Электротехнологии, электрооборудование и энергоснабжение агропромышленного комплекса. Рубрика в журнале - Агротехника и энергообеспечение
Моделирование переходных процессов в цепях формирования высоковольтных импульсов
Статья научная
В статье рассмотрено решение проблемы наличия в цепях создания высоковольтных импульсов формирующих разрядных промежутков. Такие цепи используются в установках электрогидравлического удара, которые используются для приготовления питательных растворов, очистки сточных вод, разрушения горных пород и т. д. Наличие формирующих разрядных промежутков создает опасность эксплуатации установки, что накладывает ограничения по использованию данной технологии. Целью работы является изучение возможности формирования импульсов без использования формирующих разрядных промежутков. В результате работы проведено моделирование цепей без формирующих разрядных промежутков с использованием различных источников питания и сделаны выводы о достоинствах и недостатках использования в схеме тех или иных источников питания, а также сообщены планы дальнейшего исследования на экспериментальной установке.
Бесплатно
Статья научная
Математическая модель распределения углекислого газа (CO2) в сооружении защищенного грунта является важным инструментом для понимания и оптимизации условий роста растений. Она позволяет предсказать, как CO2 будет распределяться внутри сооружения, учитывая факторы, такие как вентиляция, площадь и форма сооружения, количества растений, и другие факторы. Для моделирования поведения газового облака распространения углекислого газа в сооружениях защищенного грунта была поставлена цель экспериментально изучить поведение газа в управляемых условиях и провести расчеты, направленные на получение математической модели распределения углекислого газа. Проведен анализ отечественной и зарубежной литературы, а также основываясь на собственных работах по данной теме проведены исследования, которые были сравнены с математической моделью распределения углекислого газа. Для проверки выдвинутых гипотезы была разработана математическая модель распределения технологического диапазона углекислого газа на основании Υ-функции Вейерштрасса Исследования показали адекватность математически модели, которой можно описать изменение концентрации газа в рабочей зоне действия установки.
Бесплатно
Моделирование энергетических режимов теплицы
Статья научная
Рассматриваются вопросы повышения энергоэффективности и улучшения качества автоматического регулирования температуры воздуха в промышленных теплицах. Целью проводимых исследований является улучшение энергоэффективности систем надпочвенного обогрева промышленных теплиц путем совершенствования известных линейных методов автоматического регулирования по отклонению и возмущению за счет дополнительного использования данных краткосрочного метеорологического прогноза по предстоящему изменению наружной температуры воздуха. Для решения проблемы наличия транспортного запаздывания в объекте управления при выработке управляющего сигнала в цепи компенсации возмущения помимо сигнала датчика наружной температуры учитываются также данные прогноза изменения наружной температуры, освещенности и скорости ветра на определенный предстоящий интервал времени, что позволяет заблаговременно осуществлять соответствующее компенсирующее управляющее воздействие. Предлагаемый метод управления может быть использован при регулировании температуры воздуха в зданиях и сооружениях с повышенными требованиями к параметрам микроклимата.
Бесплатно
Необходимые аспекты изучения для выявления эффектов электростимуляции на рост и развитие растений
Статья научная
Данная работа посвящена изучению воздействия почвенной электростимуляции на рост и развитие растений, с фокусом на электрофизиологических и генетических аспектах. Исследование включает в себя методы биомассового анализа, анализа электрофизиологических параметров растений, и генетических исследований. Методы измерения биомассы, такие как взвешивание, образцовая площадь, дистанционное зондирование, химический анализ, и биометрические датчики, были использованы для получения подробного понимания живой органической массы растений. Электрофизиологические параметры, такие как потенциал мембраны, действительный потенциал, электрические импульсы, и электролитический ток, были измерены для оценки реакции растений на электрическую стимуляцию. Генетические исследования включали в себя секвенирование генома, аннотацию генома, экспрессионные анализы, изучение мутаций, генетические маркеры, генетическую картографию, и анализ метабола. Результаты показывают, что электростимуляция, особенно в сочетании с гуминовыми удобрениями, способствует улучшению плотности травостоя и декоративности делянок. Однако, для оптимальных результатов, требуется более подробная настройка параметров электростимуляции.
