Технологии, машины и оборудование для агропромышленного комплекса (технические науки). Рубрика в журнале - Вестник Восточно-Сибирского государственного университета технологий и управления
Анализ термодинамических циклов низкотемпературных установок с учетом массопеременности хладагента
Статья научная
В настоящее время чрезвычайно актуально повышение производительности теплового и холодильного оборудования в пищевой промышленности за счет повышения его энергоэффективности. До настоящего времени все энерго- и хладоциклы: Карно, Дизеля, ОТТО, Ренкина и др., работают, как правило, на постоянной массе агента, вне зависимости от того, являются ли они замкнутыми или разомкнутыми. Одна из основных концепций для этого заключается в том, что процессы, их составляющие, стараются делать обратимыми или идеальными, например изотермическими или адиабатными. Другим сдерживающим характерным фактором является то, что термодинамика этих процессов и циклов не учитывает влияния аддитивного фактора (А-фактора), т. е. массы рабочего тела. Использование же последнего позволяет варьировать любой процесс и цикл как в сторону его приближения к идеальности или обратимости, так и в сторону достижения максимальной эффективности одновременно.
Бесплатно
Влияние частоты вращения барабана сепарирующего зернометателя на эффективность очистки зерна
Статья научная
В настоящее время в сельском хозяйстве имеющаяся зерноочистительная техника не соответствует современным условиям зернопроизводства и физически изношена. А малые и фермерские хозяйства и вовсе не имеют требуемой техники. Поэтому необходимо разработать зерноочиститель, максимально адаптированный к многообразию условий современного сельскохозяйственного производства, обеспечивающий минимальные затраты, но позволяющий на первом этапе обработки получить бóльшую часть зерна базисных кондиций и одновременно провести не только очистку, но и охлаждение и сушку. Разработан сепарирующий зернометатель, который отличается от всех существующих тем, что лопасти зернометателя выполнены из двух соединенных между собой серповидной и приемной частей, первая из которых имеет на периферии закругленный конусообразный участок, который позволяет снизить повреждение и травмирование семян и предварительно распределить поступающий зерновой материал на разные фракции. Анализ экспериментальных исследований показал, что возможно получить в процессе обработки более 80 % зерна базисных кондиций.
Бесплатно
Исследование сыпучести зерна и разработка универсального аэратора колонкового типа
Статья научная
Исследовано физическое свойство сыпучести основных зерновых материалов при свободном или естественном истечении зернового материала при высыпании его через небольшое отверстие на ровную горизонтальную плоскость, а также при нахождении зерна в стесненных условиях. Приведена классификация зерновых материалов по свойствам сыпучести в зависимости от их углов естественного откоса на 5 классов. Определены предельные значения углов естественного откоса основных зерновых материалов при влажности 14-16 % и при свободном истечении на разработанном устройстве. Определено проникновение зерна в межперегородочное пространство при стесненном нахождении зерна в разработанной лабораторной установке. Установлено, что с увеличением расстояния между перегородками глубина проникновения зерна увеличивается независимо от углов наклона перегородок, а оптимальные значения угла наклона перегородок находятся в пределах 20º, при котором проникновение зерна между перегородками имеет минимум. Определено, что для решения различных задач аэрирования зерна можно подобрать оптимальные значения углов наклона перегородок и расстояний между ними, при которых зерно не будет поступать во внутреннюю полость, образованную перегородками и соединенную с воздухоподводящим каналом. По результатам данного эксперимента на кафедре технологических систем АПК (ФГБОУ ВО «Арктический ГАТУ») разработано техническое решение универсальной аэрационной колонки, которое признано изобретением (п. РФ №2777902). Предварительные испытания колонки показали ее универсальность и экономичность.
