Program badań

Badaniami objęto wszystkie 12 typów rozpylaczy, wyszczególnionych w rozdziale trzecim. Rozpylacze do badań zużycia wybrano losowo po 5 sztuk z zakupionych i otrzymanych od firm, jednakowego kodu kolorowego, tego samego typu i wielkości oraz o tym samym kącie rozpylania. Wybrane rozpylacze ponumerowano.

Program badań zużycia rozpylaczy opracowano przy założeniu wielokryterialnej oceny prawidłowego działania rozpylaczy w funkcji ich czasu pracy. Obejmował on badanie, w funkcji czasu pracy, następujących parametrów rozpylaczy:

– natężenia przepływu, 5 rozpylaczy z każdego typu, 12×5×4=240 prób,

– nierównomierności opadu cieczy na płaszczyznę poziomą, z każdego typu, 1 rozpylacz centralny + 4 rozpylacze zasilające (w 2 powtórzeniach), 12×2×4=96 prób,

– widma kropel cieczy rozpylanej przez rozpylacz, 5 rozpylaczy z każdego typu, 12×5×4=240 prób,

– pomiar wymiaru i kształtu otworu wytryskowego, 5 rozpylaczy z każdego typu, 12×5×4=240 prób.

Przyjęto hipotezę badawczą, że wartości w/w parametrów zmieniają się istotnie wraz z deformacją otworu wytryskowego rozpylacza, spowodowaną przepływem cieczy technologicznej, posiadającej właściwości ścierne.

Badania wykonywano w seriach:

1) przed procesem zużycia – fabrycznie nowe rozpylacze po 5 sztuk każdego typu – wykonano zdjęcia szczelin rozpylaczy, zmierzono nierównomierność porzeczną, zmierzono natężenie wypływu (wydatek jednostkowy) i spektrum kropel,

2) po 15h zużycia rozpylaczy powtórzono badania: natężenie wypływu (wydatku jednostkowego), spektrum kropel, nierównomierności porzecznej oraz wykonano zdjęcia szczeliny rozpylaczy,

3) po 50h zużycia rozpylaczy powtórzono badania: natężenie wypływu (wydatku jednostkowego), spektrum kropel, nierównomierności porzecznej oraz wykonano zdjęcia szczeliny rozpylaczy,

4) po 100h zużycia rozpylaczy powtórzono badania: natężenie wypływu (wydatku jednostkowego), spektrum kropel, nierównomierności porzecznej oraz wykonano zdjęcia szczeliny rozpylaczy.

Z uwagi na stopień zużycia, rozpylacze umiejscowiono w zaplanowany sposób (rys. 5.4) na belce w zbiorniku do zużycia rozpylaczy. Te rozpylacze, do których w pierwszej kolejności dopływa ciecz robocza, są narażone na szybsze zużycie.

Postanowiono, że rozpylacze z numerami 1 będą umiejscowione najbliżej węża doprowadzającego ciecz roboczą. Rozpylacze z numerami 5 będą umiejscowione po środku belki.

a.

b.

Rys. 5.4. Sposób zamontowania rozpylaczy na belce w zbiorniku do zużycia rozpylaczy a — zdjęcie, b — schemat — kolejne numery rozpylaczy

Również typ rozpylacza był istotny, dlatego na pierwszej belce umieszczono kolejno rozpylacze, od prawej strony AZMM11003, DG11003VP, EŻKMM11003 partia 0, EŻMM11003, XR11003VS, 11003. Na drugiej belce od prawej strony AIRX11003, DG11003VS, AI11003VS, XR11003VB, XR11003VK. Tylko dwa rozpylacze XR11003VP zamontowano w dodatkowym gnieździe, pozostałe trzy były dostarczone rolnikowi, by zużył je w warunkach polowych.

5.3.1.2. Wyposażenie badawcze

Do przeprowadzenia serii badań korzystano z następujących stanowisk badawczych:

1) stanowisko do wykonywania zdjęć szczelin rozpylaczy (rys. 5.5), 2) stanowisko do badania spektrum kropel (rys. 5.6),

3) stanowisko do badania nierównomierności (rys. 5.7), 4) stanowisko do badania zużycia rozpylaczy (rys.5.8).

Badanie natężenie wypływu (wydatku jednostkowego) przeprowadzano na stanowisku do badań nierównomierności poprzecznej.

Stanowisko do wykonywania zdjęć szczelin rozpylaczy jest wyposażone w mikroskop firmy MOTIC serii SMZ-140 z zamontowaną na mikroskopie kamerą mikroskopową

„microcam” 9mln pikseli firmy BRESSER. Całość współpracuje z oprogramowaniem do kamery MicroCamLab oraz podświetlaczem.

1 1 1 2 2 3 3 3 4 4 5 5 5 5 5 4 4 4 3 3 2 2 2 1 1 1 1 2 2 2 3 3 4 4 4 5 5 5 5 5 4 4 3 3 3 2 2 1 1 1

1 1 1 2 2 3 3 3 4 4 5 5 5 5 5 4 4 4 3 3 2 2 2 1 1 1 1 2 2 2 3 3 4 4 4 5 5 5 5 5 4 4 3 3 3 2 2 1 1 1

Dla każdego typu rozpylaczy dostosowana została dokładność w taki sposób, by zdjęcia szczeliny były ostre. Każdemu rozpylaczowi zrobiono co najmniej dwa zdjęcia. Jedno z podświetleniem od spodu, drugie bez podświetlenia.