Бесплатно
Статья научная
Развитие цифровизации, автоматизации сельских электрических сетей требует особого внимания к обеспечению функциональности трансформаторных подстанций 6-20/0,4 кВ. Таких трансформаторных подстанций в распределительном сетевом комплексе насчитывается более 475 тысяч штук. В последнее время появилось большое количество оборудования для обеспечения наблюдаемости в электрических сетях 0,4-20 кВ. В статье приведен обзор оборудования, представленного на рынке Российской Федерации для автоматизации трансформаторных подстанций 6-20/0,4 кВ. Описаны перспективные функции цифровой трансформаторной подстанции 6-20/0,4 кВ. Сделан вывод о том, что оборудование, представленное на рынке, не обеспечивает выполнения большинства функций, необходимых для реализации цифровой трансформаторной подстанции 6-20/0,4 кВ. Предложена концептуальная структурная схема цифровой трансформаторной подстанции 6-20/0,4 кВ и дано краткое описание ее работы.
Бесплатно
Обзор современных видов рекуператоров для ферм КРС
Статья научная
В работе определено что такое рекуператор и его основные виды, такие как пластинчатый рекуператор, роторный рекуператор, рециркуляционный рекуператор, рекуператор с тепловыми трубками, камерный рекуператор, кровельный рекуператор, водный рекуператор. Проведен анализ рекуператоров, выявлены преимущества и недостатки каждого вида. Указан способ работы выбранных рекуператоров. Установлены наиболее эффективные типы рекуператоров. Определены те типы, которые больше всего подходят для использования в сельском хозяйстве, в отрасли животноводства. На фермах содержащих КРС наиболее подходящими являются пластинчатый, роторный, камерный, кровельный рекуператоры. Это обосновано тем, что у данных типов рекуператоров нет больших сложностей с установкой оборудования, довольно простое обслуживания по отношению к другим типам, а в большинстве случаев независимость от электроэнергии и высокое КПД.
Бесплатно
Статья научная
Тепловая сушка, являясь составной частью многих технологий, относится к числу наиболее энергоемких технологических процессов. На сушку зерна, древесины, бумаги, тканей, овощей и фруктов, а также других материалов в России ежегодно затрачивается несколько миллионов тонн условного топлива. Широкая распространенность процессов сушки и низкие (30 - 35 %) коэффициенты полезного использования энергии в них обусловливают актуальность энергосбережения в сушильных установках. Производство сушеных фруктов и овощей является одним из наиболее экономичных способов переработки сырья. Сушеные плоды и овощи обладают высокой энергетической ценностью, так как содержат значительное количество химических элементов и сохраняют свои свойства на долгое время. Они занимают меньший объем для хранения, имеют долгий срок годности и могут использоваться как сырье для производства пищевых концентратов в различных отраслях пищевой промышленности. В бытовых и сушилках малой производительности, как правило, применяют конвективный способ нагрева продукта. В процессе сушки происходит удаление влаги из продукта до достижения влажности 10-12 % для овощей и 18-25 % для фруктов. Известные бытовые электросушилки для пищевых продуктов в рабочем режиме сбрасывают с влажным воздухом в окружающее пространство и тепло, полученное от электронагревателя, которое является ценным объектом снижения затрат в процессе сушки. Таким образом, недостатком известных сушилок является большие потери тепловой энергии, уносимые с влажным воздухом в окружающее пространство. Также к их недостаткам следует отнести неравномерность нагрева слоев продукта за счет застаивания воздуха и уменьшения его температуры по мере продвижения снизу-вверх, в результате чего продукты на нижних поддонах сушатся быстрее, чем на верхних.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрена структура и объемы энергопотребления сельскохозяйственными предприятиями РФ. Проанализирована фактическое потребление энергоресурсов в АПК. Рассмотрена структура потребления энерго- и электроэнергии на нужды предприятий. Приведены сравнительные показатели энергетической эффективности сельскохозяйственного производства в РФ и странах Европы. Обоснована актуальность снижения энергоемкости технологических процессов. АПК. Рассмотрен механизм и стадии биохимической переработки органических отходов. Определен характер изменения кислотности сбраживаемой массы в зависимости от температуры. Выявлены температурные режимы основных этапов разложения сырья. Доказана целесообразность ограничения температуры процесса посредством утилизации части выделяющейся тепловой энергии. Предложена конструкция энергоэффективного теплоутилизатора с теплообменной поверхностью в слое сырья и оснащенного устройством автоматического управления его температурой и влажностью. Целью работы является анализ механизма биохимических реакций, сопровождающих сбраживание органических материалов, обоснование целесообразности использования выделяющейся тепловой энергии и разработка устройства для его эффективной реализации. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: - проанализировать структуру и объем энергопотребления в сельском хозяйстве; - рассмотреть современные технологии переработки сельскохозяйственных отходов для получения тепловой энергии; - проанализировать механизм и стадии соответствующих биохимических реакций; - разработать энергоэффективное устройств для переработки органических отходов в производственных условиях.
