Установки для мелкодисперсного увлажнения воздуха

Почему не применяются... сложно сказать... я никогда не сталкивался с газодинамическими туманообразующими установками. Можно поподробнее? В теплицах обычно ставят стандартные форсунки в системах испарительного охлаждения и доувлажнения.

Универсальные газодинамические туманообразующие установки.

(УГДТОУ)

г.Дмитров,М.О. 2005 г.

1. Введение.

Анализ многолетних метеорологических данных показывает,что избыток тепловых и недостаток водных ресурсов наблюдается довольно часто и на значительных территориях ,как в нашей стране так и во многих странах мира. В земледельческой зоне такие земли составляют до 60% площади с/х угодий ,причем до 40% из них находятся в условиях недостаточного ,а 20% в условиях неустойчивого увлажнения . Это обуславливает необходимость регулирования микроклимата в среде растений для получения высоких урожаев с/х в любых погодных условиях.

Во многих регионах ,особенно в южных ,очень остро стоит вопрос с водными ресурсами , а в ряде районов они практически исчерпаны ,в других местах для расширения старых и строительства новых оросительных систем необходимы большие капитальные затраты на устройство прудов ,водохранилищ ,каналов ,артезианских скважин и водоводов.

По этому вопрос о рациональном и эффективном использовании воды и разработки технических средств для этого стоит очень остро.

Одним из самых эффективных способов решения этих проблем является способ мелкодисперсного увлажнения (МУ).

Имеется большое количество опытных и производственных данных подтверждающих высокую эффективность МУ , позволяющего снизить расход воды в несколько раз и при этом получить высокий агрономический эффект ( повышение урожайности и качество с/х продукции ) .

Для решения этих и других с/х задач была разработана ,изготовлена и испытана еще в 1989-1991 г.г. УГДТОУ (Универсальная газодинамическая туманообразующая установка ),где распыление жидкости(воды) производится с помощью сжатого воздуха от компрессора.

2.Основные преимущества УГДТОУ по сравнению с существующими ГРДСУ.

В настоящее время все системы полива и увлажнения основаны на принципе гидродинамического распыления жидкости. (воды) ,

ГРДСУ имеют следующие недостатки :

- например очень трудно поддерживать заданный температурный и влажностный режим в теплицах (особенно в южных регионах ,где температура воздуха достигает +50- +60 о С и в связи с этим приходится прекращать вегетацию растений уже в начале июня месяца ,что ведет к потере примерно 30-40% продукции . В хозяйствах ,занимающимися размножением растений методом черенкования ,в весенне-летний период

погибает до 50% черенков ,т.к. существующие системы увлажнения позволяют снизить температуру воздуха на 5-7 о С и повысить влажность воздуха на 5-8% и требуют частого включения установки, что приводит к большому расходу воды и переувлажнение почвы;

- наличие прокапывания жидкости (пролив) при переходных процессах во время включения и выключения установки ,что ведет к большим потерям жидкости(воды) до 30% и при этом растения получают термический ожег ,т.к. капли воды действуют как линзы в месте контакта с листьями растений .а это ведет к потере урожайности.

Для этих установок этого не возможно избежать.

- большой расход воды ,т.к. для распыления необходимо большое давление воды до Р= 4 бар (40 – 60 м в.с.)

- большая чувствительность к наличию твердых частиц в воде, диаметр частиц не более 0,1- 0,15 мм ,а увеличение диаметров выходных отверстий распылителей ведет к большому расходу воды и снижению качества распыления

- нельзя ориентировать положение распылителей в пространстве для оптимизации распыления воды на увлажняемой площади (только вертикальное положение) ,что требует большого количества распылителей на единицу площади, например на 1 га требуется от 2500до4500 распылителей,расход жидкости(воды) от 80 до 200 м3/га×час

- практически невозможно многофункциональное использование этих установок ,т.е. для обработки ядохимикатами в строго дозированных количествах, внекорневой подкормки и межсезонной санитарной обработке теплиц ,т.к.это связано в одном случае с большими расходами, потерями и неравномерностью распыления в другом с агрессивностью ядохимикатов , что быстро выводит из строя насосы и арматуру.

