Статьи журнала - Вестник аграрной науки Дона
Все статьи: 817
Использование соломы зерновых культур в качестве топлива для генерации энергии
Статья научная
В связи с повышением доли парниковых газов в атмосфере и роста цен на энергоносители вопрос применения альтернативных источников энергии особенно актуален. В работе представлены пути решения проблемы, связанные с применением биомассы в системах когенерации энергии для промышленных и бытовых потребителей.
Бесплатно
Использование ультразвуковых расходомеров-счетчиков на закрытых водоводах мелиоративных систем
Статья научная
Приводится заключение по результатам сравнительных испытаний ультразвуковых расходомеров-счетчиков на мелиоративных насосных станциях.
Бесплатно
Статья научная
Цель статьи - выявление недостатков стенда и представление рекомендаций по его совершенствованию. Качество электрической энергии является важным фактором, влияющим на энергоэффективность и надежность электрооборудования. Одним из методов повышения КЭ является корректировка стоимости электроэнергии в зависимости от её качества, уровня и источника искажения, подразумевающая применение добавочных коэффициентов при расчете стоимости электроэнергии. Для точного определения коэффициентов необходимо знать, как искажения, вносимые одними потребителями, влияют на КЭ других потребителей, подключенных к той же точке общего присоединения. Для решения вышепоставленной задачи разработан стенд для исследования влияния электроприёмников на КЭ. Описана схема проводимых экспериментов на стенде для исследования влияния электроприёмников на качество электроэнергии. Проанализированы полученные данные и произведен расчёт ожидаемых результатов, что показало отличие ожидаемых значений от фактических. Было выявлено, что эта разница получилась из-за недостаточной мощности нагрузки, подключенной к контрольному блоку, что привело к небольшим значениям погрешностей, входящих в погрешность прибора. По результатам сделанной работы были приведены рекомендации по совершенствованию стенда и повышению качества проводимых на данном стенде экспериментов: использование анализатора, позволяющего проводить параллельное измерение качества электрической энергии в двух точках электрической сети; увеличение времени проведения эксперимента для каждого сочетания факторов; использование анализаторов с функцией осциллографа; увеличение мощности нагрузки, подключенной к контрольному блоку; повышение мощности источника искажения качества электроэнергии. Таким образом, стенд для исследования влияния электроприёмников на КЭ показал свою работоспособность, хотя и требует существенных доработок как в плане самого устройства стенда, так и в плане проводимых на нём опытов.
Бесплатно
Краткое сообщение
Ветроэлектрические станции рентабельны при среднегодовой скорости ветра больше 5 м/с. Одним из способов повышения их эффективности в регионах с малыми среднегодовыми скоростями ветра является использование концентраторов воздушного потока. Распространение концентраторов воздушного потока сдерживается отсутствием данных о их влиянии на основные энергетические характеристики ветроэлектрических станций. Испытание предусматривает определение энергетических показателей модели вертикально-осевого роторного ветродвигателя с концентратором воздушного потока в зависимости от угла установки на нем плоских вертикальных направителей с использованием аэродинамический трубы. Для достижения поставленной цели разработана и изготовлена лабораторная установка. Она состоит из модели ротора ветродвигателя, которая имеет трехлопастной ротор с определенными конструкционными и энергетическими характеристиками и непосредственно концентратором воздушного потока с возможностью установки угла наклона плоских направителей в пределах 25º-40º. Определение эффективности кольцевого концентратора воздушного потока сводится к определению крутящего момента, создаваемого трехлопастным ветродвигателем в зависимости от угла наклона плоских вертикальных направителей по отношению к направлению ветрового потока. Определение мощности на валу ветродвигателя производили косвенно через массу груза и число оборотов. Результаты лабораторных испытаний свидетельствуют о том, что при соблюдении рекомендованных пропорций линейных размеров лопастей и их взаимного расположения достигается максимальная мощность, соответствующая углу наклона вертикальных направителей 30°. Полученные результаты лабораторных испытаний позволили изготовить вертикально-осевую роторную ВЭУ с двумя роторами и концентратором воздушного потока, испытания которой в натурных условиях подтвердили правильность принятых решений.
