DOI: https://doi.org/10.32515/2664-262X.2022.5(36).1.216-226
Investigation of the Effect of Vertical Oscillations of the Sprayer Boom on the Uniformity of Spraying
About the Authors
Andrii Babii, Associate Professor, Doctor in Technics (Doctor of Technics Sciences), Ternopil Ivan Puluj National Technical University, Ternopil, Ukraine, e-mail: ababiy@ukr.net, ORCID ID: 0000-0001-6198-0100
Volodymyr Dzyura, Associate Professor, Doctor in Technics (Doctor of Technics Sciences), Ternopil Ivan Puluj National Technical University, Ternopil, Ukraine, e-mail: ds@tu.edu.te.ua, ORCID ID: 0000-0002-1801-2419
Ivan Holovetskyi, рost-graduate, Ternopil Ivan Puluj National Technical University, Ternopil, Ukraine, ORCID ID: 0000-0002-1801-2419
Abstract
At the present stage of development of technologies for growing agricultural crops, the technological operation of spraying remains relevant. This method performs chemical protection of plants and their nutrition as well. Bar sprayers are still the main machines. The final result - crop yield depends on the technical efficiency of spraying. Other factors that need to be maintained in chemical protection include compliance with the rate of outflow per unit target area.
Based on this, the factors that affect the technical efficiency of spraying were analyzed. Among them, the influence of the position of the rod on compliance with the rate of outflow of the working solution per unit area is highlighted. To realize the purpose of the work, which is to find the allowable amplitude of oscillation of the rod, an analysis of a number of literature sources was done. From there, the link between the height of the rod above the treatment object and the pour rate is established. Based on the obtained criteria, a model is constructed, which connects the height of the bar installation above the cultivated area and the quantitative flow through the spraying device per unit of processing area. The implementation of the model is a numerical experiment, which allowed to obtain the percentage numerical values of the uneven coverage of the processing area. Such results were obtained for models that simulate spraying of areas with continuous application of the working solution and treatment of row crops.
According to calculations, the following results were obtained. When continuous application of the working solution and the use of sprays with a spray angle , the minimum installation height of the bar above the workpiece must be ≥0,15 m; for sprayers with – height ≥0,15 m.
When processing row crops with rows of 0,45 m and the width of the effective area of spraying 0,15 m, we will have: for sprays the minimum optimum height of installation of a bar is 0,6 m – amplitude ±0,045 m; for sprayers with – 0,43 m ±0,04 m.
When processing row crops with rows of 0,7 m and an effective spraying area of 0,3 m, we will have: for sprays the minimum optimum height of installation of a bar is 0,6 m – amplitude ± 0,08 m; for sprayers with – 0,6 m.
Keywords
vertical oscillations, bar, spray, width of row spacing, working solution.
Full Text:
PDF
References
1. Babii, A.V.(2019). Vybir kryteriyiv dlya dosyahnennya optymal'nykh parametriv obpryskuvacha [Selection of criteria for achieving optimal sprayer parameters]. Materialy ХХI naukovoyi konferentsiyi Ternopil's'koho natsional'noho tekhnichnoho universytetu imeni Ivana Pulyuya – Proceedings of the XXI Scientific Conference of Ternopil Ivan Puluj National Technical University, 8 [in Ukrainian].
2. Vikovych, I.A. (2003). Konstruktsiyi i dynamika shtanhovykh obpryskuvachiv [Constructions and dynamics of rod sprayers: monograph]. L'viv : Vydavnytstvo «L'vivs'koyi politekhniky» [in Ukrainian].
3. Kravchuk, V.I. & Voytyuk, D.H. (2010). Mashyny dlya khimichnoho zakhystu roslyn [Machines for chemical protection of plants]. Doslidnyts'ke: UkrNDIPVT im. L. Pohoriloho [in Ukrainian].
4. Schmidt-Ott, M. (1976). Technische Mapnahmen zur Erhöhung der Verteilgenauigkeit von FeldSpritzgeräten. Landtechnik, 3. 112–115 [in German].
5. Kushel, V.Yu. & Chijevskiy, A.L. (1979). Vliyanie prodolnyih kolebaniy shtangi na raspredelenie udobreniy [Influence of longitudinal vibrations of the boom on the distribution of fertilizers]. Tez. dokl. nauch.-proizv. konf – Theses of the scientific-production conference. Part. I. Minsk [in Russian].
