Статьи журнала - Агротехника и энергообеспечение
Все статьи: 788
Устройство для подготовки к использованию жидкого навоза
Статья научная
Животноводство является важной отраслью сельского хозяйства, поскольку удовлетворяет продовольственные и другие потребности человека. При этом развитие животноводства и его продуктивность тесно связаны с развитием растениеводства, а также интенсивностью землепользования, и в свою очередь животноводство обеспечивает полевые культуры органическими удобрениями в виде подстилочного и бесподстилочного навоза. Однако прежде чем вносить в почву навоз, его необходимо подвергнуть определенной обработке. Проводить обработку и подготовку к использованию жидкого навоза, получаемого на современных животноводческих предприятиях, в технологическом плане сложнее, нежели твердого подстилочного, что составляет актуальность разработки эффективных способов и устройств для переработки жидкого навоза. В статье представлена схема устройства, позволяющего реализовать один из способов подготовки жидкого навоза к использованию. Эффективность предлагаемых способа и устройства заключается в возможности обеспечения: качественного приготовления органических удобрений в жижесборниках или навозохранилищах как отдельно из жидкого навоза КРС и свиного навоза, так и их смеси и высокого уровня механизации, снижения затрат ручного труда и экологичности процессов смешивания. Предложенные способ и устройство для подготовки навоза могут быть эффективно использованы на средних и мелких животноводческих предприятиях, а также в фермерских хозяйствах, которые не имеют больших территорий, но имеющие свою кормовую базу.
Бесплатно
Статья научная
В статье произведен анализ основных показателей эффективности систем электроснабжения: надежности электроснабжения и качества электроэнергии. Выявлено, что основным показателем надежности электроснабжении время восстановления электроснабжения после отказов, основным показателем качества электрической энергии является время несоответствия качества электроэнергии требованиям нормативных документов (или договорным обязательствам). Рассмотрена существующая система мониторинга надежности электроснабжения и качества электроэнергии на проводной и беспроводной технология связи (GSM, NB-IoT, LoRa). Изучена структурная схема и определены недостатки используемых для системы мониторинга устройств контроля количества и продолжительности отключений электроэнергии и качества электроэнергии. Разработано новая схема устройства контроля количества и продолжительности отключений электроэнергии и качества электроэнергии на базе микроконтроллера Arduino в соответствии с выявленными недостатками, определены комплектующие изделия по этой схеме и собран экспериментальный образец. Перечислены все возможные аварийные режимы контролируемого участка электрической сети, которые разработанное устройство способно определять. Также перечислены все аварийные режимы электрической сети и их причины, которые система мониторинга надежности электроснабжения и качества электроэнергии на основе разработанных устройств контроля количества и продолжительности отключений и отклонения напряжения способна определять.
Бесплатно
Статья научная
Наибольшее число хищений и значительные объемы похищаемой электроэнергии имеют место в бытовом секторе. Причинами этого являются, с одной стороны, постоянный рост тарифов на электроэнергию при одновременном возрастании объема ее потребления и снижении платежеспособности населения, а с другой стороны - относительная доступность и простота осуществления того или иного способа хищения электроэнергии, несовершенство конструкций приборов учета, первичных и вторичных схем их коммутации, неудовлетворительное техническое состояние измерительных трансформаторов тока и напряжения, отсутствие правовой базы для привлечения к ответственности расхитителей электроэнергии. В статье рассматриваются существующие методы хищения электрической энергии и способы их выявления. Разработано устройство контроля несанкционированного отбора электрической энергии на базе существующего электросчётчика СТК-1, позволяющее защитить приборы учёта от внешних воздействий, способствовать их правильной и устойчивой работе. Применение индикатора высокочастотных воздействий, питающегося от бесконтактного блока, обеспечивает бесперебойный учёт электрической энергии вне зависимости от использования самодельных приспособлений, работающих по принципу импульсного кратковременного отбора тока, а также от воздействия мощных постоянных магнитов.
Бесплатно
Устройство мониторинга загрузки маломощных электрогенераторов
Статья научная
Представлен способ увеличения срока службы электрогенератора с помощью устройства мониторинга загрузки. Произведён анализ средств автоматизации и систем мониторинга для контроля мощности и загрузки электрогенераторов малой мощности. Выявлена актуальность разработки устройства мониторинга загрузки электрогенераторов (УМЗЭГ). В ходе анализа литературных источников было выявлено, что системы мониторинга для контроля загрузки являются критически важными инструментами для пользователей электрогенераторных установок. Однако существующие решения для генераторов малой мощности не предполагают контроля пофазной загрузки. Контроль пофазной загрузки генератора с помощью УМЗЭГ позволяет снизить несимметрию токов и напряжений на этапе подключения новых нагрузок, что повышает ресурс генератора. Применение данного устройства способствует повышению надёжности, снижению затрат, обеспечению безопасности работы генераторного оборудования.
