Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве. Рубрика в журнале - Агротехника и энергообеспечение
Исследование влияния температуры наружного воздуха на работу устройства для нагрева воды
Статья научная
Энергосбережение в сельском хозяйстве является предметом обсуждения у многих ученных, которые решают стоящие перед ними задачи путем развития новых средств и технологий, призванных снижать потребление энергоресурсов. При этом важно учитывать, что целью энергосбережения является производство качественных, улучшенных продуктов сельского хозяйства с минимальными затратами на энергоносители. Для её достижения применяются различные методы и устройства. Среди них особенной популярностью пользуются установки, работа которых основана на применении нетрадиционных и возобновляемых источников энергии. В работе представлено исследование, касающееся возможности применения устройства для нагрева воды, предназначенной для поения, которое работает за счет теплоты, производимой крупным рогатым скотом. Для правильного и рационального использования этого источника энергии необходимо учитывать множество факторов, таких как тепловые потери через ограждающие конструкции животноводческого помещения, скорость движения воздуха внутри и снаружи, содержание в воздухе пылевых частиц и микроорганизмов, температура наружного воздуха. Исследование последнего показателя даёт возможность правильно провести оценку продолжительности времени работы устройства для нагрева воды, работающего за счет использования теплоты, производимой животными.
Бесплатно
Исследование нового способа приготовления мясных продуктов
Статья научная
В статье представлены результаты исследования по применению инфракрасного способа приготовления мясных продуктов. Показано, что данный способ приготовления продуктов питания является одним из перспективных методов термообработки. Анализ имеющихся способов инфракрасного воздействия на мясные продукты показал, что при комбинировании различных способов термообработки у продуктов не снижаются потребительские качества, при этом появляются перспективы по уменьшению времени технологического цикла. Авторами ставится задача исследования, которая направлена на применении предлагаемого метода термического воздействия на продукты питания в индустрии быстрого питания. Для исследования был изготовлен нагревательный блок в соответствие патента на полезную модель № 199820 и установлен в печь-духовку. Управление и контроль нагревательными элементами осуществлялся приборами ТРМ 138 и ТРМ 148-Т с интерфейсом RS-485. Представленные результаты показали, что с помощью данных нагревательных элементов можно создавать равномерное поле нагрева разной площади, в зависимости от объема приготовляемого продукта. Показано, что в результате применения нового способа термического воздействия время приготовления уменьшилось более чем на 40 % , энергетические затраты снизились более чем на 25 % , потеря в весе может уменьшиться на 40 % , при этом потребительские качества продукта не меняются. Исследования показали, что применение нового способа термической обработки продуктов питания открывает новые возможности не только в индустрии быстрого питания, а так же в других отраслях народного хозяйства .
Бесплатно
Статья научная
На современном уровне развития науки технология послеуборочной обработки зерна и кормов с помощью микроволнового поля сверхвысокой частоты (СВЧ) распространена достаточно широко. Она позволяет решать несколько проблем одновременно: обеззараживание и сушка зерна, предпосевная обработка семян, приготовление и обеззараживание кормов. Серьёзными ограничениями во внедрении СВЧ технологий в сушку и обеззараживание зерна является неравномерность распределения поля СВЧ по толщине зернового слоя и эксплуатационная надёжность блоков питания магнетронов. Обеспечение более равномерного распределения микроволнового поля в зоне обработки возможно за счёт совершенствования конструкции волноводов. В данной работе разработана компьютерная модель рабочей зоны лабораторной установки, содержащей 2 источника СВЧ мощности для обработки зернового слоя и выполнено моделирование распределения электромагнитного поля. На основе результатов моделирования разработана экспериментальная модель с изменяемыми параметрами продуктопровода. Далее проведено планирование и реализация экспериментальных исследований исследования распространения напряженности электрического поля в продуктопроводе установки, заполненной зерновым слоем и энергоемкости влагоудаления.
