Статьи журнала - Вестник аграрной науки Дона
Все статьи: 786
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
Исследование поглощающей способности солнечного излучения листовым поликарбонатом
Статья научная
Проблемы поиска наиболее эффективных материалов для изготовления солнечных батарей являются предметом многих научных исследований. Широкое распространение поликарбоната в строительстве и промышленности сделало необходимым рассмотреть возможность его применения и в солнечной энергетике. Одной из важнейших характеристик при использовании поликарбоната для этих целей является оценка его поглощающей способности по отношению к солнечному излучению. В статье описан эксперимент по оценке потерь солнечного излучения при прохождении его через слои листового поликарбоната. Измерения проводились при изменении угла падения солнечных лучей от нуля до девяноста градусов. В результате получен ряд кривых для различных толщин и состояний листового поликарбоната, показавших, что поглощение солнечного излучения не превышает десяти процентов для углов падения солнечных лучей до сорока пяти градусов. Представленные результаты могут быть использованы при проектировании новых конструкций солнечных батарей, а также при строительстве теплиц, парников, сушилок. Защитное покрытие снижает выработку электроэнергии, но его применение оправдано. Из-за атмосферных воздействий солнечные батареи могут быстро выйти из строя, что потребует их замены или покупки новых панелей. В целом проблема защиты энергетических устройств, работающих на солнечном свете, остается одной из актуальных на сегодняшний день. Применение поликарбоната в качестве покрытия позволяет создать прочные вибростойкие солнечные батареи, применимые даже на транспортных устройствах.
Бесплатно
Статья научная
Увеличение объемов производства зерна кукурузы требует совершенствования механизированных технологий для отечественной системы семеноводства, обеспечивающих высокую культуру производства. Это достигается путем применения контейнерного способа перемещения початков, их сушки малыми объемами в защитных вентилируемых контейнерах и поэтапного обмолота многоканальными комплектами технических средств, оснащенных адаптивными рабочими органами, способными дифференцировать интенсивность силового воздействия на зерно. В Российской Федерации кукурузу возделывают в 27 регионах, здесь должны эффективно работать отечественные семенные заводы, способные за один сезон перерабатывать не менее 5500 тонн початков российской селекции. В этом случае полностью исчезает потребность в семенах без закупок из-за рубежа. Семенные заводы необходимо укомплектовать восьмимодульными сушилками початков в контейнерах, где каждый модуль должен вмещать не менее 64 контейнеров по 300-350 кг початков в каждом. Конструкция контейнеров должна позволять их легко перемещать в пределах технологических линий посредством малогабаритных транспортно-погрузочных средств. Обмолот початков с забором из контейнеров необходимо проводить трехканальными комплектами технических средств поэтапного обмолота при интенсивности входного потока до 22 контейнеров в час и пропускной способности каждого канала не менее 10 контейнеров в час, при этом вероятность того, что все три канала недогружены или перегружены, будет менее 10%, длина очереди из контейнеров не превысит 3 штук, а вероятность отказа системы в приеме контейнеров на обработку будет не более 6%. В результате будет обеспечена непрерывная работа применяемого оборудования, исключено смешивание гибридных линий и сведено к минимуму количество макро- и микроповреждений зерна.
Бесплатно
Исследование предварительного входного охлаждения для малых газотурбинных двигателей
Статья научная
Высокоскоростные и рассчитанные на дальние полеты беспилотные транспортные средства (UAV) и малые воздушные средства (малые самолеты MAV) требуют надежного качества при установке двигателей. Использование турбореактивных двигателей для этих целей оправдано, однако, в некоторых случаях при маневрировании такие двигатели обладают недостатками летных качеств (КПД), которые могут быть подкреплены предварительным охлаждением впуска. Описаны исследования, выполненные Королевской военной академией по предварительному охлаждению. Рассмотрено влияние предварительного охлаждения на реактивную тягу и удельный расход топлива (TSFC) мини-турбореактивного двигателя SR-30. Рассмотрено активное предварительное охлаждение посредством впрыска жидкого азота во впускное пространство двигателя и пассивное предварительное охлаждение через геликоидальный теплообменник. Сравниваются теория и эксперименты и обсуждается влияние намораживания на КПД двигателя (летные качества).
