NedelcuMihail rolul aspresoarelor

7/30/2019 NedelcuMihail rolul aspresoarelor

1/69

Universitatea TRANSILVANIA din BraovFacultatea de Inginerie Mecanic

Ing. Mihail NEDELCU

TEZA D E DOCTORAT

CONTRIBUII PRIVIND OPTIMIZAREA REGIMULUI DE

EXPLOATARE AL INSTALAIILOR DE IRIGAT PRIN

ASPERSIUNE CU TAMBUR I FURTUN/

CONTRIBUTIONS ON OPTIMIZING THE OPERATION OF

SPRINKLER IRRIGATION INSTALLATIONS WITH

DRUM AND HOSE

- REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT / - SUMMARY OF PhD THESIS -

Conductor tiinific,Prof.univ.dr.ing. Ioan CNDEA

Membru corespondent alAcademiei detiine Agricole i Silvice GheorgheIonescu-ieti

Braov2010


2/69

MINISTERUL EDUCAIEI, CERCETRII I INOVRIIUNIVERSITATEA TRANSILVANIA DIN BRAOV,

500038 Braov, B-dul Eroilor nr. 29,Tel./ Fax: +40-0268-413000

RECTORAT

D-lu i (D-nei) _____________________________________________

V transmitem alturat rezumatul tezei de doctorat

CONTRIBUII PRIVIND OPTIMIZAREA REGIMULUI DE EXPLOATARE ALINSTALAIILOR DE IRIGAT PRIN ASPERSIUNE CU TAMBUR I FURTUN

elaborat de domnul inginer MihailNEDELCUComisia de specialiti i susinere a tezei de doctorat numit prin ordinul Rectorului

Universitii TRANSILVANIA din Braov, Nr. 3899 din 24.11.2009

PREEDINTE: 1. Prof.univ.dr.ing.Anghel CHIRUDECAN - Facultatea de Inginerie MecanicUniversitatea TRANSILVANIA din Braov

CONDUCTOR 2. Prof.univ.dr.ing. Ioan CNDEATIINIFIC: Universitatea TRANSILVANIA din Braov

REFERENI: 3. Cercet. t. pr I, dr.ing. Vergil GNGUAcademia de tiine Agricole i SilviceGh. Ionescu ieti

4. Cercet. t. pr. I, dr. ing. Victor NEAGUAcademia de tiine Agricole i SilviceGh. Ionescu ieti

5. Prof.univ.dr.ing. Simion POPESCUUniversitatea TRANSILVANIA din Braov

V invitm s participai la susinerea public ce va avea locn ziua de ...................... 2010, ora ......, Sala ......., corp .......,

la Facultatea de Inginerie Mecanic a Universitii TRANSILVANIA din Braov.

n cazul n care dorii s facei aprecieri sau observaii asupra coninutului lucrrii,v rugm s le transmitei pe adresa Departamentului de Doctorat al Universitii

sau prin e-mail: [email protected]


3/69

Ing. Mihail NEDELCU

TEZA D E DOCTORAT

CONTRIBUII PRIVIND OPTIMIZAREA REGIMULUI DE

EXPLOATARE AL INSTALAIILOR DE IRIGAT PRIN

ASPERSIUNE CU TAMBUR I FURTUN/

CONTRIBUTIONS ON OPTIMIZING THE OPERATION OF

SPRINKLER IRRIGATION INSTALLATIONS WITH

DRUM AND HOSE

- REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT -

Conductor tiinific,

Prof.univ.dr.ing. Ioan CNDEAMembru corespondent alAcademiei detiine Agricole i Silvice GheorgheIonescu-ieti

Braov2010


4/69


5/69

Rezumatul tezei de doctorat

]

Autor: ing. Mihail NEDELCU Conductor tiinific: Prof.univ.dr.ing. Ioan CNDEA

- 3 -

CUPRINSpag. pag.Rez. Teza

NOTAII SPECIFICE 9 9

PREFA 13 13

INTRODUCERE 17

CAPITOLUL 1.GENERALITI 16 211.1. Stadiul actual al agriculturii din Romnia 16 211.2. Importana irigaiilor n agricultur i stadiul actual alirigaiilor n Romnia 17 271.3. Necesitatea irigaiei 17 291.4. Funciile irigaiei 18 30

1.5 Sistemul de irigaie 18 301.6 Tipuri de amenajri pentru irigaii 19 311.7. Concluzii 33

CAPITOLUL 2. METODE DE UDARE 19 352.1. Clasificarea metodelor de udare 20 352.2. Criterii care stau la baza alegerii metodelor de udare 20 362.3. Udarea prin submersiune 372.4. Udarea prin scurgere la suprafa 382.5. Udarea prin aspersiune. Caracteristicile udrii prin aspersiune 21 382.6. Indicii de calitate ai udrii prin aspersiunie 21 392.7. Corelarea caracteristicilor aspersiunii cu factorii de teren 22 402.8. Eficiena udrii prin aspersiune 23 412.9. Udarea subteran 24 422.10 Concluzii 43

CAPITOLUL3 - REGIMUL DE IRIGARE 24 453.1. Relaiile dintre sol, ap i plant 24 453.2. Bilanul apelor de irigaie 25 47

3.2.1. Consideraii teoretice 25 473.2.2. Tipurile de bilan al apei n solul irigat 48

3.3. Cantitatea de ap necesar irigaiei 26 503.4. Norme i termene de udare 27 513.5. Concluzii 53

CAPITOLUL 4. PREZENTAREA GENERAL A INSTALAIILORDE IRIGAT CU TAMBUR I FURTUN 27 54

4.1. Instalaia de irigat cu tambur i furtun IATF 300 28 544.2. Modul de funcionare al instalaiei de irigat cu

tambur i furtun IATF 300 acionat cu turbin 28 604.3. Instalaii de irigat cu tambur i furtun fabricate de

IRIDEX GROUP i CERITEX Braov 30 63


6/69


]


- 4 -

4.4. Instalaii de irigat prin aspersiune cu tambur ifurtun fabricate de firma IRRIFRANCE (Frana) 31 66

4.5. Instalaii de irigat prin aspersiune cu tambur i furtunfabricate de firma BAUER 32 69

4.6. Instalaii de irigat prin aspersiune cu tambur i furtunfabricate de firmele FERBORAIN i TURBOCAR (Italia) 33 74

4.7. Concluzii 80

CAPITOLUL5. OPORTUNITATEA ABORDRII CERCETRILORPRIVIND PERFECIONAREA INSTALAIILORDE IRIGAT PRIN ASPERSIUNE CU TAMBURI FURTUN 34 82

CAPITOLUL 6. CERCETRI TEORETICE CU PRIVIRE LAINSTALAIILE DE IRIGAT PRIN ASPERSIUNECU TAMBUR I FURTUN 35 85

6.1. Cercetri teoretice cu privire la instalaia hidraulic 35 856.2. Cercetri teoretice cu privire la cruciorul cu dispozitive

de distribuie a apei 36 956.3. Cercetri privind stabilitatea n deplasare a cruciorului de

susinere i transport al instalaiei de irigat cu tambur i furtun 39 1016.3.1. Introducere 39 1016.3.2. Studiul asupra modelului mecanic al

cruciorului port aspersoare 40 1026.4. Cercetri teoretice cu privire Ia furtunul din polietilen 41 1066.5. Cercetri teoretice privind parametrii economici ai

instalaiilor de udare prin aspersiune cu tambur i furtun 43 1096 6. Aspersoare 43 113

6.6.1. Generaliti 43 1136.6.2. Procesul de lucru al aspersoarelor rotative 44 1146.6.3. Indicii de lucru ai aspersoarelor 45 1176.6.4. Tipuri constructive de aspersoare rotative 47 1226.6.5. Calculul forelor pentru aspersoarele cu micare

orizontal 49 1336.7. Studii asupra cinematicii unei particule din

curentul de ap ce parcurge tubul de pulverizareal aspersorului de udare 50 1386.7.1. Introducere 50 1386.7.2. Analiza cinematic a ansamblului de pulverizare 50 1396.7.3. Studiul dinamic al micrii particulei de ap pentru

varianta oblic a tubului de refulare 51 140

6.7.4. Studiul dinamic al micrii particulei de ap pentru

varianta orizontal a tubului de refulare 52 1416.7.5. Studiul traiectoriei jetului de ap ieit din aspersor 53 143

6.8. Concluzii 145

CAPITOLUL 7 METODICA, APARATURA I TIPURILE DEINSTALAII FOLOSITE LA EXPERIMENTRI 54 149

7.1 Metodica i aparatura folosit la experimentri 54 1497.2 Cercetri experimentale privind tehnologiile i

instalaiile de irigat prin aspersiune cu tambur i furtun 56 159


7/69


]


- 5 -

7.3 Concluzii 178

CAPITOLUL 8. CONCLUZII GENERALE, CONTRIBUIIPERSONALE I RECOMANDRI 58 180

8.1. Concluzii generale 58 1808.2. Contribuii personale 59 1818.3. Recomandri 60 182

BIBLIOGRAFIE (selectiv) 60 183

ANEXE:

Lucrri elaborate de autor n domeniul tezei de doctorat 64

CURRICULUM VITAE (RO) 65

CURRICULUM VITAE (ENG) 66

REZUMAT 67

ABSTRACT 67


8/69


]


- 6 -

CONTENTpage pageabstr. thesis

SPECIFIC NOTATIONS 7 9

PREFACE 13 13

INTRODUCTION 17

CHAPTER 1. GENERALIZATION 16 211.1. Current state of agriculture in Romania 16 211.2. The importance of irrigation in agriculture.

Current status of irrigation in Romania 17 271.3. Irrigation need 17 291.4. Functions of irrigation 18 30

1.5. Irrigation system 18 301.6. Types of improvements for irrigations 19 311.7. Conclusions 33

CHAPTER 2. WATERING METHODS 19 352.1. Classification of watering methods 20 352.2. Criteria underlying the choice of watering methods 20 362.3. Watering by submersion 372.4. Watering through surface drainage 382.5. Watering by sprinkling. Features of watering by sprinkling 21 382.6. Quality indices of watering by sprinkling 21 392.7. Correlation of sprinkling characteristics with land factors 22 39

2.8. Efficiency of sprinkling watering 23 412.9. Underground watering 24 422.10. Conclusions 43

CHAPTER3. IRRIGATION REGIME 24 453.1. Relations between soil, water and plant 24 453.2. Results of irrigation waters 25 47

3.2.1. Theoretical Considerations 473.2.2. Types of water balance in irrigated soil 48

3.3. The amount of water required for irrigation 26 503.4. Rules and watering deadlines 27 513.5. Conclusions 53

CHAPTER 4. GENERAL PRESENTATION OF IRRIGATIONINSTALLATIONS WITH DRUM AND HOSE 27 54

4.1. Installation for irrigation with drum and hose IATF 300 28 544.2. The functioning of the irrigation installation

with drum and hose IATF 300 driven by turbine 28 604.3. Installation for irrigation by sprinkling with drum and hose

manufactured by IRIDEX GROUP and CERITEX Braov 30 634.4. Installation for irrigation by sprinkling with drum and hose

manufactured by IRRIFRANCE company (France) 31 66


9/69


]


