Öntözés gépesítése V. Előadás anyag

Átírás

1 TÁMOP F-14/1/KONV Növénytermesztés gépei I. Öntözés gépesítése V. Előadás anyag Dr. Molnár Tamás Géza Ph.D főiskolai docens SZTE MK Műszaki Intézet

2 Agrotechnikai követelmények

3 Az öntözéshez köthető műveletek: - tápanyag kijuttatás - fagyvédelmi öntözés - növényvédő szer kijuttatás Agrotechnikai követelmények: Öntözés gépesítése A talaj vízkészletének növelése energiatakarékos, a növényzet ne károsodjon, minimális taposási kár ne képezzen k tócst csákat, ne rombolja a talajszerkezetet ne legyen nagy a párolgási és szivárgási veszteség szabályozhat lyozható vízmennyiség legyenek alkalmasak fagyvédelemre Fő szerkezeti egységek: gek: 1. szivattyú 2. csővezeték 3. szóró-elemek

4 Öntözési módok I. vízszerzés, s, kiemelés, száll llítás, szétoszt tosztás természetes v. mesterséges vízfolyv zfolyásból, tóból, felszín alatti kutakból, víztározókból vízszállítás: nyílt csatornákban csővezet vezetékekben

5 Öntözési módok II.

6 Öntözési módok II.

7 Felszín feletti öntözőberendezések Esőszerű öntözés : cseppek formájában jut a növényre, talajra, nyomás alatti csővezetékek, szórófejek, cseppképzés, víztakarékos, jól szabályozható

8 Mikroöntözés jellemzői 1. kis nyomáson, kis mennyiségek a növény közelébe, ültetvények, szántóföldi,zöldségtermesztés Öntözés gépesítése Felszíni öntözőberendezések Csörgedeztető öntözés: megfelelően lejtős terület az áthaladó víz talajba szivárog sűrű soros növények Árasztásos öntözés jellemzői legrégibb, parcellákra osztott öntözési terület, gátakkal elválasztva, egyenletes vízborítás sík területen Rizstermesztés, gyepöntözés

9 Felszín alatti öntözőberendezések Felszín alatti öntözés jellemzői perforált cső, kicsi párolgási veszteség, beruházás igényes

10 Öntöző szórófejek I.

11 Öntöző szórófejek II. Forgó rendszerű Széles körben elterjedtek A szórófej forgatása hajtószerkezettel Vízszintes síkban s mozgó lengőkar tekercsrugó ellenében kimozdul, majd visszaütődik. Egy v. kettő sugárcső Cserélhető fúvókák Függőleges síkban mozgó lengőkaros: Járva üzemelő os szektorban öntöz, lassú öntözés, gyors visszaállás Kiválasztás: 1. A szórófej intenzitása kisebb legyen a talaj víznyelő képességénél 2. A növény levelét nem sértő cseppméret

12 Öntöző szórófejek III.

13 Áramlástani alapok Nyomás, felületegys letegységre gre ható erő: p = F A KK N 2 m Általában a túlnyomást mérjük A folyadékoszlop nyomása: p = ρ g h A térfogatáram: az áraml ramlási keresztmetszet és s a sebesség g szorzata Q = m A vkk s 3 A kontinuitás tétele: változó keresztmetszetekben azonos térfogatáramok A 1 v1 = A2 v2

14 Bernoulli-egyenlet: az áramló víz energia-megmaradási törvénye ρ g h 1 + p 1 ρ v = ρ g h 2 + p 2 ρ v + 2 Az áramló víz súrlódása miatt p v nyomásveszteséggel kell számolni! Az áramlás jellege: lamináris, tubulens (kerülendő) A csövek áramlási vesztesége: az áramlás a cső két vége közötti nyomáskülönbség hatására áramlási ellenállások, nyomásesés. 2 2 λ veszteségt gtényező,, 0,02 0,03 a gyakorlatban p = λ l d ρ v 2 2 Ív, csőel elágazás, további veszteségek Ellenáll llás s tényezt nyezővel vesszük k figyelembe ξ p = ξ ρ v 2 2

15 Öntözési módok és módszerek I.

16 AZ ÖNTÖZÉS ALAKULÁSA MAGYARORSZÁGON 1000 ha Évek ÖNTÖZÖTT TERÜLET CSAPADÉK A VEGETÁCIÓS IDŐSZAKBAN mm Forrás: Pfau 2000.

17 Öntözési módok és módszerek összefoglalása

18 Öntözési módok és módszerek II.

19 Öntözési módok és módszerek III.

20 Öntözési módok és módszerek IV.

21 Öntözési módok és módszerek V.

22 Öntözési módok és módszerek VI.

23 Öntözési módok és módszerek VII.

24 Öntözési módok és módszerek VIII.

