Статьи журнала - Вестник аграрной науки Дона
Все статьи: 786
Многоуровневые и каскадные инверторы
Статья научная
Приведены схемотехнические решения, позволяющие в условиях ограниченного максимально допустимого напряжения силовых полупроводниковых элементов повысить выходное напряжение многоуровневых и каскадных инверторов.
Бесплатно
Мобильная гидроэлектростанция с направляющими подводными парашютами
Статья научная
Строительство мобильных гидроэлектростанций, использующих энергию морских течений, позволяет получить экологически чистую электроэнергию для электроснабжения объектов, расположенных вблизи моря. Основу мобильной гидроэлектростанции, как правило, составляет плавсредство, ниже которого расположен конвейер с системной подводных парашютов, а вал конвейера связан с генератором электрической энергии. К недостаткам существующих морских гидроэлектростанций следует отнести: низкую вырабатываемую мощность, низкую эффективность, пониженную надежность работы электростанции. Для устранения указанных недостатков и повышения мощности, эффективности и надежности в статье рассмотрены принципы усовершенствования морских мобильных гидроэлектростанций данного класса на примере оригинальной конструкции. В статье описывается оригинальная конструкция морской мобильной гидроэлектростанции с системой направляющих подводных парашютов. В усовершенствованной конструкции мобильной ГЭС конвейер выполнен в виде вертикального треугольника, две стороны которого имеют вертикальный наклон ветвей углубления и выглубления, а третья сторона конвейера расположена горизонтально на плавсредстве. При этом направляющая система подводных парашютов выполнена в виде жестких лопастей, закрепленных на конвейере шарнирно и снабженных ограничительными упорами. Использование данного принципа построения морской мобильной гидроэлектростанции позволит получать неограниченную вырабатываемую мощность. Кроме того, неограниченная мощность данных станций позволяет строить опреснительные установки в прибрежных засушливых района. Электроэнергия, вырабатываемая мобильной гидроэлектростанцией, может быть использована для электроснабжения собственных нужд морских нефтедобывающих платформ, что позволит экономить углеводородное топливо и не загрязнять атмосферу.
Бесплатно
Статья научная
Целью работы является разработка моделей оборудования ветродизельной электростанции с высокой долей замещения с более точным отображением элементов и режимов её работы. Ветродизельные электростанции (ВДЭС) являются одним из наиболее перспективных решений для электрификации изолированных потребителей. Данные системы позволяют экономить завоз дорогостоящего дизельного топлива и улучшать экологическую обстановку в удаленных регионах. В состав ВДЭС с высокой долей замещения дизельного топлива входят ветроэнергетические и дизель-генераторные установки, системы аккумулирования, преобразования и интеллектуального управления. В рамках разработки моделей проанализировано программное обеспечение, позволяющее моделировать такие энергокомплексы. На основе разработанной классификации выбрана программная среда с открытой архитектурой MATLAB Simulink, обеспечивающая высокую гибкость при взаимодействии компонентов систем электроснабжения. Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого имеет лицензию MATLAB, поэтому с учетом его преимуществ относительно другого ПО для дальнейших расчетов было выбрано именно это программное обеспечение. В статье представлены модели ветроэнергетической установки, дизель-генератора, аккумуляторной системы и ряда управляющих систем. Реализация моделей основана на алгоритмах работы ветродизельной электростанции по критерию максимизации замещения дизельного топлива, разработанных авторами. Отладка моделей происходит на лабораторном стенде НОЦ «ВИЭ» в Санкт-Петербургском политехническом университете Петра Великого. Для имитатора ВЭУ Aeolos-5 разработана специальная система управления, имитирующая ветровой поток. В результате эксперимента результаты моделирования и эксперимента показали высокий КПД системы и достаточную точность моделей. Модели являются масштабируемыми и позволяют проводить имитационное моделирование режимов работы ВДЭС.