- 7 -

4.5. Installation for irrigation by sprinkling with drum and hose

manufactured by BAUER company 32 694.6. Installation for irrigation by sprinkling with drum and hose

manufactured by FERBORAIN and TURBOCAR (Italy) 33 744.7. Conclusions 80

CHAPTER5. TIMELINESS APPROACH RESEARCH ON IMPROVINGIRRIGATION INSTALLATIONS BY SPRINKLINGWITH DRUM AND HOSE 34 82

CHAPTER6. THEORETICAL RESEARCH ON IRRIGATIONSPRNKLING INSTALLATIONS WITHDRUM AND HOSE 35 85

6.1. Theoretical research on the hydraulic installation 35 856.2. Theoretical research on the cart for distribution of water 36 956.3. Researches on stability in movement of the mounting

support and transportationcarriage of the sprinklinginstallations with drum and flexible pipe 39 101

6.3.1. Introduction 39 1016.3.2. Study on the mechanical model of the sprinkler

carriage 40 1026.4. Theoretical research on the polyethylene hose 41 1066.5. Theoretical research on the economic parameters of

sprinkling installations with drum and hose 43 1096.6. Sprinklers 43 113

6.6.1. Generalities 43 1136.6.2. The work of rotary sprinklers 44 1146.6.3. Indicii de lucru ai aspersoarelor 45 1176.6.4. Constructive types of rotary sprinklers 47 1226.6.5. Calculation of forces for sprinklers with horizontal

movement 49 1336.7. Studies about the kynematics of a particle from the

water flow running through the spraying tube of thesprinkling device 50 1386.7.1. Introduction 50 1386.7.2. Kinematics analysis of the spraying assambly 50 1396.7.3. Dynamic study of water particle motion for oblique

version of rising pipe 51 1406.7.4. Dynamic study of water particle motion for horizontal

version of rising pipe 52 1416.7.5. Study of trajectory of water jet coming out

from the sprinkler 53 1436.8. Conclusions 145

CHAPTER 7. METHOD, APPARATUS AND TYPES OFEQUIPMENT USED TO EXPERIMENTS 54 149

7.1 Methods and apparatus used in experiments 54 1497.2 Experimental researches on the technologies and

installations for irrigation by sprinkling with hose and drum 56 1597.3 Conclusions 178


10/69


]


- 8 -

CHAPTER 8. GENERAL CONCLUSIONS, PERSONAL

CONTRIBUTIONS AND RECOMMENDATIONS 58 1808.1. General conclusions 58 1808.2. Personal contributions 59 1818.3. Recommendations 60 182

BIBLIOGRAPHY (selective) 60 183

ANNEXES:

WORKS developed by the author in the field of doctoral thesis 64

CURRICULUM VITAE (RO) 65

CURRICULUM VITAE (ENG) 66

ABSTRACT (ro) 67

ABSTRACT (eng) 67


11/69


]


- 9 -

NOTAII SPECIFICE

A - cheltuieli de amortizare, [lei/ha]; a- coeficient ce depinde de panta, natura solului sau cultur ; a- cota anual de amortizare stabilit prin normativ, [%];

a - efort unitar datorat greutii furtunului cu ap, [MPa]; b- braul forei motorului, [m ]; c- cursa motorului, [mm]; Ca - cheltuieli directe , [lei/ha]; Ci - preul de cost unitar al interveniei, [lei]; Co- cheltuieli pentru combustibili i lubrifiani, [ lei/ha]; cr - consumul de ap pe zi, [m3/zi]; Cu - coeficient de uniformitate, [%]; cv - coeficient ce ine seama de viteza vntului; d- diametrul exterior al furtunului, [mm];

d- greutatea instalaiei fr furtun, [N]; dj - diametrul interior al furtunului, [mm]; DM - diametrul mediu al motorului, [mm]; e- grosimea furtunului, [mm], E - limea de lucriu schem, [m]; Em- economia de for de munc, [ore om/ha]; Ep - modulul de elasticitate al furtunului, [MPa]; Fa - fora n arc, [N]; Faf- fora de aderen a furtunului, [N]; Fai - fora de aderen a instalaiei, [N];

Fe- fora elastic membran, [N]; Ff- fora de fecare n lagre, [N]; Ffp - fora de frecare piston - cilindru, [N]; Fm- fora de munc necesar executrii unitii de lucru, [ore om /ha]; Fp - fora de presiune dezvoltat de motorul hidrostatic, [N]; fpg- coeficient de frecare dintre polietilen i sol; Fps - coeficient al pierderilor de sarcin; Fr - fora de rezisten necesar nfurrii furtunului, [N]; Ft - fora la tija motorului, [N]; Ft - fora necesar tractrii furtunului, [daN]; g- acceleraia gravitaional, g = 9,8 m/s ;

Ga - greutatea apei din furtun, [daN]; Gf- greutatea furtunului, [N]; Gs - gradul de suprapunere n schem ; Gvr - gradul de variaie al vitezei; H - presiunea apei la surs (hidrant sau agregat de pompare), [kPa]; Ha - presiunea la aspersor, [kPa]; Ham- presiunea n amonte de motor, [kPa]; hi - nlimea apei n cutie , [mm];


12/69


]


- 10 -

Hi - presiunea la instalaie, [kPa]; HM - presiunea hidraulic Ia motor, [kPa]; Hmax - presiunea maxim de lucru a instalaiei, [kPa]; hra- nlimea medie a apei n cutie, [mm]; Hvm- presiunea n aval de motor, [kPa]; i - raportul de transmitere total al acionrii hidrostatice;

i0 - consumul de combustibil principal pe unitatea de producie, [lei/ha]; Icd - indice de modificare a cheltuielilor directe, [%]; Imh - intensitatea medie orar, [mm/h]; Is - investiia specific la hectar, [lei/ha]; iT - raportul de transmitere al acionrii cu turbin ; J - pierderea de presiune pe instalaie, [kPa]; J1 - pierderea de presiune pe motor, [kPa]; J2 - pierderea de presiune pe furtun, [kPa], K- coeficient ce ine seama de aezarea spirelor i ovalitatea furtunului ; K- constanta care depinde de diametrul duzei; k - raportul dintre raza jetului liber i raza jetului rotativ; Kp, pi a- coeficieni de finee ai ploii; L - lungimea desfurat a furtunului, [m]; l1 - lungimea iniial a furtunului, [m]; l2 - lungimea de rupere a furtimului, [m]; lm- indicele de modificare a necesarului de for de munc, [%]; lt - limea minim a tamburului, [mm]; M - momentul motor al turbinei hidraulice, [Nm]; m- norma de udare, [m3/ha]; M - valoarea materialelor principale consumate, [lei/ha]; Mi - masa instalaiei, [kg];

mi - masa liniar a tubului plin cu ap, [kg/m]; mM - norma de udare aplicat cu apa evacuat din motor, [m3/ha]; MR - momentul rezistent la axul tamburului, [Nm]; Ms - masa specific, [kg/ha]; n frecvena de rotaie a turbinei, [min-1] ; nc -numr de curse; Nd - numrul categoriei de ncadrare; Ni - numrul de intervenii de tipul "I" pe durata de serviciu ; Nj - numrul de instalaii deservite de o echip de lucru; Nm- numrul total de muncitori care lucreaz pe instalaie;

Nn - numrul de oameni pentru deservirea instalaiilor ; Nz - numrul de zile ce compun ciclul; p- pluviometria, [mm]; P1 , P2 - productivitatea muncii, [ha/om] i respectiv [om/inst]; Pc - preul unitar al materialului, [lei /kg]; Pce- preul de cost al combustibilului complex, [lei/litru]; pF - este accesibilitatea apei n sol; PH - puterea hidraulic absorbit de motorul hidraulic, [W]; Pi - puterea hidraulic absorbit de instalaie, [W];


13/69


]


- 11 -

PM- puterea mecanic dezvoltat de motorul hidraulic, [W]; Pr - preul instalaiei, [Iei]; Ps - cot parte din cheltuielile pentru adpostirea i stocarea instalaiilor, [lei/ha]; Qd - debitul aspersat pe distanta (d), [dm3/s]. Qi - debitul mediu la fiecare dispozitiv de distribuie, [m3/h]; Qi- debitul instalaiei, [dm3/s];

Qil - cantitatea de material ce se consum pe unitatea de lucrare, [kg/ha]; Qm- debitul de ap al motorului, [dm3/s]; R - raza de udare a aspersorului care ud cu apa evacuat de la motor, [m]; R - raza de udare a aspersorului, [m] ; r - raza tamburului, [m]; Rc - numrul Reynolds ; Re- cheltuieli pentru ntreineri i reparaii, [lei /ha]; S - numrul de schimburi; s- spaiul parcurs de furtun n 6 minute, [m], Si - remunerarea tarifar pe norm i categorie, [lei /sch]; Sm- salariul muncitorilor ce lucrez cu instalaia, [lei /ha]; Sn - suprafaa udat zilnic , [ha/zi]; T - durata udrii, [ore]; t - timpul ct s-a msurat volumul (V), [s]; t - timpul de numrare a curselor, [min]; T - durata udrii cu temporizarea funcionrii, [ore]; t2 - timpul total de lucra pe instalaie, [ore/sch.]; tis - numml de straturi de furtun; tj - durata zilnic de funcionare, [ore/zi]; V - viteza apei n seciunea dat, [m/h]; V - volumul de ap msurat cu apometrul, [m3];

Vi - valoarea iniial a utilajului, [lei]; Vjr - viteza instantanee, [m/h]; vM - viteza motorului, [m/h]; vmr - viteza medie, [m/h]; Vp - valoarea investiiilor necesare pentru pstrarea utilajelor i materialelor

consumate,[lei]; Vp - volumul de ap consumai de motor, [m3]; Vr - valoarea rezidual a utilajului, [lei]; vr - viteza de roluire a furtunului, [m/h]; Wi - capacitatea de lucru a instalaiei, [ha /ciclu];

W

s-

capacitatea de lucru pe schimb a instalaiei, [ha/sch];

- greutatea specific a apei, [N/m3]; pm- creterea productivitii muncii, [%]; T - durata staionrii pe poziie Ia pornirea i oprirea instalaiei, [h]; - alungirea furtunului, [%]; - randamentul motorului, [%]; i - coeficient de frecare dintre instalaie i sol, iar dac instalaia se sprijin pe roi,

este coeficientul de rezisten la rulare; f- coeficient de frecare dintre furtun i sol;


14/69


]


- 12 -

- frecvena motorului, [curse /min]; - efortul unitar de referin al materialului, [MPa]; 2 - efort unitar ce apare n fibra furtunului datorat nfurrii sau desfurrii

furtunului, [MPa]; i - efort unitar de ntindere datorat presiunii interioare, [MPa]; - diametru! duzei, [mm];

- este fora de suciune a solului;


15/69


]


- 13 -

PREFA

Teza de doctorat intitulat Contribuii privind optimizarea regimului deexploatare al instalaiilor de irigat prin aspersiune cu tambur i furtun prezint osintez a cercetrilor privind influena parametrilor constructivi i funcionali ai instalaiilor

de irigat prin aspersiune cu tambur i furtun asupra indicilor calitativi de lucru al acestorinstalaii. Cercetrile efectuate de autor s-au desfurat n perioada 2003...2008.n aceasta tez de doctorat se prezint trei tipuri de instalaii cu tambur i furtun

destinate udrii suprafeelor mici, medii sau mari ct i a culturilor horticole, care au oextindere important. Instalaiile sunt cercetate i din punct de vedere a eliminriideficienelor pe care le aveau cele existente, ct i a adaptrii acestora la noua forma deproprietate.

ncepnd din anul 2004 s-a reintrodus n fabricaia de serie instalaia IATF-300acionat cu turbina Francis, reproiectat i imbuntit, autorul prezentei teze realiznddocumetatia completa de execuie n calitate de ef de proiect.