Бесплатно
Статья научная
Целью статьи является представление биологического объекта в виде каскадной электрической схемы и исследование ее характеристик в прикладной программе ElectronicsWorkbench. Анализ процессов, протекающих в тканях сорняков при электроимпульсном воздействии, приводящем к повреждению внутренней структуры и последующей гибели растения, невозможно провести, располагая информацией лишь о эквивалентной электрической схемы замещения растительной ткани. Поэтому необходимо также иметь представление о количественных показателях электрических компонентов этой схемы и их изменении в процессе электроимпульсного повреждения. Существующие подходы к математическому описанию процессов электрического повреждения растительности, измерения параметров электродов электротехнологических установок и растительных объектов с известными геометрическими характеристиками позволяют определить проводимость, магнитную и диэлектрическую проницаемости всей электродной системы, нагрузки источника электропитания, эквивалентное сопротивление можно рассматривать как пассивный элемент электрической схемы.
Бесплатно
Статья научная
Повышение надежности сетей сельскохозяйственного назначения является актуальной задачей, для решения которой целесообразно использовать устройства, позволяющие автоматизировать процесс управления электрической сетью. Примерно 60% времени восстановления электроснабжения тратится на поиск поврежденного участка и восстановление питания потребителей, подключенных к неповрежденным участкам цепи, а 40% на поиск места повреждения и проведения ремонтно-восстановительных работ. (Цель исследования) Определить экономическую эффективность от установки реклоузеров в электрических сетях 10 кВ. (Материалы и методы) В качестве примера был рассмотрен фидер до и после установки секционирующих выключателей. Рассчитали критерии оптимизации для каждого варианта: годовой недоотпуск электроэнергии; количество и продолжительность отключений потребителя. (Результаты и обсуждение) Произвели необходимые расчеты вариантов, проанализировали полученные результаты (Выводы) Установили, что за счет установки реклоузеров наблюдается снижение количества и продолжительности отключений, и уменьшение годового недоотпуска электроэнергии в сети на 52%.
Бесплатно
Модернизация холодильной системы получения ледяной воды для производства сыров
Статья научная
Основным сырьем для производства сыров является молоко, которое нужно охладить при помощи технологического оборудования. Для наилучшего сохранения свойств молока необходимо мгновенное охлаждение. С этой целью используют пластинчатые теплообменники, где молоко охлаждается до температуры примерно на 3 °С выше температуры хладоносителя, в качестве которого применяется ледяная вода. В статье приведены основные характеристики существующей холодильной системы получения ледяной воды для производства сыров и описан технологический процесс производства ледяной воды. Предложен ряд технологических решений для увеличения эффективности работы холодильной системы и снижения затрат энергоресурсов на производство холода. Предлагаемые решения снижают объем оборудования, обеспечивающего производство холода для системы ледяной воды, по сравнению с существующей системой. Сделан выбор нового оборудования и произведена оценка эффективности замены. В результате замены компрессорных агрегатов холодильной системы расход электрической мощности на единицу производимого холода был снижен на 19,3 %. Рассчитана аммиакоемкость оборудования и жидкостных трубопроводов до и после модернизации, которая привела к снижению объема аммиака, приходящегося на единицу мощности оборудования, производящего холод на 66,7 %.
Бесплатно
Статья научная
Многие сельскохозяйственные объекты находятся в зонах децентрализованного энергоснабжения. Электрификацию таких объектов возможно обеспечить за счет энергии ветра и солнца. Для проведения исследований экспериментальных установок ветро-солнечной аддитивной электростанции и солнечного модуля с устройством поддержания оптимального температурного режима работы был создан научно-исследовательский полигон на территории Южного Федерального округа, д. Лола Республики Калмыкия. Построены производственное и административное помещения, хозяйственные блоки с общей потребляемой мощностью мощностью 10 кВт. Проверка экспериментальных установок проводилась в течение 3 месяцев с июля по октябрь при температуре окружающего воздуха 20-50°C и скорости ветра от 4 м/с до 14 м/с. Сочетание использования энергии ветра и солнца для электроснабжения научно-исследовательского полигона в условиях Южного федерального округа позволило в течение 3 месяцев обеспечивать потребителей электроэнергией практически при любых погодных условиях.