Бесплатно
Исследование процесса переработки полужидкого навоза в высококачественные органические удобрения
Статья научная
На основе системного анализа представлена технологическая схема процесса переработки полужидкого навоза, приведено математическое описание исследуемого процесса и определена необходимость разработки погрузчика полужидкого навоза.
Бесплатно
Статья научная
Работа посвящена исследованию равномерности напыленного слоя на изношенную поверхность ротора турбокомпрессора для МТП. Установлено, что в процессе газопламенного напыления была выявлена неравномерность нанесения расплавленного порошка на изношенную поверхность ротора. Поэтому исследовали влияние технологических параметров (скорости вращения заготовки ротора и фракции флюсового порошка) на величину напыленного слоя с помощью метода планирования эксперимента. Оба технологических фактора в исследуемом интервале значений оказывают положительное влияние. Вместе с тем их действие независимо друг от друга. Действие диаметра частиц флюсового порошка превышает в 3 раза влияние вращения вала ротора на увеличение напыленного слоя. Результаты эксперимента показали, что в среднем его величина составила 13 мм. С другой стороны, исследования показали, что в процессе восстановления изношенной поверхности ротора возникают радиальный и осевой люфты, что влияет на формирование равномерно напыленного слоя и может привести к дефекту, также влияние оказывает метод фиксации. Для восстановления изношенных поверхностей роторов предложено специально разработанное приспособление для фиксации ротора в патроне токарного станка. Конструкция вновь разработанного приспособления состоит из секторов, которые позволяют фиксировать в зажимных кулачках патрона одного и того же токарного станка роторы для различных типов турбокомпрессоров. Кроме этого, конструкции вновь разработанных приспособлений отличаются наличием фиксирующего борта. Предложенные разработки позволили избежать возникновения люфта и деформации заготовки ротора в процессе газопламенного напыления его восстанавливаемой поверхности.
Бесплатно
Исследование распределения уровней радона по высоте зданий
Статья научная
Традиционно считается, что высокие уровни радона имеют место только на нижних этажах зданий. Исследования распределения уровней радона по высоте зданий в Луганском университете имени Тараса Шевченко показали высокие уровни радона на верхних этажах зданий. Это может быть объяснено переносом радона конвективными потоками внутри здания. Необходимо отметить, что радон, имеющий порядковый номер в таблице Менделеева 86 и атомный вес наиболее стабильного изотопа 222, период полураспада 3,8 суток, представляет из себя бесцветный газ без запаха и практически очень сложен в определении. Именно поэтому его опасность часто недооценивается. Исходя из этого, требуются специальные приборы и методики, а также специально обученный персонал исследователей. Накапливаясь в жилых и служебных помещениях он представляет существенную угрозу здоровью и жизни населения. Именно поэтому исследование радоновой опасности - чрезвычайно актуально. Большую часть годовой дозы облучения от источников ионизирующего излучения человек получает в закрытых помещениях, где основным дозообразующим фактором (более 50% суммарной дозы) выступают дочерние продукты распада радона. На данный момент облучение дочерними продуктами распада радона в помещениях официально признано второй по тяжести после курения причиной смертности от рака легкого. При определенной комбинации геофизических особенностей территории с конструктивными особенностями зданий и сезонными изменениями климатических параметров концентрации радона в воздухе помещений могут во много раз превышать уровни, установленные Нормами радиационной безопасности. Поэтому проведение мероприятий по уменьшению уровней радона в жилых и служебных помещениях является самым эффективным методом снижения коллективной дозы облучения, тем более, что снижение концентрации радона и его дочерних продуктов распада может быть получено при реализации достаточно простых мероприятий, не требующих больших затрат, средств и времени.
