Статьи журнала - Вестник аграрной науки Дона
Все статьи: 852
Энергетическая оценка обработки почвы
Статья научная
Механическая обработка почвы - одна из наиболее энергоемких операций в земледельческой механике. При этом применяемые технологии почвообработки позволяют выполнять разные технологические операций. Однако в почвообработке нет обоснованных критериев для энергетической оценки технологического процесса обработки почвы. Целью работы является необходимость разработки общего критерия энергетической оценки технологического процесса обработки почвы. В основе исследования лежит понятие нарушения целостной структуры почвенного массива, как результат разрушения не всего почвенного массива, а некоторой ее обрабатываемой части. Рассматривая технологический процесс обработки почвы как систему, показано, что подводимая энергия от трактора, передаваемая рабочим органом почвенной среде, тратится на изменения исходного состояния и получения требуемых свойств обрабатываемого почвенного пласта. Показано, что процесс преобразования подводимой энергии рабочим органом служит показателем оценки расхода энергии, идущей на деформацию обрабатываемого почвенного слоя. Этот показатель является основанием для выбора критерия оценки энергоемкости почвообработки. Рассмотрены составляющие понятия «КПД орудия» для различных типов рабочих органов: пассивные, активные и комбинированные. Установлено, что степень совершенствования применяемой технологии в почвообработке целесообразно оценивать с учетом энергии, затрачиваемой на выполнение агрономически полезной работы. Исходя из этого, составлены расчетные схемы процесса взаимодействия двугранного и трехгранного клина с почвенной средой. Получены составляющие тягового сопротивления клиньев, которые складываются из затрат энергии, обусловленных деформацией, разрушением и транспортированием пласта почвы. Проведен теоретический анализ полученных аналитических зависимостей и показано, что целесообразно обрабатывать почвенный слой до «критической» глубины hкр. Установлено, что доля удельных затрат энергии, расходуемой на процесс разрушения (крошения) почвы, может достигать 35-40% от всех затрат
Бесплатно
Энергетические показатели мобильного смесителя компонентов компоста
Статья научная
Рассмотрены теоретические и экспериментальные зависимости энергетических показателей на привод рабочих органов мобильного смесителя при производстве компостов в полевых условиях. Получены теоретические зависимости для определения энергетических показателей.
Бесплатно
Статья научная
Целью работы является оценка ресурсной базы для развития биоэнергетики в южных районах России - Волгоградской области и Республике Крым. При этом проводится оценка энергопотенциала биоэнергетики не специально произведённой биомассы, а органических отходов, образующихся в растениеводстве и животноводстве районов. Схема оценки предусматривает последовательные расчеты валового и технического энергетических потенциалов отходов растениеводства и животноводства, с использованием ранее разработанных методик и геоинформационных технологий. Получено территориальное распределение энергетических потенциалов отходов сельскохозяйственного производства с детализацией до муниципальных образований - районов и городских округов. Выделены основные культуры, побочные продукты производства которых наиболее перспективны для использования в целях получения энергии. Учтена возможность сбора отходов производства, которая определяется структурой производства. Для Волгоградской области установлено, что значительное число северных и западных районов области обладает большим энергетическим потенциалом отходов растениеводства зерновых культур и подсолнечника, а районы Городищенский, Светлоярский, Быковский, Ленинский и Среднеахтубинский - отходов картофеля и овощей. Центральные, восточные и юго-восточные районы области характеризуются значительным энергетическим потенциалом отходов животноводства. Приведены результаты расчётов технического энергопотенциала биомассы отходов. Для Крымской республики установлено, что энергетический потенциал отходов зерновых и подсолнечника сосредоточен в северной и северо-восточной частях полуострова, в то время как южные районы Крыма характеризуются высоким энергетическим потенциалом отходов виноградарства. Сделан вывод, что значительная часть территории республики обеспечена сырьевыми ресурсами для развития биоэнергетики. Полученные оценки биоэнергетического потенциала, представленные в виде таблиц и карт, в совокупности с социально-экономическими и экологическими характеристиками районов формируют основу для принятия проектных решений в развитии энергетической отрасли регионов.