Бесплатно
Исследования процесса разделения зернового материала в сепарирующем зернометателе
Статья научная
В статье представлены данные сопоставления аналитического описания процесса разделения частиц зернового материала сепарирующими устройствами, установленными во вращающийся барабан сепарирующего зернометателя с экспериментальными исследованиями. Провели аналитическое исследования действия центробежных сил на частицу во вращающемся барабане устройства и гравитационных сил в неподвижной системе для сравнения их эффективности при очитке зернового материала. Исследования показали, что эффективность очистки зернового материала от примесей сепарирующим зернометателем составляет 73-76 % при подаче зерна 19 т/ч и содержания примесей 12 % в исходном зерне. Определены основные геометрические и кинематические параметры сепарирующего зернометателя. Приведены экспериментальные зависимости влияния основных параметров сепарирующего зернометателя на эффективность очистки.
Бесплатно
К методике агротехнической оценки посева зерновых культур
Статья научная
От качества заделки в почву высеваемых семян зависит урожайность возделываемых культур, а при неблагоприятных условиях развития растений - судьба посевов и урожая в целом. Правильная агротехническая оценка посевных машин позволит своевременно заметить и устранить их недостатки, будет способствовать созданию новых совершенных посевных машин, обеспечивающих более высокое качество посевов, гарантирующее получение высоких урожаев. В отличие от ранее действовавших методов агротехнической оценки в предлагаемой методике вместо вычислений по результатам измерений средних значений определяемой величины, средних отклонений от них и последующего сопоставления их с соответствующими допусками агротехнических требований осуществлен переход на допуски определяемого показателя при каждом его измерении относительно заданного значения.
Бесплатно
Классификация сыпучей смеси в пневмосепараторе
Статья научная
В работе проанализирована выявленная проблема классификации измельченных веществ при производстве продовольственных продуктов высокого потребительского качества. Наличие данной проблемы во многом обусловлено отсутствием аналитического аппарата при расчете режимных параметров эксплуатации оборудования при их обработке. Вместе с этим авторы предлагают физико-математическую модель, максимально приближенную к описанию реального механического процесса при количественном анализе протекания классификации измельченных смесей. В процессе исследования количественного моделирования процесса разделения смеси частиц в рабочем объеме пневмосепаратора было показано, что полученные данные находятся в согласии с физическим смыслом исследуемого процесса и, соответственно, установлена возможность классификации сыпучих смесей на базе пневмосепаратора.
Бесплатно
Методика эксплуатации биогазовой установки в условиях Байкальского региона
Статья научная
В материалах статьи изложены существующие проблемы переработки навозных стоков свиноферм при суровых природно-климатических условиях Байкальского региона и предложена более эффективная биогазовая технология. Объектом исследования является методика эксплуатации биогазовой установки БГУ-2 с биофильтром в метантенке, установленной в котельной сельскохозяйственного предприятия. Представлены общий вид метантенка и анаэробного биофильтра, технологическая схема переработки навозных стоков свиноферм, разработанная по результатам лабораторных исследований. Методика эксплуатации БГУ-2 описывает технологический процесс переработки навозных стоков с получением биогаза и органических удобрений.
Бесплатно
Моделирование систем управления сельскохозяйственной техники
Статья научная
В настоящее время достижения науки становятся научной базой исследований, в частности, для модернизации существующих и проектирования новых сельскохозяйственных машин, а также их систем управления. При этом используются методы моделирования технологических процессов машин и оптимизации их параметров. Рассматриваются вопросы управления технологических процессов и их информационно-технического обеспечения. Авторы в работе рассматривают статистические модели машин с идеализированными условиями с точки зрения динамических и вероятностных моделей с учетом реальных условий функционирования машин. Спектр работ сельскохозяйственной техники весьма разнообразен, однако при этом необходимо учитывать природно-климатические условия. При работе сельскохозяйственной техники в реальных условиях всегда имеют место некоторые нестационарности, обусловленные спецификой этих процессов, например физико-механические свойства почвы и растений, наличие в почве скрытых препятствий, уклоны поля и т. д., которые довольно трудно учитывать при моделировании технологических процессов. При этом влияние различных (случайных) факторов сказывается на неравномерности загрузки техники и на показателях энергетических затрат. Таким образом, возникает необходимость в моделировании технологических процессов работы сельскохозяйственных машин и их систем управлений как динамических систем с целью снижения времени и затрат на проведение исследований.