УГДТОУ имеют следующие преимущества по сравнению с ГРДСУ:

-возможность регулировать температуру и влажность в широком диапазоне

градиент снижения температуры до 25 оС и влажность до 100%

- значительно меньший расход воды, за счет более качественного распыла и практически полного отсутствия прокапывания жидкости при включении и выключении установки, при той же или большей эффективности

- возможность регулирования в широком диапазоне расходов жидкости и дисперсности капель ,в зависимости от агротехнических требований (регулируя давление воздуха и напор воды ):

-расход от 0,10 до 15,0 м3/га×час

- дисперсность от 5 до 100 мк

- напор жидкости(воды) от 0,1до 3м в.с. ( 0,01 – 0.3 бар) , т.е. может работать и без насосов ,за счет столба жидкости ,если емкости с жидкостями расположить выше уровня установки форсунок. Насосы работают только на подпитку емкостей.

- значительно меньшая чувствительность к наличию твердых примесей в жидкости, диаметр твердых частиц до 2,5мм

- возможность ориентировать распылители в пространстве для оптимизации количества распылителей и распределения жидкости (воды) на увлажняемой или обрабатываемой площади ,например для увлажнения или обработки 1 га площади теплиц требуется всего от 600 до 1000 распылителей в зависимости от агрономическихт требований

- низкий напор ,значительное уменьшение расходов жидкости(воды) позволяет уменьшить диаметры трубопроводов и мощности насосов, меньшее количество распылителей ведет к уменьшению общей протяженности трубопроводов до 30% , что снижает капитальные и эксплуатационные затраты и повышает эффективность производства

- возможность многофункционального использования установок , т.е. для обработки ядохимикатами в строго дозированных количествах, внекорневой подкормки и межсезонной санитарной обработке теплиц.

3. ПрименениеУГДТОУ позволяет :

- создавать искусственный туман необходимый например для укоренения черенков различных растений

- поддерживать оптимальную температуру и влажность

- проводить внекорневую подкормку растений

- применять с высокой эффективностью химические средства борьбы с болезнями и вредителями растений

- производить межсезонную санитарную обработку теплиц и оранжерей

-дезинфецировать овощехранилища ,склады и т.д.

- использовать для борьбы с заморозками.

УГДТОУ прошли экспериментальную проверку в 1991г в селекционном комплексе

ВНИИЭМК (Крым, Белогорский район , с. Крымская роза) и Коллективном т/х предприятии «Тепличное»,г.Волгоград.

Получены положительные отзывы.

Здравствуй Сема!

Спасибо за ответ!

Отвечаю на Ваше замечание по поводу расположения разводки труб.

На фотографии показана разводка труб высоко в верху примерно H=4-4,5м, но это от нас потребовал заказчик, для того чтобы завозить и убирать грунт могли трактора и они ковшами не задевали трубопроводы при работе, да еще там стояла стандартная система, для сравнения их работы, хотя мы доказывали им, это будет не так эффективно по сравнению с расположением у земли на высоте 1-1,5 м и расположить линии не поперек теплицы, а вдоль, что в этом случае было наиболее оптимальным, т.к. нужно было, при ширине ангара примерно 18-20м, проложить всего две линии на расстоянии 6м друг от друга и конструкция системы позволяла демонтировать или монтировать ее за 1,5-2часа при необходимости, но они уперлись и как говорится "хозяин барин", это нам при монтаже доставило много неудобств.

На счет затенения.

В дальнейшем, в конструкция системы было предусмотрена возможность располагать ее на любой требуемой высоте и иметь любую конфигурацию, за счет гибких сочленений участков труб, в зависимости от требований.

При расстоянии между линиями до 6м, это дальность факела форсунки, возможности ориентировать ее в пространстве и при диаметрах труб с ду=32 и ду=20, как очевидно влияние их на затенение минимально, а практически =0.

С глубоким уважением, 111mmm!

Вы пишите: - "дисперсность от 5 до 100 мк".

Это такой большой разброс диаметра капель или как?

Ну а практически, насколько мелкодисперсное распыление получается? Насколько я понимаю, это наиболее важная характеристика системы. Ну и приблизительную стоимость системы огласите, например, на 1 Га теплиц, чтобы люди могли сравнивать.

