Kérdése van? Tegye fel, tanácsadóink válaszolnak! Állattenyésztés, növénytermesztés, kertészet, növényvédelem, talajművelés, jog, biotechnológia, környezetgazdálkodás, minden ami mezőgazdaság: Agrároldal.hu.
A vízellátás alapvető eleme a természetes csapadék, amely szemi-arid klímánk miatt a mezőgazdaságilag hasznosítható területek jelentős részén kevés, így pótlásra szorul. A mesterséges vízpótláshoz szükséges öntözővíz gazdaságos felhasználásához pontos öntözéstervezés, az öntözés eszközeinek magas szintű ismeretét feltételező öntözésszervezés, hatékony gépkapcsolatok (vízkivétel-vízvezetés-vízszétosztás) létesítése szükséges. A felsorolt követelmények korszerű gépi berendezések alkalmazásával, magas szintű automatizálással teljesíthetőek.
A vizsgálatok köre az öntözéssel kapcsolatos gépi berendezésekre, azok szerkezeti elemeire, kiegészítő és segédberendezéseire terjed ki. A korszerű öntözőberendezéseket, mint az öntözéses vízpótlást végrehajtó eszközöket kiemelve, a működésmódot és a kialakítást meghatározónak tekintve a következő csoportosítást tehetjük:
Csévélhető tömlős berendezések azok a gépek, melyek az öntözést a szórófej folyamatos mozgása (vontatás, tömlőcsévélés) közben végzik. A tömlőcsévélést, az öntözővíz energiáját hasznosító hidromechanikus vagy hidrodinamikus hajtó rendszer végzi.
A center pivot öntözőberendezés kötött pályán, egyik vége, mint rögzített középpont körül körbenjárva végzi az öntözést. Hajtása központi áramfejlesztőről táplált villamos motorokkal történik.
A linear öntözőberendezés állandó helyre telepítve, csőre merőleges irányban haladva végzi az öntözést. Hajtási rendszere a center pivot gépeknél ismertetett megoldással megegyezik.
Az öntözési technológia a kapcsolódó agrotechnikai műveletelemek összessége, melyek egymással folyamatos kölcsönhatásban vannak, önfejlesztő rendszerként működve elősegítik a mennyiségi és minőségi igények hatékony érvényesítését. A különböző részegységek, magasabb szervezési szintű összeállítások, szakrendszer szerint a következő módon sorolhatók fel:
Vízszállítás: Szivattyú,
Csővezeték, stb.
Vízkormányzás: Záróelem,
Szűrő,
Szabályzó,
Mérő,
Injektáló,
Programozó, stb.
Vízszétosztás: Csévélhető öntözőgép,
Lineár öntözőgép,
Center Pivot öntözőgép, stb.
Vízadagolás: Nagyhatósugarú szórófej,
Közepes intenzitású szórófej,
Minisprinkler,
Sprayer,
Csepegtető elem, stb.
Az automatizálás fő elemei.
Magyarországon elsősorban a csévélhető tömlős öntözőberendezések váltak számarányuknál fogva a meghatározó típusféleséggé, több ezer található az országban. Ezeken a gépeken az öntözővíz kijuttatása leggyakrabban a szórófejállványon lévő nagyhatósugarú szórófejjel vagy öntözőkonzolon lévő vízadagoló elemekkel történik. A szórófej és a hidráns között alaktartó különleges műanyag tömlő vezeti a vizet. A tömlő egy viszonylag nagy átmérőjű dobon helyezkedik el, és forgató mechanizmusa teszi lehetővé a szórófej vagy konzol folyamatos mozgását.
A csévélhető tömlős öntözőberendezéseken alkalmazott automatikák legfontosabb funkciója a behúzási sebesség beállított értéken tartása, mert így biztosítható a kiválasztott üzemeltetési változatnak megfelelő vízborítás. Az automatika megbízható működéséhez biztosítani kell az alapvető technikai feltételeket (pl. energiaellátás, kapcsolódó felületek tisztán tartása, stb.).