Бесплатно
Надежность пневматического посевного комплекса на операциях высева семян
Статья научная
В статье рассмотрены особенности эксплуатации и возможные неисправности и отказы, которые могут возникнуть во время использования пневматического посевного комплекса при высеве семян на заданную глубину их заделки в почву. На качество посева оказывает влияние выбор посевной техники, качество проведенной обработки почвы, качество семенного материала, строгое соблюдение агротехнических сроков посева, квалификация персонала. Соблюдение всех названных требований не гарантирует получения оптимального качества посева, если случается отказ вследствие забивания рабочих органов посевного агрегата. Такой вид отказа часто происходит на полях хозяйств Иркутской области и приносит немалые убытки сельским товаропроизводителям из-за недополученного планового урожая. Приведен расчет последствий забивания одного сошника на весь процесс сева.
Бесплатно
Обзор современных фотосепараторов
Статья научная
В настоящее время существует проблема очистки зерна от трудноотделимых примесей (татарская гречишка и др.), которые незначительно отличаются по размеру от основного зерна, по плотности, по скорости витания. Поэтому практически сложно очистить зерновой материал от трудноотделимых примесей на существующих зерноочистительных машинах. Однако в последнее время появились новые зерноочистительные машины, которые, используя высокие технологии - техническое зрение, отделяют различные примеси по цвету и по форме частиц от частиц основного зерна. Известно, что частицы татарской гречишки отличаются от основного зерна пшеницы по цвету и по форме, так как они имеют форму тетраэдра. Проведен анализ существующих зерноочистительных машин, использующих техническое зрение, - фотосепараторов различных стран, их технические характеристики. Описан общий принцип работы фотосепараторов, основывающийся на работе специальных камер, на которых задаются необходимые параметры для очистки зерна от различных примесей, специальных устройств для выдувания примесей в отдельный отсек. Анализ различных фотосепараторов показал, что они имеют высокую стоимость. Необходимо разработать фотосепаратор для очистки зерна от трудноотделимых примесей. Во ВСГУТУ разработан сепаратор для очистки зерна, использующий техническое зрение.
Бесплатно
Основные направления повышения безопасности электроустановок на объектах сельского хозяйства
Статья научная
В статье приведен анализ энергонасыщенности объектов инфраструктуры и населения села стационарными и нестационарными электрическими машинами. Рассмотрены основные виды средств электрической защиты, отмечены недостатки использования плавких предохранителей и автоматических выключателей. Показаны эффективность и перспективы применения устройств защитного отключения. Определены функциональные характеристики данных устройств - величина уставки тока срабатывания и время срабатывания. Отмечены надежность эксплуатации, конструктивное исполнение, автоматический контроль исправности устройства. Указаны причины возникновения электротравмирования человека и появления возгораний изоляции токоведущих частей при аварийных режимах нестационарных электрических машин. Приведены типы переносных устройств защитного отключения для применения в одно- и трехфазных электрических сетях, осуществляющих защиту человека и защиту от возникновения пожаров при коротких замыканиях в электроустановках на сельскохозяйственных объектах.
Бесплатно
Особенности процесса седиментации взвеси в роторе центрифуги периодического действия
Статья научная
В работе с позиций количественного моделирования исследовались особенности процесса формирования скелета осадка из кристаллов сахарозы и их обломков, оседающих на обечайке ротора фильтрующей центрифуги периодического действия (ФЦПД) в результате обработки утфеля I кристаллизации в поле действия центробежных сил. Для корректного прогнозирования протекания процесса не только очевидна важность правильного его понимания, но и требуется расчетный аналитический аппарат, учитывающий особенности процесса центрифугирования утфелей. В представленных в работе исследованиях на конкретном примере предлагается методика количественного анализа, основанная на физико-механических и геометрических параметрах процесса осаждения кристаллов сахарозы из утфеля I кристаллизации на ситовой (перфорированной) поверхности ротора фильтрующей центрифуги периодического действия. На базе предложенной физико-математической модели кинетики движения частицы осуществлен численный анализ предмета исследования по расчету производительности центрифуги и характеру стратификации твердой фазы в сформированном в результате центробежной обработки осадке из кристаллов кристаллического белого сахара на ситовой поверхности ротора.