Бесплатно
Исследование спектральных характеристик электрических источников света
Статья научная
Представлены результаты экспериментальных лабораторных исследований спектральных характеристик (в относительных единицах) следующих источников света: лампы ДНаТ, люминесцентная, накаливания, светодиодная (для освещения), фитолампа. Также представлены полученные величины освещенности, температуры цвета и координаты цвета. Проведен анализ результатов исследований, позволяющий судить об эффективности и области применения исследуемых источников света. В результате проведенных исследований были получены спектрограммы основных электрических источников света. Анализ полученных спектрограмм позволяет заключить, что наименее эффективными для целей досвечивания и освещения растений являются лампы накаливания и натриевые лампы (ДНаТ). В составе их спектра почти отсутствуют синие части спектра, необходимые для фотосинтеза растений. Более эффективными являются люминесцентные лампы и светодиоды белого цвета. В их спектрах достаточно хорошо выражены фиолетовые части спектра, но недостаточно - синие. Это снижает их эффективность, но тем не менее позволяет применять их для досвечивания растений. Наиболее эффективными являются комбинированные светодиоды со сдвоенным кристаллом - фитодиоды. Сдвоенный кристалл генерирует преимущественно синий и фиолетовый цвет спектра. Спектр фитодиодов наиболее приближен к солнечному, имеет два ярко выраженных максимума. Световой поток, содержащий в основном фиолетовую и синюю части спектра, излучаемый фитодиодом, позволит наиболее эффективно осуществлять досвечивание растений. Как следствие, позволит активизировать фотосинтез, обменные процессы в целом, следовательно, рост, развитие растений и созревание плодов. Энергетическая и экономическая эффективность фитодиодов сопоставима со светодиодами. Следовательно, энергозатраты минимальны. Таким образом, досвечивание или технологии светокультуры с применением фитосветильников наиболее эффективны как в биологическом, так и в энергетическом аспектах.
Бесплатно
Исследование спирального смесителя кормов
Краткое сообщение
Для снижения себестоимости кормов целесообразно замещать часть зерновых компонентов в рационах кормления сельскохозяйственных животных побочными продуктами перерабатывающих предприятий. При приготовлении кормовой смеси из таких компонентов следует использовать спирально-винтовые смесители. Разработан смеситель, содержащий корпус из смешивающей конусообразной и транспортирующей цилиндрической зон. Внутри корпуса по всей его длине размещена пружина с возможностью вращения с закрепленными концами, одним на эксцентрике ведущей цапфы, совершающим цикличные круговые движения, а другим зафиксирована на ведомой цапфе с возможностью горизонтального перемещения и вращения в цилиндрической части корпуса. При работе в конусообразной зоне смесителя пружина описывает радиус значительно больший, чем радиус самой пружины. Это приводит к сложному движению компонентов корма и их интенсивному перемешиванию с одновременным движением полученной смеси в цилиндрическую зону с выгрузным окном...
Бесплатно
Исследование теплового баланса в групповой автопоилке
Статья научная
Представлены исследования теплового баланса в групповой автопоилке. Установлено, что расположение между корпусом автопоилки и поильной чашей утеплителя с чередованием труб с вакуумом и избыточным давлением позволяет снизить теплопотери.
Бесплатно
Статья научная
Внесение минеральных удобрений при возделывании сельскохозяйственных культур доказана уже очень давно. В процессе выращивания корнеклубнеплодов (на примере картофеля) минеральные удобрения вносят несколько раз за весь период становления культуры. В зависимости от стадии развития корневой системы и зеленой массы необходимо вносить минеральные удобрения определенной группы (азотные, калийные, фосфорные). Также необходимо соблюдать дозировку внесения для устранения нежелательных последствий и знать, какие удобрения необходимо внести в определенный период роста растений. Механизмов и рабочих органов для внесения мелиорантов под корнеклубнеплоды существует очень много, они бывают разбросные, внутрипочвенные, жидкие, твердые. Нами предложено устройство, которое вносит минеральные удобрения в период интенсивного становления корневой системы картофеля, а именно при окучивании. Разработан тукозаделывающий рабочий орган, который может осуществлять одновременное внесение минеральных удобрений и окучивание корнеклубнеплодов. В статье описаны способы одновременного внесения мелиорантов и окучивания, а также конструктивные особенности рабочего органа и принцип его работы. Дисковые орудия в сельском хозяйстве довольно распространены, однако расположение их относительно друг друга в разных плоскостях может кардинально поменять принцип и назначение. Также большое влияние оказывают углы наклона и углы атаки дисков относительно почвы. Разнообразие сельскохозяйственных орудий по окучиванию картофеля большое, однако подобные комбинированные тукозаделывающие рабочие органы полностью для поставленной в исследовании цели найти очень сложно. Поэтапное рассмотрение предлагаемого способа, который рассматривается в статье, дает наглядное представление как поставленной проблемы, так и её решения. Представлен анализ и наглядно показано исследование угла и межосевого расстояния дисков по уменьшению тягового сопротивления тукозаделывающего рабочего органа.
Бесплатно