Бесплатно
Статья научная
Приоритетным направлением развития агропромышленного комплекса является создание нового и усовершенствование существующего технологического оборудования и технологий биоконверсии. Отделение выращенной биомассы от сопутствующих материалов является одной из основных технологических операций получения готового продукта. Поэтому разработка сепаратора продуктов биоконверсии является актуальной задачей. Одним из перспективных направлений повышения эффективности центробежных сепараторов является поведение дисперсного потока. Поведение дисперсного потока в сепараторах определяется множеством конструктивных и технологических параметров, таких как траектория движения частицы жидкости, осевая мгновенная скорость частицы жидкости в рабочей камере, радиальная мгновенная скорость частицы жидкости в рабочей камере, тангенциальная мгновенная скорость частицы жидкости в рабочей камере. В работе исследовано следующее: кинематика потока частиц твёрдой фракции технологического материала в центробежном сепараторе при тангенциальном расположении входного патрубка; влияние массовой производительности на качество работы сепаратора продуктов биоконверсии. При физико-математическом описании гидродинамики потока в качестве модели технологического материала была применена лагранжева модель Discrete Phase Model (модель дискретной фазы DPM) с использованием математической модели на основе системы уравнений Навье-Стокса, осредненной по Рейнольдсу. В процессе исследования кинематики потока использовался пакет универсальной программной системы метода конечно-элементного анализа ANSYS Fluent. Получены траектории движения и изолинии осевой, радиальной и тангенциальной составляющих скоростей потока частиц твёрдой фракции технологического материала центробежного сепаратора продуктов биоконверсии при разной массовой производительности центробежного сепаратора. Обоснован выбор величины массовой производительности центробежного сепаратора для заданных условий исследования.
Бесплатно
Исследование влияния намагниченности на физико-механические свойства материалов
Статья научная
Рассмотрено влияние намагниченности на физико-механические свойства современных деталей машин. Экспериментальные исследования в слабых полях намагничивания позволили определить тенденции изменения микротвердости деталей.
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты экспериментальных исследований влияния параметров пневматического сбрасывателя семян на показатели качества дозирования пневматического высевающего аппарата избыточного давления с принудительной герметизацией семенной камеры. Построены математические модели процесса дозирования в виде уравнений регрессии. Проведен анализ полученных математических моделей процесса дозирования.
Бесплатно
Исследование динамики осадков в Зерноградском районе
Статья научная
Проведен количественный анализ закономерностей выпадения осадков в Зерноградском районе. Показано наличие ярко выраженной периодичности с 6- и 12-месячным интервалами. Хозяйственно значимой устойчивой тенденции к изменению среднемесячных осадков не наблюдается.
Бесплатно
Исследование запыленности воздуха комбикормового предприятия при приёмке пшеницы
Статья научная
На предприятиях АПК при приёмке зернового материала существуют нормы, чётко регламентирующие каждое действие на всех этапах поступления сырья на переработку, которые законодательно закреплены и прописаны в ГОСТ 13586.3-2015 «Правила приёмки и методы отбора проб». В статье описаны процессы пылевыделения на этих этапах, указаны результаты гравиметрического исследования запыленности воздуха. По полученным значениям концентрации пыли на каждом этапе были проведены микроскопические исследования аналитических фильтров с целью установления дисперсного состава образующихся пылей. Для этого в статье приводятся примеры сделанных микрофотографий пылей с последующей обработкой в специальных программах, с помощью которых были установлены различные параметры частиц. В качестве основных параметров использованы максимальный линейный размер частицы, площадь частицы, отношение наибольшего линейного размера частицы к наименьшему. Исходя из площади и формы частиц, определены их аэродинамические диаметры, что также является важным параметром пыли, который используется в расчётах пылеулавливающего оборудования и в оценке продолжительности существования аэрозоля. На основании этих параметров и количества обнаруженных частиц получены интегральные зависимости долей частиц от их десятичного логарифма максимального линейного размера и аэродинамического диаметра. По обработанным зависимостям приведены параметры дисперсного состава пылей (средний размер частиц и среднее квадратическое отклонение), образующихся при приёмке пшеницы, после чего показаны данные по содержанию частиц размерами до 2,5 мкм и 10 мкм, результаты которых могут быть использованы для оценки вероятности получения профессиональных заболеваний работников приёмных пунктов комбикормового производства. Дополнительно представлены результаты морфологического анализа запылённости производственного воздуха приёмного пункта по значению «отношение наибольшего линейного размера частицы к наименьшему».
