Процессы и машины агроинженерных систем. Рубрика в журнале - Вестник Омского государственного аграрного университета
Цифровые технологии для мониторинга вегетации агрокультур в АПК
Статья научная
Рассмотрена возможность применения беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) при возделывании сельскохозяйственных культур. Описано решение инженерной задачи по обеспечению мониторинга процесса вегетации культуры; обозначены основные параметры для его проведения. Поставлена цель исследования, которая заключается в оценке динамики развития выращиваемой культуры определением нормализированного индекса растительности NDVI посредством фотокамеры и БПЛА. Описан процесс определения индекса растительности NDVI. Приведены факторы, влияющие на процесс его определения. Представлены необходимые для проведения оценки динамики развития агрокультуры программные обеспечения (ПО). Указаны типы программных обеспечений для обработки полученных снимков с БПЛА. Обозначены сроки и вегетационный период проведения исследования. В качестве возделываемой культуры выбран адаптивный, засухоустойчивый сорт яровой мягкой пшеницы Омская 36 (вегетационный период в условиях Западной Сибири - 75-86 дней). Приведены результаты проведения оценки индекса растительности, свидетельствующие о качестве составленной методики проведения мониторинга выращиваемой культуры посредством определения NDVI; графическая интерпретация зависимости индекса NDVI (рис. 4) за каждый месяц вегетации культуры. Установлена взаимосвязь урожайности и высоких показателей индекса растительности. Представлен тип дискретной шкалы для оценки NDVI агрокультуры. Определен самый интенсивный период развития выращиваемой культуры, который по шкале NDVI достигает отметки 4,3. В качестве результатов получены методика для оценки NDVI агрокультуры, дискретная шкала индекса растительности, которая проходит калибровку согласно типу культуры. Мониторинг вегетации агрокультуры позволяет своевременно принять меры по устранению вредителей и защите выращиваемых культур.
Бесплатно
Экспериментальная оптимизация процесса вибрационного измельчения кормового зерна
Статья научная
Характерные показатели процесса измельчения фуражного зерна: а) расход энергии на единицу вновь образованной поверхности Э , т.е. энергоемкость процесса измельчения с учетом степени измельчения λ ; б) модуль размола М ; в) неравномерность измельченного продукта (коэффициента вариации модуля помола) v , %; в) содержание целых зерен в измельченном продукте (по массе) Ц , %. Эти показатели изначально постулировались в качестве критериев оптимальности процесса вибрационного измельчения фуражного зерна. Прочие показатели получаются в качестве промежуточных расчетов при вычислении критериев оптимальности. Многокритериальную задачу трансформировали в однокритериальную на основе выделения главного критерия. При этом остальные критерии перевели в ранг ограничений. Величины Э , М , Ц и v в совокупности дают энергетическую и качественную оценку процесса измельчения фуражного зерна. Сформулированная задача оптимизации позволила найти оптимальные значения факторов по каждому виду кормового зерна. Энергоемкость вибрационного измельчения ячменя при этом составляет 7,618 кДж/(кг∙λ), пшеницы - 5,196 кДж/(кг∙λ). Качество полученной дерти при этом соответствует нормативным документам.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена изучению процесса сепарации зерна на двухрешетном сепараторе с цилиндрическими качающимися решетами с повышенной ориентировочной активностью. Очистка зернового материала является одной из актуальных проблем для сельскохозяйственного производства, так как с увеличившейся засоренностью полей возросли нагрузки и на машины послеуборочной обработки зернового вороха. Был разработан опытный образец сепаратора. Целью написания статьи является определение зоны рациональных параметров работы решета, позволяющих повысить ориентирующую его активность, и, как следствие - количественные и качественные показатели. Для проведения исследований применялась методика планируемого эксперимента. Для описания закономерностей процесса сепарации зерна на двухрешетном сепараторе с цилиндрическими качающимися решетами с повышенной ориентировочной активностью был выбран симметричный композиционный ортогональный план с тремя факторами. Получено уравнение регрессии, адекватное на 5%-ном уровне значимости. На основе уравнения регрессии были построены зависимости качественной характеристики работы решетного стана - полноты разделения от переменных параметров: удельной нагрузки на рабочие органы сепаратора, угла наклона отверстий решета и частоты колебаний рабочих органов. Дано толкование процессов, протекающих при движении зернового материала по перфорированной поверхности. На основании полученных зависимостей были определены основные рациональные конструктивные и эксплуатационные параметры сепаратора, которые позволят интенсифицировать непосредственно процесс сепарации. На основе анализа полученных зависимостей, а также конструктивных и эксплуатационных параметров сепаратора были сформулированы выводы по результатам исследования.