Prin cercetrile realizate s-a urmrit :reducerea presiunii i debitului de lucru;mbuntirea indicilor calitativi ai udrii, micorarea consumului energetic, evitarea

polurii mediului, realizarea de soluii tehnice originale, s funcioneze cu ape uzate sauconvenional curate, s ude suprafee de dimensiuni cu texturi i cu culturi diferite, s fiesimple constructiv i cu fiabilitate mrit.

Obiectivul principal al cercetrilor a constat n prezentarea ctorva modele deinstalaii de irigat cu tambur i furtun, descrierea acestora, a prilor componente si modulde functionare, precum si stabilirea conditiilor optime de exploatare a acestora prinimbunatatirea indicilor calitativi de lucru.

Lucrarea elaborat ca tez de doctorat cuprinde 188 pagini i este structurat n 8capitole, n care sunt incluse 107 figuri, 46 tabele, 208 relaii matematice i 136 referinebibliografice.

Capitolul 1, intitulat Generalitai prezint situaia agriculturii din Romania, adotrii cu mijloace fixe precum i situatia suprafetelor irigate. innd seama c n Romniaau fost amenajate pentru irigaii circa 3,0 milioane ha, rezult c mai exist suprafee undeeste necesar i eficient introducerea irigaiilor, n acelai timp fiind ns necesarreabilitarea amenajrilor existente, ntruct n multe sisteme nu s-a executat cptuireacanalelor, aceasta conducnd la pierderi exagerate de ap.

Scopul principal al irigaiei este completarea deficitului de umiditatea din sol, att peterenurile situate n zone secetoase, ct i n regiuni mai puin secetoase ns cu odistribuie nefavorabil a precipitaiilor n timpul perioadei de vegetaie, dar pot avea i altefunciuni n agricultur.

Capitolul 2, intitulat Metode de udare , prezint metodele de udare care sefolosesc in prezent pentru irigarea suprafeelor agricole: submersiunea, scurgerea lasuprafa (pe brazde sau fii), aspersiunea i irigaia subteran. Domeniul de aplicare al

acestor metode este delimitat de factorii naturali (pant, mezorelief, sol, hidrogeologie,clim).n continuare se prezint clasificarea metodelor de udare, criterii care stau la baza

alegerii metodelor de udare, udarea prin submersiune, udarea prin scurgere la suprafa,udarea prin aspersiune i caracteristicile udrii prin aspersiune, Indicii de calitate ai udriiprin aspersiunie, Corelarea caracteristicilor aspersiunii cu factorii de teren, E ficiena udriiprin aspersiune i n final se prezint udarea subteran.

Capitolul 3 intitulat Regimul de irigare , prezint determinarea mrimii normelorde irigare, udare i aprovizionare, ntervalul dintre udri i numrul de udri. Acesteelemete sunt necesare la planificarea udrilor i debitelor, la organizarea i aplicarea


16/69


]


- 14 -

udrilor. Regimul de irigare al unei culturi este o noiune complex, ce includecaracterizarea momentului udrii, a normei de udare i a normei de irigare. Se difereniazdup cultur, dup zona climatic i condiiile climatice anuale, dup sol i condiiilehidrogeologice, dup nivelul agrotehnicii i condiiile economice.

n cadrul acestui capitol se prezint relaiile dintre sol, ap i plant, bilanul apelorde irigaie, cantitatea de ap necesar irigaiei precum i norme i termene de udare.

Capitolul 4 se intituleaz Prezentarea general a instalaiilor de irigat cu

tambur i furtun. Cercetrile efectuate pe aceste instalaii urmresc reducereaconsumului energetic , extinderea domeniului de utilizare, mbuntirea parametrilortehnic funcionali, realizarea condiiilor ergonomice de lucru, nlturarea cauzelor careproduc poluarea mediului, mrirea gradului de mecanizare i automatizare, controlulprocesului de irigat, reducerea preului de cost i reducerea cheltuielilor de exploatare.

Se prezint instalaia de irigat cu tambur i furtun IATF 300, modul de funcionare alinstalaiei de irigat cu tambur i furtun IATF 300 acionart cu turbin, prezentareageneral a Instalaiilor de irigat realizate la CERITEX Braov. Se prezit in continuareinstalaii de irigat prin aspersiune cu tambur i furtun fabricate de firma IRRIFRANCE(Frana), acionarea cu turbin Pelton a instalatiilor de irigat cu tambur si furtun iacionarea cu turbin Francis a acestor instalaii. n continuare se prezint instalaii deirigat prin aspersiune cu tambur i furtun fabricate de firma BAUER, Instalaii de irigat prin

aspersiune cu tambur i furtun fabricate de firmele FERBORAIN i TURBOCAR (Italia)precum i construcia i descrierea instalaiilor de irigat prin aspersiune cu tambur i furtunIDROFOGLIA (Model J2 i G5 TURBOCAR i FERBORAIN).

Capitolul 5 intitulatOportunitatea abordrii cercetrilor privind perfecionareainstalaiilor de irigat prin aspersiune cu tambur i furtun prezint oportunitateacercetrilor i obiectivele tezei de doctorat, rezultate ca urmare a cercetrilor efectuatepan n prezent pe plan internaional.

Cercetrile n acest domeniu sunt necesare din mai multe considerente:- n primul rnd, culturile care trebuie udate sunt foarte diferite, de la culturi cu talia

joas la culturi cu talia nalt sau de la culturi de cmp la culturi horticole. Acestea suntsemnate n diverse scheme, au nevoie de ap n toate fazele de vegetaie i se gsescpe suprafee de dimensiuni diferite.

- n al doilea rnd, apa cu care lucreaz poate fi de caliti diferite, de la apaconvenional curat la apa uzat (cu concentraii maxime 1:1 [32], udnd i cu ap ncare s-au dizolvatngrminte chimice fertirigaie).

Capitolul 6, intitulat Cercetri teoretice cu privire la instalaiile de irigat prinaspersiune cu tambur i furtun prezint cercetrile teoretice cu privire lasubansamblurile instalaiilor de irigat prin aspersiune cu tambur i furtun. Cetetrile s-auefectuat la urmtoarele subansambluri : instalaia hidraulic, cruciorul cu dispozitive dedistribuie a apei i furtunul din polietilen.

n paragrafele 6.2 intitulat Cercetri teoretice cu privire la cruciorul cudispozitive de distribuie a apei i 6.3 intitulat Cercetri privind stabilitatea ndeplasare a cruciorului de susinere i transport al instalaiei de irigat cu tambur ifurtun

prezint o descriere amnunit a cruciorului care echipeaz instalaiaIATF

300 i un studiu teoretic asupra modelului mecanic al cruciorului port aspersoare.Acest studiu este necesar pentru a demonstra teoretic stabilitatea pe direcia de deplasarea cruciorului portaspersoare i faptul c direcia de deplasare a cruciorului se meninedup direcia axei 0x.

In paragraful 6.6 intitulat Aspersoare se prezint o descriere completa a celormai reprezentative tipuri de aspersoare rotative utilizate n prezent la echiparea tuturortipurilor de instalaii fixe sau mobile de irigat prin aspersiune. Studiul cuprinde procesul delucru al aspersoarelor rotative, relaiile matematice ale pricipalilor parametri funcionali ai


17/69


18/69


]


- 16 -

CAPITOLUL 1. GENERALITI

1.1. Stadiul actual al agricu lturii din Romnian Romnia, agricultura reprezint una din ramurile importante ale economiei

naionale, caracterizat printr-un potenial agricol ridicat.

La nivel european, Romnia se situeaz printre primele ri din punct de vedere alpotenialului agricol:- locul 1 dup structura suprafeei agricole;- locul 5 dup suprafaa arabil 9,34 mil. Ha;- locul 6 dup suprafaa de teren arabil pe locuitor 0,42 ha;- locul 7 dup suprafaa ocupat cu puni i fnee;- fertilitatea solului ridicat 27,4% din suprafaa agricol o reprezint soluri bune

i foarte bune;- climatul este favorabil pentru un numr mare de culturi agricoleProblemele cu care se confrunt agricultura romneasc n prezent sunt

urmtoarele:- producii agricole sczute;- productivitate sczut;- calitate redus a produselor primare i secundare;- importurile de alimente i materii prime mari (peste 60%);- autoconsum ridicat n exploataii agricole;- venituri reduse n zonele rurale.Cauzele nivelului sczut al performanei i competitivitii se regsesc n:- dimensiuni mici ale exploataiilor agricole;- neefectuarea lucrrilor agricole n perioadele agrotehnice optime datorate

nivelului redus de dotare cu tractoare i maini agricole;- gradul ridicat de uzur al parcului de tractoare i maini agricole (peste 70%);- investiii insuficiente pentru dotarea cu echipamente tehnice datorit puterii

economice sczute a fermierilor;- pregtirea profesional redus a micilor fermieri avnd drept consecin direct

nerespectarea condiiilor agrotehnice specifice;- accesul greoi pe pia al micilor fermieri.Structura de folosin a terenurilor agricole este urmtoarea:

9325 mii ha terenuri arabile, reprezentnd 63% din suprafaa agricol; 518 mii ha plantaii pomi-viticole, adic 4% din total suprafa agricol; 4904 mii ha pajiti naturale, nsumnd 33% din total.

Aceast structur nu a nregistrat modificri semnificative n perioada 1989-1998,cu excepia reducerii suprafeelor ocupate de livezi cu 24%.

n prezent terenurile agricole aparin n majoritate (84%) sectorului privat i nproporie de 16% sectorului de stat.

Din analiza bazei tehnico-materiale, conform ultimului recensmnt efectuat, rezulturmtoarea dotare tehnico-material:

tractoare 185791 buci, din care 59963 cu puteri de pn la 54 CP; 119355 cuputeri cuprinse ntre 55 CP i 80 CP, 2903 cu puteri cuprinse ntre 81 CP i 134CP i 3570 cu puteri de peste 135 CP;

motocultoare 7846 buci; pluguri, cultivatoare, combinatoare, grape, sape rotative 234898; semntori cu traciune mecanic 66836 buci; maini pentru mprtiat ngrminte 15496 buci;


19/69


]


- 17 -

maini pentru erbicidat i executat tratamente 23758 buci; combine 25096 buci; motocositori 24151 buci; echipamente pentru irigat :

- mobile 21169 buci;- fixe 12037 buci.

1.2. Importana irigaiilor n agricultur i stadiul actual al irigaiilor nRomnia

Prin irigaie se urmrete aprovizionarea dirijat a solului cu apa, n funcie decerinele plantelor, n scopul obinerii de recolte mari i de o calitate superioara, ncontextul n care principala cale de satisfacere a necesarului de hran pentru populaiaglobului o constituie sporirea produciei agricole pe unitatea de suprafa.

Necesitatea aprovizionrii cu alimente a populaiei n continu cretere este unfactor de importan major. n ceea ce privete dinamica suprafeelor irigate: 8 milioaneha la finele secolului al XVII-lea, 40 milioane ha la nceputul secolului al XX-lea, peste 270milioane ha la nivelul anilor 80, n jur de 300 milioane ha la sfritul secolului al XX-lea.

Dup datele F.A.O., necesarul de cereale pentru populaia globului n anul 2000 afost de peste 2500 milioane de tone.

Zonele irigate produc 2540% din totalul produciei agricole mondiale dei se irignumai 15% din suprafaa cultivat, sau 5% din cea agricol.

Cercetrile experimentale i de producie au demonstrat c irigaia nu se justificeconomic numai n regiunile aride, ci i n zonele subumede, unde se obin nsemnatesporuri de producie, cu cheltuieli relativ reduse, fiind necesar o norm de irigare unic,repartizat n 2...3 udri.