Бесплатно
Статья научная
Для очистки воздуха от содержащейся в нем пыли на двигателях применяются воздушные фильтры, которые при работе в условиях сильной запыленности, что особенно актуально для сельскохозяйственных машин, снижают износ деталей двигателя в 1,5-2 раза. Для предотвращения преждевременного забивания воздушного фильтра на сельскохозяйственных машинах применяются предочистители воздуха. Удаление пыли из предочистителей в свою очередь происходит автоматически за счет выхлопных газов посредством струйного эжектора, установленного в глушителе двигателя. При проектировании и установке эжекционного отсоса пыли следует учитывать не только создаваемое им разряжение в патрубке, подведенном к предочистителю, но также и повышение противодавления системы выпуска выхлопных газов. Таким образом, целью данной работы является повышение эффективности эжекционного отсоса пыли из предочистителя воздухозаборника выхлопными газами двигателя сельскохозяйственной машины. В статье приведена методика по моделированию процесса эжекционного удаления пыли из предочистителя воздушного фильтра двигателя с помощью системы вычислительной гидрогазодинамики. Также даны рекомендации по необходимым начальным и граничным условиям для проведения численного моделирования. Продемонстрированы результаты твердотельного моделирования процесса эжекционного отсоса пыли. Проведено сравнение результатов моделирования с результатами экспериментальных исследований системы выпуска выхлопных газов и эжекционного отсоса пыли. На основании полученных результатов были подобраны оптимальные геометрические параметры струйного эжектора, обеспечивающие эффективный отсос пыли без превышения допустимой величины противодавления системы выпуска выхлопных газов. Применение численного моделирования эжекционного отсоса пыли для выбора оптимальных параметров эжектора на этапе проектирования самоходных сельскохозяйственных машин в итоге сокращает время на их доработку и выпуск в серийное производство. Данный подход успешно применяется при разработке и проектировании самоходных сельскохозяйственных уборочных машин на ОАО «Гомсельмаш».
Бесплатно
Моделирование процесса дозированной выдачи измельченных стебельных кормов
Статья научная
Процесс выдачи измельченных стебельных кормов можно представить как отделение частиц от бурта движущимся кормоотделителем и формирование корма на плоскости. Основным функциональным показателем работы дозирующего устройства является равномерность выдачи Θ, которая оценивается отклонением массы порции от среднего значения. Равномерность выдачи корма зависит от его физико-механических свойств, расположения в бункере, конструктивно-технологической схемы оборудования. Она понижается с увеличением длины частиц корма, их массы, площади кормоотделения, колебаний плотности, влажности и геометрии поперечного среза кормового потока, а также из-за снижения плотности корма и производительности. Математическое моделирование дозированной выдачи измельченных стебельных кормов показывает, что фракционный состав корма существенно влияет на формирование порции. Различное расположение частиц в пространстве (как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях) при ограничении свободы по горизонтали приводит к отклонению высоты порции. Моделирование процесса формирования порции измельченного стебельного корма свидетельствует о влиянии фракционного состава корма на равномерность выдачи. Адекватность разработанной модели влияния фракционного состава измельченного стебельного корма и его физико-механических свойств на равномерность выдачи подтверждают полученные экспериментальные данные, где влияние фракционного состава корма определялось экспериментальными исследованиями.
Бесплатно
Статья научная
В технологических процессах обработки зерна обязательно соблюдение температурных режимов, поскольку их нарушение может сказаться на товарных и семенных качествах зерна. Поэтому целесообразно иметь математическую модель изменения температуры в зерновке при воздействии поля СВЧ. Поскольку по технологии может быть недостаточно однократного нагрева зерна в поле СВЧ, необходимо иметь математическое описание изменения температуры в зерновке при последовательном нагреве и остывании зерновки. Цель исследований, представленных в данной статье, - разработать аналитическое описание процесса нагрева зерновки при СВЧ-воздействии. Моделирование проводили с использованием математического пакета прикладных программ MATLAB. На первом этапе выполняли моделирование однократного нагрева в зонах зерновки при СВЧ-воздействии. Время моделирования выбрано таким, чтобы максимальная температура нагрева любой зоны зерновки не превышала 55 °C. Исходной температурой зерна для каждой зоны принята температура при завершении процесса моделирования СВЧ-нагрева. В статье представлены результаты математического моделирования процессов нагрева зерна в поле сверхвысокой частоты при различных режимах работы магнетронов. Результаты моделирования показывают, что в процессе нагревания зерновки за счёт воздействия поля СВЧ наблюдается неравномерный нагрев зон зерновки. Сформулированы краевые задачи и представлены решения дифференциальных уравнений, описывающих нагрев и охлаждение зерна в поле СВЧ. Полученные уравнения изменения температуры в зонах зерновки с различной влажностью позволяют рассчитывать динамику нагрева и охлаждения зерна при использовании поля СВЧ в технологических процессах обработки зерна. Полученные кривые нагрева и охлаждения показывают, что в процессе обработки имеется неравномерность нагрева частей зерновки, которая может существенно повлиять на технологические и посевные качества зерна.