Példaként a KONSTANT Regen elnevezésű sebességszabályozó egység működését ismertetjük, amellyel általában a mellékáramkörű turbinával működő gépek vannak felszerelve. Legfontosabb eleme a tömlődobon lévő tömlősorral érintkező tapintógörgő és az ehhez kapcsolódó mágneses tárcsa, illetve analóg kijelzésű tachométer. A szabályozóegység előlapján lévő forgatható kapcsolóval lehetséges a kívánt behúzási sebesség (0-100 m/h között) beállítása, pl. 30 m/h. Ezután a megkerülő vezetéken lévő szelep záróütközőjét addig kell felfelé vagy lefelé tekerni, amíg a tachométer által kijelzett sebességérték 50-100%-kal többet nem mutat az elektronikán beállított értéknél. A példa adatával ez 45-60 m/h között legyen. Ezután minden méter felcsévélése után elektronikus sebességellenőrzés történik és a mért, illetve beállított érték közötti különbséget az automatika a turbinahajtás megkerülőág-szelep fojtás mértékének állításával kiegyenlíti.
Az öntözött sáv elejére és végére a normának megfelelő mennyiségű vizet kell kiöntözni. Ezt az öntözőberendezés álló helyzetben változtatható ideig végzi. Ez a megoldás az elő- és utóöntözés, amelynek beállítására az automatikán lehetőség van.
A linear berendezések automatikái a gépek működési jellegzetességeinek megfelelően kerültek összeállításra.
Az egyes berendezések biztonságos üzemeltetése érdekében már a telepítés előtt gondoskodni kell arról, hogy a működtetés feltételei biztosítva legyenek, a berendezés megfelelő helyre kerüljön. A berendezés egyenes vonalban tartása igen fontos a mozgás közben végzett öntözésnél. Az előrehaladás során mindig azok a járótagok indulnak el, ahol az érzékelő a legnagyobb szögeltérést érzékeli. A gép védelme érdekében a két tag közötti megengedettnél nagyobb szögeltérés (a járótag lemaradása) esetén az automatika az előrehaladást leállítja. A kiöntözni kívánt vízborításnak megfelelő sebességet a berendezés indításakor kell beállítani. Rendellenességektől mentes üzem esetén további beavatkozásra, utánállításokra nincs szükség. Ügyelni kell arra, hogy a tápfeszültség előírt nagyságú legyen, mert csak így biztosítható az egyenletes haladási sebesség. A berendezések mérések alapján meghatározott munkaminőségi jellemzői kedvezőek. A sebességtartás értékeit tekintve a hidránsról táplált (endfeed) gépek sebessége a legegyenletesebb.
Ez abból adódik, hogy a berendezések irányító rendszere a kisebb szerkezeti hosszú gépek haladását pontosabban tudja szabályozni. A nagyobb hosszúságú berendezések haladási sebessége a teljes mozgási pálya hosszára vonatkoztatva egyenletes, azonban szakaszonként az egyes tagok szakaszos mozgása miatt a sebesség változó. A sebesség egyenletessége befolyásolja a vízborítás egyenletességét. A kisebb mértékű sebességeltérések ellenére az öntözés egyenletessége valamennyi típusnál megfelel a hazai követelményeknek. Az üzemi körülmények között végzett mérések azt igazolják, hogy az öntözés egyenletessége még szeles viszonyok mellett is megfelelő.
A térfogatáram mérés feladatai és szükségessége.
A mezőgazdaság gépesítésének gyakorlatában igen sokszor van dolgunk áramló folyadékokkal.
Az adott technológiai folyamat szabályozásához feltétlenül szükséges az egyes elemek működtetésévek, vagy működtetése során felhasznált anyagok pontos mennyiségének ismerete. Minél kényesebb a technológiai eljárás, melynek során áramló folyadékot használunk fel, annál pontosabb térfogatáram értékekre kell támaszkodnunk. Szabatos előzetes beszabályozással lehet biztosítani az automatikus folyamatszabályozás pontosságát és biztonságát, ehhez olyan adatok szükségesek, melyek tényleges méréseken alapulnak.
Az esetek legnagyobb részében összetett mérési feladatokkal találkozunk, így nehéz lenne általános érvényű szabályokat megállapítani. Minden mérési feladatnál először a mérés célját kell pontosan behatárolni, csak ezután állapítható meg, hogy esetenkénti vagy folyamatos mérésre van-e szükség.
