|
Режим работы устройства для внесения микроэлементов с поливной водой различного состава и минерализации
УДК 631.81.095:631.67
B.C. Соболевский, инж.;
Н.А.Волокитина, инж.
Эффективность систем с дождевальной и поливной техникой в значительной мере определяется интенсивностью ее использования. В этой связи большое значение имеет широкое применение специальных устройств для внесения микроэлементов цинка, меди, молибдена и кобальта с водой при дождевании.
В нашей стране в течение нескольких лет в производственных условиях на территории колхоза им. XXI съезда КПСС Херсонской области и в совхозах «Заветы Ильича» Минской области, «Тартово» Гродненской области действуют экспериментальные системы, на которых кроме полива обеспечивается внесение с поливной водой при дождевании микроэлементов, получаемых с помощью специальных устройств. Многолетними исследованиями доказаны эффективность и экономичность новой технологии подачи микроэлементов [I, 2] .
В процессе эксплуатации устройства появилась необходимость в изучении влияния на работу установки для получения и внесения микроэлементов степени минерализации и анионного состава природных вод, а также слабоконцентрированных растворов минеральных удобрений, которые могут быть пропущены через устройство при совмещении удобрительных поливов макро- и микроэлементами. Был поставлен ряд опытов, в которых оценка производилась по изучению вольтамперной характеристики установки.
В первой серии опытов определялась степень воздействия наиболее часто встречающихся в природных водах анионов Cl, HCO3, SO4 на изменение токовых характеристик устройства для внесения микроэлементов. Растворы с характерным для природных оросительных вод содержанием анионов готовили на дистиллированной воде в следующих концентрациях: 5; 2,5; 1; 0,5 мг-экв/л. Катионом был натрий.
Действие слабоконцентрированных растворов минеральных удобрений, пропускаемых через устройство, на вольтамперную характеристику устройства изучалось во второй серии опытов. Растворы минеральных удобрений готовили на оросительной воде с минерализацией 190 мг/л. Для этого использовали рекомендованные для внесения с поливной водой аммиачную селитру, аммофос, хлористый калий и гипс. Концентрацию растворов минеральных удобрений рассчитывали исходя из дозировок наиболее часто применяемых в производстве.
При испытании в лабораторных условиях использовали устройство со следующими анодными элементами.
|
Длина, мм |
Диаметр, мм |
Масса, г |
Цинк |
302 |
40,0 |
3470 |
Медь |
397 |
37,5 |
3235 |
Кобальт |
114 |
36,5 |
1045 |
Молибден |
214 |
40,4 |
2535 |
Напряжение на устройство подавалось с помощью блока питания марки ВСА-5К (I ступень - 0-40 В; II ступень - 40-65 В). Время электролиза при снятии вольтамперных характеристик по каждой концентрации растворов ограничивали пятью минутами, так как считается, что при соблюдении оптимальных режимов работ установок наблюдается постоянство электрохимических процессов. Токовые характеристики снимали при включении всех четырех элементов.
На стенде в лаборатории и в производственных условиях при поливе ЭДМФ «Кубань» были сняты токовые характеристики в процессе работы устройства на природной воде различной минерализации. Устройство было укомплектовано анодами, имеющими размеры:
|
Длина, мм |
Диаметр, мм |
Масса, г |
Цинк |
396 |
40,80 |
3600 |
Медь |
295 |
40,10 |
3400 |
Кобальт |
113 |
39,65 |
1200 |
Молибден |
210 |
39,40 |
2300 |
Данные испытаний помещены в табл. 1...3.
Величина удельной, электропроводимости растворов минеральных удобрений и искусственно приготовленной оросительной воды, зависящая от анионного состава и концентрации солей, влияет на вольт- амперный режим процесса в устройстве для внесения микроэлементов.
При каждом из подаваемых напряжений при увеличении концентрации почти всех электролитов увеличиваются показания токовых характеристик (табл.1...2). Исключение составляют растворы аммофоса в концентрациях 40...80 мг/л, снижающие показания тока по сравнению с показаниями, снятыми на чистой воде (табл.2.). Это обстоятельство, очевидно, можно объяснить известной способностью фосфатов действовать противокоррозионно [3]. В данном случае фосфор аммофоса в указанных концентрациях подавляет течение электролитических процессов в устройстве.