Добрый день.

Спасибо за вопрос !

Попытаюсь Вам на него ответить в общих чертах ,т.к этот физический процесс сложный .

В первом ответе я писал ,распыление происходит сжатым воздухом от компрессора ,т.к.

в форсунку одновременно подается сжатый воздух и жидкость (вода),таким образом :

- регулируя давление воздуха и напор жидкости ,регулируется дисперсность частиц ,т.е. чем больше давление воздуха на входе в форсунку до определенного предела и меньше напор(расход) жидкости ,тем меньше дисперсность ,т.к.на меньший объем воды приходится больше энергии ,которой обладает сжатый воздух ,в единицу времени , затрачиваемая на разрушение потока жидкости(вода)на капли в форсунке,т.е.меньше размер частиц и наоборот;

- скорость вылета смеси воздуха и частиц жидкости из форсунки примерно от 100 до 600 м/сек ,в зависимости от давления , таким образом происходит еще дополнительное разрушение за счет скорости, т.е. происходит деформация частицы жидкости за счет лобового сопротивления и она пытается принять обьем с минимальной поверхностью ,т.е.деление капли будет происходить до тех пор пока не наступит равновесие между силами поверхностного натяжения и внешними аэродинамическими силами дествующими на частицу .Мельче 5 мк частицы воды можно получить только за счет испарения.

Извините если не очень доходчиво объяснил.

С глубоким уважением ,111mmm !

Физический процесс я примерно понял, о стоимости тоже, но еще раз повторю вопрос о максимальном размере капли. И кстати, не "подкапывает" ли установка при включении, выключении ну и в процессе работы? Ведь капли на растениях - не есть гут, это важно, правда Сёма? И в каком режиме может работать Ваша установка, ведь на практике стандартную систему испарительного охлаждения с форсунками включают лишь на десяток секунд, ну а управляет ей единый компьютер микроклимата или отдельный контроллер, к которому подключены датчики температуры и влажности.
--
С уважением, Алексей.

Извините !

Забыл Вам ответить на вопрос о стоимости оборудования данной установкой 1 га.

Эта установка была разработана, изготовлена и испытана в 1991г., а в начале 1992г.в связи с распадом страны и переходом на новые экономические отношения, ОКБВНИИ и М с ОП, где работала группа разработчиков этих установок, было закрыто и данных у меня нет, да и те цены трудно сравнивать с настоящими .

Приблизительная стоимость в настоящее время 2,5-3,0 мл.руб. 1га,но сами понимаете все зависит от количества заказов, покупать и изготавливать оборудование для 10 га или для 1 га большая разница,например один компрессор с произв. 6-8 м3/час может обслуживать до 2-3га, оборудовать такой установкой заново или переоборудовать имеющиеся,что дешевле примерно на 15-20%,т.к. можно использовать имеющиеся, трубопроводы, АСУ, только ее наверное нужно будет переналадить и другое оборудование.

Для более точного определения стоимости и сравнения ,если можете сообщите пожалуйста стоимость оборудования 1га стандартными установками, буду Вам очень признателен.

С глубоким уважением, 111mmm!

Спасибо за вопрос!

Форсунка разрабатывалась, чтобы производить не только мелкодисперсное увлажнение (туман), но и дождевания диаметр капель 0,1-1,5 мм (влагозарядные поливы) для передвижных установок типа ДДА-100М, Фрегатов, Волжанок и т.д.

Вообще жидкость из нее может лить ручьем при небольшом давлении воздуха 0,1 бар и напоре больше 0,1 м в.с.

С глубоким уваженим, 111mmm!

Спасибо за вопрос !

Средневзвешенный размер частиц жидкости определяли следующим методом ,при заданном давлении воздуха , напоре распыляемой воды и обьеме помещения ,определяли время за которое это помещение заполнялось туманом и расход воды , получали примерно 10-15 мк при тумане,т.к. трудно определить какое количество частиц имеют допустим диаметр 5мк,10мк ,15мк

или 20мк ,потому что практически этого не возможно достичь ,чтобы все частицы имели одинаковый размер,даже в результате опытов при распылении диз.топлива(вязкость значительно меньше чем у воды ,соответственно силы поверхностного натяжения) при давлении около 1000 бар не достигали такого ,у них получилось ,что средневвешенный размер частиц был 2-3мк.