A mezőgazdaságban a kommunális vízellátástól eltekintve nagyobb mennyiségű vizet használnak öntözésre, és más technológiai célokra. Ezek a vizek gyakran tartalmaznak oldott vagy lebegő szennyező anyagokat, ezért a vízfogyasztás méréséhez célszerű torlasztó elem nélküli mérőberendezéseket használni. A mérések pontossága érdekében előnyös a zárt rendszerben használható mérőeszközök használata.
Mérés indukciós térfogatáram mérővel
Az elektromágneses áramlásmérés a Faraday-féle indukció törvényen alapul, ha villamos vezető mágneses térben mozog, elektromotoros erő keletkezik, ami arányos az időegység alatt metszett mágneses erővonalak számával. A mágneses térben mozgó vezető folyadék is lehet, ha vezetőképessége eléri a mérés érdekében megkövetelhető minimális értéket. Amennyiben a mágneses térben mozgó vezetőnek az elektródok közötti elemi folyadékszálat tekintjük, az indukált feszültség értéke:
ahol
E -az indukált feszültség,
B -a mágneses indukció,
l -az elektródok közötti távolság,
v -közepes áramlási sebesség.
A térfogatáram a következő összefüggés szerint számítható:
ahol
F -a mérőcső keresztmetszete.
Az alkalmazás előnyei:
- Széles mérési tartományban alkalmazható,
- hidraulikus energiavesztesége elhanyagolható,
- nagy mérési pontosság,
- turbulens áramlások esetén is alkalmazható,
- az öntözővíz szennyeződéseire érzéketlen,
- eltömődési veszély nincs.
Hátrány: magas beszerzési költség.
A működési elvet az 1. ábra szemlélteti.
Öntözőcsövek és szerelvények
Az öntözőberendezések vízellátásához különböző anyagú, átmérőjű, és kötésmódú csővezetékekből kiépített hálózat szükséges. A kiépíthető hálózat méreteit a csővezetékeken fellépő áramlási veszteségek mértéke határolja be.
Az áramlási veszteség és a térfogatáram összefüggése a következő összefüggéssel jellemezhető:
; ahol
h=100 fm hosszúságú csőszakaszra vonatkozó nyomásesés (m/100m),
Q= a térfogatáram (m3h-1)
m=1.80-1.98
A tört vonalvezetésű vezetékeknél a hatványkitevő értéke nagyobb, mint az egyenes tengelyű csővezetékeknél. A kötőelemek helyi ellenállása összeadódik a csősúrlódásból eredő veszteséggel, aminek eredménye esetenként a 2-höz közelítő hatványkitevő. A nem egyenes vonalvezetésű vezetéknél ehhez hozzátevődik még az iránytörés hatása is. A csővezetékekre a h=f(Q) összefüggéseken kívül meghatározható még a csővezetékek ellenállási tényezőjének ( )változása a Reynolds szám (Re) függvényében. A értéke a következő összefüggésből számítható:
; ahol
h=energiaveszteség,
v=a vízáram középsebessége,
m= a csőtípustól, kötésmódtól függően változó érték,
g= a nehézségi gyorsulás,
= ellenállási tényező,
L= a cső hossza,
d= a cső belső átmérője.
A Reynolds szám az alábbi képlettel számítható:
; ahol
=a víz kinematikai viszkozitása.
A tényező a kapcsoló elemek ellenállását is magában foglalja, ezért a csővezeték ellenállási tényezőjének nevezhetjük.
A szerelvények veszteségei a csővezetékekhez hasonlóan az ott felsorolt elemekből adódnak össze. A szerelvényekben előforduló iránytörések, sebességcsökkenés fokozott turbulenciát okoznak.
Az elágazások veszteségeit befolyásoló tényezők:
- az átfolyási keresztmetszetek aránya,
- Az áramlás iránya,
- az elágazás irányszöge,
- az egyes ágakban kialakuló sebességek viszonya,
- az iránytörések lekerekítésének mértéke.
A hálózatok tervezésénél a felhasználásra szánt anyagok tulajdonságait, jellemzőit kell figyelembe venni.
