Лабораторные установки и оборудование доя определения функционирования системы автоматики машины 197
3.2.4. Экспериментальные установки для изготовления металлоконструкций 200
3.3. Экспериментальные дождевальные машины кругового действия 203
3.3.1. Описание дождевальной машины «КАСКАД» при проведении полевых исследований 203
3.3.2. Описание модернизированной дождевальной машины «Кубань-ЛК1» при проведении полевых исследований 203
3.3.3. Схемы расстановки дождевателей 204
3.3.4. Описание дождевальной машины «Кубань-ЛКШ» (КАСКАД) при проведении приемочных и сертификационных испытаний 205
3.4. Методика проведения исследований 207
3.4.1. Экспериментальные исследования водопроводящего трубопровода дождевальных машин 207
3.4.2. Экспериментальные исследования низконапорных дождевателей 212
3.4.2.1. Методика определения характеристик дождевателей в зависимости от конструктивных параметров и рабочего напора 212
3.4.2.2. Методика определения интенсивности и крупности капель 215
3.4.3. Экспериментальные исследования дождевальных машин, оборудованных низконапорными дождевателями 217
3.4.3.1. Методика определения равномерности полива 220
3.4.3.2. Методика определения потерь воды на испарение и снос 222
3.4.3.3. Определение влажности почвы 223
3.4.4. Оценка режима орошения дождевальной машины «Кубань-ЛК1», «Кубань-ЛК1М» (КАСКАД) и «КАСКАД»
при различных их конструктивно-технологических решениях 225
3.4.4.1. Определение несущих свойств почвы при поливе дождевальными машинами 225
3.4.4.2. Определение ширины и глубины колеи дождевальных машин при различных условиях эксплуатации и оснащении низконапорными дождевателями различных типов 228
3.4.4.3. Оценка конструктивно-высотных параметров машины 230
3.4.5. Методика оценки режима работы дождевальных машин «Кубань-ЛК1М» (КАСКАД) и «КАСКАД» 231
3.5. Обработка результатов экспериментальных исследований и определение статистических характеристик 234
4 Результаты экспериментальных исследований 236
4.1. Результаты исследований разработанных низконапорных дождевателей 236
4.1.1. Расход воды дождевателями 236
4.1.2. Радиус захвата дождем при поливе дождевателями 237
4.1.3. Интенсивность. Распределение интенсивности дождя вдоль радиуса захвата дождем 242
4.1.4. Крупность капель дождя при поливе низконапорными дождевателями 248
4.1.5. Расстановка дождевателей на водопроводящем поясе дождевальных машин 255
4.2. Результаты исследований дождевальных машин с усовершенствованными техническими средствами для обеспечения ресурсосберегающей технологии полива 256
4.2.1. Потери воды на испарение и снос ветром при поливе дождеванием 256
4.2.2. Оценка энергетических показателей при поливе дождевальными машинами «Кубань-ЛКШ» (КАСКАД) и «КАСКАД» с низконапорными дождевателями 261
4.2.3. Норма полива до стока при поливе дождевальными машинами с низконапорными дождевателями 264
4.2.4. Равномерность полива на примере дождевальных машин «Кубань-ЛК1» и «Фрегат», оборудованных низконапорными дождевателями 266
4.2.5. Результаты исследования колееобразования для различных почвощадящих схем расстановки дождевателей, длин пролетов и ходовых систем 267
4.2.6. Рекомендации по обеспечению конструктивно-высотных параметров, соотношений длин пролетов и ходовых систем 275
4.2.7. Производительность дождевальных машин кругового действия. Рекомендации по режимам работы 278
4.2.8. Система автоматики для новых образцов дождевальных машин «Кубань-ЛКШ» (КАСКАД) и «КАСКАД» 286
4.2.9. Система GSM контроля оборудования 288
4.3. Выводы по главе 290
5 Экономическая эффективность результатов исследований и результаты внедрения 292
5.1. Технико-эксплуатационные показатели дождевальных машин «Кубань-ЛКШ» (КАСКАД) и «КАСКАД» 292
5.2. Анализ энергетической оценки дождевальных машин «Кубань-ЛКШ» (КАСКАД) и «КАСКАД» 296
5.3. Анализ показателей надежности дождевальных машин «Кубань-ЛКШ» (КАСКАД) 299
5.4. Экономическая оценка дождевальной машины «Кубань-ЛКШ» (КАСКАД) 300
5.5. Экономическая эффективность внедрения низконапорных дождевателей на дождевальных машинах «Фрегат» 305
5.6. Внедрение результатов научных разработок и исследований 306
5.7. Выводы по главе 311
Общие выводы 312
Литература 315
Приложения 348