Stanowisko do badania spektrum kropel

Każdy z osobna rozpylacz był umieszczany w gnieździe belki. Belka zamocowana na prowadnicy poruszała się ruchem jednostajnym w zadanym kierunku wzdłużnym. Do belki przymocowany został wąż doprowadzający wodę oraz manometr mierzący ciśnienie.

Belka z rozpylaczem zamocowana była 50 cm nad powierzchnią mierzącą lasera wydobywającego się z urządzenia pomiarowego SpreyTec (analizatora wielkości kropel).

Pomiar spektrum kropel odbywał się na zasadzie dyfrakcji²⁷ laserowej. Urządzenie wykorzystuje zasadę załamania się światła, gdy wiązka lasera trafia na środek o innej gęstości. Wiązka lasera trafia na krople wody znajdujące się w powietrzu. Kąty załamania światła są mierzone przez detektory. Dla soczewki 750 mm urządzenie wykorzystuje 32 detektory, a dla soczewki 300 mm 36 detektorów. Każdemu detektorowi przyporządkowany jest tylko jeden przedział czułości wielkości kropli. Dla małych kątów urządzenie posiada płytkę światłoczułą, która jest detektorem (ang. focal plane detector).

27 Dyfrakcja z j. łac. diffractus oznacza rozłamany, w fizyce pojęcie to rozumiane jest jako „zjawisko polegające na odchyleniu się biegu promieni fali z drogi prostoliniowej przy przechodzeniu przez wąskie otwory, szczeliny, przy napotkaniu przeszkód na tej drodze; ugięcie fali”[73].

Rys. 5.5. Schemat stanowiska do wykonywania zdjęć szczelin rozpylaczy: 1 - Mikroskop firmy MOTIC serii SMZ-140, 2 - Kamera mikroskopowa „microcam” 9mln pikseli firmy BRESSER, 3 - MicroCamLab – oprogramowanie do kamery mikroskopowej, 4 - Podświetlacz

2

1 4

3

Rys. 5.6. Schemat stanowiska do pomiaru spektrum kropel: 1 - belka z rozpylaczem, 2 - Malvern – analizator spektrum kropel, 3 - Zbiornik 120l, 4 – pompa, 5 – Manometr, 6 - Oprogramowanie SprayTec

1

2

3

6 4

5

Stanowisko do badania nierównomierności

Rys. 5.7. Schemat stanowiska do pomiaru nierównomierności: 1 – belka opryskowa z zaworem dokładnej regulacji, 2 – stół rowkowy [68], 3 – układ menzur pomiarowych, 4 – zbiornik cieczy roboczej, 5 – komputer, 6 – silnik elektryczny z pompą cieczy roboczej

6

1

2

3

4 5

Stanowisko do badania zużycia rozpylaczy wyposażone jest w zbiornik o pojemności 1000 litrów, natężenie przepływu do 400 l/min o zakresie ciśnień do 15 bar, ilość jednocześnie badanych rozpylaczy do 180, zapotrzebowanie mocy 7,5 kWh.

ys. 5.8. Schemat stanowiska do badania zużycia rozpylaczy: 1- zbiornik 1000 l, 2 - pompa - natężenie przepływu do 400 l/min, 3 – wał odbioru mocy — WOM, 4 – silnik, 5 - belka z rozpylaczami, 6 – manometr, 7 - zespół dozujący ciecz w obiegu zamkniętym, 8 - chłodziarka

1

2

4

3

8

7

6

5

5.3.1.3. Metodyka, przebieg i warunki badań

Badanie zużycia rozpylaczy (łącznie przebadano 60 sztuk rozpylaczy - 12 typów po 5 sztuk) przeprowadzono w następujących warunkach:

1) temperatura 20C,

2) temperatura cieczy technicznej 20C2C, 3) czas pracy rozpylaczy na stanowisku 100h,

4) pomiary sprawdzające co: 0 – 15 – 50 – 100 godzin pracy, 5) ciecz technologiczna:

a) ponad 99 % tlenku glinu Al₂O₃ z domieszkami Na₂O, CaO, SiO₂, Fe₂O, b) gęstość właściwa 3,95 ±0,5 g/cm³,

c) gęstość zasypowa 1,52-1,85 g/cm³,

d) twardość ponad 9 w skali Mohsa dla Al₂O₃, e) kształt ziarna: ostrokrawędziowy

f) mikroproszki ścierne występują w granulacjach numer ziarna 500 od 12,8

±1% μ (oznaczenie F w standardzie FEPA)

Rozpylacze do badań zużycia wybrano losowo po 5 sztuk z zakupionych i otrzymanych od firm, po 5 sztuk rozpylaczy jednakowego typu, tego samego kodu kolorowego i wielkości oraz o tym samym kącie rozpylania. Wybrane rozpylacze ponumerowano. Badania zużycia rozpylaczy wykonano w seriach — przed procesem zużycia, po 15 h zużycia, po 50 h zużycia i po 100 h zużycia — opisanych na stornie 62 niniejszej rozprawy. Szczegółowy opis sposobu pomiaru natężenia wypływu cieczy z rozpylaczy, pomiaru nierównomierności opadu cieczy na płaszczyznę poziomą, pomiaru widma kropli cieczy rozpylanej przez rozpylanie cieczy i pomiar geometrii otworu wytryskowego rozpylaczy zamieszczono w załączniku 3.