Бесплатно
Статья научная
В работе представлены результаты проведенного исследования расчетным путем изменения распределения воздушных потоков в системе очистки зерноуборочного комбайна КЗС-1319 производства ОАО «Гомсельмаш» в зависимости от геометрических параметров проточных областей системы очистки. Рассмотрен анализ расчетных параметров воздушного потока в системе очистки комбайна КЗС-1319 при различных конструктивных изменениях. Проведены расчет и сравнительный анализ расчетных параметров воздушного потока в системе очистки комбайна КЗС-1319 при различных конструктивных изменениях. Вращение роторов вентилятора с частотой 1000 об/мин обеспечивает общую скорость подачи воздуха в очистку и его массовый расход. Решета находятся в среднем положении механизма системы очистки. Расчет проводился для большого количества вариантов с разнообразными изменениями геометрических параметров проточных областей системы очистки. Результаты расчета приведены для шести вариантов, для которых получены наиболее интересные и характерные, отличающиеся друг от друга результаты...
Бесплатно
Исследование износостойкости композитных покрытий, полученных при карбовибродуговом упрочнении
Статья научная
Рассмотрены особенности карбовибродугового упрочнения (КВДУ) как современного способа формирования композитных покрытий на рабочих поверхностях деталей машин. Цель работы заключалась в исследовании зависимости состава металлокерамической пасты на износостойкость композитных покрытий, формируемых при КВДУ. При проведении исследований в качестве матричного материала металлокерамических паст для КВДУ использовали порошок ПР-НХ17СР4 на никелевой основе. В качестве керамических компонентов паст использовали оксид алюминия Al2O3, а также карбиды кремния SiC и вольфрама WC. Их содержание в составе исследуемых паст изменялось от 10 до 30%. Для улучшения горения электрической дуги при КВДУ в состав всех паст добавляли 10% криолита Na3AlF6. При проведении испытаний на абразивное изнашивание использовалась специальная оправка, конструкция которой позволяла одновременно испытывать упрочненные КВДУ с использованием паст различного состава и эталонные образцы. По результатам проведенных исследований было установлено, что при увеличении содержания в составе паст керамических компонентов износ композитных покрытий, полученных при КВДУ, существенно снижается...
Бесплатно
Статья научная
Проведены исследования комплекса сооружений по приёму и очистке основного и дополнительного притока подземных вод.
Бесплатно
Исследование нагрева светодиодов компактного светильника для системы локального освещения
Статья научная
Компактный светодиодный светильник является одним из основных элементов системы динамического локального освещения клеток для содержания сельскохозяйственной птицы, позволяющий изменять уровень освещенности на нормируемой поверхности и цветовую температуру оптического излучения. Важной задачей проектирования светодиодных светильников является определение рабочей температуры светоизлучающего кристалла светодиода. От этого параметра зависят степень снижения светового потока в процессе эксплуатации, срок службы и надежность светильника. В разработанном светильнике для создания освещенности до 25 лк на уровне дна кормушки применены два светодиода фирмы SAMSUNG типа LM561B Plus с коррелированной цветовой температурой 2700 K и 5700 K, работающие при токе 100 мА. Целью исследования являлось определение температуры нагрева светодиодов компактного светильника системы локального освещения на трех разных типах печатной платы для светодиодов. В работе применен косвенный метод определения температуры светоизлучающего кристалла светодиода, основанный на температурном изменении падения прямого напряжения на светодиоде. Исследования были проведены на лабораторной установке, состоящей из светильника с исследуемой платой для светодиодов, подвеса, высокоточного параметрического стабилизатора тока, блока питания, персонального компьютера с платой АЦП LA70M4 и специализированного программного обеспечения. Обработка опытных данных производилась в программе MS Office Excel. Температура нагрева светоизлучающего кристалла на трех типах исследуемых палат составила: 57,4 °С, 50,4 °С и 41,7 °С, что обеспечивает благоприятный температурный режим работы светодиодов и способствует их длительному сроку службы. При рабочем токе 100 мА целесообразно применение платы с температурой светоизлучающего кристалла 57,4 °С, обладающей более низкой стоимостью изготовления. Ориентировочный срок службы светодиодов в таком температурном режиме работы составит около 90 тыс. ч.