Бесплатно
Утилизация тепла выхлопных газов газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций Шуртаннефтгаза
Статья научная
В настоящей статье рассмотрены возможность и целесообразность утилизации теплоты высокотемпературных выхлопных газов одного газоперекачивающего агрегата компрессорной станции на водогрейном котле-утилизаторе для выработки теплофикационной воды для отопления и горячего водоснабжения объектов компрессорной станции в целях энергосбережения. Приведены результаты технических и экономических расчетов при внедрении котла утилизатора, показаны потенциальные возможности и выгоды от внедрения. Традиционные теплофикационные системы не обеспечивают расчетной экономии топлива и общей эффективности. Это связано, в основном, двумя причинами. Эффект экономии топлива от централизации теплоснабжения практически сведен к нулю вследствие того, что КПД котельных повышен до уровня КПД энергетических котлов. Вторая составляющая топливного эффекта от комбинированной выработки электрической и тепловой энергии на ТЭЦ также оказалась ниже расчетной вследствие тепловых потерь и потерь с утечками при транспорте горячей воды на большие расстояния.
Бесплатно
Фенологически пофазное цифровое управления ростом растений на примере шпината
Статья научная
Во введении отмечено, что важной задачей современной индустрии является создание новых технологий и устройств, позволяющих при незначительном повышении материальных затрат получить высокий урожай овощных культур.Сформулирована цель исследования: повышение урожайности овощных культур на основе применения технологии цифрового фенологически пофазного управления ростом растений.Рассмотрены материалы и методы. Отмечено, что у каждого растения существует свой жизненный цикл с определенными фазами развития. Приведены фенологические фазы для шпината.Приводятся результаты и их обсуждение, где говорится о сохранении широкого круга культур, для которых не определены фенологические фазы, уже не затрагивая числовых значений экологофизиологических факторов в них, а для тех, где определено и то, и другое, числовые значения определены не для всех фаз, например, температура и влажность субстрата, влажность окружающей среды и рН питательного раствора для шпината. Даны рекомендации по применению числовых значений освещенности, спектрального состава, минерализации питательных растворов и т.д.В выводах отмечается, что применение пофазных числовых значений факторов для управления ростом растений приведет к увеличению продуктивности.
Бесплатно
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 проектирования и визуализации 3D-печатных капсул для аграрного производства
Статья научная
В данной работе представлены результаты разработки автоматизированной системы оптимизации параметров 3D‑печатных капсул для растениеводства, обеспечивающей минимизацию расхода материала при соблюдении биологических и прочностных требований. Использованы методы нелинейного программирования (Sequential Least Squares Programming и Trust‑Region Constrained), интегрированные с геометрической и прочностной моделью конструкции. Проведены испытания на пяти типах растений, показавшие снижение расхода материала на 12-24 % (среднее значение 18,3 %), сокращение времени проектирования с 30-60 минут до 1 минуты, успешность сходимости алгоритма 96 %, выполнение прочностных требований в 100 % случаев. Разработан модуль визуализации для комплексного анализа эволюции параметров и экономических эффектов. Данная система повышает экономическую эффективность, воспроизводимость и качество конструкций, применима в научных, образовательных, фермерских и промышленных условиях, демонстрирует потенциал цифровизации и точного земледелия, создаёт основу для дальнейшего расширения функционала и адаптации к различным агротехническим задачам.
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
Цифровая трансформация ветеринарного контроля как фактор снижения энергоемкости производства молока
Статья научная
В работе теоретически обосновано внедрение роботизированных систем бесконтактного мониторинга здоровья крупного рогатого скота для повышения энергетической эффективности производства молока. В качестве методов исследования использовалось математическое моделирование структуры энергетических потерь и анализ термограмм. Предложена архитектура автоматизированной системы на базе инфракрасной термографии и сверточных нейронных сетей, интегрированная в систему управления стадом. Установлено, что субклиническая стадия мастита, выявляемая традиционными методами лишь на 5–7 день, ведет к скрытому росту удельной энергоемкости продукции из-за снижения удоя при сохранении затрат на содержание. Расчеты подтверждают, что переход к цифровому мониторингу позволяет диагностировать патологию на раннем этапе (2–3 день) по градиенту температур (ΔT > 1,0°C). Это позволяет реализовать стратегию «управления по отклонениям», предотвратить выбраковку молока и удержать показатели энергоэффективности в пределах нормы, минимизируя нецелевой расход ресурсов фермы.
Бесплатно