25 Mikro öntözési módok I.

26 Mikro öntözési módok II.

27 Az öntözési módok értékelésnek szempontjai

28 Öntözővíz minősége I.

29 Öntözővíz minősége II.

30 Az öntözés célja szerint vannak. I.

31 Az öntözés célja szerint vannak. II.

32 Öntözéses gazdálkodás I.

33 Öntözéses gazdálkodás II.

34 Öntözéses gazdálkodás III.

35 ÖNTÖZÉSI MÓDOK BERUHÁZÁSI KÖLTSÉGEI Öntözési mód Lineár öntöző berendezés Csepegtető öntöző berendezés Öncsévélős öntöző berendezés Beruházás ** mft/ha *Támogatás nélkül **Terület kiépítésével együtt

36 Folyadékkal mûködõ áramlástechnikai gépek Erõgépek Szivattyúk Hidraulikus erõátviteli gépek Vízturbinák Vizikerekek Térfogatkiszorítású hidraulikus munkahengerek Forgó mozgást adó hidromotorok Örvényszivattyúk Térfogatkiszorítású szivattyúk Sugárszivattyúk Axiál szivattyúk Centrifugál Dugattyús szivattyúk Forgó mozgást végzõ szivattyúk Félaxiál szivattyúk térfogatkiszorízású sziv.

37 Típusai: örvényszivattyúk, centrifugál, csavarlapátos, szárnylapátos A szivattyú teljesítmény-igénye: Öntözés gépesítése Szivattyúk jellemzése I. A szivattyú hatásfoka: 0,6 0,85 a gyakorlatban! a forgó járókerék csatornáiból a víz a centrifugális erő hatására sugárir rirányban a nyomótérbe áramlik a bővülő nyomócsonkban a sebességi energia egy része nyomási energiává alakul a járókerék k közepk zepén n nyomáscs scsökkenés, szívóhatás nagyobb nyomásig sigény esetén n többfokozatt bbfokozatú szivattyú! Szivattyú jellemzők: 1. térfogatáram: Q [m 3 /s, m 3 /h] 2. össznyomás: p sz [bar, Pa] 3. szívóképesség: h kr [m] P = Centrifugál szivattyú I. Q η p sz KK [ W ] Csigaházas, a járókerj kerék k forgási irány nyában fokozatosan bővül. Indítási feltétel: tel: a szívócs cső és s a szivattyú vízzel fel legyen töltve! t

38 Szivattyúk jellemzése II. Centrifugál szivattyú II. h' v Q v P' m P' m P' m P t Q v nyomócsonk járókerék lapátok csigaház szívócsonk tömszelence csapágyak tengely Jellemző paraméterek: Q, térfogatáram: l/s p sz túlnyomás 0,2 1,2 MPa H sz felszívóképesség: 4-6 m 0,6 MPa felett esőztet ztető öntözésre, alatta vízemelésre alkalmazzuk!

39 Szivattyúk jellemzése III. Csavarlapátos szivattyú: Kúpos agyon 3-5 csavarmenetű lapát A víz áramlása az agy palástjával párhuzamos: Térfogatáram: ram: l/s Túlnyomás: kpa Felszívóképess pesség: 2-4 m Vízátemelés Szárnylap rnylapátos szivattyú: Nagy térfogatáram, csatornahálózatok vízellv zellátása a járókeréken 3 4 szárnylapát Hengeres szivattyúház Térfogatáram: ram: l/s Túlnyomás: kpa Felszívóképess pesség: < 1 m

40 Szivattyús gépcsoportok üzemeltetése I. 1. hajtás: dízel v. villanymotorral 2. közös s vázra v építve 3. légtelenítés, kézi k működtetm dtetésű dugattyús s v. membrános szivattyúval! val! 4. dízelmotoros szivattyúhajt hajtás, kipufogócs csőbe szerelt injektoros légtelenl gtelenítő 5. Légtelenítés s előtt a nyomócsonkot tolózárrral zárjuk Csővezet vezetékek és s szerelvények: Anyag: horganyzott acél, alumínium, műanyag Hegesztett karimás s csatlakozás irányváltoztatás: 30 0, 45 0, 60 0, os ívekkel Csővezet vezetékek elzárása: tolózár, szelep Szívócső végén lábszelep, szűrőkosár Hordozható és beépített változatok Gyorskapcsoló: gömbszelet alakú pozitív csonkakúp alakú negatív v csővég gumigyűrű tömítés

41 Szivattyús gépcsoportok üzemeltetése II. Dízelmotorral hajtott szivattyú gépegység Egy lineár öntözőberendezés s lehetséges villamosítása sa

