АГРО Стимул

ГЛАВНАЯ
МАГАЗИН
ЭТО ПОЛЕЗНО
ОПЛАТА И ДОСТАВКА
ФОРУМ

Насосы с дизельным двигателем для капельного орошения

font size decrease font size increase font size
Печать
E-mail

Купить насосную станцию с электрическим или дизельным приводом Вы можете по этой ССЫЛКЕ в нашем интернет магазине АГРОСТИМУЛ.

Наряду с электронными двигателями достаточно часто для насосов капельного орошения используются дизельные двигатели. Не смотря на то, что электродвигатели имеют преимущества в их бесшумности, производительности и экономичности при эксплуатации, дизельные двигатели также имеют преимущества в их мобильности и относительной дешевизне установки. Дизельные двигатели могут быть установлены в любом месте, они мобильны и не требуют дорогостоящей установки источника электроэнергии. Использование дизельных двигателей для целей капельного орошения требует от проектировщика полного понимания функционирования и ограничений в работе таких двигателей. Далее описано в общих чертах основные подходы к работе дизельного двигателя для целей капельного орошения.

Эффективность дизельного двигателя

Потеря мощности обычно возникает тогда, когда насос подключен к двигателю через механическую коробку передач. Такая потеря мощности определяется эффективностью устройства трансмиссии. Распространенными устройствами трансмиссии, которые используются для дизельных насосов, являются прямоугольный механизм привода и V-ременной привод. Каждый из этих приводов, как правило, обеспечивает 95 % эффективности и, следовательно, 95% мощности двигателя доступной для привода насоса.

Изменение требуемой мощности двигателя из-за влияния температуры и высоты расположения насоса

Мощность дизельного двигателя будет меняться в зависимости от содержания кислорода в топливно-воздушной смеси. Так как содержание кислорода меняется в зависимости от температуры, атмосферного давления и влажности, мощность дизельного двигателя будет также зависеть от этих факторов. Как правило, характеристики двигателя настраиваются для конкретной высоты, температуры и влажности воздуха, и, следовательно, они должны быть отрегулированы, или изменены для больших высот, температур и влажности. Производители дизельных двигателей в инструкции по эксплуатации публикуют данные изменения мощности для определенных двигателей. Если же такой информации нет, тогда следует произвести следующие расчеты:

1. Для высоты выше номинального значения, изменение мощности будет:

а) 3% на каждые 300 метров (с естественным наддувом).

б) 1% на каждые 100 метров (с турбо наддувом).

2. Для температуры воздуха выше номинального значения, изменение мощности будет:

Комплектующие к дизельному двигателю, которые снижают его мощность

Для дизельных двигателей существуют комплектующие, которые снижают его мощность, а именно: вентилятор радиатора, гидравлический насос и генератор переменного тока. Требуемая мощность для вентилятора радиатора обычно составляет от 6 до 8 % мощности самого двигателя. В поливных насосных системах, охлаждение двигателя может быть достигнуто путем использования системы обмена теплом, которое рассеивает тепло в двигателе при помощи входящей поливной воды. Не смотря на то, что энергия, необходимая для работы теплообменника мала, будут некоторые ее потери из-за трения. Оросительная вода протекает через теплообменник, и эта потеря энергии также должна учитываться.

Фактор обслуживания

Мощность двигателя, как правило, уменьшается с течением времени, в связи с его естественным износом. Для того чтобы гарантировать, что двигатель будет продолжать вырабатывать необходимую мощность, расчетная требуемая мощность, как правило, увеличивается на 10 % (так называемый «фактор обслуживания»).

Пример:

Центробежный насос работает при помощи дизельного двигателя с естественным наддувом, V-ременным приводом и радиатором охлаждения. Насос имеет пропускную способность 2 000 л/мин. (33,3 л/сек.), общее динамическое давление 45 метров и производительность 83%. Насос находится на высоте 750 метров над уровнем моря, температура воздуха в среднем летом составляет 40 Цельсия. Необходимо рассчитать требуемую мощность насоса.