Для избежания прокапывания жидкости при включении и выключении ,было предусмотренно введение функции задержки ,т.е. при включении подавался сначало воздух , через некоторое время жидкость ,при выключении перекрывалась подача жидкости и через некоторое время воздух.

Установка может работать,как в постоянном ,так и в импульсном режиме ,все эависит от конкретных требований .Например :для проведения с высоким качеством и эффективностью дизинфекцию 1 га теплиц достаточно

5-10 минут ее работы.

С уважением,111mmm !

Ну вот, теперь все стало намного более понятно, спасибо за подробные ответы, по-моему интересная система, только шумит наверное сильно, хотя это и не столь важно.

Доброй ночи !

Извините еще раз, совсем забыл.

-Стоимость установки на 1га включает в себя,стоимость изготовления некоторых деталей и узлов,материалов и комплектующего оборудования,монтажа и пусконаладки.

Только не знаю как с проектированием.

-качество распыла сильно зависит от точности и качества изготовления форсунки

- очень приятный шум, как от небольшого ветра в лесу.

С уважением, 111mmm !

В общем, вывод можно сделать такой - туманообразующие установки чаще всего нужны для испарительного охлаждения и доувлажнения воздуха в теплице, и намного реже для защиты растений.

И конечно, чем мельче туман, тем лучше, но и стоимость тут очень важна. Мелкодисперсные форсунки стоят значительно дороже стандартных форсунок (0,15 мм), и поэтому в системах испарительного охлаждения массово не применяются, если только в камерах проращивания.

Идея данной установки интересная, и как мне кажется, перспективная, но как всегда, успех зависит от ее реализации... не удивлюсь, если через некоторое время появятся буржуйские аналоги данной системы, если уже не появились.

Почему не применяются газодинамические туманообразующие установки,
которые намного эффективней установок
с гидродинамическим способом распыления жидкостей.

Добрый день!

Стоимость установки.

Стало очень интересно ,почему стандартные установки дешевле газодинамических .Задал вопрос в итернете и получил ответы ,что стоимость 1м2 оборудования различными стандартными установками примерно =6-7$/м2.Посмотрел стоимости различных типов распылителей и дешевле 120 руб самого простого нет ,а навороченные вобще очень дорогие ,стоимость нашего распылителя 50-60 руб в зависимости от металла из которого изготовлен ,если их делать из полимеров и массовых маштабах тоеще меньше, да и надежность их на порядок выше,не требую для своей работы водоподготовки ,т.к.диам.засор.частиц до 2,5мм.

Перезаложился на САУ,принял ее стоимость порядка 35тыс$,оказалось ей цена не более 3тыс$.

Просчитал более подробно и получил стоимость оборудования 1м2 теплиц установками с газодинм.принципом распления полячается примерн 5-5,5 $/м2.

С уважением ,111mmm

просто коментарий: уже появились

Здравствуйте !

Если можно ответе пожалуйста,на вопрос : когда они появились и сколько весит форсунка ,если менее 25 г из металла или 7г из полимеров ,то с большой долей вероятности ,извиняюсь ,слизали наши ,т.к.15 лет назад ничего подобного ни у кого не было , если больше то нет , наверное другая конструкция ,хотя за это время могли разработать.Вообще то искренне рад за Вас.

С уваженим 111mmm

тройник из форсунок из полимеров весит 25 г. Производство европа.Аналоги работают в Испании, в России ( ещё нет) думаю уже этим летом появяться.

Это получается, что приблезительно в среднем стоит 7 евро за 1м2...

Позавчера разговаривал с одними из производителей аналогичного оборудования в Голландии и они мне назвали цены от 3,5 до 5 евро за 1 м2 (цены в Голландии) в зависимости от комплектации...

А так, сама установка очень хорошая и при выращивании определённых культур, просто необходимая...

Добрый день! Подскажите пожалуйсто, кто из отечественных производителей занимается системами микрокапельного увлажнения?