Статьи журнала - Агротехника и энергообеспечение
Все статьи: 714
Фермерская солнечная зарядная электростанция для электротранспорта
Статья научная
В настоящее время активно развивается использование электротранспорта, который может применяться, в том числе, и на фермах для наблюдения за качеством выпускаемой продукции, контроля технологических процессов и др. В этой связи появляется необходимость создания высокоэффективных и надёжных станций зарядки аккумуляторных батарей для такого электротранспорта. Использование солнечной энергии для сельскохозяйственных нужд становится все более актуальным. Солнечные фотоэлектрические модули, представляют собой конструкцию объединённых между собой фотоэлементов. Они преобразуют солнечную энергию в постоянный электрический ток благодаря фотоэлектрическому эффекту. Солнечные фотоэлектрические модули могут использоваться в зарядных станциях для зарядки аккумуляторов электротранспорта, что обеспечивает экономию энергоресурсов и сокращение денежных затрат. В статье рассмотрена технология зарядки аккумуляторных батарей электротранспорта от солнечных фотоэлементов. Солнечная электростанция размещается рядом с сельскохозяйственным производством. Предлагаемая фермерская солнечная электростанция может быть установлена в помещении гаража, причём электронно-преобразующие устройства должны быть защищены от внешнего воздействия дождя и снега и располагаться внутри помещения, тогда как сами солнечные модули должны находится на открытом пространстве и не затеняться деревьями и различными конструкциями. Количество модулей солнечной электростанции, определяется необходимой мощностью зарядки.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена оптическим системам связи, передающим аудиосигнал с помощью лазерного излучения. Изложены краткие исторические предпосылки для возникновения такого вида связи и рассмотрен уровень развития атмосферных оптических линий связи на современном этапе. Приведены существенные преимущества использования оптических систем связи в различных условиях. В статье подробно описана разработанная и изготовленная на основе бытовой аналоговой техники экспериментальная модель для передачи аудиосигналов на расстояние при помощи лазерного луча. Рассмотрены схема, принципы функционирования данной установки и приведены ее полные технические характеристики. Обозначены области применения созданного технического устройства, его практическая значимость и описаны перспективы его использования, в частности, в аграрном секторе. Уделено внимание важности учебного моделирования в образовательном процессе и проведению с его помощью начальных научных исследований. Рассмотрено применение созданной модели в учебном процессе, говорится об эффективности проводимых с ее помощью занятий. При этом особо подчеркивается, что описанная модель создана из отживших свой технический век аналоговых приборов, которые подготавливались к утилизации. С учетом того, что современные лаборатории требуют для своего оснащения миллионные бюджеты, экономический эффект при подобном моделировании выглядит весьма впечатляющим.
Бесплатно
Статья научная
В статье реализована физическая модель термоэлектрической сушильной установки на базе термоэлектрических модулей Пельтье, работающих в режиме теплового насоса с рекуперацией и утилизацией теплоты отработанного сушильного агента (воздуха) в процессе сушки. В ведении описана актуальность процесса сушки и цель исследования. В материалах и методах описана характеристика конвективных сушильных установок, основные параметры сушки, традиционные методы интенсификации процесса сушки, и оценка применения термоэлектрических модулей и сборок на базе элементов Пельтье. В результатах и их анализе представлена функциональная схема термоэлектрической сушильной установки, термоэлектрическая сборка на базе элементов Пельтье, а также физическая модель термоэлектрической сушильной установки. Проведен процесс сушки, представлены: графики изменения температуры в характерных точках установки от времени, изменения относительной влажности воздуха от времени, технические характеристики физической модели сушильной установки, а также массы яблок, до и после сушки с расчетом количества испаренной влаги. Недостатками известных серийно выпускаемых конвективных сушильных установок является сброс вместе с влажным воздухом в окружающее пространство теплоты, полученное от электронагревателя. Таким образом, физическая модель термоэлектрической сушильной установки снижает затраты электроэнергии на проведение процесса сушки путем использования части теплоты удаляемого сушильного агента при конвективной сушке до 20% от общего потребления установки и обеспечивает более равномерный процесс сушки продукта за счет наличия боковых воздушных каналов и более эффективной организации движения воздуха в рабочей камере, что подтверждается результатами проведенных испытаний, а также позволяет уменьшить установленную мощность нагревателя по сравнению с традиционными серийно выпускаемыми малогабаритными установками.
