Технологии, средства механизации и энергетическое оборудование. Рубрика в журнале - Вестник аграрной науки Дона
Устройство для получения ледяной воды с аккумулированием льда посредством импульсной наморозки
Статья научная
В настоящее время в Приморском крае наблюдается дефицит потребления молока на душу населения. Министерством сельского хозяйства Приморского края поставлена задача: стабилизировать потребность региона в данном виде продукции. Обеспечение населения молочными продуктами зависит не только от животноводства, но и от работы всего комплекса машин, связанных с этапами производства широкого ассортимента молочной продукции. Повышение сроков реализации продукции с сохранением качества требует на начальном этапе производства сохранения базовых свойств сырья - молока, которое на этапе доения необходимо мгновенно охлаждать. Зарубежными и отечественными производителями выпускается большой ассортимент генераторов ледяной воды, которые входят в состав установок мгновенного охлаждения молока в потоке. Основной недостаток серийных машин - снижение хладопроизводительности агрегата с понижением температуры воды за счет увеличения слоя льда на стенках испарителя. Применение импульсной наморозки льда в генераторах ледяной воды панельного типа позволит снизить данный недостаток. Описанная модель генератора ледяной воды обладает лучшими показателями энергоэффективности при наморозке льда. Конструктивно генератор изготавливается по традиционной схеме, но в отличие от аналогичных устройств испарителем являются стенки емкости, и поэтому устройство работает в двух режимах - охлаждения и наморозки. Режим охлаждения протекает при температурах от +30 °С до +4 °С, в данном режиме задействованы все испарители. Режим наморозки проходит при температурах от +4 °С до +0,7 °С с использованием только нижнего испарителя. Наморозка слоя льда чередуется с отсоединением полученного ледяного слоя от поверхности испарителя посредством подачи горячих несконденсированных паров хладагента в испаритель.
Бесплатно
Устройство кабельной муфты на опоре воздушной линии электропередачи напряжением 35 кВ и выше
Статья научная
Принцип предлагаемого технического решения может быть использован в системе электроснабжения объектов в сельской местности. Оно относится к области электросетевого строительства. Целями предлагаемого являются поиск вариантов, их инженерные исследования и определение оптимального сооружения перехода линий электропередачи с одного вида на другой по технико-экономическим показателям. Предложено устройство для осуществления перехода воздушной линии электропередачи в кабельную, при этом оборудование устройства перехода установлено на стойке опоры линии электропередачи. При строительстве и монтаже воздушной линии электропередачи (ВЛ) возникает проблема «врезки» к ней кабельной линии, например, из-за отсутствия трассы для воздушной линии электропередачи, подключение подстанции (ПС) «глубокого ввода» только кабельной линии на территории промышленной зоны или отсутствует экономичный вариант сооружения специального перехода над инженерными сооружениями. В законодательной базе по градостроительству и архитектуре застройки городов имеется положение о запрете сооружения воздушных линий электропередачи в пределах красной линии генерального плана. Аналогичное решение существует на застройку промышленных зон особых предприятий и производств. Компоновка сооружения предусматривает установку следующего высоковольтного оборудования: концевой кабельной муфты, разъединителя и ограничителя перенапряжений. Каждое оборудование закреплено на монтажной рамной металлоконструкции. Предложенное техническое решение имеет следующие преимущества относительно традиционного устройства перехода одного вида ЛЭП на другой: - устройство перехода кабельно-воздушной линии электропередачи не требует дополнительного отвода земельных угодий для ее сооружения, поскольку сооружается на землях, отчужденных для линий электропередачи; - компактность устройства достигается использованием в качестве разъединителя только штанги с ножом на опорном изоляторе, при этом ламель закреплен на оголовке рядом установленного ОПН.