Romnia a investit un capital imens n amenajarea suprafeei de 3,1 milioane hapentru irigat, din care 2,9 milioane ha, suprafa arabil. Astfel, suprafaa amenajatpentru irigat, reprezint 31% din suprafaa total arabil a rii.

Supradimensionarea sistemelor de mbuntiri funciare a avut drept consecin

imposibilitatea de exploatare n condiii de eficien economic a suprafeei amenajatepentru irigat, gradul de utilizare a irigaiilor nregistrnd nivele deosebit de sczute(825%).

Romnia dispune de o suprafa mare amenajat pentru irigat, ocupnd printrecele mai nsemnate suprafee din Europa, dar datorit gradului sczut de utilizare i adegradrii instalaiilor, efectele nu se resimt n recoltele Romniei.

1.3. Necesitatea irigaiein agricultura rii noastre, seceta constituie un factor natural deosebit de duntor.

n regiunile de cmpie i coline se manifest la majoritatea culturilor agricole printr-undeficit de umiditatea sau o repartizare nefavorabil a precipitaiilor n raport cu cerineleculturilor. Totodat temperaturile ridicate din cursul verii i vnturile sporesc transpiraia.

Din punct de vedere climatic se difereniaz o zon puternic secetoas n sudul iestul rii (Cmpia Dunrii, Dobrogea i Moldova), zon n care anii secetoi au ofrecven mai mare de 50%. n cursul perioadei de vegetaie se ntlnesc intervale completlipsite de ploi de 2030 zile, atingnd n anii foarte secetoi 34 luni.

nlturarea consecinelor duntoare ale secetei n zona secetoas este posibilprin aplicarea irigaiilor. Practica agricol a artat i n cuprinsul zonelor subumede iumede ale rii se manifest periodic un deficit de umiditate pentru majoritatea culturiloragricole, fcnd util intervenia irigaiei mai ales n lunile iulie i august.

Posibilitile de irigare sub aspectul cadrului natural i al condiiilor social-economice sunt relativ avantajoase n ara noastr. Exist o reea hidrografic destul de


20/69


]


- 18 -

bogat, cu posibiliti relativ uoare de aducere a apei, ntinse suprafee agricole cu solurifertile i relief potrivit, precum i o serie de ali factori importani care acioneaz favorabilasupra dezvoltrii irigaiilor.

1.4. Funciile irigaieiScopul principal al irigaiei este completarea deficitului de umiditatea din sol, att

pe terenurile situate n zone secetoase, ct i n regiuni mai puin secetoase ns cu o

distribuie nefavorabil a precipitaiilor n timpul perioadei de vegetaie, dar pot avea i altefunciuni n agricultur.Dup scopul urmrit, irigaiile pot fi:- de umectare, care completeaz deficitul de umiditate al solului n timpul

perioadei de vegetaie;- de aprovizionare, care asigur o parte din cantitatea de ap necesar

culturilor agricole, prin nmagazinare n sol, nainte de perioada de vegetaie ;- de splare, care urmresc nlturarea din sol a srurilor duntoare dezvoltrii

plantelor ;- de fertilizare, cu ajutorul crora se ncorporeaz n sol ngrmintele

necesare culturilor agricole ;- termoregulatoare, care au drept scop aprarea plantelor de temperaturile

coborte i chiar de nghe iar n alte cazuri nclzirea solului cnd acesta esteprea rece ;

- de maturare a fructelor, care asigur accelerarea procesului de maturare sauirigaia de pigmentare care d posibilitatea de a colora fructele, dndu-le unaspect atrgtor.

1.5. Sistemul de irigaieSistemul de irigaie este complexul de lucrri i amenajri cu ajutorul crora se

capteaz debitele din sursa de ap, se transport i se distribuie apa pe teren; totodatse asigur colectarea i evacuarea excesului de ap din terenurile amenajate.

Elementele componente ale sistemului de irigaie sunt n principiu urmtoarele : nodul de captare(priza), care are rolul de a capta apa i a o conduce n canalul

principal de aduciune. n funcie de situaia terenurilor de irigat fa de sursa deap, captarea poate fi gravitaional sau prin pompare. n anumite situaii,lucrrile de captare sunt completate cu lucrri de regularizare a debitului sau dembuntire a calitii apei ;

reeaua de transport a apei, care se compune din canale, jgeaburi sauconducte cu caracter permanent i anume: canalul sau conducta principal deaduciune (canalul sau conducta magistral n cazul sistemelor mari), care arerolul de a conduce apa de la nodul de captare n elementele distribuitoareprincipale ;

reeaua de distribuie format din canale sau conducte distribuitoareprincipale, distribuitoare secundare i distribuitoare de sector, care au rolul de a

conduce apa n cadrul fiecrui sector irigat; po

ate fi compus din canale depmnt deschise, parial sau total impermeabilizate, din jgeaburi de beton, saudin conducte ngropate (beton, azbociment, P.V.C., metalice). n cazul unorterenuri denivelate pentru conducerea apei se prevd staii de repompare, iar nsituaia irigaiilor prin conducte ngropate se folosesc staii de pompare depunere sub presiune ;

lucrrile de amenajare interioar, care sunt difereniate n funcie de metodade udare, putnd consta din conducte sub presiune, fixe sau transportabile,elemente de pmnt (canale provizorii, rigole, brazde sau fii) sau parcelesubmersibile n cazul orezriilor;


21/69


]


- 19 -

reeaua de colectare i evacuare a apei n surplus, care se compune dincanale colectoare de sector, canale colectoare secundare, canale colectoareprincipale. Densitatea acestei reele este diferit de la un sistem de irigaii laaltul, n funcie de mrimea surplusului de ap ce trebuie evacuat ;

construcii i instalaii anexe ca : stvilare, poduri i podee, sifoane,apeducte i cderi, amplasate pe reeaua de aduciune i de evacuare, instalaiipentru msurarea debitelor i lucrri pentru ntreinerea i exploatarea

sistemelor de irigaie, ca de exemplu drumurile de acces, instalaii pentrutelecomunicaie, sedii i cantoane pentru supraveghere, etc.

1.6. Tipuri de amenajri pentru irigaiiVehicularea controlat a apei de la surs la plante este asigurat prin amenajarea

unui ansamblu de lucrri hidroameliorative cu funcionare corelat i interdependent,care constituie sistemul de irigaii.

Lucrrile din cadrul sistemului de irigaii sunt concepute astfel nct s asigurecaptarea, transportul i distribuia apei pn la ultimul element permanent al reelei, dincare, prin intermediul unor dispozitive i instalaii fixe i mobile, apa este preluat idistribuit la plante.

Dup Cazacu [50], tipurile de amenajare se pot clasifica n funcie de:

caracteristicile reelei de alimentare i de distribuie; metodele de irigaie folosite; evoluia tehnicii de amenajare; poziia suprafeei n raport cu sursa de ap principal.n funcie de metoda de udare, suprafaa terenului se modeleaz i se niveleaz

pentru a permite aplicarea udrilor cu pierderi de ap minime.n funcie de caracteristicile reelei, principalele tipuri de amenajare sunt: amenajri cu reele deschise, constituite din canale i jgheaburi; amenajri cu reele nchise, constituite din conducte ngropate; amenajri mixte, ce folosesc de regul reele deschise pentru alimentare i

nchise pentru distribuie, acest tip de amenajare fiind cel mai des folosit pe plan mondial,

reducnd substanial pierderile de ap pe traseul reelei de distribuie.Referitor la evoluia tehnicii de amenajare, tipurile de amenajare se impart n clasicei modeme.

CAPITOLUL 2. - METODE DE UDARE

Metodele de udare difer dup modul de introducere a apei n sol; toate trebuie sndeplinesc condiia repartiiei uniforme a apei pe teren, la norma de udare necesar.

n prezent se folosesc patru metode de udare : submersiunea, scurgerea lasuprafa (pe brazde sau fii), aspersiunea i irigaia subteran. Dac irigaia prinsubmersiune este specific legat de biologia orezului i este metoda exclusiv indicat

pentru irigarea acestei culturi, celelate trei metode pot fi folosite la irigarea oricrei alteculturi.Domeniul de aplicare al acestor trei metode este delimitat de factorii naturali (pant,

mezorelief, sol, hidrogeologie, clim). La alegerea lor intr n considerare cu precdere iurmtoarele trei criterii tehnice i de productivitate :

economia de ap (fa de pierderile prin evaporare i infiltrare) ; economia de teren (fa de terenul acoperit cu lucrrile de amenajare) ; consumul de for de munc, consumul de energie mecanic i posibilitile de

mecanizare a lucrrilor agricole.


22/69


]


- 20 -

2.1. Clasificarea metodelor de udareinnd seama de scopul lor principal, irigaiile se mpart n urmtoarele categorii:a) Irigaia de umezire (arozant), care are scopul direct de a completa

umiditatea solului pentru a-i crea un regim de ap i aer corespunztor regimului optim dehran al plantelor. Acesta este scopul majoritii absolute a irigaiilor.

b) Irigaia fertilizant, avnd scopul principal de a procura soluluingrmintele necesare prin intermediul apei, printr-o distribuie mai uoar i mai

uniform.Pentru fertilizarea solului pot servi apele mloase ale viiturilor cursurilor de ap,apele uzate ale canalizrii oraelor, apelor centrelor zootehnice coninnd must deblegar, apele coninnd ngrminte minerale artificiale sau apele bogate n oxigen.

c) Irigaia de splare, avnd scopul de a spla la suprafaa solului sau de aintroduce n orizonturile inferioare ale solului, prin procesul de levigare, srurile n excesnocive. Acest fel de irigaie se ntrebuineaz i pentru distrugerea duntorilor cum ar fioarecii de cmp, larvele de crbu, filoxfera etc.

d) Irigaia de nclzire cu ap mai cald dect solul, utiliznd apa caldevacuat de fabrici i uzine sau ape termale subterane. Are scopul de a combate gerurileslabe de scurt durat din timpul primverii sau de a prelungi perioada de vegetaie dintimpul toamnei.

Dup modul n care se introduce apa n sol, deosebim urmtorele metode deirigaie:

I. Irigaia de suprafa sau gravitaional este cea mai rspndit metod. Se aplicn urmtoarele variante de udare:

a) Irigaia prin inundare sau submersiune, prin care parcelele se acoper cuun strat de ap care se infiltreaz treptat n adncime. Se utilizeaz att prinfertilizarea solului prin colmatare, n perioada stagnrii vegetaiei, ct ipentru umezirea solului n timpul perioadei de vegetaie. Este metodaspecific a orezului.

b) Udarea prin revrsare sau circulaie, constnd din circulaia pe suprafaan pant a terenului a unui strat subire de ap, care n timpul scurgerii seinfiltreaz pe vertical. Se aplic mai ales culturilor de ierburi i cereale.

c) Udarea pe brazde. Apa curge n brazde nclinate sau stagneaz n brazdeorizontale, ntre irurile de plante, mbib solul n profunzime i lateral, pringravitaie i capilaritate. Aceast metod se utilizeaz mai ales pentruirigarea pritoarelor.

II. Irigarea subteran, la care apa este introdus n sol prin tuburi, jgeaburi sau galerii crti subterane, umezind solul n toate sensurile, prin gravitaie i capilaritate.

III. Irigaia prin aspersiune, ploaie artificial sau stropire. Dispersarea apei n picturi,imitnd ploaia natural, se face utiliznd instalaii de energie i aparate de ploie(aspersoare). Este metoda cu cea mai mare rspndire, alicat la orice culturi.