Бесплатно
Статья научная
На основании проведенного расчета теплового баланса процесса гидротермального окисления водной суспензии органосодержащих твердых растительных отходов агропромышленного комплекса (лузги гречихи, подсолнечника, риса) установлено необходимое их содержание в пределах 20-25% для энергообеспечения автономных условий работы реактора при 500 °С. Для отходов с меньшим содержанием органики целесообразно использовать суспензии твердых отходов на органосодержащих сточных водах различных производств в качестве дисперсионной среды. Такие суспензии обеспечивают не только эффективную переработку с образованием горючих газов или высокоэнтальпийной парогазовой смеси, но и позволяют одновременно утилизировать жидкие и твердые отходы. Установлена количественная зависимость между теплотворной способностью твердых растениеводческих отходов и сточных вод и содержанием в них органических веществ (по показателю ХПК), при реализации процессов гидротермального окисления и пиролиза. Отсутствие диффузионных затруднений, нанопористая структура измельченных твердых сельскохозяйственных отходов, неполярные свойства сверхкритической воды предопределяют высокие скорости (80-200 с) и эффективность (более 99%) гидротермальной деструкции органосодержащих суспензий и сточных вод предприятий агропромышленного комплекса...
Бесплатно
Энергопреобразователь, использующий низкопотенциальные воздушные, тепловые и гидравлические потоки
Статья научная
Вихревая ветроэнергетическая установка (ВВЭУ) способна использовать низкопотенциальные воздушные потоки, движущиеся в атмосфере и акваториях со скоростью от 3-4 м/с, утилизированные тепловые потоки, сбрасываемые во вешнюю среду промышленными предприятиями, и возможности преобразования гелио- и геотермальной энергии в виде термоиндуцированных восходящих струй воздуха. Это устройство преобразует равномерный поток ветра в вихреобразные струи, является концентратором ветровой мощности, организует и аккумулирует энергию ветра и низкопотенциальные тепловые потоки аналогично тому, как в природных условиях кинетическая энергия ветра, распределенная в значительном объеме, концентрируется до огромных величин в компактном ядре природного смерча или торнадо. Вихревая ветроустановка способна автоматически подстраиваться под реальную скорость набегающего воздушного потока при расчетных значениях числа оборотов ротора электрогенератора, что обеспечивает преобразование энергии с высокой эффективностью при более широком диапазоне скоростей ветра. Для существующих в настоящее время ветроустановок рабочий диапазон скоростей ветра составляет от 6-15 м/с до 20-25 м/с. ВВЭУ же, за счет, в первую очередь, модульного построения ветропреобразователей, позволяет расширить рабочий диапазон скоростей ветра от 3-4 м/с до 60 м/с и более. Преимущества ВВЭУ: в 1,5-2 раза меньше рабочая скорость ветра и массо-габаритные размеры; «ротор-генератор» исключает вал, нет системы «установа на ветер»; конструкция установки предполагает её модульное исполнение из идентичных функциональных модулей; стабилизация числа оборотов ротора обеспечивается изменением площади воздухозаборника установки; коэффициент использования энергии ветра ξ ≈ 0,3, быстроходность Z = 1,5-2,0.
Бесплатно
Энергосберегающая модульная многофункциональная водоподъемная установка для фермерских хозяйств
Статья научная
Целью работы является обоснование структур унифицированных модульных устройств для сельского хозяйства на примере модульной многофункциональной водоподъемной установки инженерных систем водоснабжения сельского жилища, технологических процессов производства небольших объемов аграрной продукции в условиях фермерских хозяйств. Существует большая номенклатура оборудования автономного водоснабжения сельхозпроизводителей (быт, технологические процессы, вспомогательные функции и др.). Как правило, это оборудование предназначено для выполнения конкретных операций, и при необходимости расширения его функциональных возможностей потребитель дополнительно приобретает устройства, специализированные под требуемые задачи. В ряде случаев часть вновь приобретаемых устройств функционально дублирует уже имеющееся оборудование, и общая стоимость используемых устройств водоснабжения оказывается необоснованно завышенной. Разработана и изготовлена модульная многофункциональная водоподъемная установка инженерных систем водоснабжения сельского жилища, технологических процессов производства небольших объемов агропродукции в условиях фермерских хозяйств. Установка обеспечивает не только подачу воды из водоисточника в разводящую сеть дома и на технологические нужды, но и минимизирует расход электроэнергии, осуществляет защиту объекта при возникновении аварийных ситуаций и др., может являться частью системы «умный дом». Перечень технических требований и функций ММВУ формируется исходя из конкретных условий применения и пожеланий заказчика. Изменение выполняемых функций и параметров назначения установки при эксплуатации обеспечивает выбор, замену/добавление необходимых модулей и перепрограммирование модуля управления.