Бесплатно
Обоснование необходимости разработки систем удаленного мониторинга состояния зерновой насыпи
Статья научная
Временное хранение зерновых культур на удаленных не электрифицированных складах зачастую приводит к порче урожая и унижению его качества. Снижение данного вида потерь может быть обеспечено за счет внедрения систем удаленного мониторинга и раннего предупреждения о возможных аварийных ситуациях. Электропитание такого вида оборудования целесообразно производить за счет применения возобновляемых источников энергии и местной генерации. Целью данной работы является обзор различных методов послеуборочного хранения зерна, применяемых мелкими сельскохозяйственными производителями, систем мониторинга состояния зернового слоя и возможности его автономного энергоснабжения. В исследовании обсуждаются различные потери зерна, возникающие на различных этапах послеуборочной обработки и хранения зерна. На основании проведенной работы сформулированы выводы о необходимости разработки и внедрения систем мониторинга зерновой насыпи, хранящейся на складах, удаленных от систем централизованного электроснабжения.
Бесплатно
Статья научная
В условиях роста сбора зерновых в России и недостатка мощностей для хранения, возникает необходимость обеспечить сохранность урожая на базе аграрных хозяйств. Цены на зерновые являются сезонными. Многие производители стараются хранить урожай у себя до повышения цены, повышая тем самым рентабельность. Возможность осуществлять послеуборочную обработку и хранение урожая в условиях собственных хозяйств позволяет производителю значительно снизить себестоимость производства. Необходимость проведения сушки зерна в кратчайшие сроки диктуется соблюдением требований сроков безопасного хранения и обеспечением сохранности урожая. Ограничения для производителей при обработке зерна могут обуславливаться ограниченными ресурсами на покупку сушильного оборудования, площадей, для размещения складов промежуточного хранения, энергетических мощностей. В данной работе произведен обзор применяемых технологий хранения зерна; выполнено сравнение установок, используемых для сушки зерна активным вентилированием при напольном хранении; приведены возможные направления для совершенствования рассматриваемых установок; сделаны выводы о целесообразных направлениях дальнейших исследований. Применение электрофизических способов воздействия может позволить сократить удельные затраты при увеличении производительности оборудования. Кроме того, должна быть решена задача рационального размещения установок и режимов их работы с учетом указанных выше ограничений.
Бесплатно
Обоснование параметров компьютерной модели сельской электрической сети 0,4 кВ в MATLAB Simulink
Статья научная
В настоящее время компьютерное моделирование является одним из наиболее эффективных инструментов исследования режимов работы электрических сетей. В настоящей работе производится обоснование параметров компьютерной модели сельской электрической сети 0,4 кВ в программном комплексе Matlab Simulink. Для обоснования параметров элементов модели используются методы электротехники, расчета электрических сетей и теории переходных процессов в электроэнергетических системах. В работе произведено обоснование параметров следующих основных элементов модели: трехфазного источника питания, трехфазного двухобмоточного трансформатора, фазных и нейтральных проводов электрической сети, а также других элементов. Полученная по итогам обоснования компьютерная модель сельской электрической сети 0,4 кВ позволит провести комплексное исследование режимов работы сельских электрических сетей 0,4 кВ.
Бесплатно
Определение изменения температуры воздуха в солнечной установке
Статья научная
Для возникновения изменений температуры достаточно условие ∂t / ∂h > 0, приведена корреляционная зависимость th = to exp(b´ h) изменения температуры воздуха по высоте солнечной установке.