Решение:

Следующие шаги иллюстрируют процедуру расчета требуемой мощности дизельного двигателя:

1. Рассчитаем начальную мощность насоса при помощи уравнения 8.4 (кВт = QхВПВ/102хEp):

Мощность P (кВт) = (33,3х45)/(102х0,83) = 17,7 кВт.

2. Рассчитаем мощность маховика: требуемая мощность маховика для работы насоса через V-ременной привод может быть рассчитана деления входной мощности на коэффициент эффективности:

Мощность маховика = 17,7/0,95= 18,6 кВт.

3. Изменение мощности в зависимости от высоты и средней температуры: требуемая мощность маховика может быть уменьшена на 3% для каждых 300 метров высоты выше, чем номинальная высота, и на 1% для каждых 6 градусов по Цельсию выше, чем номинальная температура воздуха. Если предположить, что дизельный двигатель расположен на высоте 150 метров над уровнем моря и средней температурой воздуха 28 Со изменение расчетной мощности будет:

— Мощность маховика (150 м. и 28 Со) = 18,6 кВт

— Изменение из-за фактора высоты (6%) = 1,1 кВт

— Изменение из-за фактора температуры (2%) = 0,4 кВт

4. Далее необходимо рассчитать и добавить потребляемую мощность для комплектуючих дизельного двигателя: в данном примере используется радиатор охлаждения с расчетной требуемой мощностью 7%.

Тогда, измененная мощность будет

— Мощность маховика с учетом высоты и температуры = 20,1 кВт.

— Влияние радиатора (7% = 1,4 кВт).

— Полезная мощность = 21,5 кВт.

5. Применение фактора обслуживания: используем 10%, как фактор надежности.

— Полезная мощность = 21,5 кВт.

— Фактор обслуживания (10%) = 2,2 кВт.

— Общая требуемая мощность двигателя = 23,7 кВт.

Расход топлива и эксплуатационные затраты дизельного двигателя

Расход топлива дизельного двигателя устанавливается производителями двигателей с точки зрения потребления топлива на единицу произведенной энергии. Расход топлива обычно дается в литрах потребляемого топлива киловатт-час (кВт/ч) и зависит от оборотов двигателя. Дизельные двигатели потребляют топливо в пределах от 0,11 до 0,17 кг на 1 кВт/ч (1 литр дизельного топлива весит около 0.85 кг). Максимальная эффективность двигателя достигается при минимуме расхода топлива на единицу произведенной энергии. Стоимость топлива для дизельного двигателя, работающего за определенный период времени Т может быть вычислена с использованием следующего уравнения:

C = T x P x Cf x F уравнение 8.8, где

С = Стоимость дизельного топлива (долл. США).

Т = Время работы двигателя (часы).

Р = Общая требуемая мощность двигателя (кВт).

Ст = Стоимость дизельного топлива (долл. США за 1 литр).

F = Уровень потребления топлива (литры/кВт за час).

Подготовка газа

Подготовка газа осуществляется с использованием Нефтегазового оборудования, изначально представленного Сепараторами газа, предназначенными для подготовки газа и его очистки (Подготовка газа), Нефтегазовыми сепараторами, предназначенными для подготовки нефтяного газа (попутный нефтяной газ, ПНГ) и дегазации нефти, Трехфазными сепараторами, предназначенными для подготовки газа и разделения жидкостной фракции по плотности.

Читать еще: Электронаддув двигателя своими руками

Центробежные вихревые Сепараторы газа предназначены для подготовки природного газа, подготовки нефтяного газа, используются для разделения газожидкостного потока и очистки газа от капельной, аэрозольной, пленочной, мелкодисперсной влаги и механических примесей, не имеют фильтрующих сменных элементов, трущихся и вращающихся частей.