Бесплатно
Энергосберегающая охладительная установка для горных пастбищ
Статья научная
Российская Федерация обладает всеми возможностями занять ведущее место по экспорту молока. Экспортный потенциал достаточно велик с учетом несопоставимых кормовых ресурсов относительно других стран-производителей. Территории угодий для ведения молочного животноводства в России достаточно обширны и имеют различия в том числе и в географическом расположении. В частности, горные пастбища, площадь которых достигает около двух миллионов гектаров только на территории Северо-Кавказского федерального округа. Обеспеченность научным сопровождением и внедрение адаптированных к горным условиям и энергосберегающих технических средств молокопроизводства позволит заложить в стране основу производства питьевого коровьего молока в экологически чистой зоне страны. При использовании технических средств для производства коровьего молока в Кабардино-Балкарской Республике выявились нарушения работы серийных доильных аппаратов, используемых в условиях горных хозяйств. А именно, нарушаются соотношения между длительностями тактов, за счет чего происходит рост травматизма дойных коров, как следствие - увеличение количества маститных заболеваний, а в результате - понижение продуктивности животных и производительности труда операторов машинного доения. Участились случаи досрочной выбраковки продуктивного скота. Имеются сложности в энергообеспечении горных доильных центров, куда входит оборудование по первичной обработке и хранению молока. Особенно нуждаются в бесперебойном энергопотреблении технические средства охлаждения и хранения молока, а сложность их обслуживания и наличие вредных реагентов дополнительно усугубляют общий набор недостатков. Перечисленные отрицательные стороны производственного процесса снижают экономическую привлекательность молокопроизводства в условиях горных пастбищ. Дается анализ в направлении охлаждения и хранения коровьего молока. Приводятся данные энергозатрат на охлаждение свежевыдоенного молока. Разработана энергосберегающая холодильная установка для условий горных пастбищ, работающая от возобновляемого источника реки или ручья. Предлагаемая холодильная установка апробирована в условиях горных пастбищ Северного Кавказа совместно со всем комплексом технических средств доильного центра.
Бесплатно
Энергосберегающая технология сушки зерна
Статья научная
Рассмотрены свойства озоновоздушных смесей и вопросы их применения для сушки и предпосевной обработки зерна. Представлены материалы по обработке зерна озоновоздушной смесью с целью его сушки и стимуляции семян. Показано, что применение озоновоздушных смесей позволяет повысить производительность, снизить энергозатраты при сушке и увеличить урожайность. Интенсификация процесса сушки объясняется изменением физико-химических свойств воды.
Бесплатно
Энергосбережение в электрифицированных технологиях на основе активации взаимодействующих сред
Статья научная
Магистральным путём создания высокоэффективных технологий могут быть только новейшие достижения науки и техники. Одним из таких достижений является электроактивация взаимодействующих сред в технологии. Широкое применение получают технологии, основанные на применении неоднородного электрического поля, электрического тока и магнитного поля. Они применяются для озонирования воды, активации процессов переработки сельскохозяйственной продукции, дезинфекции производственных помещений, оборудования, продукции, для интенсификации скорости сушки зерновых, предпосевной обработки семян и стимуляции развития растений. Многие технологии сельскохозяйственного производства основаны на применении тепловой и электрической энергии. Энергозатраты составляют существенную часть себестоимости готовой продукции. Энергосбережение способствует снижению себестоимости продукции, усовершенствованию производственного процесса и повышению качества продукции. Поэтому снижение энергозатрат является актуальной задачей...