Бесплатно
Статья научная
Проанализирована работа шлангового вакуумного насоса перистальтического типа. По результатам этого анализа предложен метод расчета основных параметров насоса, связывающий подачу с геометрическими параметрами, создаваемую перепадом давления, количеством выжимных элементов, частотой вращения. Оценка экономической эффективности внедрения данного насоса в малогабаритные доильные установки проведена с использованием стандартных методик и нормативных документов. Данные расчеты позволяют определить основной показатель использования насоса - годовой экономический эффект и связанные с ним чистую текущую стоимость, индекс рентабельности, внутреннюю норму возврата инвестиций. При определении показателей экономической оценки принимались во внимание следующие параметры: снижение воздействия на эластичные оболочки, увеличение срока их службы и повышение подачи насоса. За объект сравнения при расчете экономической эффективности принят агрегат индивидуального доения коров АИД-2, а расчетная годовая производительность принята 6500 кг молока на 1 голову КРС. Условия эксплуатации насосов принимались одинаковыми в экспериментальном и базовом вариантах. Использование вакуумного шлангового насоса перистальтического типа в составе малогабаритной доильной установки или передвижного доильного агрегата производительностью 10 гол./ч позволит получить при эксплуатации годовую экономию затрат 4606,82 руб. При этом годовая экономия удельных затрат при эксплуатации составит 9,21 руб./ц. Срок окупаемости предлагаемого вакуумного насоса составляет 0,56 года. Чистая текущая стоимость (в расчете за семь лет) составила 28627,36 рублей.
Бесплатно
Формирование методов повышения надежности механических приводов машин и оборудования АПК
Статья научная
Проведен анализ методов повышения надежности технических систем машин и оборудования АПК и их синтеза применительно к механическим приводам сельскохозяйственного назначения. Приведена классификация методов, обеспечивающих повышение надежности механических систем и разработана классификация методов специального резервирования для повышения надежности элементов механических приводов. Сформулированы методы резервирования, обеспечивающие повышение функциональной и эксплуатационной надежности. Сущность заключается в реализации заложенных в элементы механических приводов расчетных характеристик и потенциального ресурса за счет проектирования средств и устройств в элементах, выполняющих дополнительные функции, которые изменяют характер нагрузки, скоростной и температурный режимы, условия смазки и увеличивают вероятность безотказной работы. Пере-численные методы специального резервирования могут быть широко использованы в практике при проектировании, изготовлении и сборке сложных технико-технологических систем и объектов, а также их эксплуатации.
Бесплатно
Функциональные свойства подстилочных материалов для индустриального птицеводства
Краткое сообщение
Внедрение индустриальных технологий выращивания птиц в сельском хозяйстве, характеризующихся высокой интенсивностью производства продукции птицеводства, предъявляет повышенные требования к функциональным свойствам подстилочных материалов. На основе анализа свойств основных используемых подстилочных материалов выявлены их наиболее значимые для условий индустриального птицеводства функциональные характеристики, обеспечивающие их соответствие санитарно-гигиеническим и зоотехническим требованиям. Рассмотрены основные известные подстилочные материалы, оценены их преимущества и недостатки, влияющие на качество содержания птицы при использовании индустриальных технологий, выполнен анализ существующих подстилочных материалов и дана оценка их эффективности и перспективности на основе сформулированных санитарно-гигиенических и зоотехнических требований. Таким образом, по совокупности начальных свойств наиболее перспективным сырьём для получения качественных подстилочных материалов является древесная стружка, которая в зависимости от фракции может быть мелкой, средней и крупной...