Бесплатно
Статья научная
В статье описан программный инструментарий имитационного моделирования системы электроснабжения (ИМ СЭС) предназначен для выбора наиболее экономичного и надежного варианта и основных параметров системы электроснабжения железнодорожного предприятия. В качестве исходных данных используются сведения об основных параметрах внешнего электроснабжения, списке трансформаторных подстанций (ТП) с низковольтными нагрузками или перечень цехов и корпусов с их нагрузками и расположением.
Бесплатно
Формирование системы глубокой переработки отходов промышленно-производственных подсистем АПК
Статья научная
В статье рассматриваются переработки отходов пищевых производств АПК, предлагаются наиболее целесообразные технологии переработки отходов сельского хозяйства и перерабатывающей промышленности в условиях Воронежской области.
Бесплатно
Статья научная
В части возможностей регулирования процессов в двух системах следует отметить, что нашей задачей в этом случае является нахождение векторов развития процессов для уменьшения профессиональных рисков на производстве. Аналогия явлений состоит в том, что каждому параметру системы профессиональных рисков соответствует параметр состояния влажного воздуха.
Бесплатно
Статья научная
В работе определена высокая степень влияния микроклиматических показателей на продуктивность крупного рогатого скота, для полноценной реализации генетического потенциала животных. Проведен анализ соответствующей научной литературы. Выявлены способы воздействия и контроля параметров микроклимата в помещениях для содержания. Разработаны функциональная модель и функционально-структурная схема системы обеспечения параметров воздуха. Описан способ работы предлагаемой системы. Выявлены основные ее части: теплообменник; приточный и вытяжной вентилятор; корпус; узел дезинфекции, включающий форсунку, патрубок и бак с дезинфектантом; турбодефлектор; воздушные заслонки; механизм рециркуляции воздуха и фильтры. Определены их функции: Утилизация теплоты вытяжного воздуха, включающая частичное прогревание приточного воздуха; Базирование узлов и ограждение от внешних воздействий; Обеспечение воздухообмена; Дезинфекция рециркулируемого и приточного воздуха, включающая частичное обеспыливание и увлажнение воздуха; Рециркуляция воздуха, включающая очистку воздуха.
Бесплатно
Статья научная
В статье обоснована актуальность разработки отечественной системы управления микроклиматом на объектах животноводства, адаптированной к климатическим условиям России. Предложена структурная схема управления микроклиматом с применением энергосберегающего теплоэнергетического оборудования на примере свинарника. Разработана функциональная схема управления микроклиматом с применением микроконтроллеров и средств автоматизации отечественного производства (ООО «Овен»). Представлен состав базового комплекта управления микроклиматом животноводческого помещения. Разработаны и представлены в краткой форме исходные требования на разработку комплекта автоматического управления микроклиматом в животноводческом помещении на примере свинарника. Предварительное технико-экономическое обоснование показало, что внедрение автоматических систем управления микроклиматом с применением энергосберегающего теплоэнергетического оборудования обеспечит снижение энергозатрат до 30% по сравнению с традиционными автоматизированными системами на животноводческих объектах, применяемые в настоящее время.
Бесплатно
Статья научная
Несимметрия токов и напряжений является одной из причин снижения качества электроэнергии и надёжности электроснабжения сельских потребителей. Её наличие связано с тем, что электроприёмники сельских потребителей по большей части являются однофазными. Добиться их равномерного распределения по фазам практически невозможно. Эта проблема вносит свой негативный вклад и в снижение ресурса работы электрооборудования, особенно электрогенераторов, используемых для резервного электроснабжения сельских потребителей. Несимметрия приводит к механической вибрации и быстрому перегреву ротора генератора. Усугубляется проблема тем, что генераторы небольшой мощности, используемые в рассмотренном случае, не оснащаются устройствами мониторинга и индикации загрузки по фазам и перегрузки. Оператор, обслуживающий генератор не видит возникшей проблемы с несимметрией, или перегрузкой по одной из фаз до тех пор, пока это не приведёт к отключению защитой, или выходу из строя генератора. Поэтому актуальной является задача создания средств мониторинга и индикации пофазной нагрузки и перегрузки электрогенераторов. Для этого, в первую очередь, следует разработать требования к таким устройствам, что и выполняется в настоящей работе.