Бесплатно
Очистка семенного зерна ячменя в условиях Республики Бурятия
Статья научная
Семенной материал ячменя в хозяйствах Республики Бурятия имеет неудовлетворительное качество в основном по содержанию семян таких культурных и сорных растений, как пшеница, овес и овсюг. Вариационные кривые семян ячменя и пшеницы по длине имеют незначительное перекрытие, и данная примесь может быть выделена из семенного материала в цилиндрическом триере как короткая примесь. Мелкие зерновки овса и овсюга, перекрывающиеся с семенами основной культуры по длине, выделяются из обрабатываемого материала на сите как мелкие примеси, а оставшиеся в обрабатываемом материале крупные зерновки овса и овсюга удаляются из него в цилиндрическом триере как длинные примеси. Для теоретического исследования технологического процесса очистки семян по совокупности размеров недостаточно знаний. Разработаны методические положения исследования технологического процесса очистки семян от трудноотделимых примесей по совокупности размеров. В работе представлена математическая модель технологического процесса очистки семян от указанных примесей по толщине и длине. Качественные показатели процесса очистки семян ячменя от овсюга (полнота выделения примеси и выход семян), полученные расчетным методом, хорошо согласуются с данными, полученными экспериментальным путем. Технология очистки семян ячменя от овсюга включает обработку зерна в аспирационном канале, на подсевном сите с выделением мелких и средних семян овсюга, перекрывающихся с семенами основной культуры по длине, и в цилиндрическом триере с размером ячеек 11,2 мм.
Бесплатно
Статья научная
Представлена пневмосепарирующая машина с разделением частиц по силе тяжести, отличающаяся от существующих наличием после бункера приемного решета с вибрацией. Это решето предназначено для отделения самых крупных примесей. Далее зерновой материал спускается в пневмоканал. В нем установлены вертикальные пластины. Они выравнивают скорость воздушного потока, что способствует выделению легких примесей. Далее зерновой материал делят на две части - основное зерно с мелкими и основное зерно с крупными примесями, с помощью гребенок для отделения примесей по толщине. Для того чтобы частицы примесей после удара о скатные доски не отлетали далеко, установлены экраны. В статье приведены результаты экспериментальных исследований по разделению материала на основное зерно (ячменя и ржи), крупную и мелкую примесь.
Бесплатно
Пневмосепарирующая машина с разделением частиц по силе тяжести
Статья научная
Разработана пневмосепарирующая машина с разделением частиц по силе тяжести, отличающаяся от представленных в настоящее время тем, что после бункера установлено предварительное решето, на котором происходит отделение крупных частиц. Затем компоненты попадают в пневмоканал, в котором установлены пластины, установленные вертикально для выравнивания скорости воздушного потока, которые увеличивают эффективность отделения легких компонентов из зернового материала. Для эффективного отделения основного зерна от крупных и мелких компонентов материал разделяют на два потока - основное зерно с мелкими компонентами и основное зерно с крупными компонентами, за счет устройства для отделения компонентов по толщине. Для того чтобы частицы компонентов после удара о скаты не отлетали далеко, установлены экраны. В статье приведено обоснование параметров пневмосепарирующей машины с разделением частиц по силе тяжести.