Бесплатно
Новые подходы к облучению растений, выращиваемых на гидропонике
Статья научная
В статье приводятся результаты экспериментов, полученные при освещении (облучении) зеленого корма из семян ячменя и пшеницы, энергоэффективной, экономичной, экологически безопасной разноцветной светодиодной фитоустановкой. В 1876 году русский ученый К.А. Тимирязев описал выращивание растений гидропонным методом и предсказал возможность его производственного использования. В 1910 году русский ученый А.В. Арциховский предложил две оригинальные установки: в первой корни растений находились в среде воздуха и периодически опрыскивались водноминеральным раствором, содержащим питательные вещества, во второй был заложен принцип подачи и сбора питательного раствора по трубопроводам. Целью исследований является исследование влияния УФ излучения на всхожесть зерновых культур и излучения зоны фотосинтетически активной радиации (ФАР) на рост и развитие зеленых растений, выращенных из облученных УФ излучением семян в гидропонных установках. В наших экспериментах семена перед посевом были обработаны излучением от ультрафиолетовых светодиодов зоны А (УФ-А). Было усыновлено, что УФО семян оказало положительное воздействие на всхожесть и повысило ее на 6…8%. Мощность УФ излучателя составляла 2 Вт. Анализ опытов показал, что для растений пшеницы, выросших из обработанных УФ излучением семян, можно рекомендовать время облучения от 33 до 45 мин. Для семян ячменя наилучшую дозу УФО определить не удалось, при облучении УФ излучением от 33 до 45 мин. средняя знлнгая масса растений продолжает возрастать. Мощность разноспектральной фитоустановки составляла 60 Вт. Проведенные эксперименты по облучению семян УФ излучением с последующим выращиванием из их зеленых растений на специально разработанной фитоустановке показывают новые подходы к выращиванию зеленых растений в гидропонных установках. Применение светодиодов позволяет экономить электрическую энергию на 40..50% по сравнению люминесцентными лампами. Установка электробезопасна, т. к. работает при напряжении 12 В и экологически безвредна, т. к. не содержит ртуть. Ориентировочная ее стоимость УФ установки составила примерно 2000 руб., фитоустановки - около 4500 рублей, срок окупаемости последней примерно 3 года.
Бесплатно
О влиянии несимметрии и несинусоидальности токов на потери электроэнергии в силовом трансформаторе
Статья научная
С использованием полнофакторного активного эксперимента на физической модели получено регрессионное уравнение для расчета потерь электроэнергии в силовом трансформаторе. При проведении опытов из общих потерь электроэнергии отнимались скорректированные потери электроэнергии в магнитопроводе трансформатора и обмотках от тока основной частоты. На основании полученной математической модели предлагается вычислять потери электроэнергии в силовом трансформаторе по известным значениям К-фактора трансформатора и отношению тока нулевой последовательности основной гармоники к току 3-ей гармоники в нулевом проводе. Рекомендуемый диапазон применимости математической модели по К-фактору от 1,04 до 1,10, по соотношению тока нулевой последовательности основной гармоники к току 3-ей гармоники от 0,68 до 6,82.