Бесплатно
Энергосбережение при производстве комбикормов
Статья научная
В работе отмечено, что развитие технологий и оборудования для производства комбикормов должно быть направлено на повышение их качества при снижении материальных, энергетических и трудовых затрат. Для разрешения этой проблемы необходимо изыскивать ресурсосберегающие технологии и автоматизировать процессы производства комбикормов. При совершенствовании конструкций машин для измельчения зерна с целью повышения их энергоэффективности рекомендуется следующее: использование метода направленного прямого удара при помощи тонких рабочих органов, который признан наиболее энергосберегающим способом измельчения; своевременное удаление измельчённого продукта из камеры измельчения для предотвращения появления мелкодисперсной фракции (пыли); гарантированная надежность при максимальной конструктивной простоте. Разработанная конструкция дробилки прямого удара с предварительной сепарацией зерна обеспечивает производительность 800–1100 кг/ч при частоте вращения ротора 2000 об/мин. с получением модуля помола зерна 1,4–2,0 мм. При этом удельная энергоемкость процесса дробления снизилась почти вдвое по сравнению с дробилкой ДМБП и составила 4,55–3,80 кВт ч/т. Определено, что в готовом продукте при влажности зерна 14–15% содержание пылевидной фракции (частицы диаметром менее 0,25 мм) составляет: для пшеницы – 2,77%; для ячменя – 2,86% и для их смеси – не более 2,81%. Сравнительный анализ конструкций и принципов работы дозаторов для сыпучих материалов показал, что дозатор непрерывного действия с цилиндрическим рабочим органом обладает высокой перспективностью. Он обеспечивает точное дозирование смесей, имеет низкое энергопотребление (до 0,6 кВт при производительности до 1,0 т/ч) и простую конструкцию. Агрегаты для производства комбикормов позволяют снизить потребляемую мощность на производство комбикормов до 3–8 кВт, не снижая качество получаемого комбикорма за счет использования дробилки прямого удара с предварительной сепарацией зерна, высокоскоростного смесителя и дозаторасмесителя с цилиндрическим рабочим органом.
Бесплатно
Энергоустановки искусственного ветра
Статья научная
Обсуждается возможность повышения эффективности процесса преобразования энергии лучистого излучения в энергию течений в солнечных электростанциях с искусственным ветром. На лабораторной модели анализируются факторы, способствующие достижению оптимальных условий управления процессами концентрации тепловой энергии солнечной радиации в энергию вихревых потоков.
Бесплатно
Энергоэффективная система облучения в теплице
Статья научная
Снижение энергозатрат в тепличном овощеводстве сегодня является одним из ключевых моментов более интенсивного развития отрасли и увеличения производства продукции. Существенную составляющую этих затрат определяет количество потребленной электрической энергии для организации операции по досвечиванию тепличных растений или даже выращиванию их в условиях только искусственного освещения. При этом следует отметить, что рассада и взрослые растения очень чувствительны к тому, каким светом их облучают и каков спектр падающей на них световой волны. Решить эти задачи позволяет применение в тепличном овощеводстве технологии светокультуры растений с использованием светодиодных источников света. Целью работы была поставлена необходимость обосновать конкретное техническое решение для энергоэффективной системы облучения тепличных растений с использованием светодиодных источников света и регулируемым спектром. Для облучения рассады и взрослых растений была разработана, запатентована и исследована регулируемая светодиодная система с генератором синусоидальных колебаний на базе комплементарной пары полевых транзисторов, соединенных по схеме аналога лямбда-диода. Использование такой системы дает возможность для светодиодных ламп получить практически любой спектр, необходимый для облучения конкретных видов выращиваемых растений и для любой стадии их физиологического развития. Разработанная система облучения рассады и растений в теплице обеспечивает необходимый спектр излучения, позволяя сократить потребление электроэнергии до 50% и повысить производительность выращивания рассады на 20%.