2.2. Criterii care stau la baza alegerii metodelor de udarePe baza criteriului pedoclimatic, n zona subumed din Romnia unde, n anii

normali, irigarea este necesar numai n lunile iulie i august avnd un caracter net desuplimentare cu norme mici de udare, este indicat mai ales aspersiunea. n zonasemiarid, unde este nevoie de irigare la toate culturile, n general de la finele lunei mai lanceputul lunei septembrie, cu norme de udare mari i udri de aprovizionare, metoda deudare cea mai indicat este scurgerea la suprafa pe brazde sau fii.

Vntul limiteaz folosirea aspersiunii, prin reducerea uniformitii distribuiei apei iprin sporirea pierderilor prin evaporaie, n timpul udrii.


23/69


]


- 21 -

Dei exist msuri tehnice de atenuare a aciunii vntului (utilizarea presiunilorjoase i a unghiurilor mici la aspersor), totui aspersiunea se exclude la viteze ale vntuluide peste 3,50 m/s (contndu-se pe o eficien a aspersiunii de numai 70...75% la vitezavntului de 2,80 m/s i de 65 ... 70% la viteza de 4,40 m/s).

Solul, prin proprietile sale hidrofizice diferite cu textura, contribuie la alegereametodei de udare, indirect prin mrimea normei de udare din perioada de vegetaie idirect prin permeabilitate.

Asfel, n linii mari, aspersiunea se consider o metod de udare specific pentrunorme de udare mai mici, corespunznd de regul solurilor grele din zonele subumede iumede.

2.5. Udarea prin aspersiune. Caracteristicile udrii prin aspersiunePrin aceast metod de udare, apa de irigaie este pulverizat mai nti n aer, de

unde picturile cad sub form de ploaie pe plante i sol. Caracteristicile acestei udrisunt :

- uniformitatea distribuirii apei pe teren prin aspersiune depinde de gradul deperfecionare tehnic a instalaiei i este influenat de intensitatea vntului ;

- infiltrarea normal n sol se realizeaz atunci cnd intensitatea aspersinuii estemai mic dect coeficientul de filtraie (k), dar nu att de mic nct s nu se foloseasc lamaximum capacitatea solulului de a primi n timpul cel mai scurt norma de udare

necesar; la valori ale lui k (coeficientul de filtraie) sub 110 -4 cm/s (3,60 mm/h) irigareaprin aspersiune devine practic inaplicabil ;

- Aspersiunea are un domeniu de aplicaie mai larg dect udarea prin scurgere lasuprafa : pe terenuri cu pant de peste 0,04, cu mezorelief frmntat i pe soluri fortepermeabile sau foarete subiri; reduce costul nivelrii; este n general mai comod i maiuor de condus i poate fi folosit n anumite condiii i pentru combaterea ngheului ;

- Principalele dezavantaje se refer la neuniformitatea prin vnt i la unii indicieconomici mai puin favorabili ca la irigarea prin scurgere, cu privire la consumul de metali de energie, care se traduc prin costul apei mai ridicat; de aceea, n ari cu experien nirigaie, anumite culturi ce nu suport un pre de cost ridicat se ud numai prin scurgere lasuprafa.

2.6. Indicii de calitate ai udrii prin aspersiunieAceti indici se refer la intensitatea i uniformitatea udrii, precum i la mrimea

picturilor.Intensitatea aspersiunii. Se ia n considerare intensitatea orar ih i intensitatea

instantanee is, adic nlimea apei ce cade la fiecare rotaie complet a aspersorului :

s

q ti

S

[mm], (2.1)

n care q este debitul aspersorului, n l/s ;t - timpul de rotaie al aspersorului , n s ;S - suprafaa udat, n m2.

Intensitatea instantanee se deduce din cea orar, astfel :

3600hs

i qi

n n S

[mm], (2.2)

n caren este numul de rotaii pe or.

Uniformitatea aspersiunii. Cel mai utilizat indice este coeficientul de uniformitateCristiansen Cu, ce trebuie s nu scad sub 70-80% ;


24/69


]


- 22 -

-

100 1-uh m

Cmn

[%], (2.3)

n care : h este nlimea apei n fiecare cutia pluviometric de control;m - media nlimilor apei, n n cutii pluviometrice;n - numrul cutiilor pluviometrice.

Mrimea picturilor. Prin controlul asupra mrimii se limiteaz efectul de rupere aplantelor tinere precum i de stricare a structurii i compactare a solului. Se cere cadiametrul picturilor s fie cuprins ntre 0,501,00 mm, n nici un caz peste 2 mm; pe dealt parte, picturile prea fine duc la pierderi mari prin evaporarea n atmosfer.

2.7. Corelarea caracteristici lor aspersiunii cu factorii de terenCorelarea intensitii cu solul i panta. n raport cu tipul de sol, un aspersor

poate fi considerat convenabil dac raportul ntre viteza de infiltraie i intensitateainstantanee are o valoare cuprins ntre 0,420,20(valoare adimensional); aspersorulnu este convenabil dac raportul este sub 0,20 (criteriul Pagliuca).

Tabelul.2.2Textura solului Capacitate de absorie, mm/hNisip 20Nisip lutos 15Lut nisipos 12Lut 10Argil 8

Pentru terenuri n pant, aceste date se micoreaz conform procentelor dintabelul.2.3.

Tabelul 2.3Panta terenului Reducerea, %

5%8% (2 52'4 34') 209%12% (5 8'6 50') 4013%20% (7 24'11 18') 60>20% (11 18') 75

O dat cu creterea pantei, descrete intensitatea admisibil, raza jetului i ariaaspersat (conform tabelului 2.4)

Influena pantei asupra caracteristicilor aspersiunii se prezint n tabelul 2.4.

Tabelul 2.4Descreterea spre amonte

Panta terenulu iDescreterea

intensitiiadmisibile

%a razei jetului,

%a ariei aspersate,

%05% (02 52') 0 0 068%(326'434)

20 6 12

912% (5 8'650')

40 9 18

1320% (724'11 18')

60 19 33

>20% (11 18') 70 - -


25/69


]


- 23 -

Pentru condiiile din Romnia se ia intensitatea aspersiunii, n funcie de elementelede sol i pant, conform tabelului.2.5.

Corelaiile admisibile ntre intensitatea aspersiunii i factorii sol i pant sunt artaten tabelul 2.5.

Tabelul 2.5

Grupa Intensitateamm/h

Condiiile de sol i pant

1 3-6 Soluri grele cu pante sub i peste 3-4% i terasate2 5-10 Soluri medii cu pante peste 3-4% i terasate3 8-15 Soluri uoare cu pante sub 3-4 %

Corelarea uniformitii de udare cu vntul. S-a constatat c vntul reduceuniformitatea i mrete evaporaia apei n timpul udrii, ntr-o msur considerabil.

Pentru remediere se acioneaz n mod eficient pe linia reducerii presiunii laaspersor i dirijnd jetul la unghiuri mai joase dect unghiul optim hidrodinamic.

n general, aspersiunea se limiteaz la viteze ale vntului sub 3,50 m/s.

Corelarea mrimii picturilor cu solul i cultura. Se folosete coeficientul depulverizarekp:

p

dk

H , (2.4)

n care : d este diametrul duzei aspersorului, n mm ;H - presiunea la aspersor, n mCA (metri coloan de ap).kp >0,50 - ploaie grosier, pentru puni i fnee i soluri nisipoase i uoare ;kp=0,300,50 - ploaie medie, pentru pomi fructiferi i culturi ierboase, pe soluri

medii ;kp=0,100,30 : ploaie fin, pentru flori, seminceri, tutun, i alte culturi delicate, pe

soluri grele.

2.8. Eficiena udrii prin aspersiunePierderile de ap prin evaporare n timpul aspersiunii depind ndeosebi de condiiile

climatice, acoperirea solului i fineea aspersiunii.n tabelul 2.6 sunt prezentate pierderile totale medii la aspersiune n 24 h, n %.

Tabelul 2.6Pierderile n % din totalul aspersatCondiii climatice

Pe sol neacoperit Pe sol culti vatAspersiune fin

Rece:- vnt slab 0-2,20 m/s Neglijabile Neglijabile- vnt puternic 4,40-6,70 m/s 7-10 3,50-5,00

Cald:- vnt slab 4-5 2,00-2,50- vnt puternic 9-11 4,50-5,50

Fierbinte i umed:- vnt slab 6-7 3,00-3,50- vnt puternic 10-12 5,00-6,00

Fierbinte i uscat:- vnt slab 8-10 4,00-5,00- vnt puternic 14-16 7,00-8,00

Aspersiune grosierRece:


26/69


]


- 24 -

Pierderile n % din totalul aspersatCondiii climaticePe sol neacoperit Pe sol culti vat

- vnt slab Neglijabile Neglijabile- vnt puternic 5-6 2,50-3,00

Cald:- vnt slab 3-4 Neglijabile- vnt puternic 8-9 4,00-4,50

Fierbinte i umed:

- vnt slab 4-5 2,00-2,50- vnt puternic 8-10 4,00-5,00Fierbinte i uscat:

- vnt slab 7-10 3,50-5,50- vnt puternic 12-14 6,00-7,00

Coeficientul de eficien Ce este un indice general, aproximativ dar simplu, carese calculeaz din relaia :

0,502

ue

CC , (2.5)

n care Cu este coeficientul de uniformitate Cristiansen, exprimat fracionar.

2.9. Udarea subteranCaracteristici. Udarea subterna const n introducerea apei n sol, sub suprafaa

acestuia, fie cu ajutorul unei reele de conducte subterane, fie prin infiltrare lateral dintr-oreea de canale n debleu ; de la nivelul de ptrundere a apei n sol, umiditatea se ridicapoi capilar.

Subirigarea. Subirigarea din canale de desecare cu funcie reversibil necesit oserie de condiii naturale favorabile. n natur, n general, condiiile pentru efectuareacorect a subirigaiei sunt rare :

ap de bun calitate ; teren plan i uniform ; existena la mic adncime a unui strat foarte permeabil, aezat la rndul lui

pe un strat impermeabil ; o proiectare i exploatare foarte ngrijite.

n condiiile rii noastre se poate aplica numai n zona umed sau subumed,pentru prevenirea pericolului srturrii secundare prezent n zona secetoas.

CAPITOLUL 3. REGIMUL DE IRIGARE

Regimul de irigare permite dirijarea relaiilor polifactoriale dintre sol-ap-plant-clim n aa fel nct s se creeze condiii optime pentru dezvoltarea plantelor.

Regimul de irigare al unei culturi este o noiune complex, ce include caracterizareamomentului udrii, a normei de udare i a normei de irigare. Se difereniaz dup cultur,dup zona climatic i condiiile climatice anuale, dup sol i condiiile hidrogeologice,dup nivelul agrotehnicii i condiiile economice.

3.1. Relaiile dintre sol, ap i plant

Relaiile dintre sol i ap se exprim prin modificrile n coninutul de umiditate alsolului (regimul de umiditate al solului). Proprietile solului n raport cu apa suntdeterminate de relaia dintre forele de adsorbie, capilaritate i gravitaie, interveninduneori i presiunea osmotic sau presiunea hidrostatic.