Бесплатно
Статья научная
Работа посвящена исследованию оригинального полупроводникового устройства запуска однофазного двухобмоточного асинхронного электродвигателя молочного насоса. Асинхронные электродвигатели широко используются в электрическом приводе машин и агрегатов всех отраслей сельского хозяйства. В большинстве случаев для запуска и работы однофазного асинхронного электродвигателя применяются фазосдвигающие конденсаторы. Данный способ запуска имеет множество недостатков: отсутствует возможность регулирования скорости двигателя, большие габариты конденсаторов. В связи с этим в сложных технологических процессах целесообразно применение регулируемого электропривода на основе микроконтроллеров и силовых полупроводниковых устройств. Цель работы заключается в проведении анализа возможностей применения разработанного полупроводникового устройства в электроприводе молочного насоса при помощи средств имитационного моделирования. Компьютерное имитационное моделирование имеет ряд преимуществ по сравнению с другими методами исследования: низкая стоимость, быстрота проведения эксперимента, возможность отображения результатов моделирования в графическом виде. Поставленная цель достигается созданием имитационной модели в среде Matlab Simulink, которая позволяет определять электромеханические характеристики однофазного электродвигателя при различных режимах работы. Использование методов имитационного моделирования позволило на начальных этапах разработки полупроводникового устройства быстро и сравнительно дешево провести все необходимые исследования. Созданная в среде Matlab Simulink имитационная модель устройства позволила исследовать электромеханические характеристики разработанного электропривода. Наиболее значимыми результатами работы являются полученные данные о том, что предложенное полупроводниковое устройство запуска может быть использовано для запуска и работы однофазного электродвигателя молочного насоса от однофазной сети.
Бесплатно
Исследование параметров внутренней среды автономной теплицы в осенне-зимний период
Статья научная
Теплицы 5-го поколения представляют собой современный автоматизированный комплекс, который обеспечивает поддержание в них оптимального микроклимата в любое время года. Цель исследования заключается в определении средних значений основных микроклиматических показателей автономной теплицы с обогревом почвы солнечной энергией, обеспечивающей круглогодичное производство овощной продукции и снижение потребления электроэнергии на функционирование энергетического оборудования. В статье приведена методика проведения экспериментальных исследований по определению температурного режима и влажности в теплице, функционирующей в осенне-зимний период автономно, без подключения к сетевым энергетическим ресурсам в южной зоне Ростовской области. Представлены результаты термометрии внутренней среды теплицы с октября 2020 года по март 2021 года, а также влажности внутри сооружения закрытого грунта в данный период. Построены графики изменения физических факторов внутренней среды автономной теплицы в сравнении с климатическими условиями в данной зоне. Определено, что средняя температура воздуха в теплице в течение ноября-января 2020-2021 годов составляет утром 10 ºС, а вечером - 15 ºС. Средняя влажность в автономной теплице в течение светового дня колеблется в незначительных пределах и составляет 70-75% с небольшими отклонениями в дни с высокой температурой окружающего воздуха. Полученные результаты показали, что температурные и влажностные показатели в автономной теплице, снабженной обогревом почвенного массива солнечной энергией, соответствуют нормальному росту и развитию растений в осенне-зимний период. Исследования показали, что использование обогрева почвы солнечной энергией закрытого пространства позволяет снизить затраты на электроснабжение энергетического оборудования тепличного хозяйства и выращивать овощную продукцию круглогодично с минимальной себестоимостью.
Бесплатно
Исследование параметров синтеза биотоплива под воздействием ультразвука
Статья научная
Использование биодизельного топлива в качестве добавки к дизельному является одним из перспективных направлений развития возобновляемой энергетики на сельских территориях. С целью интенсификации технологических процессов в различных областях науки и техники очень широко используется ультразвуковое кавитационное воздействие. Целью данного исследования является подбор оптимальных параметров синтеза (время синтеза, масса катализатора, масса спирта) биодизельного топлива при обработке на ультразвуковой установке. Синтезировали биотопливо из растительных масел в присутствии спирта и щелочного гомогенного катализатора с использованием звуковых волн высокой частоты на установке Qsonicasonicators Q700 с частотой механических колебаний 20 кГц и максимально излучаемой мощностью до 700 Вт. В качестве плана проведения эксперимента был выбран центрально-композиционный план второго порядка, с количеством опытов в центре плана равным 4 и звездным плечом для трехфакторного эксперимента α= 1,414. За критерий оптимизации Y была принята масса получаемого глицерина. В качестве исходных факторов исследуемого процесса взяты: время синтеза X1; масса спирта X2; масса катализатора X3. Использование ультразвуковых колебаний положительно влияет на процесс синтеза биотоплива из растительных масел. В результате решения полученного уравнения регрессии установлено, что оптимальные значения параметров синтеза для достижения заданного значения глицериновой фазы составляет: время 40-112 с синтеза; концентрация спирта 15-23%; концентрация катализатора 0,8-1,6%. Таким образом, ультразвук позволит сократить время реакции и снизить количество исходных реагентов.