Бесплатно
Статья научная
В статье предложен способ определения места повреждения на воздушных линиях электропередачи 6-35 кВ с изолированной нейтралью. Способ заключается в применении модернизированного беспилотного летательного аппарата, предназначенного для поисков мест повреждений. Во введении рассказана необходимость создания такого способа. Дистанционные способы на рассматриваемых линиях трудно реализуемы, поэтому был предложен способ с беспилотным летательным аппаратом. В материалах и методах описан процесс измерения токов нулевой последовательности в линии с помощью специальных приборов, которые использует поисковая бригада для поисков поврежденного участка. Катушки из этих приборов необходимо установить на беспилотник. В результатах и их анализе представлена 3D модель модернизированного беспилотного летательного аппарата. Написан программный код, который предназначен для определения места повреждения при помощи измеряемых катушками показаний токов. В выводах приведены достоинства и недостатки. Достоинством является возможность поиска любых видов повреждений в автоматическом режиме. К недостаткам относиться невозможность использования аппарата во время плохой погоды и влияние помех от двигателей беспилотника на точность определения места повреждения.
Бесплатно
Определение параметров автономного источника питания электроустановки для подкормки рыбы насекомыми
Статья научная
Получение высокой продуктивности рыбы, выращиваемой в открытых водоемах, возможно за счет ее подкормки смесью живых и неживых кормов. Для увеличения доли живых кормов перспективно использование естественной кормовой базы прудов и местных кормовых ресурсов, в качестве которых могут выступать различные насекомые-фотоксены, привлекаемые светом специальных электроустановок. Автономную работу данных электроустановок обеспечивает аккумуляторная батарея, заряжающаяся от солнечного модуля. Представлена упрощенная методика расчета емкости аккумуляторной батареи и мощности солнечного модуля, позволяющая сделать обоснованный выбор элементов автономного источника питания электроустановки. Полученное уравнение для определения суточного электропотребления разработанной электроустановки для подкормки рыбы насекомыми отражает его взаимосвязь с режимами работы источников-аттрактантов и поражающего насекомых органа. Анализ данного уравнения позволяет наметить пути существенного снижения электропотребления, а следовательно, и себестоимости электроустановки.
Бесплатно
Особенности оперативного управления в системах электроэнергетики
Статья научная
Особенность современных электроэнергетических систем (ЭЭС) и систем электроснабжения (СЭС) - усложнение структуры, включение систем распределённой генерации (РГ), возобновляемых источников энергии (ВИЭ), систем накопления электроэнергии (СНЭЭ), увеличение скорости протекания нормальных, аварийных и послеаварийных переходных процессов, массовое внедрение цифровых систем релейной защиты (РЗ) и противоаварийной автоматики (ПА). В этой связи возрастают нагрузки на системы оперативного управления ЭЭС (СЭС) и, соответственно, на оперативный персонал, который должен учитывать недостатки и ненадёжность оборудования с целью обеспечения его работоспособности. В процессе выполнения своих обязанностей оператор ЭЭС (СЭС) может с различной частотой допускать ошибки, сопровождающиеся последствиями, независимо от квалификации и опыта работника. Поэтому оценка надежности ЭЭС (СЭС) будет неполной без оценки надежности оперативного персонала. Результаты анализа особенностей оперативного управления, задач, типов и вероятностей ряда ошибок, поведения оператора в нормальных и экстремальных условиях, а также учёт роли личности оператора позволят снизить вероятность совершения ошибки при принятии разного рода управленческих решений.
Бесплатно
Особенности технологического процесса животноводческих предприятий КРС с позиции сезонности
Статья научная
Эффективное функционирование животноводческих предприятий зависит от надёжности их электроснабжения. Одним из средств её обеспечения является резервирование питания ответственных электроприёмников. Традиционные способы резервирования имеют ряд недостатков, связанных с необходимостью завышения мощности резервных источников, или высокими затратами в резервную электрическую сеть. Предлагаемые в последнее время способы сезонного резервирования позволяют избежать указанных недостатков. Однако их применение требует проведения анализа сезонности технологических процессов животноводческих предприятий и определения характеристик оборудования, ответственного за их выполнение. От сезонности технологических процессов зависит и значение ущерба, возникающего при перерывах в электроснабжении. В статье проведён анализ сезонности технологических процессов животноводческих предприятий, обзор методов расчёта ущерба от перерывов в электроснабжении, обосновано применение способов сезонного резервирования.
