Обгрунтування параметрів процесу і розробка засобу механізації захисту садів від весняних заморозків : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук : 05.05.11 - Машини і засоби механізації сільськогосподарського виробництва

Abstract

У дисертації вирішено наукове завдання, спрямоване на підвищення ефективності процесу захисту генеративних органів плодових насаджень від весняних заморозків шляхом утворення тепловологоізоляційної завіси за рахунок застосування засобу механізації. Підтримання заданого температурного режиму забезпечується за рахунок створення засобом завіси, що складається з одночасно підігрітого і зволоженого повітря. Отримала подальший розвиток математична модель теплового балансу плодових насаджень з урахуванням взаємного впливу процесів тепло- і масовіддачі, залежності коефіцієнта тепловіддачі від швидкості конвективного переносу. Обґрунтовані конструктивні параметри і режими роботи засобу, що забезпечує необхідний температурний режим. В результаті проведених досліджень та економічних розрахунків доведена ефективність застосування засобу.

В диссертации решено научное задание, которое направлено на повышение эффективности процесса защиты генеративных органов плодовых насаждений от весенних заморозков путем создания тепловлагоизоляционной завесы, обеспечивающей поддержание заданного температурного режима за счет применения средства механизации. Разработанное и изготовленное устройство создает тепловлагоизолирующую завесу, состоящую из подогретого и увлажненного воздуха, которая противостоит возникновению заморозка и дает возможность защитить будущий урожай в плодовых насаждениях путем недопустимости развития критических температур для генеративных органов. Объектом исследования является процесс защиты плодовых насаждений от весенних заморозков. Получила дальнейшее развитие математическая модель теплового баланса плодовых насаждений, которая дает возможность оценить количество тепловой энергии необходимой для поддержания заданного температурного режима, с учётом взаимного влияния процесса тепло- и массоотдачи к поверхности генеративных органов, зависимости коэффициента теплоотдачи от скорости конвективного переноса. По результатам теоретических и экспериментальных исследований обоснованы конструктивные и режимные параметры, которые обеспечивают технологический процесс разработанного устройства для защиты растений от радиационных заморозков. Длина раструба, с учетом предельно допустимой температуры воздушного потока, подаваемого вентилятором в плодовые насаждения, находится в диапазоне 5,5…6,1 м, при этом температура на выходе из раструба должна находиться в пределах 21...27 С. Рациональный угол наклона раструба в диапазоне 0 …– 10 ; зона действия теплового потока при угловой скорости вентилятора 56,52 рад/с – до 64 м, соответственно при 107,18 рад/с – до 87 м. Произведены расчеты необходимой суммарной мощности средства с учетом удельного радиационного результирующего потока между окружающим воздухом и поверхностью почвы при различных значениях относительной влажности воздуха. Поддержание установленного температурного режима обеспечивается увеличением влажности воздуха путем введения в тепловой поток частиц воды диаметром 1,9…3,9 мкм. Применение комплексной защиты плодовых насаждений, включающей мониторинг температурного режима плодовых насаждений, управление мощностью источника тепла, маршрутизацию перемещения устройства по территории, обеспечивает защиту от радиационных заморозков. Разработанное устройство внедрено в Краснокутском НИЦС ИС НААН Украины. Экономический эффект от использования устройства составляет 7,5 тыс. грн на гектар плодовых насаждений за счет сохранения урожая и повышения температуры.

Dissertational research deals with solving scientific problem directed to strengthen the protection of generative organs of fruit trees in orchards against radiation frosts by the mechanized protection means working out. Maintenance of required thermal conditions are being provided by creation of insulating veil consisting of both heated and humidified air. The heat balance mathematical model for orchard, enabling to define heat energy amount needed to maintain specified temperature mode taking into account both heat and mass transfer interference from generative buds surface, has been improved; the design parameters as well as device operation mode providing specified temperature have been substantiated. The effectiveness of the developed device has been confirmed by the results of experimental research and economic calculations.