Бесплатно
Характеристика кабелей ВВГНГ, представленных на орловском рынке кабельной продукции
Статья научная
Современный рынок кабельной продукции предлагает большой выбор кабелей марки ВВГнг различных производителей с разными характеристиками и большим диапазоном цен. Для оценки характеристик кабелей нормативным требованиям и для выявления соотношения цена - качество производимой продукции, произведено сравнение кабелей по следующим параметрам: длительно допустимая температура нагрева токопроводящей жилы, нагрев внешней изоляции при подаче нагрузки на кабель в течение одной и двух минут, напряжение на входе (со стороны питания) и выходе (со стороны электроприемника). Все измерения производились на базе Орловского ГАУ. В статье представлены результаты испытаний и измерений соответствия заявленным характеристикам кабелей ВВГнг, представленных на Орловском рынке кабельной продукции. По результатам измерений и расчетов сделан вывод, что цена на кабели ВВГнг не является гарантией соответствия их заявленным характеристикам.
Бесплатно
Статья научная
В статье приведены данные о влиянии минеральных удобрений и систем содержания почвы в междурядьях яблоневого сада на содержание основных элементов в листьях. Показано, что на сплошном задернении необходимо внесение минеральных удобрений в большем количестве, чем на черном пару или на черезрядном задернении. Внесение удобрений в дозе N128P128K128 обеспечило содержание азота в листьях на черном пару и черезрядном задернении на оптимальном уровне 2,48-2,49%. При сплошном задернении данное количество удобрений не обеспечило оптимального уровня азота в листьях яблони. Минеральные удобрения в дозе N96P96K96 обеспечили оптимальное содержание фосфора в листьях на черном пару - 0,42% и черезрядном задернении - 0,39%.,калия соответственно 1,20-1,28%.
Бесплатно
Цифровая система управления энергоэффективной облучательной установки для гидропоники
Статья научная
В статье рассмотрена разработка цифровой системы управления энергоэффективной светодиодной облучательной установки для гидропоники. Гидропоника является одним из приоритетных направлений в развитии аграрной сферы, позволяющей повысить скорость роста, урожайность различных сельскохозяйственных культур. Предложена цифровая система управления энергоэффективной облучательной установки для гидропоники на базе микроконтроллера ATmega8L-8PU, который будет управлять работой энергоэффективной светодиодной облучательной установки, что позволит снизить затраты на потребление электроэнергии в 2,7 раз по сравнению с традиционными лампами ДНаТ, а также увеличить количество ярусов у одной установки и этим повысить высевную площадь 1,6 раз. Номинальная температура нагрева светодиодов составляет 400С поэтому они не обжигают растения, что позволяет устанавливать их на высоте 10-15 см от высеянных семян с возможностью постепенного увеличения высоты подвеса до 25 см, а уменьшение электропотребления дает возможность в дальнейшем укомплектовать установку альтернативными экологически чистыми источниками энергии: солнечными или ветряными батареями. Целью работы является разработка цифровой системы управления энергоэффективной облучательной установки для гидропоники.
Бесплатно
Статья научная
Показана актуальность применения информационных цифровых технологий для поддержки принятия агротехнологических решений путем обработки и анализа больших объемов разнообразной информации, сопровождающей процесс производства зерновых культур для выработки набора альтернативных научно- обоснованных агротехнологических решений. При этом существенно повышается эффективность производства за счет своевременного принятия результативных управленческих решений. Цель исследований - на основе рассмотрения особенностей хозяйственных управляющих действий сельхозтоваропроизводителя при производстве зерновых культур сформировать схему организации информационного пространства для цифровой системы поддержки принятия агротехнологических решений. На основе целенаправленного рассмотрения информации данной предметной области, предложена схема модели организации основных информационных потоков, их взаимодействия и преобразования, а также алгоритм функционирования программных средств реализации модели на основе интеграции цифровых методов сбора, анализа и представления информации. Обосновано включение в состав модели блоков сбора и преобразования исходной информации, формирования баз данных и знаний, оперативного мониторинга текущей информации, анализа и принятия альтернативных решений, функционально связанных с ядром единой информационно-технологической платформы предприятия. Применение модели позволит повысить эффективность разработки, как комплексного программного продукта по применению агротехнологий в целом, так и отдельных программ для поддержки принятия решения по конкретным задачам, что повысит эффективность и конкурентоспособность растениеводческого сельхозпредприятия.