Бесплатно
Энергоэффективный способ борьбы с перегревом воздуха в коровниках
Статья научная
Статья посвящена охлаждению внутреннего воздуха в помещении коровника. Рассмотрены способы охлаждения внутреннего воздуха в коровниках с целью поддержания оптимальных значений последнего. Pазработка эффективных способов и технических средств охлаждения воздуха в коровнике и снижение расхода энергии при этом по сравнению с существующими способами охлаждения воздуха является актуальной задачей исследований. Для уменьшения температуры воздуха в помещении применяют различные способы охлаждения воздуха, которые условно можно разделить на пассивные и активные. Все возможные пассивные методы в основном способствуют снижению тепловой нагрузки зданий, но не обеспечивают температурных условий воздушной среды животноводческих помещений. Это обусловлено тем, что для этих целей необходимо не только максимально снизить теплопоступления в помещения, но и удалить значительное количество избыточного тепла. К активным способам борьбы с перегревом, в первую очередь, относится интенсивная вентиляция помещений с предварительным охлаждением. Применение активного вентилирования в зоне нахождения животных требует установки дополнительно мощных вентиляторов, требующих значительного расхода энергии, при условии, что температура внутри помещения не превышает наружную температуру. Рассмотрен изовлажностный процесс охлаждения внутреннего воздуха в коровнике с целью поддержания оптимальных значений последнего. Обосновано применение тепловентиляторов, используемых в качестве установок для охлаждения воздуха в помещении коровника по изовлажностному процессу изменения параметров влажностного воздуха. Проведённые исследования показали, что применительно к коровнику наиболее приемлемым является изовлажностное охлаждение воздуха внутри животноводческого помещения, с помощью поверхностных теплообменников. В качестве охладителей внутреннего воздуха в коровнике, может быть использован водяной тепловентилятор, а в качестве хладоагента может применяться холодная вода.
Бесплатно
Эргономичность рабочего места операторов мобильных агрегатов АПК и устройство для её оценки
Статья научная
В статье отмечается динамичность развития сельскохозяйственного производства как базы продовольственного обеспечения населения страны, что реализуется благодаря государственной поддержке отрасли. Обращено внимание на рост электромеханизации и автоматизации сельскохозяйственного производства в стране, включая укрепление материально-технической базы предприятий на основе инвестиций для развития производства. Этому способствует ввод в действие новых производственных мощностей, технологий производства, новой сельскохозяйственной техники. Отмечается, что особенностью совершенствования отечественной и зарубежной сельскохозяйственной техники является не только технологическая направленность, но и повышенное внимание к трудоохранным параметрам в части повышения травмобезопасности путём увязки параметров технологий и конструкций с антропометрическими характеристиками оператора, как того требует система нормативно-правового обеспечения безопасности и безвредности труда, включая эргономическую оценку рабочих мест оператора. Необходимость в этом подтверждается приведенными в статье результатами авторских исследований, приведших к разработке авторского устройства для оценки эргономичности рабочего места оператора мобильных сельскохозяйственных агрегатов. На основе результатов указанной оценки корректируются и совершенствуются направления работ с тем, чтобы эргономические параметры рабочих мест операторов мобильных агрегатов соответствовали нормативно-правовой базе страны в обсуждаемой области. Решение проблемы будет способствовать сокращению ежесменной усталости операторов, которая приводит к снижению трудоспособности или даже к частичной или полной утрате трудоспособности в связи с инвалидностью. Предложенные в статье решения в части оценки эргономичности рабочего места операторов мобильных агрегатов структур АПК с целью своевременного приведения их в нормативное состояние являются практическим фактором противодействия отмеченным негативным последствиям.
Бесплатно
Этапы НТП в зарубежном и отечественном производстве молока
Статья научная
Выполнена периодизация освоения достижений научно-технического прогресса (НТП) в производстве молока в ведущих зарубежных странах и в России. Выделенные этапы НТП позволяют более обоснованно проектировать внедрение на отечественных молочных фермах направлений НТП в целях преодоления отставания рассматриваемой отрасли, выведения ее на мировой уровень эффективности и конкурентоспособности.