По активности воздействия на вольтамперный режим устройства анион Cl' занимает первое место, бикарбонаты HCO3; и сульфаты SO4 приблизительно одинаковы и следуют за анионом хлора (табл.1). При концентрации в оросительной воде анионов хлора в количестве 177 мг/л (5 мг-экв/л NaCl), необходимый для процесса ток в 5... 10 А можно получить при напряжении до 36 В (табл.1).
Электрическая проводимость оросительной воды при добавлении в нее комплексных удобрений повышается настолько, что позволяет вести процесс, используя напряжение в интервале 12...24 В вместо 24...50 В (табл.2).
При работе устройства на оросительной воде повышенной минерализации для получения высоких токовых характеристик требуется незначительное напряжение. Так, при включении всех четырех электродов в устройстве, работающем на воде р. Ингулец (плотный остаток- 800 мг/л), ток силой 10...11 А устанавливается при напряжении 12 В (табл.3). Если в данную оросительную воду в период работы устройства вводить дополнительные элементы, то блок питания выйдет из строя.
На основании приведенных материалов можно сделать следующие выводы.
За счет повышения степени минерализации оросительной воды до допустимых пределов уменьшается расход энергии, необходимой для проведения процесса в устройстве. Но при этом необходимо изучить влияние введенных в оросительный поток анионов и катионов на выход по току цинка, меди, кобальта и молибдена. До выяснения этого вопроса не рекомендуется вносить с поливной водой при дождевании одновременно микроэлементы и минеральные удобрения.
Таблица 1. Зависимость вольтамперной характеристики устройства от концентрации и анионного состава солей |
Концентрация электролита
мг-экв/л (на дистил.в.) |
Количество, мг/л |
Удельная электропроводимость
(t = 20°С), См/см |
Сила тока, А при напряжении, В |
соли |
ионов |
до процесса |
после процесса |
12 |
24 |
36 |
50 |
Вода дистиллиров. |
- |
- |
0,00004 |
0,00005 |
0,24 |
0,50 |
1,00 |
1,25 |
NaCl |
NaCl |
Cl’ |
|
|
|
|
|
|
5,0 |
300 |
177 |
0,00077 |
0,00060 |
3,90 |
7,50 |
14,50 |
За шкалой |
2,5 |
150 |
89 |
0,00042 |
0,00044 |
2,20 |
4,50 |
8,50 |
10,50 |
1,0 |
60 |
35 |
0,00021 |
0,00022 |
1,25 |
2,50 |
4,00 |
5,25 |
0,5 |
30 |
18 |
0,00012 |
0,00013 |
0,70 |
1,40 |
2,20 |
3,10 |
NаHСО3 |
NаHСО3 |
HСО’3 |
|
|
|
|
|
|
5,0 |
420 |
ЗСб |
0,00054 |
0,00055 |
2,70 |
6,25 |
9,50 |
14,00 |
2,5 |
210 |
152 |
0,00027 |
0,00029 |
1,60 |
3,30 |
5,20 |
7,20 |
1,0 |
80 |
61 |
0,00010 |
0,00012 |
0,60 |
1,30 |
2,10 |
3,00 |
0,5 |
40 |
30 |
0,00007 |
0,00007 |
0,40 |
1,00 |
1,50 |
2,10 |
Na2SO4 |
Na2SO4 |
SO’’4 |
|
|
|
|
|
|
5,0 |
360 |
245 |
0,00062 |
0,00063 |
2,10 |
6,00 |
9,00 |
13,00 |
2,5 |
180 |
122 |
0,00034 |
0,00043 |
1,50 |
3,60 |
5,50 |
8,00 |
1,0 |
70 |
49 |
0,00016 |
0,00019 |
0,60 |
1,60 |
2,40 |
3,60 |
0,5 |
35 |
24 |
0,00009 |
0,00011 |
0,30 |
0,80 |
1,20 |
2,00 |
Список использованной литературы
- Москвичев Ю.А., Абрамов А.Ф. и др. Рекомендации по внесению микроэлементов цинка, меди, кобальта и молибдена с водой при дождевании на зернокормовых севооборотах. Коломна, I990.
- Москвичев Ю.А., Соболевский B.C. и др. Внесение микроэлементов при орошении дождеванием. - Гидротехника и мелиорация, 1981, № 4,
- Бродягин Б.В. Способ обработки котловой воды на тепловых электростанциях. А.с. 248703, с.23 11/OS , бюллетень № 24, 1969.
перейти в раздел Статьи
|