Нефтегазовое оборудование

Нефтегазовое оборудование, производимое Компанией условно подразделяется по области применения:

Сепаратор газа — предназначен для разделения газожидкостного потока и очистки газа, отличается высоким содержанием газовой фракции (подготовка природного газа, подготовка нефтяного газа, подготовка различных технологических газов). Реализована технология центробежной очистки газа;
Нефтегазовый сепаратор — предназначен для разделения нефтегазового (газоконденсатного) потоков и очистки газа, отличается высоким содержанием жидкостной фракции и необходимостью ее дегазации (подготовка нефтяного газа, дегазация нефти). Реализованы технологии центробежной и гравитационной очистки;
Трехфазный сепаратор — предназначен для разделения газожидкостного потока, очистки газа, очистки жидкостной фракции от механических примесей и разделения жидкостной фракции по плотности на легкую и тяжелую (подготовка природного газа, подготовка нефтяного газа). Реализованы технологии центробежной и гравитационной очистки;
Фильтр сепаратор – предназначен для глубокой очистки газового потока, отличается высоким содержанием газовой фракции и отсутствием (незначительным количеством) жидкостной фракции, осуществляет тонкую очистку газа (подготовка природного газа, подготовка нефтяного газа, подготовка различных технологических газов). Реализованы технологии центробежной и фильтрационной очистки газа;
Фильтр – предназначен для глубокой очистки газового потока, отличается высоким содержанием газовой фракции и отсутствием (незначительным количеством) жидкостной фракции, осуществляет тонкую очистку газа (подготовка природного газа, подготовка нефтяного газа, подготовка различных технологических газов). Реализована технология фильтрационной очистки газа;
Теплообменник – предназначен для теплообмена между различными газо-жидкостными потоками (подготовка природного газа, подготовка нефтяного газа, подготовка различных технологических газов);
Подогреватель газа – предназначен для подогрева газа до необходимы технологических температур за счет электрической энергии (подготовка природного газа, подготовка нефтяного газа, подготовка различных технологических газов).

Нефтегазовое оборудование стало основой производства Установок подготовки газа, Блоков подготовки топливного газа, выполненных в блочно-модульном исполнении, предназначенных для подготовки газа и его очистки:

Установка подготовки газа – предназначена для комплексной подготовки газа и является технологической линией подготовки газа, включающей в себя различное технологическое оборудование, выполненное в блочно-модульном исполнении (подготовка природного газа, подготовка нефтяного газа);
Блок подготовки топливного газа – предназначен для подготовки газа до требований к топливному газу различных энергетических установок, включает в себя различное технологическое оборудование, выполненное в блочно-модульном исполнении (подготовка природного газа, подготовка нефтяного газа).

Нефтегазовое оборудование, выпускаемое в настоящее время Компанией:

На Марс полетим на ядерных кораблях? Говорим с экспертом о перспективах применения ядерной энергии

Мировые лидеры в освоении космоса опять заговорили про ядерную энергию. Она может оказаться ключом к эффективному покорению ближнего космоса, колонизации Луны и высадке человека на Марс. Так считают и в России, и в США. Вопросы о ядерной энергетике в разрезе космической отрасли, а также о перспективных разработках в этом направлении мы задали кандидату физико-математических наук, доценту Института ядерной физики и технологий Национального исследовательского ядерного университета МИФИ Егору Задебе.

Ядерные ракетные двигатели долгое время работали только на бумаге — в произведениях писателей-фантастов. Хотя и в Советском Союзе, и в США в разгар космической гонки шли активные разработки в этом направлении. В СССР они воплотились в опытный двигатель РД-0410, за океаном — в проект NERVA.

Впрочем, это не единственные реализации идеи применения ядерной энергетики в космической промышленности. О них мы поговорим позже, а пока справляемся у Егора Задебы о том, в каких сферах освоения космоса использовались столь перспективные ядерные технологии.

— С самого начала освоения космоса при проектировании космических аппаратов (КА) применялись технологии и знания, приобретенные при развитии ядерной физики. В первую очередь это касается радиационной стойкости электронных компонентов КА. На поверхности Земли мы надежно защищены от частиц солнечного ветра и космических лучей атмосферой и магнитным полем планеты. Уже на низкой околоземной орбите радиационный фон на несколько порядков выше земного, и в таких условиях обычные электронные компоненты выходят из строя за секунды. Формирование элементной базы, устойчивой к радиации, было бы невозможно без технологий, созданных и совершенствуемых в рамках исследований в области ядерной физики.