Бесплатно
Моделирование процессов управления в АПК
Краткое сообщение
Рассмотрен подход к моделированию процессов в агротехнических устройствах, базирующийся на рассмотрение преобразования энергии в агропроцессах в составе единых системно организованных агротехнологических структур. На этапе анализа подобных структур использованы агрегативные модели процессов. Применение агрегатных моделей, использование в них стандартных математических зависимостей для прогнозирования изменений характеристик процессов и управления существенно упрощает технические реализации элементов техногенной части агротехнологических систем, создает возможности унификации схемных и программных решений для различных устройств управления агропроцессами. При этом затраты времени и материально-трудовых ресурсов на этапе их разработки и внедрения сокращаются. На этапе синтеза при формировании алгоритмов работы систем управления технологическими процессами применены прогнозные модели. Эти модели учитывают ретроспективную информацию об изменении параметров текущих процессов, а также ретроспективные данные о реализациях аналогичных процессов в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства...
Бесплатно
Краткое сообщение
В современном сельскохозяйственном машиностроении наблюдается тенденция замены натурных испытаний машин имитационным моделированием их рабочих процессов на компьютере. Адекватность имитационных моделей повышают использованием вероятностных характеристик случайных параметров, полученных по результатам простых опытов. Более сложные ситуации моделируются программой. Целью представленного исследования является моделирование процессов распределения воды дождевальными аппаратами кругового действия, установленными стационарно по углам квадрата и по углам ромба. Для примера был проведен анализ работы двенадцати дождевальных аппаратов, установленных четырьмя рядами. Традиционно испытание дождевальных систем выполняют по межгосударственному стандарту ГОСТ ИСО 7749-2-2004 либо по стандарту ассоциации испытателей СТО АИСТ 11.1-2010: Испытания сельскохозяйственной техники. Машины и установки дождевальные. Методы оценки функциональных показателей. Для обеих методик характерен как ряд достоинств, так и ряд недостатков...
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты моделирования распределения тока основной частоты сети и тока частотой 150 Гц при включении бытовой нагрузки сети 0,38 кВ. Получены результаты моделирования распределения тока частотой 150 Гц одного мощного нелинейного потребителя в сети при его различном расположении в сети.
Бесплатно
Моделирование транспортной задержки на регулируемом пересечении
Статья научная
Рассмотрены основы оптимизации светофорного регулирования, моделирование процессов функционирования на регулируемых перекрестках, обеспечивающих повышение уровня системной безопасности движения транспортных потоков. Для регулируемых пересечений непосредственно разъезд транспортных средств осуществляется не в соответствии с циклом работы светофора. Поэтому применение моделирования и создания адекватной модели транспортного потока является актуальной задачей в процессе организации и управления дорожным движением. The article covers the basics of optimization of traffic light regulation, the modeling of the functioning of the controlled junctions, providing a higher level of system security traffic flow.
Бесплатно
Моделирование экономики и проблемы модернизации России
Статья научная
Рассматриваются вопросы моделирования экономики, дается общая последовательность аналитического описания закономерностей объемов производства сельхозпродукции на примере зернового производства с использованием теории больших циклов; предлагается общая кризисная аналитическая модель, примеры моделирования гиперсистем. Устанавливаются базисные ограничения модернизации; дается общая модель оплаты труда и закономерности построения равновесной системы, нелинейной шкалы исчисления налогов с инструментом в виде федерального бюро цен; исследуется блок партийной системы законодательного собрания; предлагаются направления совершенствования производственного и административного управления, образования и общей культуры; дается систематическая группа предложений по модернизации.
Бесплатно
Моделирование электрического поля в грунте, созданного системой заряженных металлических штырей
Статья научная
Моделирование стационарного электрического поля, создаваемого при помощи системы электродов, взаимодействующего с семенами и корневой системой растений, является теоретической основой для развития электротехнологий, предназначенных для выращивания овощных культур защищенного грунта. Статья посвящена теоретическому обоснованию ряда утверждений: рациональная система расположения металлических штырей, которые играют роль электродов; величина напряжения, приложенного к электродам; смещение растений от оси между металлическими штырями.