Бесплатно
Статья научная
Показана целесообразность использования информационного моделирования с применением современных цифровых технологий для разработки инфраструктуры системы автоматизации диагностирования и управления техническим состоянием тракторных двигателей, определены основные информационные потоки и их взаимодействие. Обосновано применение развитой облачной инфраструктуры для расчета параметров по массивам данных текущего состояния тракторных двигателей, поступающих в «реальном времени» с бортовой системы диагностики и управления, анализе данных и знаний, выработке альтернативных решений, что позволяет существенно упростить архитектуру технических и программных средств, исключить мощный парк серверов непосредственно в сельхозпредприятии. Для реализации системы предложен предварительный предметно-ориентированный набор инструментальных программных средств, а также решений при создании цифровой технологии определения мощности двигателя с использование диагностического сигнала ускорения коленчатого вала тракторных двигателей. Дальнейшие шаги по разработке системы включают углублённое исследование и тестирование бортовой системы диагностики и управления, интеграцию и оптимизацию удалённой облачной инфраструктуры, насыщение системы готовыми техническими решениями по разработке и обучению математических моделей для оперативной оценки эксплуатационных параметров тракторных двигателей, а также созданию интуитивно понятного интерфейса пользователя. Проводимые исследования имеют, на наш взгляд, перспективу развития в направлении создания и совершенствования программно-аппаратных средств для технического сервиса машинно-тракторного парка, что необходимо для повышения эффективности и конкурентоспособности растениеводческого сельхозпредприятия.
Бесплатно
Статья научная
Радиальные рабочие колеса турбомашин - это сложные вращающиеся детали. Вычислительные модели вала с радиальным рабочим колесом и 10-ю лопатками были построены с использованием параметрических моделей уменьшенного порядка. Цифровые модели учитывают влияние различных вариантов для жестких закреплений по кольцу вала и скорость вращения для исследования изменения собственных частот и напряжений турбомашин. В дальнейшем можно с уверенностью предположить, что исследование изменения собственных частот и напряжения турбомашин от скорости вращения и различных вариантов закрепления по кольцу вала являются актуальными на стадиях проектирования и доводки. Эти расчеты позволяются существенно сократить объем дорогостоящих экспериментальных исследований, уменьшить сроки конструирования и значительно снизить требуемые компьютерные ресурсы при проектировании новых конструкций турбомашин для АПК.
Бесплатно
Статья научная
В настоящее время на объектах энергоснабжения 75% аварийных ситуаций вызваны однофазными замыканиями на землю. Используемые в настоящее время методы тепловизионного и ультразвукового контроля не позволяют точно выявить причину возникновения аварий в распределительных сетях. Генераторы поискового тока в силу своей маломощности не могут охватить весь участок диагностируемой цепи. В статье предложены цифровые технологии для реализации умной диагностики изоляции системы электроснабжения с изолированной нейтралью в рабочем режиме, позволяющие в режиме on-line диагностировать сеть и производить анализ полученных данных для заблаговременного предотвращения аварийных ситуаций. Для того чтобы избежать отключения участков и диагностировать сеть в рабочем режиме, предлагается производить проверку системы с помощью токоограничивающего конденсатора, который будет под напряжением подключаться к токоведущим частям каждой фазы и точно определять место однофазного замыкания при любом количестве фидеров. Актуальность этих исследований вызвана тем, что, к примеру, только за два года на одном предприятии были зафиксированы 19 аварийных ситуаций, связанных с однофазными замыканиями на землю. Четыре случая из них привели к полной остановке предприятия. Поэтому разработка цифровых технологий для реализации умной диагностики изоляции системы электроснабжения под напряжением с изолированной нейтралью будет интересна практикам, ученым, исследователям, аспирантам и другим специалистам, стремящимся изучать последние достижения в умном агробизнесе для последующего применения их в реальном мире.