Бесплатно
Статья научная
ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ. Работа направлена на выявление влияния схем и групп соединения обмоток силовых трансформаторов на эксплуатационные параметры сельских электрических сетей 0,4 кВ. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Влияние оценивалось по величине токов короткого замыкания, определенных в соответствии с ГОСТ 28249-93, потерям мощности в обмотках силовых трансформаторов и величине токов, протекающих на стороне 10 кВ силового трансформатора при замыканиях в сети 0,4 кВ, рассчитанных по методу симметричных составляющих с учетом трансформации токов. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. В ходе исследования было выявлено, что при использовании трансформаторов со схемой соединения обмоток Y/Zн токи однофазного короткого замыкания в сети наибольшие. При этом трансформаторы со схемой соединения обмоток Y/Yн характеризуются меньшими потерями мощности. При использовании трансформаторов со схемой соединения D/Yн токи при замыканиях в сети 0,4 кВ на стороне 10 кВ больше, чем при использовании других схем. ВЫВОДЫ. Выбор Трансформаторы со схемой Y/Yн рациональны при небольших длинах линий 0,4 кВ, Y/Zн при больших длинах линий и несимметричной нагрузке, D/Yн при больших длинах линий и относительно симметричной нагрузке.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматриваются вопросы эксплуатации сетевой солнечной электростанции, требования по качеству электроэнергии у потребителя при электроснабжении от действующей станции и факторы, влияющие на искажение выходных параметров инвертора станции. Описана построенная экспериментальная станция, позволяющая оценить выходные значения напряжения и частоты. Представлены марки и характеристики основных комплектующих, использованных при строительстве. Авторами на основе реальных данных по отклонению напряжения и частоты на выходе сетевой электростанции сформулированы требования по подключению и работе станции параллельно с централизованной сетью.Так же, с помощью построенной станции проведено исследование влияния аварийных и послеаварийных режимов на качество электроэнергии от солнечной электростанции. В результате проведенного эксперимента сделаны выводы о кратковременной рассинхронизации станции и централизованной сети при снятии короткого замыкания.
Бесплатно
Обоснование оптимальных вариантов реконструкции сетей 0,38 кВ сельскохозяйственного назначения
Статья научная
Большой срок эксплуатации оборудования распределительных сетей сельских поселений, несовершенство схем электроснабжения в комплексе с другими причинами, приводит к несоответствию показателей качества электроэнергии нормативным требованиям. При этом многие ЛЭП 0,38 кВ, особенно эксплуатируемые в сельской местности, имеют завышенную по сравнению с рекомендованной длину. Иногда она достигает двух-трех километров. Это, в свою очередь, приводит как к снижению надежности электроснабжения потребителей, подключенных к данным ЛЭП, так и наличию потребителей с необеспеченным качеством электрической энергии. Появлению указанных недостатков также способствовало смещение центра нагрузок в процессе эксплуатации при хаотичной застройке сельских населенных пунктов. В последнее время существенно возросли цены на сооружение ЛЭП, трансформаторных подстанций. Поэтому сейчас, для устранения отмеченных недостатков, капитальные вложения выделяются в первую очередь не на строительство новых, а на проведение реконструкции существующих линий электропередачи. В статье приведены результаты анализа технического состояния электрических сетей 0,38 кВ сельскохозяйственного назначения Орловской области. Показано, что почти 60% из них нуждаются в проведении реконструкции. Намечены варианты возможной реконструкции сетей. Предложен программный продукт, позволяющий обосновать наиболее оптимальный вариант реконструкции.
Бесплатно
Обоснование установки для предпосадочной обработки овощных культур
Статья научная
Научной задачей является разработка многомодульной радиогерметичной установки непрерывного режима работы для предпосадочной обработки овощных культур со сферическими резонаторами, обладающими высокой собственной добротностью, обеспечивающими возбуждение электромагнитного поля сверхвысокой частоты, содержащими электрогазоразрядные лампы, подключенные к источнику килогерцовой частоты и позволяющие ионизировать и озонировать воздух за счет коронного разряда. Установка обеспечивает комплексное воздействие электромагнитного поля сверхвысокой частоты, бактерицидного потока УФ лучей и озонированного воздуха на сырье. Установка содержит сферические резонаторы, расположенные по периферии круглого стола. Внутри каждого резонатора по горизонтальной оси 11 4,5,6,7 жестко установлен фторопластовый диск, имеющий на периферии выгрузное отверстие. К отверстию с заслонкой с тыльной стороны диска прикреплен один конец гофрированного диэлектрического рукава, другой конец рукава соединен с нижним запредельным волноводом, расположенным с наружной стороны сферического резонатора. В углублениях фторопластовых дисков расположены электрогазоразрядные лампы, запитанные от источников килогерцовой частоты, прикрепленных с наружной стороны сферических резонаторов. В разработанной конструкции объемного резонатора сырье нагревается равномерно благодаря равномерному распределению электромагнитного поля сверхвысокой частоты в сфере, обладающей высокой собственной добротностью и за счет перемешивания с помощью щетки, которая одновременно своими проводящими ворсинками поддерживает коронирование электрогазоразрядной лампы.