Но наибольшую роль ядерные технологии сыграли, конечно же, в обеспечении космических аппаратов энергией. Речь идет о двух видах источников: «ядерных батарейках» РИТЭГ (радиоизотопный термоэлектрический генератор) и орбитальных ядерных реакторах.

В первом классе устройств в аппарат устанавливается радиоактивный источник, естественный распад изотопов является постоянным источником тепла (выделяемая тепловая мощность, как правило, не превышает 1 кВт), а термоэлектронный генератор переводит тепловую энергию в электрическую. Такие устройства отличаются, с одной стороны, простотой и надежностью (установленные на аппаратах «Вояджер» электрические генераторы на плутонии-238 функционируют уже почти 30 лет), а с другой — малыми мощностью и КПД (до 7%).

В тех случаях, когда космическому аппарату требуется высокая мощность, на них возможно разместить компактные атомные реакторы. Советский Союз достиг значительных успехов в разработке ядерных энергетических установок, ими было оснащено более 30 космических аппаратов (в США испытания в космосе прошел лишь один). При тепловой мощности около 100 кВт подобные установки обеспечивали свыше 5 кВт электрической. Перспективные ядерные установки мегаваттного класса станут полноценной заменой классическим ракетным двигателям и откроют путь к освоению Луны и Марса.

«Взрыволеты» и реальность

О том, что на химических ракетах покорение Солнечной системы будет затруднительным, было известно еще во времена Циолковского. И варианты альтернативных видов топлива предлагались давно. Когда человек приручил мирный атом, встал вопрос о том, как применить его для обеспечения движения в космосе. Были даже идеи использовать атомные бомбы: сбрасывать их с корабля, подрывать на удалении и использовать импульс плазмы через систему амортизаторов.

Такой «взрыволет» (ядерно-импульсный космический корабль) даже проходил испытания в конце 1950-х годов в США. Метр в диаметре, 105 килограммов веса — правда, обошлось без подрыва ядерных бомб. Их заменили на килограммовые шары взрывчатки C4. Получилось как минимум интересно.

Но, конечно, тестирование и тем более запуск аппарата, который потребует нескольких тысяч ядерных взрывов в пределах атмосферы Земли, даже во времена холодной войны посчитали чересчур экстравагантной затеей. Да и потенциальных эксплуатационных проблем у «взрыволета» хватало — от эрозии толкателя до влияния электромагнитных импульсов от взрывов на наземные и орбитальные установки.

От брутальной идеи выбрасывать за борт космического корабля ядерные бомбы отказались, но те объемы энергии, которые способна дать реакция расщепления ядер, продолжали будоражить умы инженеров. Так родились уже упомянутые NERVA и РД-0410. Они предполагали нагрев с помощью ядерной энергии водорода, который и создавал бы тягу в ядерных ракетных двигателях.

Вернер фон Браун, отец американской лунной программы, вполне оптимистично полагал, что три двигательные установки NERVA на одной ракете смогут доставить американских астронавтов прямиком на Марс уже в августе 1982 года. Правда, предложенный им в 1969 году план так и не был реализован. Интерес сверхдержав к космической гонке подостыл, бюджеты сократили, и в конце 1972 года разработки в области ядерной тяги в США были остановлены.

Советский РД-0410 мог стать двигателем, который доставил бы космонавтов СССР на Марс к 1994 году. Но не срослось. Испытания его реактора проводились в конце 1970-х — начале 1980-х годов на Семипалатинском полигоне (сейчас Казахстан). Разработка была свернута в середине 1980-х.

— Существует широкий список перспективных и гипотетически возможных ядерных и даже термоядерных космических установок, — продолжает рассказ Егор. — Часть из них не разрабатываются по экологическим причинам — например, двигатели, использующие в своей основе серию ядерных взрывов, или те, в которых рабочим телом при реактивном движении является само делящееся вещество. В ядерных ракетных двигателях, использующих в качестве рабочего тела водород или иной газ, приходится запасать большие его объемы, что не проходит ввиду ограничений по массе.