Бесплатно
Статья научная
В ведении отмечено, что тех случаях, когда при значительной интенсивности СИ механизм транспирации из-за ограниченных возможностей раскрытия устьиц не выполняет полностью свою функцию, необходимо применять мелкодисперсионное транспирационное орошение, которое строится на энергоинформационном принципе. Энергоинформационный принцип построения таких структур должен отвечать следующим условиям энергоинформационного единства: - энергетическая и информационная составляющие структуры должны быть комплементарны, то есть иметь взаимное соответствие и дополнение при образовании единого механизма, отвечающего принципам синергетики; - функционирование единого механизма должно быть направлено на максимальное использование свободной доступной энергии своего трофического уровня в соответствии с ПЭЭС и целенаправленности в процессе самоорганизации. В разделе объект и методы исследований пояснено, что в качестве методологической основы понятия целенаправленности удобно применить телеологическую теорию информации, по которой расход орошения - qν должен соответствовать плотности распределения количества испаряемой влаги. Поскольку оператор орошения обеспечивает действие информации по соблюдению ПЭЭС и целенаправленности, то КПД оператора будет той характеристикой, которая оценит действенность информации в достижении цели. Приняв от датчика сигнал о величине эксергии СИ и, приведя в соответствие ему действие оператора, мы тем самым полностью снимаем неопределенность и получаем полную информацию В разделе результаты исследований и их обсуждение приведены результаты расчета зависимости интегрально-вероятного КПД насоса от количества информации. В соответствии с условием энергоинформационного единства критерием эффективности информации при достижении максимума цели принимается максимальное использование свободной доступной энергии согласно ПЭЭС.
Бесплатно
Статья научная
Радиальные рабочие колеса турбомашин - это сложные вращающиеся детали машин, являющиеся критическими важными деталями для определения долговечности и безопасности компонента. Структурные повреждения оказываются конструкцию вибрацией, отрывания одной или нескольких лопастей. Требование структурной целостности часто противоречит облегчению конструкции и высокой аэродинамической эффективности. Так, что в процессе проектирования задача исследования прочности и надежности радиальных рабочих лопаток от напряжений и собственных частот колебаний радиальных рабочих лопаток энергетических турбомашин очень важна. Также при проектировании радиальных лопаточных дисков, применяемых в АПК, проводится множество численных и экспериментальных испытаний. Испытания требуются большие усилия на испытательных стендах и образцах. Таким образом, расчеты на прочность и компьютерное моделирование технических процессов радиальных рабочих колесах, применяемых в АПК, являются актуальными на стадиях проектирования, доводки и практической эксплуатации. Эти расчеты позволяются существенно сократить объем дорогостоящих экспериментальных исследований и уменьшить сроки конструирования новых машин.
Бесплатно
Шероховатость электроискровых покрытий из аморфных и нанокристаллических сплавов
Статья научная
В данной статье представлены исследования шероховатости электроискровых покрытий, полученных сборными электродами из аморфных и нанокристаллических сплавов. Установлены численные значения параметров шероховатости для трех видов электроискровых покрытий из аморфных сплавов и одного электроискрового покрытия из нанокристаллического сплава.
Бесплатно
Шкаф для частичного заземления нейтрали сетей 6-10 кв.
Статья научная
В статье рассмотрены варианты заземления нейтрали сетей 6-35 кВ. Разработана конструкция шкафа для резистивного заземления нейтрали сети 6-10 кВ в составе ячеек КРУ (шкаф частичного заземления нейтрали). Разработаны схемы главных и вторичных цепей шкафа. Представлены описание разработанного шкафа, перечень его основного электротехнического оборудования и его 3D модель. Приведено сравнение технических характеристик разработанного шкафа и существующих шкафов других производителей.
Бесплатно