27/69


]


- 25 -

Pentru transformarea proviziei momentane de ap a solului (x) exprimat nprocente raportate la suta de grame de sol uscat ntr-o valoare care s exprime apa nm3/ha (X) coninut n prisma de sol cu suprafaa de 1 ha i nlimea H (adncimeaorizontului de sol considerat, n m), se folosete relaia urmtoare :

10.000 100100

v

xX H G H G x ,[m3/ha] 3.1)

n careXeste cantitatea de ap m3/ha ;H- nlimea prismei de sol cu suprafaa de 1 ha n m;

vG - greutatea volumetric n kg/m3;x este provizia momentan de ap a solului n % raportate la 100 g. de sol uscat.Accesibilitatea apei din sol pentru plante. Intervalul de coninut de umiditate dintre

coeficientul de ofilire c0 i capacitatea de cmp pentru ap C, ce reprezint capacitatea denmagazinare n sol a apei accesibil plantelor, se mai numete intervalul umiditii activeC - c0. Aceast valoare difer cu solul i mai ales difer cu coninutul de argil fizic.Raportul procentual kc numit coeficientul capacitii active se calculeaz cu relaiaurmtoare :

0 100c

C ck

C

3.2)

Consumul apei din sol de ctre culturile irigigate. Prin consumul total al apei dinsol echivalnd n condiii de irigaie cu evapotranspiraia potenial, se nelege totalul apeiieite din sol, att prin pierderi neproductive datorate evaporaiei e de la suprafaasolului, ct i prin transpiraia productiv prin plante t, ntr-un anumit interval de timp

sC e t 3.4)

3.2 Bilanul apelor de irigaie

3.2.1. Consideraii teoreticeCantitatea de ap ptruns n sol A este determinat n cea mai mare msur decantitatea precipitaiilor P, din care ns numai o parte ptrunde n sol, adic:

A r P 3.5)

n care: rreprezint pierderile de ap prin scurgeri din interiorul i de la suprafaasolului.

Mrimea acestor pierderi variaz foarte mult, mai ales n funcie de panta terenuluii de structura solului. Astfel, n aceleai condiii, de pant, r = 25%0,30% anual, nsoluri fr structur i atinge 85% n soluri cu structur glomerular, care permitptrunderea n adncime a apelor n msur cu mult mai mare dect solurile grele.

Evaporarea apei de la suprafaa solului este exprimat prin relaia:

)100

1( au

Te

[mm/24 ore] (3.6)

n care este un coeficient n funcie de natura solului i starea lui de prelucrare, devegetaie i de intensitatea vnturilor dominante din zon, mrimea lui variindntre 0,6 i 1,1;

To - temperatura medie anual n 0C;


28/69


]


- 26 -

ua - umiditatea medie anual a aerului.

Pierederea de ap prin evaporaie este n oarecare dependen i de produciaagricol; evaporaia specific se micoreaz cu creterea produciei.

Scznd din cantitatea precipitaiilor aceste dou feluri de pierderi, rezult rezervade ap la dispoziia plantelor:

PePrWs 3.7)

n care reste pierderile de ap prin scurgeri din interiorul i de la suprafaa solului;P - cantitatea anual a precipitaiilor;- mrimea pierderilor totale.

Consumul de ap al plantelorMp este determinat de coeficientul de transpiraie ktr ide cantitatea recoltei programate Y, exprimat n cantitatea substanei uscate:

YkM trp 3.8)

Bilanul apei exprim raportul dintre rezerva apei din sol i consumul de apnecesar plantelor:

BMW

p

s 3.9)

Dup cum valoarea lui B este mai mic, mai mare sau egal cu 1, deosebim zonecu deficit de umiditate, necesitnd irigaii, zone cu surplus de umiditate, avnd nevoie dedesecare, respectiv zone cu bilan de ap echilibrat.

Acest bilan este instabil n aceeai zon; el poate fi echilibrat n bun msur prinmsurile cu caracter hidroameliorativ i prin sistemele de irigaii.

Raportul dintre rezerva de ap a solului i cantitatea recoltei exprim consumulspecific de ap al plantelor notat cu i care scade cu creterea produciei:

Y

Ws (3.10)

3.3 Cantitatea de ap necesar irigaiein nelesul larg al cuvntului irigaia implic punerea n aplicare a urmtoarelor

msuri:- captarea apei necesar irigaiei;- transportul apei pe terenul irigabil;- repartiia uniform a apei pe terenul irigabil;- evacuarea apei ce prisosete, numit ap rezidual (i care poate fi utilizat

pentru irigaii) .Datorit deosebirlor ntre consumul specific de ap, plantele au fost mprite, dup

necesarul lor de ap, n urmtoarele grupe:

1) Plante cu cerine mici de ap: pritoarele;2) Plante cu cerine medii de ap: furajerele;3) Plante cu cerine mari de ap: leguminoasele;4) Orezul cu cel mai mare consum de ap.n general, necesarul apei de irigaie rezult din urmtorul bilan:

epopi MWWMW , [m3/ha] (3.16)


29/69


]


- 27 -

n careMp este volumul de ap necesar producerii recoltei programate, calculat conformrelaiei 3.7;

Wo -rezerva de ap din stratul activ al solului, existent n momentul nsmnrii;Wp - cantitatea probabil de precipitaii din timpul perioadei de vegetaie. Se

consider, pe baza observaiilor pluviometrice dintr-o perioad de cel puin 15...20 de ani,precipitaiile cu asigurarea de 80%. Se neglijeaz ploile mai mici de 5 mm;

Me - pierderile de ap prin evaporaie n timpul perioadei de vegetaie. Se

consider egal cu 0,5Mp.

3.4 Norme i termene de udareExpresia 3.15 reprezint cantitatea de ap ce trebuie dat efectiv solului n decursul

ntregii perioade de vegetaie, pentru a obine recolta dorit, precum i pentru a menine ispori fertilitatea solului. Nu se consider cazurile frevente cnd irigaiile se continu i nafara perioade de vegetaie, n vederea nsmnrilor de toamn i pentru asgurarearezervei de ap n perioada de vegetaie urmtoare.

Raportul dintre norma de irigare netMn i norma de irigare brutMbr este:

br

n

M

M (3.17)

i se numete coeficient de aciune util a apei de irigaie care exprim mrimeapierderilor de ap n sistemul de irigaie raportate la suprafaa de un hectar. Interesul estede a majora acest coeficient la o valoare ct mai apropiat de 1.

Bilanul apei se calculeaz succesiv pentru fiecare decad a perioadei de vegetaie,astfel nct la sfritul perioadei s rezulte totalul datelor de intrare (apa provenit din ploii din adncimea stratului activ) i al celor de ieire (apa consumat prin transpiraie ipierdut prin evaporaie). Rezultatele se introduc ntr-un tabel.

Pentru a stabili normele i termenele de udare, se ntocmete graficul udrilor.Schema de irigaie se ntocmete, pentru fiecare cultur, n 3 variante: pentru un an

cu secet mijlocie, pentru un an cu umiditate mijlocie i pentru un an secetos. Se aplic

varinata indicat de prognoza meteorologic, se adapteaz dup cerinele reale i sembuntete an de an pe baza rezultatelor din producie.

CAPITOLUL 4. PREZENTAREA GENERAL A INSTALAIILOR DEIRIGAT CU TAMBUR I FURTUN

Aceste instalaii sunt cunoscute n literatura de specialitate sub denumirea deroller sau enrouleur i au o extindere foarte mare n special n Europa. Instalaiile suntde mai multe tipuri, difereniate n special prin diametrul furtunului de la 40 la 140 mm,lungimea acestuia de la 100 la 600 m, tipul acionrii i presiunea de lucru.

Varietatea mare de tipuri de instalaii se datoreaz n special schemelor de irigat

folosite, a regimului hidraulic existent i a texturii solurilor ce se irig.n funcie de grupul de acionare hidraulic a instalaiei, acestea pot fi acionate cu: turbin (Francis sau Pelton); motor hidrostatic liniar (piston sau burduf). De asemenea, n funcie de presiunea de lucru, instalaiile pot lucra la: presiune joas (mai mic de 0,3 MP); presiune medie i nalt.

Aceste instalaii au o pondere de 70...80% din totalul instalaiilor de irigat n Frana,iar majoritatea firmelor productoare sunt n Europa.


30/69


]


- 28 -

Cercetrile efectuate pe aceste instalaii urmresc reducerea consumului energetic, extinderea domeniului de utilizare, mbuntirea parametrilor tehnic funcionali,realizarea condiiilor ergonomice de lucru, nlturarea cauzelor care produc poluareamediului, mrirea gradului de mecanizare i automatizare, controlul procesului de irigat,reducerea preului de cost i reducerea cheltuielii de exploatare.

Instalaiile de irigat prin aspersiune cu tambur i furtun sunt destinate udrii cu apconvenional curat sau uzat a tuturor culturilor de cmp, indiferent de talie, cultivate n

sistemele de irigaii cu conducte sub presiune sau surse de ap i agregate de pompare.Instalaiile sunt prevzute s lucreze pe terenuri plane, cu pante locale mici pedirecia transversal sau longitudinal celei de deplasare a aspersoarelor. n timpulfuncionrii instalaiilor planul roilor saiului trebuie s fie deasupra planului crucioruluisau cel puin la acelai nivel, pentru a evita pierderile de presiune.

4.1. Instalaia de irigat cu tambur i furtun IATF 300.Sistemele de irigaii realizate din ara noastr n ultimii 30 de ani, au distana ntre

antene de 432 m, 612 m i 800 m.Instalaia de irigat prin aspersiune cu tambur i furtun IATF-300 (proiectant: INMA

Bucureti; fabricant: S.C. Legmas S.A. Nvodari) a fost conceput i realizat pentru alucra n sistemele de irigaii cu distane ntre antene de 612 m, acestea ocupnd

majoritatea suprafeelor amenajate.Aceste instalaii pot fi utilizate att la administrarea apelor convenional curate ct i

a celor uzate (industriale, oreneti sau din zootehnie).Instalaia IATF-300 este destinat s lucreze pe terenuri plane, avnd pante locale

pe direcia transversal celei de deplasare de maxim 5% i fr obstacole (anuri, pomi,linii de iualta tensiune, etc.).

n figura 4.1 este reprezentat instalaia de irigat cu tambur i furtun acionat cuturbin hidraulic de tip Francis, n poziia de lucru, cu tamburul rotit. n figura 4.3 seprezint desenul de ansamblu al instalatiei IATF-300, iar n figura 4.2 se prezintcruciorul portaspersoare n timpul lucrului, cu care este echipat instalaia IATF 300.

Fig.4.1 Instalaia IATF 300 pe o poziie de lucrucu tamburul rotit

Instalaia este alctuit din urmtoarele subansambluri principale (fig. 4.3):asiul (1), turela (2), tamburul (3), instalaia hidraulic (4), cruciorul portaspersoare (5) imecanismul de nfurare rapid (6).

4.2. Modul de funcionare al instalaiei de irigat cu tambur i furtun IATF 300acionat cu turbin

Instalaia se transport n agregat cu un tractor de 65 CP pe drumul amenajat pelinia antenei la unul din hidrani, unde urmeaz s ocupe dou poziii de lucru.


31/69


]


- 29 -

Ajuns n dreptul hidrantului se fixeaz picioarele de sprijin i cricul n poziie delucru i se decupleaz de la tractor. Se pivoteaz turela, se frneaz tamburul prinacionare manual i se ntinde furtunul cu ajutorul tractorului.

