ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ УСТАНОВКИ ДЛЯ СИСТЕМЫ ОПРЫСКИВАНИЯ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ УСТАНОВКИ ДЛЯ СИСТЕМЫ ОПРЫСКИВАНИЯ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА

Набиев Наби Козыеви

канд. техн. наук, старший преподаватель, НАО «Казахский агротехнический университет им С. Сейфуллина»,

Казахстан, г. Астана

Мирманов Арман Барлыкович

ассоциированный проф., НАО «Казахский агротехнический университет им С. Сейфуллина»,

Казахстан, г. Астана

Ахмадия Асет Ахмадиевич

старший преподаватель, НАО «Казахский агротехнический университет им С. Сейфуллина»,

Казахстан, г. Астана

Статья выполнена в рамках проекта ПЦФ 2021-2023 гг. BR10865103 «Разработка и создание научно-обоснованных Смарт-ферм (табунное коневодство, мясное скотоводство) с применением различных не менее 3-х цифровых решений по каждой области»

АННОТАЦИЯ

В настоящей статье приведены примеры конструкций опрыскивателя препаратами для защиты крупного рогатого скота от кровососущих насекомых и основные параметры их работы. При конструировании опытных установки опрыскивателя учитывались особенности среды и условия эксплуатации.

ABSTRACT

This article provides examples of sprayer designs with preparations for protecting cattle from blood-sucking insects and the main parameters of their operation. When designing a pilot sprayer installation, the features of the environment and operating conditions were considered.

Ключевые слова: опрыскивание, кровососущие насекомые, крупный рогатый скот, пастбище, молочная продуктивность.

Keywords: spraying, blood-sucking insects, cattle, grazing, milk production.

Нападение на животных кровососущих насекомых в весенне-летне-осенний период в условиях Северного Казахстана не проходит для них бесследно, нарушается целостность тканей, возникает риск проникновения инфекций, передаются возбудители многих заболеваний. При одновременном нападении большого количества мошек, комаров, слепней понижается резистентность организма животных, нарушается обмен веществ, происходят глубокие биохимические сдвиги. [1]

Нападение кровососущих насекомых вызывает снижение молочной продуктивности крупного рогатого скота. По литературным данным, потери могут составлять от 5,19 до 53,4 %. [2]

В литературе отмечается, что для животноводческих фермерских хозяйств нападение кровососущих насекомых – это настоящее бедствие и является причиной гибели и заболевания большого числа животных, вызывает снижение удоев на 30–50%, а прирост массы – на 15–20%. [3]

Для защиты крупного рогатого скота от кровососущих насекомых в Казахстане широко применяют инсектоакарициды (препараты) широкого спектра действия – Неоцидол, Дурсбан, Дианон, Бутокс и т.д.

Из препаратов этой группы хорошо зарекомендовал себя Биорекс-К 10%, 25%, 50%. Для борьбы с кровососущими насекомыми обработку крупного рогатого скота препаратом Биорекс-К проводят путем опрыскивания 0.005% водной эмульсией (по циперметрину) с нормой расхода: молодняк до 1 года - 230-270 мл, старше 1 года - 480-520 мл на животное.

Целью наших исследований явилось создание установки для опрыскивания на базе системы контроля живой массы крупного рогатого скота (рисунок 1) на пастбищах. Установка была разработана В НАО «Казахский агротехнический университет им С. Сейфуллина» и апробирована в животноводческих фермерских хозяйствах Акмолинской и Северо-Казахстанских областей в 2021-2022 годах. Система контроля живой массы крупного рогатого скота оборудована поилкой и дополнительное использование данного решения является оснащение автоматической установкой опрыскивание препаратами с определённой периодичностью.

Качество схемы объёмного распределения раствора с препаратом, обеспечиваемой распылительными форсунками, имеет важное значение, поскольку оно может повлиять на правильное распределение препарата для защиты от кровососущих насекомых. Например, малые дозы средств защиты могут оказаться недостаточными для борьбы. С другой стороны, дозы выше рекомендуемых могут нанести ущерб здоровью КРС. Таким образом для правильной дозировки и оптимального объёма распыления препаратов необходимо правильно настроить все элементы опрыскивателя.

Равномерность объёмного распределения, с использованием специальных форсунок, зависит от рабочего давления, модели форсунки и угла её распыления, расстояния между форсунками и расстояния до места нанесения [2,3]. Все эти факторы могут варьироваться при корректировке геометрии расположения распылительного оборудования на поильной установке.