6. Maslo, I.P. & Terehov, A.P. (1981). Statisticheskiy analiz ravnomernosti raspredeleniya materialov [Statistical analysis of the uniformity of the distribution of materials]. V kn. : Mehaniz. i elektrif. sel. hoz-va [in Russian].
7. Ozols, Ya.G., Vartukapteynis, K.E. & Karklinsh, A.A. (1979). Primenenie i mehanizatsiya vneseniya jidkih kompleksnyih mineralnyih udobreniy [The use and mechanization of the introduction of liquid complex mineral fertilizers]. Riga : Liesma [in Russian].
8. Irla, E. (1980). Feldspritzgeräte – Ausrüstung, Arbeitsqualität und Kosten. Schweizer Landtechnik. Jg 42.7. 436–443, 446–448 [in German].
9. Speelman, L. (1973). Die gleichmäßige Verteilung von Spritz-brtihen auf unehenem Gelände ist mit den heutigen Spritzbalken-und Dusenkonstruktionen meistens unbefriedigend. Grundl. Landtechnik,. Bd. 23. 1. 25–27 [in German].
10. Musillami, S. (1978). La reduction des coöts des applications de produits agropharmaceutiques passe par la precision des materials et leur bonne mise en oeuvre. Tract. Mach. Vol. 54. 3. 169–176 [in German].
11. Norden, J. (1982). Spritztechnik in Pflanzenschutz und Düngung. Münster – Hiltrup: Landwirtschaftsverlag GMBH. 156 [in German].
12. Ripke F.O. (1981). Die richtige Düse ftir ihre Pflanzenschutzspritze. Agrar Übersicht. Bd. 32. 10. 30–32 [in German].
13. Vartukapteynis, L.E. (1984). Obosnovanie parametrov i elementov konstruktsii shtangovyih opryiskivateley [Substantiation of parameters and design elements of boom sprayers]. Candidate’s thesis. Elgava [in Russian].
14. Babii, A.V., Oliynyk, V.Ye. & Mykhalkiv, A.Y. (2021). Doslidzhennya vplyvu polozhennya shtanhy obpryskuvacha na vidkhylennya normy vnesennya robochoho preparatu [Investigation of the influence of the position of the sprayer boom on the deviation of the application rate of the working solution]. Materialy Vseukrayins'koyi naukovoyi konferentsiyi molodykh uchenykh i naukovo-pedahohichnykh pratsivnykiv – Proceedings of the All-Ukrainian scientific conference of young scientists and scientific-pedagogical workers. Uman': VPTs «Vizavi», 155-157 [in Ukrainian].
15. Babiy, A.V. (2019). Analiz parametriv shtanhovoho obpryskuvacha z metoyu zbil'shennya yoho produktyvnosti [Analysis of the parameters of the boom sprayer in order to increase its productivity]. Machinery & Energetics. Journal of Rural Production Research., Vol. 10, 4, 51–55 [in Ukrainian].
16. Babiy, A.V. (2021). Doslidzhennya vplyvu vysoty vstanovlennya shtanhy na rivnomirnist' obpryskuvannya za shyrynoyu zakhvatu [Investigation of the impact of the height of the bar installation on the uniformity of spraying over the width of the grip]. Zbirnyk tez dopovidey mizhnarodnoyi naukovo-praktychnoyi onlayn konferentsiyi «Suchasni problemy ta perspektyvy rozvytku mashynobuduvannya Ukrayiny» – Collection of theses of the international scientific-practical online conference «Modern problems and prospects for the development of mechanical engineering in Ukraine» (pp.118-120) [in Ukrainian].
GOST Style Citations
- Бабій А.В. Вибір критеріїв для досягнення оптимальних параметрів обприскувача. Матеріали ХХI наукової конференції Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя, 2019 р. С. 8.
- Вікович І.А. Конструкції і динаміка штангових обприскувачів: монографія. Львів : Видавництво «Львівської політехніки», 2003. 460 с.
- Машини для хімічного захисту рослин: посіб.; за ред. Кравчука В.І., Войтюка Д.Г. Дослідницьке: УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого, 2010. 184 с.
- Schmidt-Ott M. Technische Mapnahmen zur Erhöhung der Verteilgenauigkeit von FeldSpritzgeräten. Landtechnik, 1976. Nr. 3. S. 112–115.