Наиболее перспективными являются ядерные энергодвигательные установки (ЯЭДУ), использующие реактор лишь в качестве источника электроэнергии, движение же в них обеспечивается с помощью ионных или плазменных двигателей. Основными препятствиями при разработке мощных установок такого типа являются ограничение на массу выводимых космических аппаратов, требование высочайшей надежности элементов и отсутствие теплообмена с внешней средой.

Ядерная электродвигательная установка мегаваттного класса

Если в описанных выше ядерных двигателях реактор непосредственно «крутил колеса» для движения, то в ЯЭДУ его задача сводится к выработке энергии для установки, которая будет «крутить колеса». Газ от реактора крутит турбину, турбина крутит генератор, генератор вырабатывает электричество для плазменного двигателя — так вкратце это работает. И, в отличие от прямоточного ядерного двигателя, никакой радиоактивной струи на выходе из двигателя.

— Если на Земле в качестве третьего контура ядерного реактора мы можем использовать крупные водные объекты, такие как озера или реки, а реактивные двигатели на основе атомных реакторов охлаждаются набегающим потоком воздуха, то в космосе аппарат находится в вакууме, теплоноситель охлаждается только за счет излучения. Это требует применения огромных холодильников-излучателей (ХИ), которые становятся самыми тяжелыми элементами ядерных установок.

Около 15 лет назад революцию в области разработки орбитальных энергоустановок сделали наши ученые, предложившие использование так называемого капельного ХИ. Это установка, похожая на душ, в которой жидкий теплоноситель второго контура не циркулирует в трубах, а распыляется наружу в виде капель прямо в открытое космическое пространство, там отдает тепло, затем улавливается и проходит цикл заново. В настоящее время эта технология только готовится к испытанию на орбите.

В России в 2009 году объявили о начале работ над ядерной энергодвигательной установкой мегаваттного класса силами предприятий «Роскосмоса» и «Росатома». Испытания макета в космосе должны были состояться 30 марта этого года, но пока о них ничего не слышно. С помощью этой установки Россия планирует начать освоение Солнечной системы.

В качестве теплоносителя в установке собираются применять гелий-ксеноновую смесь, турбомашинный электрогенератор для преобразования тепла в электричество уже испытан, еще в 2016 году прошла серия испытаний нового ионного электроракетного двигателя. Вот только основной разработчик установки — Исследовательский центр имени Келдыша — год назад был оштрафован за сорванные сроки. Согласно госконтракту, работы должны были завершиться еще 25 ноября 2018 года.

— Создание мегаваттной энергодвигательной установки должно стать колоссальным прорывом в освоении человечеством Солнечной системы. Предполагается создание ряда межпланетных челноков. Их энерговооруженность и запас хода позволят без дозаправки добраться до Марса и обратно всего за три месяца. Для сравнения: космическому кораблю с наиболее совершенным химическим двигателем до ближайшей к нам планеты придется лететь более года, но, что наиболее важно, при этом ему не хватит топлива, чтобы вернуться обратно!

Принципиальных препятствий для создания мегаваттной установки на сегодня нет. Наибольшие сложности остаются в создании трех важнейших узлов установки. Во-первых, это турбомеханический электрический генератор, работающий при температуре 1500 градусов и скорости вращения турбины в 60 тыс. оборотов в минуту. Подобные системы успешно функционируют на Земле, но не так просто подготовить генератор к долговременной эксплуатации без обслуживания в космосе, в условиях невесомости. Во-вторых, это система капельного охлаждения, описанная мной выше. Подобные системы никогда не применялись ранее, это наша уникальная разработка, протестировать которую в земных условиях практически невозможно. И, наконец, в-третьих, это нетривиальная задача компоновки и механизации космического аппарата, который должен умещаться под обтекателем ракеты-носителя, а на орбите раскрываться в огромную и сложную конструкцию, состоящую из множества мачт и экранов, а также обладающую всеми традиционными системами ориентации, маневрирования и телеметрии.