Бесплатно
Моделирование электромагнитного поля в зерновом слое различной плотности
Статья научная
Тепловая обработка применяется к зерну различных культур на этапах сушки, обеззараживания, подготовки к скармливанию и т.д. Высокая стоимость этих процессов обуславливается как стоимостью энергоносителей, так и энергоемкостью самих процессов. Разработка режимов обработки с применением электротехнологий в общем и электромагнитных полей в частности позволит снизить себестоимость указанных процессов. При их разработке необходимо учитывать виды применяемых электротехнологий, таких как, например, инфракрасные (ИК) поля, поля сверхвысокой частоты (СВЧ) и т.д. Исследование комбинированных способов воздействия на сельскохозяйственные материалы во многом сопряжено с разработкой промышленного оборудования на основе математических и компьютерных моделей. Таким образом данная работа направлена на разработку представления зернового слоя в компьютерных моделях электромагнитного взаимодействия. В статье описаны результаты численного эксперимента по определению напряженности электромагнитного поля в слое зернового материала, подвергающегося СВЧ-обработке. В процессе численного эксперимента зерновой слой был представлен различными способами замещения. Представлены вид замещаемого слоя, распределение напряженности электрического поля в указанном материале. Данные численного эксперимента, представленные в работе, получены для ячменя и пшеницы влажностью 16-24%. Полученные данные могут быть применены как для определения конструктивных параметров зон СВЧ-воздействия, так и для разработки систем управления оборудованием. При разработке оборудования, применяющего данные технологии, необходимо учитывать глубину проникновения слоя в материал. Глубина проникновения, в свою очередь, зависит от материала и его свойств, а также от параметров электромагнитного поля. Широкие возможности для разработки подобного оборудования дает применение специализированных программных средств. В итоге применение СВЧ-полей позволяет снизить затраты на тепловую обработку на 15-20%, в зависимости от процесса и вида обрабатываемого материала.
Бесплатно
Статья научная
Значительная доля потребностей в горячей воде, формируемая сельскими децентрализованными потребителями, может быть обеспеченна за счет использования солнечных водонагревательных установок. Произведено определение влияния фазопереходного вещества на динамику процессов нагрева и охлаждения. Результаты исследований показывают, что фазопереходный процесс увеличивает время остывания трубки с парафином до 30 0С с 14 минут до 47 минут, до 20 0С с 22 минут до 66 минут, что характеризует высокие теплоаккумулирующие свойства устройства.
Бесплатно
Модернизация здания коровника как фактор ресурсосбережения
Статья научная
Рассматриваются направления модернизации вновь строящихся и реконструируемых животноводческих объектов (коровников) на стадии разработки технологических планировочных решений, технико-технологического обеспечения отдельных технологических процессов обслуживания крупного рогатого скота. На основании анализа технологических планировочных решений животноводческих объектов КРС, заложенных в проектных разработках, а также технологических планировочных решений на действующих животноводческих объектах раскрываются их недостатки, влияющие на фактор ресурсосбережения. Предлагаются технологические планировочные решения животноводческого объекта (коровника), обеспечивающие рациональное использование площади пола помещения. Рекомендуется аналитическая зависимость по обоснованию вместимости помещения животноводческого объекта (коровника). Раскрывается структура дополнительных оценочных критериев (использования стойловой площади; вместимости помещения; оплаты общей площади помещения) по обоснованию эффективности разрабатываемых (внедренных на животноводческих объектах) технологических планировочных решений, методика их расчета...
Бесплатно
Модульные зерноуборочные агрегаты на базе универсальных энергетических средств
Статья научная
Применение универсальных мобильных энергетических средств, реализующих блочно-модульный принцип агрегатирования с технологическими модулями-адаптерами (уборочными и другого назначения) в силу их большей годовой загрузки позволит снизить затраты на выполнение механизированных работ и производство продукции. Этапы развития этого направления показаны на примере фирм «Карл Хюрт» и «Claas» (Германия), ОАО «Гомсельмаш» (Беларусь), Таганрогский комбайновый завод - (Советский Союз). Способ накатывания уборочных модулей на примере фирмы «Claas» на шасси «Хукепак» G-85-BM и на шасси СШ-75 Таганрогского комбайнового завода реализован с применением ручного труда. Шасси универсального энергетического средства (УЭС) «Полесье» оборудовано передней и задней навесными гидросистемами, используемыми при агрегатировании с блоками уборочного модуля. Схема агрегатирования весьма эффективна, на ее базе налажен серийный выпуск зерноуборочных агрегатов КЗР-10. Недостатки: принятая схема соединения с шасси жатвенной части и молотильного устройства, приводит к перегрузке несущего моста, а система транспортирования материала от молотильного устройства к прицепному зерноочистителю, ухудшает качество его работы. Применение в компоновке шасси одной оси с колесами малого диаметра снижает его несущую способность. Дальнейший этап развития уборочных агрегатов на базе универсальных энергетических средств, представлен решениями, изложенными в патентах фирмы «Claas» (Германия), СКНИИМЭСХ (Россия), и ОАО «Гомсельмаш» (Беларусь). Общие достоинства предложенных решений: применение шасси с колесами одинакового диаметра; возможность установки одного из блоков уборочного модуля на раму шасси. Недостатки решений в патентах фирмы «Claas»: навешивание жатвенного, молотильного и транспортирующего модулей на переднюю навесную систему шасси, отсутствие на нем собственного погрузочного механизма. Преимуществом, предложенных в российско-белорусских патентах решений является наличие погрузочных устройств замены уборочных модулей, в сочетании с изменением места расположения кабины управления, обеспечивающих прямоточную подачу обрабатываемого материала.