- Кушель В.Ю., Чижевский А.Л. Влияние продольных колебаний штанги на распределение удобрений. В кн. : Пробл. компл. механиз. процессов хранения, подготовки и внесения органических, минеральных удобрений, известковых материалов и средств защиты растений. Тез. докл. науч.-произв. конф. Ч. I. Минск, 1979. С. 98–99.
- Масло И.П., Терехов А.П. Статистический анализ равномерности распределения материалов. В кн. : Механиз. и электриф. сел. хоз-ва, 1981. С. 50–52.
- Озолс Я.Г., Вартукаптейнис К.Э., Карклиньш A.A. Применение и механизация внесения жидких комплексных минеральных удобрений. Рига : Лиесма, 1979. 162 с.
- Irla E. Feldspritzgeräte – Ausrüstung, Arbeitsqualität und Kosten. Schweizer Landtechnik, 1980. Jg. 42. Nr.7. S. 436–443, 446–448.
- Speelman L. Die gleichmäßige Verteilung von Spritz-brtihen auf unehenem Gelände ist mit den heutigen Spritzbalken-und Dusenkonstruktionen meistens unbefriedigend. Grundl. Landtechnik, 1973. Bd. 23. Nr. 1. S. 25–27.
- Musillami S. La reduction des coöts des applications de produits agropharmaceutiques passe par la precision des materials et leur bonne mise en oeuvre. Tract. Mach. Agr, 1978. Vol. 54. Nr. 3. P. 169–176.
- Norden J. Spritztechnik in Pflanzenschutz und Düngung. Münster - Hiltrup: Landwirtschaftsverlag GMBH, 1982. 156 s.
- Ripke F.O. Die richtige Düse ftir ihre Pflanzenschutzspritze. Agrar Übersicht, 1981. Bd. 32. Nr 10. S. 30–32.
- Вартукаптейнис Л.Э. Обоснование параметров и элементов конструкции штанговых опрыскивателей. Дисертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. 05.20.01. Елгава, 1984. 249 с.
- Бабій А.В., Олійник В.Є., Михалків А.Й.. Дослідження впливу положення штанги обприскувача на відхилення норми внесення робочого препарату. Матеріали Всеукраїнської наукової конференції молодих учених і науково-педагогічних працівників, 20 травня 2021 р. / Редкол.: Непочатенко О. О. (відп. ред.) та ін. Умань: ВПЦ «Візаві», 2021. С. 155-157.
- Бабій А.В. Аналіз параметрів штангового обприскувача з метою збільшення його продуктивності. Machinery & Energetics. Journal of Rural Production Research. Kyiv. Ukraine, 2019. Vol. 10. No. 4. С. 51–55.
- Бабій А.В. Дослідження впливу висоти встановлення штанги на рівномірність обприскування за шириною захвату. Сучасні проблеми та перспективи розвитку машинобудування України: зб. тез доповідей міжн. наук.-практ. онлайн конф., присвяченої 20-й річниці з дня створення факультету конструювання та дизайну Національного університету біоресурсів і природокористування України, 23-24 вересня 2021 року. С. 118-120.
Copyright (c) 2022 Andrii Babii, Volodymyr Dzyura,Ivan Holovetskyi
Investigation of the Effect of Vertical Oscillations of the Sprayer Boom on the Uniformity of Spraying
About the Authors
Andrii Babii, Associate Professor, Doctor in Technics (Doctor of Technics Sciences), Ternopil Ivan Puluj National Technical University, Ternopil, Ukraine, e-mail: ababiy@ukr.net, ORCID ID: 0000-0001-6198-0100
Volodymyr Dzyura, Associate Professor, Doctor in Technics (Doctor of Technics Sciences), Ternopil Ivan Puluj National Technical University, Ternopil, Ukraine, e-mail: ds@tu.edu.te.ua, ORCID ID: 0000-0002-1801-2419
Ivan Holovetskyi, рost-graduate, Ternopil Ivan Puluj National Technical University, Ternopil, Ukraine, ORCID ID: 0000-0002-1801-2419
Abstract
Keywords
Full Text:
PDFReferences
1. Babii, A.V.(2019). Vybir kryteriyiv dlya dosyahnennya optymal'nykh parametriv obpryskuvacha [Selection of criteria for achieving optimal sprayer parameters]. Materialy ХХI naukovoyi konferentsiyi Ternopil's'koho natsional'noho tekhnichnoho universytetu imeni Ivana Pulyuya – Proceedings of the XXI Scientific Conference of Ternopil Ivan Puluj National Technical University, 8 [in Ukrainian].