Нет сомнений, что в случае соблюдения всех позитивных условий мегаваттная установка будет создана.

Тепловая тяга на Западе

Если Россия пошла по пути создания ядерной энергодвигательной установки, то в США изучают привлекательность ядерной тепловой тяги. По мнению специалистов американского аэрокосмического агентства NASA, сегодняшние достижения в области материалов и разработки реакторов дают стимул для оценки перспективности этой технологии. Ведь ядерные двигатели на ракетах видели не только фантасты — сами специалисты NASA еще в 1961 году совместно с Комиссией по атомной энергии начали реализацию программы «Ядерный двигатель для ракетных транспортных средств» (NERVA).

Два года назад Дойс Митчелл, руководитель перспективного проекта ядерной тепловой тяги в Центре космических полетов имени Джорджа Маршалла, рассказывал, что ядерная двигательная установка способна в два раза сократить время на транзит между Марсом и Землей, и для миссии необязательно будет поджидать момент, когда обе планеты будут в наиболее благоприятных положениях друг относительно друга. Сокращение длительности полета уменьшит воздействие радиации и микрогравитации на пассажиров.

К тому же, по мнению представителей департамента энергетики США, ракеты на ядерной тепловой тяге в два раза эффективнее существующих химических ракет. Удельный импульс последней, сжигающей водород и жидкий кислород, оценивают в 450 секунд, для ядерных ракет этот показатель оценочно достигает 900 секунд.

Дача, сад и огород

Рекомендовано для вас

Решили купить товары для дачи, сада и огорода?

Владельцы участков, садоводы и дачники знают, что огороднее дельце – не очень простое. Начал «возиться» в 6 утра – закончил после заката солнца. Знакомо? Конечно, многое зависит и от размеров владений, типа и количества насаждений… Тем не менее, по итогу от труда получаешь свои плоды – ухоженный сад, продуманный ландшафтный дизайн и выращенные своими стараниями, экологические овощи и фрукты.

В целом, вещи для загородного участка условно можно поделить на две группы – «приятные» и «полезные».

К «приятностям» относятся товары для пикника – кто же не любит пиршества на свежем воздухе? Так же и садовая мебель – эти подвесные стулья и супермягкие качели создают максимум уюта во дворе, помогают восстановить силы после тяжелого дня. Еще весьма радуют глаз и «ничего не требуют взамен» различные декоративные предметы для украшения ландшафта (клумбы, фигуры, садовые светильники, настенный уличный декор).

А вот все виды садовой техники (где уже подразумевается физическая работа) – для подстригания и полива (бензопилы, секаторы, топоры, измельчители, шланги, насосы и т.д), а также приспособления от насекомых, биотуалеты и вспомогательные агрегаты для приусадебной территории (например, лестницы) – все это уже относится больше к полезному инструментарию.

Отдельной группой можно назвать товары для рассады. Это – костяк и основа будущего урожая. Сюда относят семена, грунты, уличные и комнатные растения, а также различные вспомогательные аксессуары.

Ассортимент и цены в Эпицентре

Под группой «Сад и огород» подразумеваются по большей части сами растения, а также изделия, которые так или иначе помогают работать с растениями (флорой), облагораживают дачу. Тем не менее, здесь вы также найдете все для своей домашней «фауны» – животных. Ведь в природе все взаимосвязано: цветы требуют удобрения, а коту или собаке подавай корм, уютный домик и так далее.

Подробные характеристики и удобная сортировка по группам поможет вам сориентироваться. Большой плюс онлайн-покупок в том, что можно сэкономить средства – постоянные и временные акции/распродажи позволяют добиться того, что называется «недорого». Ну и, конечно, доставка. Радует возможность заказать любые количества «садоводческих радостей» – машина доставит их вам по адресу в Киеве, Харькове, Львове и Одессе, или Новой почтой по Украине. Также есть бесплатный самовывоз из Центров обслуживания.

АГРО Стимул