Обоснование конструктивно-технологических параметров модуля мультивентиляторного опрыскивателя

В настоящее время для точного садоводства перспективны роботизированные универсальные платформы, оснащаемые модульными мультивентиляторными опрыскивателями, включающими 4-6 вентиляторов и работающими в точном садоводстве. С появлением новых технологий меняются и требования к вентиляционным системам опрыскивания. (Цель исследования) Обосновать конструктивно-технологические параметры модуля мультивентиляторного опрыскивателя. (Материалы и методы) Провели исследования, опираясь на основные уравнения сохранении энергии и массы в прикладной газовой динамике: уравнение Бернулли, уравнение неразрывности потока. Использовали методику оценки распределения давлений в воздуховоде вентиляторов и аналитические выражения расчета газовой струи, а также стандарты для установления универсальных параметров и размеров вентиляторов и распылителей жидкости. (Результаты и обсуждение) Теоретически рассчитали основные параметры: расход воздуха для покрытия заданного объема кроны – 11,28 метра кубического в секунду; расход воздуха одним вентилятором – 1,88 метра кубического в секунду; скорость потока воздуха при выходе из вентилятора – 17,9 метра в секунду; полное давление, развиваемое вентилятором – 192,25 паскаля; мощность, необходимая для привода одного вентилятора – 0,170 киловатта; установочная мощность двигателя вентилятора – 0,204 киловатта; длину начального участка струи – 1,53 метров; осевую скорость струи – 13,6 метра в секунду, расход воздуха – 12,84 метра кубического в секунду, диаметр круглой струи 1,58 метра. (Выводы) Обосновали технологическую схему мультивентиляторного опрыскивателя. Предложили расчетные уравнения, устанавливающие характер распределения статического, динамического и полного давления в различных сечениях вентилятора опрыскивателя. Представили алгоритм расчета параметров модуля опрыскивателя. Установили для конкретных условий численные значения параметров модуля мультивентиляторного опрыскивателя.

1. Куликов И.М., Утков Ю.А., Бычков В.В. Техническое оснащение современного промышленного садоводства и перспективы его совершенствования // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2010. Т. 4. N5. С. 3-8.

2. Полухин А.А. Импортозамещение на рынке сельскохозяйственной техники России // Современная конкуренция. 2015. Т. 9. N6(54). С.129-141.

3. Li S., Chen C., Wang Y., Kang F., Li W. Study on the atomization characteristics of flat fan nozzles for pesticide application at low pressures. Agriculture. 2021. Vol. 11. 309.

4. Hu Y., Chen Y., Wei W., Hu Z., Li P. Optimization design of spray cooling fan based on cfd simulation and field experiment for horticultural crops. Agriculture. 2021. Vol. 11. 566.

5. Gullberg P., Löfdahl L. Fan modelling in CFD using RANS with MRF, limitations and consistency, a comparison between fans of different design. In Vehicle Thermal Management Systems Conference and Exhibition (VTMS10). Wood-head Publishing: Cambridge, UK. 2011.423-433.

6. Negi P., Subhash M. Method to control flow separation over wind turbine blade: A CFD study. Mater. Today Proc. 2021.

7. Sureshkumar R., Kale S.R.. Dhar P.L. Heat and mass transfer processes between a water spray and ambient air–II. Simulations. Appl. Therm. Eng. 2008. Vol. 28. 361-371.

8. Sureshkumar R., Kale S.R., Dhar P.L. Heat and mass transfer processes between a water spray and ambient air–I. Experimental data. Appl. Therm. Eng. 2008. Vol. 28. 349-360.

9. Zhang W.,Yuan J., Zhou B., Li H., Yuan Y. The influence of axial-flow fan trailing edge structure on internal flow. Adv. Mech. Eng. 2018. Vol. 10(11). 168781401881174.

10. Sethi V.P., Sharma S.K. Survey of cooling technologies for worldwide agricultural greenhouse applications. Sol. Energy. 2007. Vol. 81. 1447-1459.

11. Saberian A., Sajadiye S.M. Assessing the variable performance of fan-and-pad cooling in a subtropical desert greenhouse. Appl. Therm. Eng. 2020. Vol. 179. 115672.

12. Брусиловский И.В. Аэродинамические схемы и характеристики осевых вентиляторов ЦАГИ. М.: Недра. 1978. 198 с.

13. Вахвахов Г.Г. Работа вентилятора в сети. М.: Стройиздат. 1975. 101 с.

14. Абрамович Г.Н. Теория турбулентных струй. М.: Наука. 1976. 623 с.

15. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. Изд. 4-е. М.: Наука. 1976. 888 с.