Бесплатно
Статья научная
Анализ существующих методов и средств обеззараживания воздушной среды, а именно, ультрафиолетового излучения и озона. Принцип действия и результаты от применения облучателей-озонаторов. Анализ характеристик ультрафиолетовых бактерицидных лам их положительное воздействие на животных. Области и особенности применения облучателя-озонатора воздуха в свиноводческих помещениях. Исследование математических моделей процесса бактерицидного облучения, определение основных параметров и режимов работы облучателя. Изучение изменения состава воздуха в животноводческом помещении при включении облучателя-озонатора «ОЗУФ». В результате анализа полученных экспериментальных данные, уравнения регрессии имеет следующий вид по каждому критерию оптимизации, которые позволяют получить рациональные режимы УФ бактерицидного облучения и озонирования воздуха. 1. Z1 = 38,978 - 5,8t - 168,333O3 2. Z2 = 694,972 - 161,333t - 3,925N3. Z3 = 0,51111 - 3,33333O3
Бесплатно
Определение эффективности работы солнечного коллектора
Статья научная
В статье представлены методы определения характеристик и показателей эффективности устройств преобразования солнечной энергии в тепловую. Цель исследования - описание методики расчёта эффективности работы солнечного коллектора. Был применен метод анализа источников литературы, синтез. Расчет коэффициента тепловых потерь солнечного коллектора выполняют методом последовательных приближений. Для целей анализа метода расчета показателей эффективности солнечных коллекторов были изучены системы солнечного теплоснабжения и процессы, происходящие в них. В результате была представлена методика расчета энергоэффективности солнечного коллектора, включающая в себя расчет таких показателей, как оптический коэффициент полезного действия солнечного коллектора, коэффициент эффективности поглощения солнечного излучения и коэффициент теплопотерь. Приведенная модель расчета энергетической эффективности солнечного коллектора может служить для обоснования проектных решений при разработке солнечных коллекторов.
Бесплатно
Опыт измерений при однофазном коротком замыкании в электрической сети 0,4 кВ
Статья научная
Работа направлена на инструментальное измерение параметров электрической сети 0,4 кВ при возникновении в ней однофазного короткого замыкания фазного провода на землю и фазного провода на нулевой. Измерение осуществлялось с использованием прибора MZC-300. Полученные эмпирическим путем результаты сравнивались с расчетными значениями, полученными по методу расчета токов короткого замыкания в соответствии с ГОСТ 28249-93 и по упрощенному методу петли «фаза-ноль». Фактическое значение тока металлического однофазного короткого замыкания, полученное измерением с использованием прибора MZC-300 составляет 230 А, что на 14%-36% больше расчетных значений, полученных с применением методов по ГОСТ 28249-93 и по упрощенному методу петли «фаза-ноль». Значение тока однофазного короткого замыкания при обрыве фазного провода и его падении на землю составляет 2,52 А, что в 91 раз меньше тока металлического замыкания между фазным и нулевым проводником в этой же точке электрической сети 0,4 кВ. Известные в настоящее время технические средства и методы защиты сельских электрических сетей 0,4 кВ в воздушном исполнении не позволяют эффективно устранять режимы однофазного короткого замыкания при падении фазного провода на землю.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлено техническое решение, направленное на оснащение дежурного автомобиля оперативно-выездной бригады отсеками для размещения инструмента, приспособлений и средств защиты. Оснащение отсеками для размещения инструмента, приспособлений и средств защиты производилось для автомобиля типа Газ-27057 «Газель». В статье представлен эскиз ящиков и шкафа с отсеками для размещения инструмента, приспособлений и средств защиты в автомобиле, что позволяет значительно упростить процесс сборки и исключить ошибки возможной низкой инженерной квалификации работника. Также представлены материалы, из которых можно осуществлять сборку представленных технических решений. На основании эскиза собран экспериментальный образец, который принят ПАО «МРСК Центра» как рационализаторское предложение. Оснащение грузового отделения отсеками для размещения инструмента, приспособлений и средств защиты обеспечивает оптимальное и рациональное использование свободного пространства грузового отделения автомобиля. Простота и дешевизна изготовления конструкции ящиков и шкафа с отсеками, её установка и крепление, позволяют изготавливать и монтировать данные шкафы и ящики без привлечения сторонних организаций.