2. Vikovych, I.A. (2003). Konstruktsiyi i dynamika shtanhovykh obpryskuvachiv [Constructions and dynamics of rod sprayers: monograph]. L'viv : Vydavnytstvo «L'vivs'koyi politekhniky» [in Ukrainian].
3. Kravchuk, V.I. & Voytyuk, D.H. (2010). Mashyny dlya khimichnoho zakhystu roslyn [Machines for chemical protection of plants]. Doslidnyts'ke: UkrNDIPVT im. L. Pohoriloho [in Ukrainian].
4. Schmidt-Ott, M. (1976). Technische Mapnahmen zur Erhöhung der Verteilgenauigkeit von FeldSpritzgeräten. Landtechnik, 3. 112–115 [in German].
5. Kushel, V.Yu. & Chijevskiy, A.L. (1979). Vliyanie prodolnyih kolebaniy shtangi na raspredelenie udobreniy [Influence of longitudinal vibrations of the boom on the distribution of fertilizers]. Tez. dokl. nauch.-proizv. konf – Theses of the scientific-production conference. Part. I. Minsk [in Russian].
6. Maslo, I.P. & Terehov, A.P. (1981). Statisticheskiy analiz ravnomernosti raspredeleniya materialov [Statistical analysis of the uniformity of the distribution of materials]. V kn. : Mehaniz. i elektrif. sel. hoz-va [in Russian].
7. Ozols, Ya.G., Vartukapteynis, K.E. & Karklinsh, A.A. (1979). Primenenie i mehanizatsiya vneseniya jidkih kompleksnyih mineralnyih udobreniy [The use and mechanization of the introduction of liquid complex mineral fertilizers]. Riga : Liesma [in Russian].
8. Irla, E. (1980). Feldspritzgeräte – Ausrüstung, Arbeitsqualität und Kosten. Schweizer Landtechnik. Jg 42.7. 436–443, 446–448 [in German].
9. Speelman, L. (1973). Die gleichmäßige Verteilung von Spritz-brtihen auf unehenem Gelände ist mit den heutigen Spritzbalken-und Dusenkonstruktionen meistens unbefriedigend. Grundl. Landtechnik,. Bd. 23. 1. 25–27 [in German].
10. Musillami, S. (1978). La reduction des coöts des applications de produits agropharmaceutiques passe par la precision des materials et leur bonne mise en oeuvre. Tract. Mach. Vol. 54. 3. 169–176 [in German].
11. Norden, J. (1982). Spritztechnik in Pflanzenschutz und Düngung. Münster – Hiltrup: Landwirtschaftsverlag GMBH. 156 [in German].
12. Ripke F.O. (1981). Die richtige Düse ftir ihre Pflanzenschutzspritze. Agrar Übersicht. Bd. 32. 10. 30–32 [in German].
13. Vartukapteynis, L.E. (1984). Obosnovanie parametrov i elementov konstruktsii shtangovyih opryiskivateley [Substantiation of parameters and design elements of boom sprayers]. Candidate’s thesis. Elgava [in Russian].
14. Babii, A.V., Oliynyk, V.Ye. & Mykhalkiv, A.Y. (2021). Doslidzhennya vplyvu polozhennya shtanhy obpryskuvacha na vidkhylennya normy vnesennya robochoho preparatu [Investigation of the influence of the position of the sprayer boom on the deviation of the application rate of the working solution]. Materialy Vseukrayins'koyi naukovoyi konferentsiyi molodykh uchenykh i naukovo-pedahohichnykh pratsivnykiv – Proceedings of the All-Ukrainian scientific conference of young scientists and scientific-pedagogical workers. Uman': VPTs «Vizavi», 155-157 [in Ukrainian].
15. Babiy, A.V. (2019). Analiz parametriv shtanhovoho obpryskuvacha z metoyu zbil'shennya yoho produktyvnosti [Analysis of the parameters of the boom sprayer in order to increase its productivity]. Machinery & Energetics. Journal of Rural Production Research., Vol. 10, 4, 51–55 [in Ukrainian].