Бесплатно
Эффективное использование ветроэнергетики в сельском хозяйстве России
Статья научная
Приведены наиболее перспективные автономные ветроэлектростанции с резервированием различного вида. Установлено, что на их эффективность, кроме энергетических характеристик ветра, влияют графики электрической нагрузки, а также продолжительности непрерывных периодов ветра с заданной скоростью. Проведен анализ особенностей применения возобновляемых источников энергии в сельском хозяйстве, выявлены проблемы и определены перспективы их использования для электроснабжения. В статье исследованы ветроэлектростанции, как наиболее приспособленные для коммерческого применения. Рассмотрены особенности энергии ветра, способствующие применению ветроэлектростанций в сельском хозяйстве. Так, в сельском хозяйстве электрическая нагрузка более рассредоточена, чем в промышленности, что в большей степени соответствует рассредоточению энергии ветра. Большинство сельскохозяйственных потребителей позволяют более длительные перерывы в электроснабжении, чем промышленные потребители, поэтому менее требовательны к регулярности поступления энергии. Установленная мощность сельскохозяйственных потребителей на несколько порядков ниже, чем в промышленности, что позволяет обходиться менее мощными ветроэлектростанциями. В последнее время, особенно в последние два десятилетия, в сельском хозяйстве России появились потребители электроэнергии, не имеющие централизованного электроснабжения. Это мелкие фермерские и другие аналогичные хозяйства. Учитывая высокую стоимость линий электропередачи, эта особенность повышает конкурентоспособность автономных ветроэлектростанций. Получены статистические характеристики распределения скоростей ветра для конкретного региона России, сопоставление которых с требованиями сельскохозяйственных потребителей электроэнергии позволило определить наиболее эффективную рабочую скорость ветра и дать рекомендации по применению ветроэлектростанций в сельском хозяйстве. Ветроэлектростанции прошли производственную проверку на рекомендуемых сельских объектах и показали достаточно высокую конкурентоспособность.
Бесплатно
Эффективность возобновляемой энергетики. Мифы и факты
Статья научная
Необходимость широкого внедрения возобновляемых источников энергии требует учитывать все составляющие понятия их эффективности, а именно энергетическую, экологическую, режимную (эксплуатационную), экономическую и социальную эффективность.
Бесплатно
Эффективность выращивания листовых зеленных и пряных овощных культур в Ростовской области
Статья научная
Изучены сорта листовых зеленных и пряных культур Ростовской области. В процессе исследований выделены культуры и сорта, пригодные для выращивания в богарных условиях области.
Бесплатно
Статья научная
Работа направлена на исследование эффективности средств автоматического повторного включения (АПВ) воздушных линий (ВЛ) 10 кВ в сопоставлении с причинами повреждения данных линий и влиянием применения АПВ на значение недоотпуска электроэнергии потребителям. В качестве материалов исследования использованы статистические данные по результативности АПВ ВЛ-10 кВ, установленных на отходящих линиях от подстанций (ПС) в Орловской области. Также анализировались статистические данные за несколько лет о причинах повреждений ВЛ-10 кВ и данные о недоотпуске электроэнергии потребителям. Установлено, что в среднем эффективность АПВ ВЛ-10 кВ оказывается ниже, чем указывается в литературных источниках. Выявлены основные причины снижения эффективности АПВ. Одной из причин являются виды повреждений ВЛ, так как АПВ может быть эффективным только при неустойчивых повреждениях. Также причиной снижения эффективности АПВ является состояние выключателей, в основном маломасляных, установленных в ячейках отходящих ВЛ-10 кВ на ПС. Большая часть из них установлена более 15-20 лет назад. Поэтому часто АПВ на таких выключателях выведено из работы. Результаты исследования позволяют оценить эффективность средств автоматизации электрических сетей 10 кВ, определить задачи совершенствования эксплуатации электрических сетей и повышения эффективности АПВ для совершенствования надежности электроснабжения сельских потребителей. Показано, что повышение эффективности АПВ позволит сократить недоотпуск электроэнергии потребителям, повысить надежность их электроснабжения за счет сокращения времени перерывов в электроснабжении.
Бесплатно
Эффективность использования кадров механизаторов на уборочных работах
Статья научная
Рассмотрена проблема влияния человеческого фактора на ход уборочного процесса. Приведены средние данные об эффективности работы механизаторов с разным стажем, графики изменения уровня профессионального мастерства оператора-механизатора и динамика сокращения количества зерноуборочных комбайнов и механизаторов. Предложено использование тренажеров, которые предназначены для использования в качестве тренировочных средств вместо имитируемых или реальных систем.
Бесплатно