Бесплатно
Особенности гибридных СВЧ электротехнологических установок
Статья научная
В сверхвысокочастотной электротехнологической установке с камерой гибридного типа, применяя сверхвысокочастотную электромагнитную энергию, возможно осуществлять тепловую модификацию диэлектрических материалов и нетепловую модификацию полимерных материалов, в результате которой у обрабатываемых объектов изменяются свойства и параметры быстрее и равномернее, чем при нагреве традиционными способами. В работе предложена конструкция сверхвысокочастотной электротехнологической установки с рабочей камерой гибридного типа. Такая конструкция позволяет в одной установке одновременно проводить нетепловую СВЧ модификацию полимерного материала и тепловую СВЧ модификацию диэлектрического материала. СВЧ электротехнологическая установка с рабочей камерой гибридного типа дешевле, занимает меньшую площадь в сравнении с двумя отдельными установками, выпускающими в общей сложности туже продукцию с той же производительностью. Установка имеет максимальный коэффициент полезного действия, максимальную энергетическую и достойную экономическую эффективности, что обуславливает ее применение.
Бесплатно
Оценка влияния освещённости на показатели характеризующие рассаду огурца
Статья научная
На продуктивность растений влияет большое количество факторов - это температурный режим, газовый состав, уровень освещённости, спектральный состав, режим освещения и ряд других параметров. На уровень освещенности следует обратить особое внимание, так как именно этот параметр оказывает существенное влияние на интенсивность процесса фотосинтеза, благодаря которому формируется до 95% биомассы [1] растения, а соответственно на основные процессы жизнедеятельности на разных стадиях развития растения. Рациональный диапазон освещённости, при котором достигается максимальная продуктивность определяется видом и стадией развития растения. Однако применительно к культуре огурца в исследованиях различных авторов отсутствует единодушие относительно указанного параметра, диапазоны значений освещённости по данным материалов различных исследований колеблются от 6 до 25 клк. В статье приведены результаты исследований, устанавливающих взаимосвязь между показателями, характеризующими продуктивные качества рассады огурца (высота растения, средняя масса вегетативной части, масса корня) и уровнем освещённости. Исследования проводились на рассаде огурца сорта «Ранняя пташка» фирмы «Сады России». Результаты исследований позволяют установить тенденции изменения показателей, характеризующих продуктивность рассады огурца в зависимости от освещенности и определить рациональный диапазон указанного параметра.
Бесплатно
Оценка влияния ультрафиолетового излучения на посевные качества семян огурцов
Статья научная
По оценке данных «Теплиц России», производство овощей в 2019 году достигло 1,24 млн. т., что на 13% выше уровня предыдущего года. Указанное повышение объема производства обеспечено в основном за счет ввода новых тепличных площадей (около 260 га) и модернизации действующих теплиц [1]. Ещё один путь увеличения объёмов производства овощной продукции заключается в повышении продуктивности растений, выращиваемых в условиях защищённого грунта. Это в свою очередь приведет к снижению себестоимости продукции, а также к повышению производительности труда. На показатели, характеризующие продуктивный рост семени, оказывает влияние множество факторов - это сроки хранения; методы предпосевной стимуляции, технологии проращивания и т.д. Одним из эффективных способов предпосевной стимуляции является предпосевная стимуляция семян ультрафиолетовым излучением. В статье приведены результаты исследований влияния дозы ультрафиолетового излучения на продуктивные качества семян огурцов сорта «Мурашка». Исследования в этом направлении являются актуальными так как наиболее распространённой культурой, выращиваемой в условиях теплиц, является именно огурец на долю которого приходится более 50 % от всех сборов тепличных овощей.
Бесплатно