Бесплатно
Цифровая трансформация агропредприятий
Статья научная
В статье систематизированы новые возможности и способы использования преимуществ цифровизации в управлении аграрным бизнес-производством. Цифровая трансформация имеет решающее значение для обеспечения удалённой работы, перехода к совместным рабочим процессам, перестройки операций взаимодействия специалистов, а также аналитики в интернет-облаке. Проведённый анализ основных тенденций цифровизации позволяет: уточнить модель бизнес-производства, сосредоточиться на инновациях и производительности агротехнологических систем, реагировать на несовершенства агротехнологий. В последние годы происходит смена монолитных корпоративных информационно-телекоммуникационных структур на модульные структуры с микросервисной архитектурой. Раскрыт современный подход расширения и изменения функционала и масштабируемости систем управления аграрным предприятием, обеспечивающих необходимую гибкость к динамично меняющимся условиям производства, при которых любой сотрудник мог собирать и анализировать необходимую информацию о финансах, производстве продукции и по другим направлениям взаимного действия. Определены основные тренды современной автоматизации - от сотовой связи к беспилотным мобильным агрегатам и дистанционному управлению с искусственным интеллектом. Подчёркнута роль собственных экспертов гиперавтоматизации и важность развития концепции Интернета поведения. Рассмотрена обобщённая структурно-функциональная схема использования технологий 5G в сельском хозяйстве, открывающей новые возможности. Особый интерес представляют системы видеонаблюдения на основе современных профессиональных видеокамер, применяемых для видеомониторинга на мобильных агрегатах и территориально распределённых объектах. Цифровая трансформация бизнес-производства агропредприятия - структурное обновление системы управления агропредприятием, всех жизненных циклов производства продукции с применением сетецентрического информационно-коммуникационного обеспечения на основе современной цифровой техники, реализующей новые функции индивидуального и группового управления технологиями и производствами.
Бесплатно
Экспериментальное определение силы ударного воздействия поверхности различной жесткости на семена
Статья научная
Семенной материал сельскохозяйственных культур в процессе производства перед посевом подвергается механическому воздействию со стороны рабочих органов сельскохозяйственных технических средств. Большинство рабочих органов сельскохозяйственных машин изготовляют из прочных жестких материалов. Вследствие этого между сыпучим телом, сформированным семенами в рабочем объеме машины, и поверхностью рабочих органов возникают ударные взаимодействия, травмирующие и разрушающие семена, приводя к значительному снижению урожайности сельскохозяйственных культур. Использование эластомеров в качестве материалов рабочих органов сельскохозяйственных машин позволит значительно уменьшить силу ударного взаимодействия с семенным материалом, снизить травмирование и исключить разрушение семян. Цель работы заключалась в экспериментальной проверке научной гипотезы о том, что замена жестких рабочих поверхностей высокоэластичными рабочими поверхностями, обладающими способностью значительно деформироваться в пределах выполнимости закона Гука, приведет к снижению ударной силы, что позволит уменьшить или полностью исключить травмирование и разрушение семян...
Бесплатно
Статья научная
Целью работы является экспериментальное исследование влияния электромагнитного поля микро-волнового диапазона и режимов его воздействия на энергоемкость и производительность процессов после-уборочной обработки. В процессе работы рассмотрены несколько режимов сушки зерна в лабораторной установке: конвективный, СВЧ-конвективный - постоянный, СВЧ-конвективный - импульсный. Произведена оценка применимости данных режимов для зерновых материалов различной влажности. Представлены лабораторная установка и измерительное оборудование, применяемые при проведении экспериментов. При проведении экспериментов рассматривалось влияние режимов обработки электромагнитными полями на энергоемкость процессов послеуборочной обработки зерна. В процессе проводимых работ рассматривались различные режимы воздействия. В качестве фактора воздействия принималось электромагнитное поле частотой 2450 МГц, а вариантами воздействия являлись непрерывное и циклическое воздействия. Представлены результаты экспериментальных исследований. Экспериментальные данные были обработаны в пакетах прикладных программ, а результаты частично представлены в статье. По результатам проведенных работ сделаны соответствующие выводы. В результате анализа экспериментальных данных установлено, что наиболее предпочтительным для сушки и обеззараживания зерна является режим, при котором магнетроны работают импульсно, относи-тельная влажность зерна по всему объему не ниже 15%, а удельная мощность не превышает 1500 кВт/м 3. При более сухом зерне (менее 15%) для равномерного его разогрева необходимо, чтобы удельная мощность, рассеиваемая в зерновом слое, не превышала 800 кВт/м 3. С точки зрения энергозатрат и скорости сушки зерна наиболее предпочтительным является циклический режим сушки с импульсным воздействием поля СВЧ.