Az öntözőberendezések műszaki állapota
Az utóbbi években - a szántóföldi öntözések esetében - az üzemeltetés egyszerűsége, illetve a területhez és a termelési folyamatokhoz való megfelelő alkalmazkodása miatt a járvaüzemelő öntözőberendezések terjedtek el. Ezeknél a tábla beöntözése a szórófej üzem közbeni folyamatos haladó mozgásával valósul meg.
Ilyenek
-a körbenjáró öntözőberendezések (Center Pivot),
-a frontális mozgású öntözőberendezések (Linear) és
-a csévélhetô tömlôs öntözőberendezések.
A Linear és Center Pivot elnevezésű gépek 50-250 hektár nagyságú táblában üzemeltethetők. Alkalmazásuk során az egyenletes sík terep és szabályos táblaalak szükséges. Ezek a berendezések a jövőben - elsősorban igen magas beruházási költségeik miatt - hazánkban várhatóan kevésbé terjednek el. A műszaki állapot meghatározása a követelményeknek megfelelően a gép vagy gépcsoport egészére, esetleg valamilyen összetartozó alkatrészcsoportra, vagy részegységre terjed ki. A műszaki állapot lehet az előírásoknak megfelelő, vagy nem megfelelő. Az előírásnak megfelelő állapotban a gép minden olyan elvárásnak megfelel, ami a rendeltetésszerű használatához szükséges. Magas fejlettségi fokú berendezéseknél a követelmény szint meghaladhatja a funkcionális működőképességet.
A gépek üzemeltetése során előforduló meghibásodások az 1. sz. táblázat szerint jellemezhetők.
A mezőgazdaságban használt öntözőberendezések általában javíthatók, de egyes részegységeiket nem érdemes javítani, ezért meghibásodás esetén újjal cserélik ki őket.
A nem javítható, illetve a javítható elemek megbízhatósági jellemzői matematikai összefüggésekkel jellemezhetők.
A megbízhatóság mennyiségi jellemzői nem javítható elemeknél
A meghibásodásig tartó működési időtartam valószínűségi változóval jellemezhető.
Ha a meghibásodást kopás okozza, normál eloszlás adódik, melynek sürüségfüggvénye:
, ahol m és σ az eloszlás paraméterei.
Dinamikus, vagy összetett igénybevételkor:
, ahol az eloszlás paramétere.
Az öregedés okozta, vagy több tényező együttes hatására bekövetkező meghibásodásnál a Weinbull eloszlás szerint:
, ahol a,b,c az eloszlás paraméterei.
Az átlagos tényleges működés a τ valószínüségi változó várható értéke
összefüggéssel meghatározható.
A számottevő felújítási idejű elemek megbízhatósági függvényei;
A számottevő felújítási idejű folyamatokkal kapcsolatos valószínűségi változók;
v1(t) a meghibásodások száma a (0, t) intervallumban;
v2(t) a felújítások száma a (0, t) intervallumban.
A várható értékek;
, és
A folyamatot jellemző H(t) függvényt helyreállítási függvénynek nevezik.
Az elhasználódásig tartó felújítási folyamatok elfogadható pontossággal Poisson folyamatnak felelnek meg.
A meghibásodási időközök eloszlásfüggvénye:
A gyakorlatban egy géptípus, géprendszer, és részben a műszaki kiszolgálási rendszer a műszaki kihasználási tényezővel jellemezhető:
, ahol
Tö egy adott időszakban az összes működési idő,
Tjav adott időszakra eső javítási idő,
Tkarb az adott időszakban karbantartásra fordított idő.
Az egyes részekben ismertetett elméleti és gyakorlati témakörök ismerete nagymértékben hozzájárul az öntözés technológia folyamatának megismeréséhez, a gyakorlati fogások elsajátításához, összességében az öntözési kultúra fejlesztéséhez.
Szeretné vállalkozását hatékonyan hirdetni? Szeretné, ha weblapja látogatottabb lenne? Online marketing tanácsadás, és hatékony online hirdetés az Agrároldal.hu szakértőitől! Kérje ajánlatunkat itt!
Forrás: Agrárágazat