Fig. 4.11 Schema cinematic a instalaiei IATF 300 acionat cu turbin

n figura 4.11 este prezentat schema cinematic a instalaiei IATF 300.Pe axul turbinei hidraulice Francis se afl montat un variator de curea (Dp=180...80)

care transmite micarea de rotaie prin intermediul unui demultiplicator cu roi dinate n 4trepte la pinionul dinat al transmisiei de acionare cu lan Gall al tamburului (fig.4.11). Apa

destinat udrii, aflat sub presiune, trece prin robinetul sferic Dn 100, ptrunde n axultamburului, apoi n conducta vertical metalic i mai departe n furtunul flexibil dinpolietilen. De aici apa ajunge la aspersoarele situate pe crucior i este mprtiat peteren (circuitul de irigat).

nainte de a intra n axul tubular al tamburului care face legtura cu tubul flexibil dinpolietilen, apa sub presiune trece printr-o ramificaie (baipas) i intr n turbin careantreneaz variatorul de turaie i transmite mai departe micarea la reductorul cu roidinate. Reductorul pune n micare pinionul de lan pentru transmiterea micrii ctretambur (fig.4.11).

Datorit rotirii tamburului furtunul se nfoar pe acesta i cruciorulportaspersoare se retrage ctre instalaie, aspersoarele irignd terenul pe care sedeplaseaz. Micarea de rotaie a tamburului este transmis dispozitivului de stabilire a

pasului de nfurare a furtunului prin intermediul unei transmisii cu lan.Pe axul dispozitivului de oprire automat se afl palpatorul pentru uniformizarea

vitezei de deplasare a cruciorului (fig.8 poziia 8) care, n funcie de numrul de straturide furtun nfurate pe tambur regleaz printr-un sistem de prghii robinetul (fig.8 poziia7) situat pe conducta de evacuare a apei din cilindrul hidraulic de comand automat avariatorului (fig.8 poziia 6). Odat cu creterea numrului de spire (de furtun) nfuratepe tambur are loc i o cretere implicit a diametrului de nfurare a furtunului. Ca urmarea acestui fapt se produce mrirea vitezei unghiulare de nfurare a furtunului pe tamburavnd drept rezultat creterea vitezei tangeniale de transport a cruciorului. Acest fapt nueste admisibil deoarece s-ar produce modificarea normei de udare prestabilite (care


32/69


]


- 30 -

trebuie s rmn constant) n sensul micorrii ei. Pentru evitarea acestui fenomen ipentru pstrarea constant a vitezei de deplasare a cruciorului n timpul lucrului a fostconceput mecanismul pentru uniformizarea vitezei de deplasare a cruciorului.

Ajuns n apropierea tamburului, cruciorul acioneaz asupra mecanismului denchidere automat care comand prin intermediul unui sistem de prghii nchiderea vaneisferice Dn 100 de pe conducta principal de alimentare cu ap a instalaiei. Aceasta vantrerupealimentarea cu ap a ntregului sistem hidraulic (se ntrerupe circuitul de irigat).

Acesta este circuitul de comand.n aceast poziie instalaia este gsit de ctre echipa de deservire format dintractorist i udtor, care suspend pe picioarele de sprijin cruciorul i pivoteaz apoiturela cu 180. Cruciorul portaspersoare va ajunge n dreptul celuilalt culoar, opus celuiunde s-a efectuat irigaia precedent conform schemei de lucru din figura 4.13. Cruciorulse coboar pe picioarele de sprijin cu ajutorul tiranilor.

Fig. 4.12 Mecanism pentru reglarea vitezei alInstalaiei IATF 300 acionat cu turbin

4.3. Instalaiile de irigat cu tambur i furtun fabricate de CERITEX BRAOV iIRIDEX GROUP

Prezentarea general a Instalaiilor de irigat CERITEXS.C. CERITEX S.A. Braov produce o gam larg de instalaii de irigat cu tambur i

furtun, cuprinznd instalaiile cele mai mici destinate cultivatorilor de legume - instalaiiavnd diametrul furtunului de 40 mm i lungimea de 125 m precum i instalaii destinateexploataiilor agricole medii i mari - avnd diametrul furtunului de 110 mm i lungimicuprinse ntre de 300 i 500 m.


33/69


]


- 31 -

Fig.4.14 - Instalaia de irigat prin aspersiune, cu tambur i furtun

IUA-110.300CERITEX Braov produce dou familii constructive de instalaii:

1.- instalaii prevzute cu crucior port-aspersoare2.- instalaii prevzute cu rampe de irigat echipate cu duze de joas presiune

4.4 Instalaii de irigat prin aspersiune cu tambur i furtun fabricate de firmaIRRIFRANCE (Frana)

Firma IRRIFRANCE fabric 138 de modele (tipuri) de instalaii i 18 tipodimensiunide furtunuri din polietilen.

Instalaiile IRRIFRANCE au dimensiuni ale furtunurilor de la 44 mm pn la 125

mm i pot fi acionate cu turbine Francis i turbine Pelton.Specific acestor instalaii sunt tipurile de acionri i furtunul din polietilen care esterezultatul unor cercetri profunde.

Instalaia prezentat n fig. 4.17 prezint urmtoarele caracteristici : acionare cu turbin confecionat n ntregime din font, cu pierderi de sarcin

reduse, plaj mare de debite i cuplu foarte ridicat ; bypass-ul turbinei este monobloc, din font, avnd ncorporate vane pentru

reglaje i oprire automat ; transmisia este realizat printr-o cutie de viteze cu dou trepte ; pe tambur este montat o frn automat pentru derulare ; rotaia turelei se realizeaz fr efort, cu demultiplicator mecanic sau acionat

hidraulic (opional), cu blocare automat la orice unghi ; nfurarea tubului pe tambur este controlat cu un palpator mecanic cu control

electronic ; palpatorul este montat n poziie avansat pentru o mai bun protecie a tubului

din PE ; sape de ancoraj galvanizate la cald cu comand mecanic prin cremalier sau

(opional) hidraulic; repartiia maselor bine studiat n vederea obinerii unei stabiliti maxime ; centru de greutate cobort ; decuplare automat prin comand mecanic ;


34/69


]


- 32 -

dispozitiv de remorcare reglabil n nlime ; comand electronic a ansamblului monobloc al vanelor i presostatului.

Fig. 4.17. Instalaia de irigat cu tambur i furtun IRRIFRANCE - OPTIMA

4.5. Instalaii de irigat prin aspersiune cu tambur i furtunfabricatede firma BAUER

Firma Bauer din Austria realizeaz instalaii de irigat prin aspersiune cu furtun itambur i le comercializeaz n Romnia prin Export Consult.

Specific acestor instalaii este funcionarea la presiuni reduse datorit grupului deacionare hidraulic i a dispozitivelor de mprtiere a apei (aspersoare sau

microaspersoare) care pot lucra n aceste condiii ct i la irigaia cu ape uzate.

Astfel, pentru acionarea hidraulic firma a conceput mai multe tipuri care se vorprezenta n continuare.

Acionarea cu turbin montat pe by-pass. Fa de circuitul principal, firmaBauer a construit o turbin pentru nfurarea furtunului instalaiilor de irigat. Cea maimare parte a apei de irigat traverseaz nestingherit turbina i doar o mic parte trece pecircuitul principal determinnd modificarea turaiei turbinei i implicit viteza de nfurare(norma de irigat). Un turometru va permite alegerea turaiei dorite i implicit a normei deirigat.

Acionarea cu turbin Bauer pentru curent. Bauer a fost un deschiztor dedrumuri n dezvoltarea turbinelor speciale, pentru instalaiile de irigat.

O turbin de concepie complet nou, fr By-Pass i sistem Varia care se apropie

de motorul hidraulic cu piston Bauer i care echipeaz instalaiile Bauer simbol TI, acrescut randamentul turbinei cu pn la 80% iar pierderea de presiune s-a micorat pnla 60%. Pentru utilizare este necesar doar un organ de reglare cu care se poate alegeviteza de nfurare dorit. Turbina lucreaz automat n regim de eficien ideal.

Firma BAUER a dezvoltat i realizat o instalaie de irigat care nglobeaz experienaa peste 20 de ani de studii i cercetri n domeniu (fig 4.20).

Tipul instalaiei cu tamburi furtun

Acionare cuturbin


35/69


]


- 33 -

Diametrul furtunului 50 mm Lungimea furtunului 110; 125; 160 m Diametrul duzei aspersorului 9; 10; 12; 14; 17 mm Presiunea la duz 2...4 bar Presiunea apei la intrare 3,2...7,3 bar Viteza de retragere a cruciorului 5...30 m/h Limea fiei udate 35...69 m Greutatea goal 300; 315;

330 kg Greutatea cu ap 470; 490; 550 kg Ecartament

1175 mm Pneuri

145 R 15 Dimensiuni: Llh

351513501400

Fig. 4.20 - Instalaia de irigat BAUER RAINBOY echipat cu turbina Pelton pentrucurent tip TI

4.6. Instalaii de irigat prin aspersiune cu tambur i furtun fabricate defirmele FERBORAIN i TURBOCAR (Italia)

Domeniul de utilizare. Instalaiile de irigat prin aspersiune cu tambur i furtunIDROFOGLIA (Model J2 i G5 TURBOCAR i FERBORAIN), sunt destinate udrii cu apconvenional curat a tuturor culturilor de cmp, indiferent de talie, cultivate n sistemelede irigaii cu distana ntre antene de 612 m pn la 1000m. Instalaia este prevzut slucreze pe terenuri plane sau cu pante locale de maximum 5 % i fr obstacole (anuri,linii de nalt tensiune, etc), pe direcia transversal sau longitudinal celei de deplasare aaspersoarelor.

Instalaia de irigat cu tambur model G5 (fig.4.24). La aceast instalaiedispozitivul de irigat este format dintr-un aspersor cu jet reactiv tip CENTURY,cu zona deirigat n sector de cerc i duze de 26, 28, 30, 32, 34


36/69


]


- 34 -

Fig. 4.24. Instalaia de irigat cu tambur IDROFOGLIA mod. G5 FERBORAIN

Instalaiile de irigat FERBORAIN - Model GHAceste instalaii se remarc n mod deosebit prin echiparea cu urmtoarele

agregate i dispozitive: Acionarea hidraulic a tuturor prilor mobile ale mainii; Compresor pentru golire n vederea stocrii pe timp de iarn; Calculator de urmrire , comand i control al procesuluide lucru; Pot fi dotate cu arip de ploaie rabatabil

Fig 4.25 Instalaiile de irigat FERBORAINmodel GH sunt dotate cu

compresor pentru golire i calculator

CAPITOLUL 5. OPORTUNITATEA ABORDRII CERCETRILOR PRIVINDPERFECIONAREA INSTALAIILOR DE IRIGAT PRINASPERSIUNE CU TAMBUR I FURTUN

Cercetrile n acest domeniu sunt necesare din mai multe considerente.I) n primul rnd, culturile care trebuie udate sunt foarte diferite, de la culturi cu talia

joas la culturi cu talia nalt sau de la culturi de cmp la culturi horticole. Acestea suntsemnate n diverse scheme, au nevoie de ap n toate fazele de vegetaie i se gsescpe suprafee de dimensiuni diferite.


37/69


]


- 35 -

II) n al doilea rnd, apa cu care lucreaz poate fi de caliti diferite. De la apaconvenional curat la apa uzat (cu concentraii maxime 1:1 [32], udnd i cu ap ncare s-au dizolvat ngrminte chimice - fertirigaie).

Regimul hidraulic de lucru al instalaiilor este foarte extins. De la debite i presiunimici la debite i presiuni mari sau de la surse de ap din sisteme fixe (hidrani) Ia sursede ap mobile (agregate de pompare).

III) n al treilea rnd, orografia1 terenurilor, textura solurilor i mrimea parcelelor

sunt variate.Udarea trebuie s se efectueze de la norme mici la norme mari de udare sau de laintensiti mici de udare (pe soluri cu textur grea) la intensiti mari.