Бесплатно
Статья научная
В данной статье представлены результаты оценки ресурсов гидроэнергетического потенциала ирригационной системы, расположенной на территории Бухарской области, а также технико-экономических показателей микрогидроэлектростанции адаптированной для эффективной работы в низконапорных водотоках. Ресурсы гидроэнергетического потенциала ирригационной системы Бухарской области были оценены 202,4 ГВт·ч на основании метода «Энергетического дерева». По результатам исследования было установлено, что опытная микрогидроэлектростанция мощностью 1,5 кВт установленная на Куймазарском канале протекающего на территории фермерского хозяйства «Бухоро Чорво Омад» расположенного в Бухарской области при скорости потока воды 4 м/с способна выработать 12000 кВт·ч электроэнергии в год. Использование данной микрогидроэлектростанции адаптированной к низконапорным водотокам ирригационной системы Бухарской области позволяет обеспечить локальных потребителей, расположенных вдали от централизованного электроснабжения надежной и бесперебойной электроэнергией.
Бесплатно
Статья научная
Насосные станции являются неотъемлемой частью технологического оборудования в агропромышленном комплексе и жилищно - коммунальном хозяйстве. Основной задачей данных установок является бесперебойное и устойчивое снабжение гидравлической энергией требуемого качества c минимально возможными затратами. Ha них приходится более 20% всей потребляемой электроэнергии. Boпpocы экономии электроэнергии пpи управлении насосами рассматриваются достаточно давно. Подавляющее количество рекомендаций сводится к одному: применение частотно - регулируемых приводов (ЧPП). Пpи этом декларируется экономия электроэнергии до 60%, воды - до 25% . В данной работе приведена лабораторная модель системы водоснабжения, методика и результаты экспериментальных исследований оценки энергозатрат на перекачку воды при различных схемах и режимах водоснабжения с использованием двухпозиционного закона регулирования.
Бесплатно
Пассивные солнечные системы для отопления сельскохозяйственных зданий и сооружений
Статья научная
Сегодняшние солнечные системы уже рентабельны, надежны и просты в эксплуатации. Их использование набирает популярность в развитых странах. Это становится не только экономно, но и престижно. Одним из потребителем топливно-энергетических ресурсов является сельское хозяйство, причем значительная их часть используется для получения теплоты, которая расходуется на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение производственных, жилых и общественных зданий, создания искусственного микроклимата в сельскохозяйственных сооружениях. Существенная доля энергозатрат приходится на поддержание оптимальных параметров микроклимата на сельскохозяйственных сооружениях, что способствует повышению продуктивности. В каждом обогреваемом сельскохозяйственных сооружении необходимо создавать и поддерживать тепловой режим в зависимости от его назначения и предъявляемых санитарно-гигиенических требований. Тепловым режимом сооружения называют его общее тепловое состояние в течение отопительного сезона, рассматриваемое как совокупность тепловых условий в помещениях. Тепловые условия в помещениях создаются при взаимодействии поверхностей нагретых и охлажденных ограждений, материалов, масс нагретого и холодного воздуха.
Бесплатно
Статья научная
В настоящее время антропогенное воздействие на окружающий мир растёт и оказывает негативное воздействие на все экологические системы и непосредственно на само человечество. По мнению учёных, экспертов и специалистов, проблема глобального изменения климата заключается в том, что природа чаще стала выходить из равновесия, участились наводнения, резкие похолодания и сильная жара, происходит таяние ледников и растет уровень и температура Мирового океана. Исчезают многочисленные виды растений и животных, не успевших приспособиться к климатическим изменениям, наносится большой ущерб экономикам большинства стран мира и может угрожать существованию человечества. Предполагаемое повышение температуры к 2030 году в среднем по планете на 1,5 0С может спровоцировать катастрофические последствия. Для решения данной проблемы человечеству необходимо переходить на развитие энергетики с помощью возобновляемых источников энергии, даже несмотря на риск потери части доходов от сокращения продажи традиционных видов топлива.
Бесплатно