42 A csőtagok hossza: 6 m Szárnyvezet rnyvezeték átmérő: : mm Fővezeték átmérő: : mm Fontosabb csőidomok és s szerelvények: hattyúnyakcső tolózáras T idom csonkos cső végelzáró Beépített csővezet vezetékek a fagyhatár r alatt! A vízsugár, a nehézs zségi erő,, a légellenl gellenállás és s a turbulens mozgás hatására cseppekre bomlik A szórófejek jellemzői: nyomás, térfogatáram, szórási sugár, intenzitás (vízborítás mm.ben, egységnyi idő alatt) Szórófej-jelleggörbék: q - p Öntözés gépesítése Szivattyús gépcsoportok üzemeltetése III Szórófejek:

43 Öntözés gépesítése Szivattyús gépcsoportok üzemeltetése IV H Pö NPSH η n=áll. Affin parabola P (Q) ö H opt H Q1 1 η max H Q 2 2 H (Q) η ( Q) η [%] NPSH (Q) η (Q) Q l min Qopt ω w u 1 1 v1 v 2 u w 2 2 Q

44 Szivattyú megoldások

45 Öntöző szórófejek Forgó rendszerű Széles körben elterjedtek A szórófej forgatása hajtószerkezettel Vízszintes síkban s mozgó lengőkar tekercsrugó ellenében kimozdul, majd visszaütődik. Egy v. kettő sugárcső Cserélhető fúvókák Függőleges síkban mozgó lengőkaros: Járva üzemelő os szektorban öntöz, lassú öntözés, gyors visszaállás Kiválaszt lasztás: s: 1. A szórófej intenzitása kisebb legyen a talaj víznyelő képességénél 2. A növény levelét nem sértő cseppméret

46 álló helyzetben üzemelő, kézi áttelepítéssel mozgás s közben k öntöző, csévélhet lhető, többtámaszú Kézi áttelepítés a szükséges vízborítás után Gépi áttelepítés: hossz v. keresztirányban mozgó traktor v. beépített motor Öntözés gépesítése Esőztet ztető öntözőberendezések I. Mozgás s közben k üzemelő esőztet ztető öntözőberendezések Dobmeghajtás s az öntözővíz z energiájával, áttelepítés

47 Esőztet ztető öntözőberendezések II. Csévélhető tömlős öntöző berendezés vonórúd dob kemény polietilén cső sebesség egyenletesítő szórófej megkerülő vezeték kapcsolója szórófej-kocsi sebesség választó turbina csővezető kocsi emelő

48 Esőztet ztető öntözőberendezések III. Öntözőkonzol Lineár öntözőgépek I. Dízelmotor hajtja, nyílt csatorna a víznyerőhely,, automatikus mozgás!

49 Esőztető öntözőberendezések IV. Lineár öntözőgépek II Mikroönt ntözés: az öntözővizet közvetlenül a növényhez vezetik, kis térfogatáramú csepegtetők, mikroszórófejek, könnyezőcsövek Kombinált technológi giák: vegyszerkijuttatás Energiatakarékos technológiák:

50 1. Példa Öntözés gépesítése Esőztető öntözőberendezések VI. Határozza meg az álló helyzetben üzemelő öntöző berendezés esetében az öntözővíz kijutatásának idejét, és a működtető motor teljesítményét? Adatok: Q= 0,015m 3 /s = 54 m 3 /h H = 46 m η = 0,65 T =6336 m 2 h = 30 mm ρ =1000 kg/m 3 t =? [h] P m =? [kw] 1. Intenzitás meghatározása: Q T 2. Öntözővíz kijutatásának ideje: 3. Hasznos szivattyú teljesítmény meghatározása: 4. Motor teljesítményének meghatározása: 3 m 54 = h 6336m i = 2 = m 0, h = mm 8,5227 h h 30mm t = = = 3,52h = 211,2min i mm 8,5227 h 3 m kg m h = Q ρ g H = 0, ,81 46m = 6768,9W = 6,768kW 3 s m s P 2 Phasznos Phasznos Ph 6,768kW ηsz = = PMotor = = = 10,4kW P P η 0,65 befektetet motor Sz

51 2. Példa Adatok: Q= 182m 3 /h = 0,0505 m 3 /s H = 28 m η = 0,75 h = 10 mm =0,01 m ρ =1000 kg/m 3 B=724 m v =? [m/h] P m =? [kw] Öntözés gépesítése Esőztető öntözőberendezések VII. Határozza meg a mozgás közben üzemelő öntöző berendezés esetében a működtető motor teljesítményét és a haladási sebességet? 4. Motor teljesítményének meghatározása: 1. Időegység alatt lefedett terület meghatározása 3 m 182 Q A h = 18200m h 0,01m A = B v 18200m ' 2 = = h 724m h 3. Hasznos szivattyú teljesítmény meghatározása: ' 2 m = 25, m kg m h = Q ρ g H = 0, ,81 28m= 13871W= 13,871kW 3 s m s P 2 η P P P P P P η 13,871kW 0,75 hasznos hasznos h Sz = = Motor = = = befektetet motor Sz 18,495kW

52 KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!