Рисунок 1. Расположение распылительного оборудования

Для опрыскивания максимальной поверхности КРС требуется перекрытие струй для лучшей равномерности объёмного распределения. На качество распределения влияют и другие факторы, такие как симметричность распределения между двумя сторонами струи, угол струи, расстояние между соплами и высота установки форсунок.

Рабочее давление в системе влияет на важные параметры, такие как угол раскрытия струи, скорость распыления, размер и однородность капель. Давление ниже минимального может сказаться на угле раскрытия струи («веер») и количестве объёмного распределения препарата. Давление выше рекомендуемого предела может ухудшить качество капель и повлиять на объёмное распределение.

Форма при распылении препарата для форсунки с диаметром сопла 0.1мм

Форма при распылении препарата для форсунки с диаметром сопла 0.2мм

Форма при распылении препарата для форсунки с диаметром сопла 0.3мм

Рисунок 2. Формы при распылении препарата

Бак с раствором препарата расположен в центре и в нижней части установки. Потери давления в трубках, вызванные силой тяжести и протяжённостью трубок, относительно невелики. Корпус мотор-насоса лучше устанавливать чуть выше бака с препаратом для исключения эффекта протекания из-за разницы давления.

Если корпус двигателя-насоса и трубки не расположены на одной высоте, потеря давления раствора препарата в трубопроводе, вызванная гравитационным полем, можно представить следующим образом:

ΔP₁= 0.01h                                                (1)

где ΔP₁ – изменение давления раствора препарата в трубке, вызванному гравитационным полем, в МПа;

h – это разница высот между положением корпуса двигателя-насоса и положением самой нижней форсунки, в м.

Так же имеют место потери давления, вызванные протеканием раствора препарата в трубках. Потеря давления в трубках включает в себя потерю давления и локальную потерю давления вдоль трубки. Под потерями давления по трубке понимается энергия, затрачиваемая на преодоление сопротивления при течении (вдоль трубки) при течении раствора препарата по прямолинейному участку трубки. Локальная потеря напора раствора препарата вызвана локальным изменением направления потока, скорости потока и столкновения жидкости, возникновением вихрей, когда препарат течет в отводах трубок, тройниках, вентилях и других трубопроводных фитингах. Выражение 2 принято для расчета потерь давления раствора препарата  вдоль трубки.

ΔP₂₁=0.01·f·Q^m/d^b                                     (2)

В выражение (2) ΔP₂₁ относится к потере давления раствора препарата по при протекании в трубке, в МПа; Q относится к расходу раствора препарата м³/ч в трубке, d - диаметр трубки, мм; f - коэффициент трения вдоль трубопровода; m - показатель расхода; b - индекс диаметра трубки. Для пластиковой трубки обычно используется f=0,948*10⁵, m=1,77 и b=1,47.

Выбор электродвигателя насоса. Электродвигатель насоса, используемый для опрыскивания постоянным давлением, должен быть двигателем с регулируемой мощностью. Поскольку насос относится к нагрузке с постоянным крутящим моментом, для частотного управления требуется регулирование крутящим моментом.

Рисунок 3. Тип выбранного насоса системы опрыскивания

Распылительные трубки используются для подачи раствора препарата под давлением ко всем форсунка распыления и выбор трубок зависит от давления раствора препарата и параметров расхода распыления в трубке.

Выбор трубок распыления. Способность выдерживать давление распыляющих трубок не должна быть ниже максимального давления раствора препарата в трубопроводе, а максимальное давление раствора препарата в трубопроводе - это давление на выходе насоса или рабочее давление насоса. Когда рабочее давление насоса регулируется на уровне 1.1 МПа, выдерживаемое давление трубопровода распыления выбирается равным 3 МПа. Диаметр трубопровода распыления зависит от давления раствора с препаратом, скорости потока и скорости потока в трубках.

Выбор режима компоновки трубопровода опрыскивания

Рисунок 4. Схема расположения трубопровода распыления

Список литературы:

1. Павлов С.Д., Павлова Р.П., Хлызова Т.А. Влияние опрыскиваний крупного рогатого скота инсектицидами на численность насекомых на пастбищах и в помещениях // Тр.Всерос. НИИ вет. энтомологии и арахнологии: сб. науч. тр. – Тюмень, 2005. – № 47. –С. 69–80
2. Yu Jin, Xu Linyun Ru Yu. Current situation of research on orchard air-assisted spraying machine [A]. Collected Papers of Forestry Machinery Development Forum under New Situation [C], Weihai, 2010
3. Wang Zhiqiang, Hao Zhiqiang, Liu Fengzhi, et al. Development and test of pneumatic atomization airassisted orchard electrostatic mist sprayer [J]. Journal of Fruit Science, 2017, 34(9): 1161-1169.