IV) n al patrulea rnd, modificrile climei din ultimul deceniu au fcut ca perioadelesecetoase i variaiile mari ale temperaturii s se repete la intervale mici de timp. Deaceea se impune aplicarea udrilor cu norme mai mici de udare i n faze de vegetaiediferite.

Tendina actual n construcia de instalaii de irigat cu tambur i furtun este degeneralizare a acionarii acestora cu turbin i de nlocuire a acionrilor cu brduf sau cupiston, datorit problemelor de ordin tehnic pe care acestea din urm le-au avut n timpulfuncionrii, precum i a fiabilitii sczute a acestui tip de acionri.

n cadrul tezei s-au fcut urmtoarele studii teoretice, cu titlu de noutate (nu au fostabordate n alte lucrri):

- Studiul teoretic cu privire la cinematica unei particule din curentul de ap ceparcurge tubul de pulverizare. Cercetarea teoretic cu privire la aceti parametri, n scopuloptimizrii procesului este complex, mai ales c aceasta trebuie justificat prin cercetriexperimentale n condiii de cmp folosit pentru culturi irigate. Se nelege c acestecercetri ar putea fi continuate de specialiti n domeniul agrotehnicii culturilor irigate.

- Studiul teoretic asupra cruciorului port aspersor. Studiul teoretic efectuat este utilpentru optimizarea stabilitatii de deplasare pe direcia de deplasare a cruciorului portaspersor n procesul de irigare a instalaiei de irigat cu tambur.

- Cercetri teoretice cu privire la instalaiile de irigat prin aspersiune cu tambur ifurtun IATF 300.

Prin studiile teoretice efectuate de autorul prezentei teze de doctorat s-aumbuntit parametrii constructivi i funcinali i pe baza acestora, indicii calitativi de lucruai instalatiilor de irigat cu tambur i furtun.

CAPITOLUL 6. CERCETRI TEORETICE CU PRIVIRE LA INSTALAIILE DEIRIGAT PRIN ASPERSIUNE CU TAMBUR I FURTUN

n acest capitol se prezint cercetrile teoretice cu privire la subansamblurileinstalaiilor de irigat prin aspersiune cu tambur i furtun. Cetetrile s-au efectuat la

urmtoarele subansambluri : instalaia hidraulic, cruciorul cu dispozitive dedistribuie a apei i furtunul din polietilen.

6.1. Cercetri teoretice cu privire la instalaia hidraulic

Instalaia hidraulic realizeaz circulaia apei sub presiune de la surs lafurtunul din polietilen. Aceasta se compune (fig. 7.1.) dintr-un grup de acionare

1 Orografie: ramur a geografiei fizice care se ocup cu studiul formelor de relief (dup altitudine) sursa:NODEX Copyright 2007 Litera International (Noul Dicionar Explicativ al limbii romne)


38/69


]


- 36 -

hidraulic, un mecanism pentru uniformizare a vitezei de nfurare i un mecamsmpentru oprirea automat a alimentriicu ap.

Grupul de acionare hidraulic [82] are rolul transformrii energieihidraulice a apei n energie mecanic necesar nfurrii furtunului i se compunedintr-un motor hidraulic i o transmisie.

Motoarele hidraulice folosite pentru acionarea instalaiilor pot fi cu piston(sau burduf) cu simplu efect (fig. 7.1.a), piston cu dublu efect (fig 7.2 i 7.3) sau cu

turbin (fig. 7.1.b; 7.4 i 7.5).Acionarea hidraulic cu piston cu simplu sau dublu efect este simplconstructiv i mai puin costisitoare, dar necesit ap filtrat, iar apa evacuat dinmotor se distribuie lng instalaie.

Mecanismul pentru uniformizarea vitezei de rotaie este necesar pentrumeninerea unei viteze de deplasare constante a cruciorului n timpul funcionriiinstalaiei. Mrirea vitezei cruciorului se datoreaz mririi diametrului de nfurare petambur a furtunului i micorrii forei rezistente necesar tractrii furtunului.

Gradul de variaie a vitezei datorit mririi diametrului de nfurare a furtunului poatefi de circa 13% [16] iar datorit micorrii lungimii desfurate a furtunului de circa 30% [16].Astfel, n unele situaii, gradul de variaie a vitezei poate depi 50% (la instalaiile cu 5-6straturi de furtun i lungimi de 400 - 500 m).

Mecanismul pentru uniformizarea vitezei (fig.7.1) se compune dintr-un palpator careurmrete nivelele de nfurare ale furtunului pe tambur, o vana cu debit variabil i unsistem de prghii. n momentul cnd furtunul se nfoar pe alt strat, palpatorul cusistemul de prghii acioneaz vana care, la rndul ei, variaz debitul de alimentare almotorului. Prin modificarea frecvenei (sau turaiei) motorului hidraulic, se modific iviteza de nfurare a furtunului pe tambur.

Fig. 6.1. Schema instalaiei hidraulice1-motor hidraulic, 2-palpator, 3-opritor, 4-distribuitor, 5-transmisie, 6-filtru,

7-van; 8-van cu debit variabil; 9-variator de turaie.

6.2. Cercetri teoretice cu privire la cruciorul cu dispozitive de distribuie aapei.

Cruciorul cu dispozitive de distribuie a apei sau cruciorul port aspersoareefectueaz udarea prin distribuia uniform a ploii sub form de picturi, cu ajutoruldispozitivelor existente pe crucior i prin tractarea acestuia de ctre furtunul de polietilencare se nfoar pe tambur.


39/69


]


- 37 -

Principalele pri componente sunt : mecanismul de rulare (4), cadrul (2), conductade alimentare (1) i dispozitive de distribuie (6).

Fig. 6.11. Cruciorul portaspersoare1 conducta de alimentare; 2.-.cadrul cruciorului; 3 bara de tractiune;4 trenul de rulare al cruciorului; 5 dispozitivul de cuplare al furtunului;

6 - aspersor

Principalii parametri ai crucioarelor cu dispozitive de distribuie a apei sunt:

Durata udrii pe poziie T' cu temporizarea funcionrii este:

T'=T+AT,[h] (6.32)

sau:

1

' 2

r

T L R ,[h] (6.33)

n care L este lungime desfurat a furtunului , n [m];R - raza de udare a aspersorului, n [m];A - durata staionrii pe poziie la nceperea i terminarea udrii, n [h];T - durata nfurrii furtunului, n [h].

Norma de udare administrat de apa evacuat din motor(mM)este :

4

2

1

10 pM

Vm

R

,[m3/h] (6.34)

n care R1 este raza de udare a aspersorului de la motor, [m];mM - norma de udare administrat de apa evacuat din motor, [m3 /ha].

Debitul instalaiei (QI) , este n funcie de norma de udare, numrul duzelor,diametrul lor i presiunea la aspersor:


40/69


]


- 38 -

(6.35)

,[m3/h] (6.36)

n care Qiestedebitul mediu Ia fiecare dispozitiv de distribuie a apei, n [m3/h].

I aQ k H , [m3/h] (6.37)

n care k este oconstant care depinde de diametrul duzei;Ha - presiunea la aspersor, [kPa].

Experimental, debitul instalaiei se determin cu un apometru care contorizeazvolumul de ap (V) ntr-un timp (t1) msurat cu un cronometru:

1

3,6I VQt

, [m3/h] (6.38)

n care V este volumul de ap contorizat cu apometru, [m3];t1- timpul ct s-a msurat volumul (V), [s]

Presiunea la instalaie (HI)(fig. 6.9), este :

HI =Ha +J1 +J2, [kPa] (6.39]

n care Ha este presiunea la aspersor, n [kPa];J1 - pierderea de sarcin pe instalaia hidraulic, n [kPa].J2- pierderea de sarcin pe furtun, n [kPa];

Conformlucrrii [24], presiunea la aspersor este :

2 40,935a aH Q

, [kPa] (6.40)

n care Qa este debitul aspersorului sau duzei, [m3/h];

- diametrul duzei aspersorului, [mm].Presiunea la aspersor este n funcie de diametrul duzei i debitul aspersorului,

conform relaiei 6.40.Pierderea de sarcin pe furtun J2 este n funcie de diametrul interior al tubului i

viteza apei n seciunea dat. Rezult deci c pierderea de sarcin pe furtun este inversproporional cu diametrul furtunului.

Intensitatea medie orar (Ih), este :

10

Rh

m VI

R

[mm/h] (6.45)

n care R este raza de udare a aspersorului, [m].

3

4,[m /h]

10

rI

m EQ

1

n

I i

i

Q Q


41/69


]


- 39 -

Intensitatea medie orar este mai mare la instalaiile care ud cu duze mai multe

(doua sau mai multe aspersoare) i mai mic la instalaiile cu o duz (aspersor).Conform relaiei (6.45), intensitatea medie orar este dependent de norma de

udare (m), viteza de nfurare a furtunului (Vr) i raza de udare (R).

Pluviometria (p) [63], are expresia ;

310 I

r

Qp

E V

, [mm] (6.46)

Pluviometria variaz invers proporional cu viteza de nfurare (Vr) i limea delucru n schem (E) i direct proporional cu debitul instalaiei (Qi).

Raza de udare (R), se calculeaz cu relaia :

0,63 aR k H (6.47)

n care k = 1,0 pentru debite i intensiti mici;k =0,85...0,95 pentru debite i intensiti normale ; =diametrul duzei, n [mm] ;Ha = presiunea la aspersor, n [mCa] .

Limea benzii udate n schem (E), (fig. 6.12) este :

E = CR,[m] (6.48)

n care E este limea benzii udate n schema, n [m] ;C este coeficient ce ine seama de viteza vntului i poate avea valorile [82] :

C = 1,6 pentru viteza vntului cuprins ntre 0...10 km/h ; C = 1,5 pentru viteza vntului cuprins ntre 10...20 km/h ; C = 1,4 pentru viteza vntului cuprins ntre 20...30 km/h .

6.3. Cercetri privind stabilitatea n deplasare a cruciorului de susinere itransport al instalaiei de irigat cu tambur i furtun [98]

6.3.1. IntroducereCruciorul portaspersoare (fig.6.13) are rolul de deplasare i susinere aaspersoarelor n timpul nfurrii / desfurrii furtunului pe/de pe tambur.

Fig. 6.13. Cruciorul portaspersoare al instalaiei deirigat IATF 300


42/69


]


- 40 -

Este realizat dintr-o bar de traciune (3), fiind prevzut cu dou roi metalice (2)

cu ecartamentul variabil i o conduct suport (1) pe care este montat roata pivotant (4).Cruciorul cu dispozitive de distribuie a apei efectueaz udarea prin distribuia

uniform a ploii sub form de picturi, cu ajutorul dispozitivelor existente pe crucior i printractarea acestuia de ctre furtunul de polietilen care se nfoar pe tambur.

6.3.2. Studiul asupra modelului mecanic al cruciorului port aspersoare

Sistemul de rulare al cruciorului port aspersoare poate fi materializat printr-unsistem de roi libere pe axe n numr de 2, 3 sau 4 care preiau toat greutateaansamblului. Astfel, modelul mecanic de studiu se prezint n figura 6.14 n care :

F - fora de propulsare acruciorului;Q greutatea cruciorului;R reaciunea solului asupraroilor care se descompune n:

N reaciunea normal;T fora de aderen;r raza roii cruciorului;s coeficientul de frecare derostogolire

Fig.6.14 Modelul mecanic pentru studiul cruciorului p

Documents

NedelcuMihail rolul aspresoarelor