Бесплатно
Модульный принцип повышения надежности зерноуборочных комбайнов
Статья научная
Рассмотрен принцип повышения надёжности зерноуборочных комбайнов, основанный на принудительном восстановлении элементов с низкой наработкой на отказ. Данный принцип направлен на проведение упреждающих замен узлов с истекающим ресурсом, что позволяет повышать эксплуатационную надежность комбайнов как систем с последовательным соединением элементов.
Бесплатно
Мониторинг результатов применения стимуляторов роста на сортах озимого ячменя
Статья научная
Проведен анализ результатов применения стимуляторов роста на сортах озимого ячменя Кондрат и Агродеум. Рассмотрены показатели элементов структуры урожая, приведены сравнительные данные продуктивности сортов в зависимости от применяемого препарата.
Бесплатно
Краткое сообщение
Целью работы является разработка способа определения состояния утомления операторов технических систем, занятых в агропромышленном комплексе. На современном этапе развития науки происходит автоматизация производств, что положительно влияет на повышение безопасности производственной деятельности человека. Однако оператор технических систем подвергается воздействию психологических факторов, что в первую очередь обусловлено огромным количеством получаемой информации, а также необходимостью принятия объективных и верных решений при изменении эксплуатационных и технологических параметров технической системы. В этих условиях труд оператора технических систем характеризуется повышенной психологической нагрузкой на центральную нервную систему, в результате чего он может совершить ошибки в своей производственной деятельности, которые могут привести к нарушению функционирования технической системы в виде аварии, отказов и т.д. и, как следствие, к травмированию работника. Одним из результатов повышенной психологической нагрузки является утомление. Исходя из этого, разработка способа определения степени утомления, как фактора, позволяющего повысить травмобезопасность технологического процесса, является актуальной. В результате проведенных исследований проводилось изучение изменения работоспособности операторов технических систем в период рабочей смены. Полученные данные свидетельствует о том, что работоспособность оператора в течение смены проходит 6 фаз, от максимальной работоспособности (в начале смены) до ускоренного снижения работоспособности под воздействием утомления, переходящего в усталость (конец смены). Построена аппроксимированная кривая работоспособности по линейному уравнению первой степени со степенью корреляции, равной 0,66. На основе активности ПЛБАТ установлена корреляция между уровнем биопотенциала и состоянием утомления работника. На основе полученных результатов предложен способ определения состояния утомления работника. Предложенный способ может быть использован при определении степени утомления не только операторов технических систем, но и работников, выполняющих виды работ, требующих повышенной концентрации внимания.
Бесплатно
Морфотипы зародыша семян твердых озимых пшениц как основа оценки эффективности агротехнологий
Статья научная
Семена озимой твердой пшеницы (ОТП) различаются по морфологии зародышевой части; всего выделено восемь различных морфотипов зародыша семени (МТЗ), которым присвоены номера 1а, 1, 2, 3, 4, 5, 6 и 7. Семена с различными МТЗ разнятся по массе, всхожести, сохранности посевных качеств после длительного хранения, по продуктивности в полевых условиях. Целью работы явилось определение количества семян с различными МТЗ в партии очищенных промышленным способом семян озимой твердой пшеницы сорта Лазурит, а также установление мест их формирования в колосе и каждом колоске главного и боковых побегов после ручного обмолота. Показано, что семена с основными МТЗ 2, 3, 4 и 5 составляют до 94% в партии очищенных семян, а остальные семена с МТЗ 1а, 1, 6 и 7 входят в группу минорных. Главные и боковые побеги разнятся по соотношению семян с различными МТЗ. Установлено, что семена со всеми основными и минорными МТЗ могут формироваться во всех колосках колоса, а также в любой позиции зерновки внутри колоска. Высказано предположение, что по числу и соотношению зерновок с различными МТЗ можно оценивать качество семян и эффективность агротехнологий.
Бесплатно