Бесплатно
Исследование перспектив разработки малогабаритных передвижных средств технического сервиса
Статья научная
Рассматривается вариант комплектования передвижного сервисного средства. Исследована оснащённость сельхозпредприятий мобильными средствами технического сервиса и показан её низкий уровень. Выполнен анализ необходимых функциональных возможностей перспективного сервисного средства и предложен вариант его исполнения и комплектации технологической оснасткой.
Бесплатно
Статья научная
Проведены экспериментальные исследования нового пневмомеханического высевающего аппарата с периферийным расположением ячеек для посева семян пропашных культур. Результаты исследований свидетельствуют о возможности повышения эффективности точного посева.
Бесплатно
Статья научная
Катушечные высевающие аппараты являются важным инструментом в сельском хозяйстве. Они позволяют точно контролировать норму высева семян. В аппаратах с активным рабочим слоем трение между семенами способствует дополнительному истечению семян, что помогает сгладить пульсацию. Точная регулировка нормы высева и сглаживания пульсации способствует активному росту растений и повышению их урожайности. В предлагаемой работе в качестве объекта исследования рассматривается посев семян зерновых культур с использованием катушечной высевающей машины. В качестве предмета исследования рассмотрены зависимости равномерности распределения семян по длине борозды от неравномерности удельного рабочего объема катушки, частоты вращения нагнетателя пневматической сеялки и нормы высева. Целью работы является повышение равномерности распределения площади питания, приходящейся на каждое растение, при обычном способе посева озимой пшеницы. В статье представлены результаты экспериментов, позволяющие найти зависимости между удельным объёмом катушки, нормой высева, урожайностью и неравномерностью сева. Так, наибольшую значимость на урожайность оказывает фактор нормы высева. Построенная регрессионная модель имеет коэффициент детерминации 0,59. Таким образом, полученную модель, которая на 59% предсказывает результат, можно использовать на практике. При помощи байесовских сетей найдены наилучшие показатели факторов, при которых достигается наибольшая урожайность. В частности, урожайность на уровне 65-75 кг/га с вероятностью 75% может быть достигнута при использовании ячеисто-сотовой формы катушки и норме высева 225 кг/га. При этом желобковая форма катушки данный диапазон урожайности обеспечит на 50%.
Бесплатно
Статья научная
Проведены исследования на действующих солнечных электростанциях и в лаборатории возобновляемых источников энергии, целью которых было изучение влияния частичного затенения на энергетическую эффективность фотоэлектрических установок при различных вариантах коммутации панелей и исследование возможностей повышения их энергетической эффективности при работе в таких условиях. Замена блочной коммутации на рядную, в случае возникновения частичного затенения предыдущим рядом, позволяет получить значительно большую мощность - до 8-ми раз. Горизонтальное расположение панелей вместо вертикального, в таких же условиях, позволяет до 5-ти раз увеличить мощность частично затененного модуля в случае рядной коммутации и на 34% при блочной. Параллельная коммутация частично затененных фотоэлектрических модулей с нормально освещенными требует согласования по напряжению для отбора электрической энергии в точке максимальной мощности, что позволяет получить от затененного модуля значительно большее количество энергии. Экспериментально показано, что при использовании «Интеллектуального устройства отбора максимальной мощности», реализующего согласование по напряжению, возможно увеличение мощности модуля до 4-х раз при частичном затенении трех панелей из 18 (область применения результатов). Использование способов, позволяющих осуществить отбор энергии от затененных панелей посредством индивидуальных согласующих преобразователей, не позволяет значительно увеличить энерговыработку частично затененных модулей. В результате их использования мощность модуля не возрастает более чем на 2,5%. Результаты проведенного исследования могут быть использованы при проектировании новых установок на основе фотоэлектрических преобразователей и модернизации существующих.
Бесплатно