Бесплатно
Статья научная
В работе представлены результаты исследования, направленного на определение рационального состава композитного материала на основе порошка ПР-Х11Г4СР с фракцией 40-64 мкм с добавлением наполнителя карбида титана (TiC) для нанесения покрытий плазменным напылением, обеспечивающим максимальное значение микротвердости и износостойкости. Для этого был спланирован и реализован многофакторный эксперимент по центральному композиционному рототабельному плану. Были выбраны следующие независимые переменные: размер наполнителя (30-70 мкм) и концентрация наполнителя (10-30 %). В качестве функции отклика приняли прочность сцепления полученного покрытия основой образцов. В ходе исследования были проанализированы морфология и химический состав полученного покрытия из порошка на основе железа и частиц карбида титана. Выяснены аспекты, объясняющие причины улучшения микротвердости получаемого покрытия при плазменном напылении
Бесплатно
Статья научная
В статье отмечены условия применения экспертных систем и систем поддержки принятия решений при анализе проблем, существующих в неформализованных предметных областях. Приведено определение, показывающее связь между надежностью и безопасностью электроустановки и рискообразующими факторами. Сформулирована задача разработки нечеткой логико-лингвистической модели с алгоритмом оценки и прогнозирования надежности и безопасности электроустановок в условиях неопределенности. Приведено описание концепции многокритериальной оптимизации антропогенного риска электроустановки. Изложены принципы построения человеко-машинной системы «Человек - Электроустановка - Среда» на основе продукционных правил нечеткой логики. Указаны различные варианты процесса функционирования электроустановки в результате негативного влияния рискообразующих факторов. Отмечены основные преимущества применения теории нечетких множеств для эффективного управления антропогенными рисками.
Бесплатно
Проблемы и перспективы развития технологий аэрирования зерна
Статья научная
Проведен анализ зерновой массы, являющейся искусственной экологической системой, созданной человеком, в которой живые организмы и их неживое окружение взаимодействуют между собой. Определены физические свойства зерновых масс и воздушного потока, лежащие в основе процессов аэрации зерна. Обобщены и классифицированы технологические задачи сохранности зерна, решаемые аэрированием. Выявлено, что одной из существенных проблем, связанных с повышением сохранности свежеубранного зерна, является наличие в зерновой массе мелких и легких примесей, в которых сконцентрированы вредные микроорганизмы. Обоснованы основные проблемы аэрационной сушки зерна с дополнительным подогревом атмосферного воздуха и показаны возможные варианты их решения. Приведены предельные значения норм аэрирования при выполнении основных технологических операций сохранности зерна. Показана важность гигроскопических свойств зерна для его аэрации и приведен баланс перемещения влаги при различных значениях парциальных давлениях водяных паров воздуха и зерна.
Бесплатно
Статья научная
В статье дается обоснование необходимости создания эффективных систем диагностирования опасности электроустановок производственных объектов, говорится об особенностях и структуре разработанной экспертной системы по анализу и прогнозированию антропогенных рисков электроустановок. Перечислены этапы разработки экспертной системы и приведено описание в терминах естественного языка с помощью нечетких множеств процесса функционирования рассматриваемой человеко-машинной системы. Приведена последовательность действий субъекта управления безопасностью электроустановок, лежащая в основе процедуры построения экспертной системы. В статье рассматривается дерево рисков аварий - логически организованная графическая конструкция, демонстрирующая взаимодействие элементов системы, приводящее к возникновению головного события. В виде дерева рисков аварий представлен процесс возникновения аварии в электроустановке, повлекшей за собой перерыв электроснабжения объекта.
Бесплатно
Статья научная
В связи с ростом товароперевозок на грузовом транспорте и увеличением производства легковых автомобилей на дизельных двигателях потребность в дизельном топливе неуклонно растет. Данная обстановка повышает актуальность работы по поиску и обоснованию применения альтернативных топлив, что является актуальным для снижения стоимости горючего для техники. Один из выходов из создавшейся ситуации - использование этанола, метанола, рапсового масла и биогаза в технике [1, 2]. В данной работе рассмотрено влияние изменения теплового баланса двигателя с учетом лучистого и конвективного теплообмена, приведены зависимости, позволяющие проследить кинетику развития лучистого теплообмена в камере сгорания переменного объема, т. е. в синтезе рабочего процесса ДВС.
Бесплатно