16. Babiy, A.V. (2021). Doslidzhennya vplyvu vysoty vstanovlennya shtanhy na rivnomirnist' obpryskuvannya za shyrynoyu zakhvatu [Investigation of the impact of the height of the bar installation on the uniformity of spraying over the width of the grip]. Zbirnyk tez dopovidey mizhnarodnoyi naukovo-praktychnoyi onlayn konferentsiyi «Suchasni problemy ta perspektyvy rozvytku mashynobuduvannya Ukrayiny» – Collection of theses of the international scientific-practical online conference «Modern problems and prospects for the development of mechanical engineering in Ukraine» (pp.118-120) [in Ukrainian].
GOST Style Citations
- Бабій А.В. Вибір критеріїв для досягнення оптимальних параметрів обприскувача. Матеріали ХХI наукової конференції Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя, 2019 р. С. 8.
- Вікович І.А. Конструкції і динаміка штангових обприскувачів: монографія. Львів : Видавництво «Львівської політехніки», 2003. 460 с.
- Машини для хімічного захисту рослин: посіб.; за ред. Кравчука В.І., Войтюка Д.Г. Дослідницьке: УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого, 2010. 184 с.
- Schmidt-Ott M. Technische Mapnahmen zur Erhöhung der Verteilgenauigkeit von FeldSpritzgeräten. Landtechnik, 1976. Nr. 3. S. 112–115.
- Кушель В.Ю., Чижевский А.Л. Влияние продольных колебаний штанги на распределение удобрений. В кн. : Пробл. компл. механиз. процессов хранения, подготовки и внесения органических, минеральных удобрений, известковых материалов и средств защиты растений. Тез. докл. науч.-произв. конф. Ч. I. Минск, 1979. С. 98–99.
- Масло И.П., Терехов А.П. Статистический анализ равномерности распределения материалов. В кн. : Механиз. и электриф. сел. хоз-ва, 1981. С. 50–52.
- Озолс Я.Г., Вартукаптейнис К.Э., Карклиньш A.A. Применение и механизация внесения жидких комплексных минеральных удобрений. Рига : Лиесма, 1979. 162 с.
- Irla E. Feldspritzgeräte – Ausrüstung, Arbeitsqualität und Kosten. Schweizer Landtechnik, 1980. Jg. 42. Nr.7. S. 436–443, 446–448.
- Speelman L. Die gleichmäßige Verteilung von Spritz-brtihen auf unehenem Gelände ist mit den heutigen Spritzbalken-und Dusenkonstruktionen meistens unbefriedigend. Grundl. Landtechnik, 1973. Bd. 23. Nr. 1. S. 25–27.
- Musillami S. La reduction des coöts des applications de produits agropharmaceutiques passe par la precision des materials et leur bonne mise en oeuvre. Tract. Mach. Agr, 1978. Vol. 54. Nr. 3. P. 169–176.
- Norden J. Spritztechnik in Pflanzenschutz und Düngung. Münster - Hiltrup: Landwirtschaftsverlag GMBH, 1982. 156 s.
- Ripke F.O. Die richtige Düse ftir ihre Pflanzenschutzspritze. Agrar Übersicht, 1981. Bd. 32. Nr 10. S. 30–32.
- Вартукаптейнис Л.Э. Обоснование параметров и элементов конструкции штанговых опрыскивателей. Дисертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. 05.20.01. Елгава, 1984. 249 с.
- Бабій А.В., Олійник В.Є., Михалків А.Й.. Дослідження впливу положення штанги обприскувача на відхилення норми внесення робочого препарату. Матеріали Всеукраїнської наукової конференції молодих учених і науково-педагогічних працівників, 20 травня 2021 р. / Редкол.: Непочатенко О. О. (відп. ред.) та ін. Умань: ВПЦ «Візаві», 2021. С. 155-157.
- Бабій А.В. Аналіз параметрів штангового обприскувача з метою збільшення його продуктивності. Machinery & Energetics. Journal of Rural Production Research. Kyiv. Ukraine, 2019. Vol. 10. No. 4. С. 51–55.
- Бабій А.В. Дослідження впливу висоти встановлення штанги на рівномірність обприскування за шириною захвату. Сучасні проблеми та перспективи розвитку машинобудування України: зб. тез доповідей міжн. наук.-практ. онлайн конф., присвяченої 20-й річниці з дня створення факультету конструювання та дизайну Національного університету біоресурсів і природокористування України, 23-24 вересня 2021 року. С. 118-120.