Бесплатно
Электрифицированная ножовка на основе линейного электродвигателя для использования в садоводстве
Статья научная
Уровень электрификации и механизации процессов в садоводстве для различных плодовых культур находится в пределах от 10 до 60%. Увеличение эффективности производства тесно связано с повышением автоматизации технологических процессов до 90%. Детальная обрезка веток занимает до 30% от всех агротехнических мероприятий по уходу за садом. В систему машин по детальной обрезке деревьев входят секаторы, сучкорезы и ножовки. По принципу действия ножовки бывают: ручные, пневматические, гидравлические и электрические. Основными недостатками являются низкая производительность, большая вибрация, шум и массогабаритные показатели. Наиболее эффективны электрические ножовки. Целью представленного исследования является разработка электрифицированной ножовки на основе линейного электродвигателя. Авторами предложена конструкция ножовки с использованием в качестве привода для ножовочного полотна линейного электродвигателя. Принцип действия ножовки основывается на возвратно-поступательном движении якоря линейного электродвигателя. Осуществляется это за счет использования двух катушек намагничивания и специальной конструкции якоря. Наличие немагнитных и магнитных вставок позволяет получить магнитные потоки, которые приводят к появлению силы тяги якоря. Использование предложенной конструкции ножовки позволит повысить КПД, снизить вибрацию, шум и массогабаритные показатели. Моделирование линейного электродвигателя в программном комплексе ELCUT позволило подтвердить принцип действия магнитной системы. В местах нахождения немагнитной вставки происходит разделение магнитного потока, что способствует появлению силы тяги, действующей на якорь. Наибольшее значение силы тяги первой намагничивающей катушки (43,6 Н) при ширине немагнитной вставки 10 мм и угле скоса полюса в 60°. Для второй намагничивающей катушки сила тяги такая же, как и для первой намагничивающей катушки.
Бесплатно
Электроимпульсные технологии в сельском хозяйстве
Статья научная
Рассмотрены вопросы применения электроимпульсных устройств в современных и перспективных технологиях производства экологически чистой продукции полеводства, в частности, технологиях уничтожения сорняков и технологиях получения удобрений. Показаны преимущества сельскохозяйственных электроимпульсных технологий по сравнению с традиционными технологиями аналогичного назначения. Рассмотрены апробированные в сельскохозяйственном производстве электроимпульсные установки и структура электроимпульсного культиватора, предназначенного для использования в новейших агротехногиях аграрного производства. Показано, что для снижения энергоёмкости процессов уничтожения сорняков целесообразна двухэтапная реализация воздействий электрическими импульсами на растения. Вначале воздействия обеспечивают разрушение мембран клеток структур жизнеобеспечения сорняков. При этом электрические сопротивления обработаных сорных растений уравниваются. Последующее воздействие гарантирует невозможность регенерации сорняков...
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрена проблема внедрения возобновляемых источников энергии в сельское хозяйство Краснодарского края, в частности для теплиц различного типа. Проанализированы особенности географической позиции и климата городов Краснодарского края. Выявлена и обоснована необходимость использования возобновляемых источников энергии в системе ее видов (солнечная энергия и ветровая энергия), а также в комбинации с внешней сетью. На основе проведенного исследования автором предлагается способ электроснабжения теплицы с использованием возобновляемых источников энергии, которая применима в теплицах гидропонного типа, где помимо электроснабжения помещений необходимо также производить подогрев подаваемой воды. В теплице необходимо использовать солнечные пластины, устанавливаемые непосредственно на крыше и осуществляющие нагрев подаваемой воды. Также в системе необходим ветрогенератор, который должен располагаться как можно ближе к объекту и осуществлять нагрев помещения за счет преобразования кинетической энергии воздушных масс. Немаловажным фактором должна быть взаимозаменяемость двух составляющих станции в зависимости от погодных условий. Использование возобновляемых источников энергии в Краснодарском крае и других регионах целесообразно в комбинированном варианте, чтобы данная система была взаимозаменяемой. Но учитывая возможности нашей страны и края в отношении ресурсов, схему можно сделать гибридной, т.е. добавить внешнюю сеть, чтобы полностью избежать перебоев в аварийных ситуациях и увеличить экономическую выгоду за счет применения возобновляемых ресурсов.
Бесплатно
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
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
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
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
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