Бесплатно
Экспериментальное определение параметров затопленной струи для получения водотока эмульсии
Статья научная
Затопленные струи используются в различных областях деятельности человека - это струи, образующиеся в результате истечения одной жидкости (фаза) в среду другой жидкости (среда). На результат истечения оказывают значительное влияние физические свойства жидкостей, геометрические размеры устройств, из которых происходит истечение, а также скорость истечения. При истечении одной из несмешивающихся жидкостей в среду другой образуются так называемые эмульсии, используют их в различных технических устройствах и технологических процессах. Образующаяся эмульсия должна отвечать требованиям качественного продукта. При приготовлении заменителей цельного молока; топливной эмульсии, используемой в качестве топлива, диспергирования мазута в котельных; жидких кормов необходимо, чтобы эмульсия обладала устойчивостью, к водотопливным эмульсиям также предъявляются требования полного сгорания и снижения выбросов в атмосферу. Удовлетворяется оно при условии, что частицы фазы, образующиеся в результате приготовления эмульсии, имеют микроскопические размеры. Существует много разных способов приготовления эмульсий. В исследовании мы рассмотрим процесс приготовления путем впрыска одной жидкости в среду другой жидкости. От режима движения фазы в среде зависит размер и устойчивость эмульсии.
Бесплатно
Статья научная
Одним из резервов повышения урожайности сельскохозяйственных культур является внедрение технологии безрядкового посева, наиболее полно отвечающего агротехническим требованиям сева по стерневому фону. Проблема создания посевной машины, предназначенной для посева по необработанному фону, заключается в том, что стерня - сложная монотропная среда. В зависимости от объема и скорости перемещения проявляются различные ее физико-механические свойства. При перемещении посевного агрегата происходит сгруживание соломистых остатков и верхнего слоя почвы. Для исключения забивания межсошникового пространства лаповых сошников соломистой массой были разработаны активные игольчатые рабочие органы с приводом от вала отбора мощности трактора. Целью написания статьи является определение рациональных конструктивных и технологических параметров рабочих органов активного игольчатого диска. Задачи исследования состоят в следующем: на основе плана провести лабораторные исследования; исходя из результатов многофакторного эксперимента получить уравнение регрессии; получить поверхности отклика перемещения растительных остатков в зависимости от конструктивных и технологических параметров рабочих органов активного игольчатого диска; определить рациональные конструктивные и технологические параметры рабочих органов...
Бесплатно
Экспериментальные исследования работы опытного образца универсального маслопресса
Статья научная
Целью проведенных исследований является определение основных технико-экономических показателей универсального маслопресса. По патенту Российской Федерации разработана конструкторская документация и изготовлена экспериментальная установка для холодного отжима растительного масла. В ее составе две части, реализующие основные прессующие операции, первая - прессование шнековым прессом, вторая - прессование в гидравлическом цилиндре. По результатам опытного испытания универсального маслопресса определены оптимальные технологические параметры одноэтапного двукратного прессования холодным способом. Общий выход масла при двухэтапном холодном прессовании зависит от частоты вращения прессующего шнека, следовательно, частоты вращения вала приводного электродвигателя. При частоте вращения прессующего шнека в 43 об./мин общий выход масла был выше, чем при частоте вращения в 51 об./мин, составив 37,2%. Остаточная масличность жмыха после двухэтапного прессования - 6,1%.
Бесплатно
Эксплуатационные показатели дизеля трактора на операциях почвообработки
Статья научная
Рассмотрены закономерности влияния переменной нагрузки на эксплуатационные показатели двигателей современных энергонасыщенных тракторов в технологиях растениеводства. Объектом исследования были показатели работы дизелей колесных 4К4 тракторов при выполнении технологических операций почвообработки. В ходе анализа результатов расчета по оценке влияния переменных внешних воздействий на параметры работы дизеля установлены следующие закономерности. Недоиспользование мощности у трех исследуемых дизелей различно и зависит от значения коэффициента приспособляемости по моменту QUOTE 12KРї"> . Потери мощности у двигателя трактора К-744Р2 достаточно существенные - около 18%. Такие потери мощности обусловлены низким значением QUOTE QUOTE 12KРї"> = 1,21. Удельный расход топлива в области номинального режима дизеля ТМЗ-8481.10 по расчетным данным увеличится на 10%. Оптимальные нагрузочные режимы дизеля ТМЗ находятся в области 0,94-0,88 при увеличении коэффициента вариации крутящего момента ν м от 0,05 до 0,2. Недоиспользование (снижение) мощности дизеля трактора К-424 в области номинального момента Мк.н QUOTE достигает почти 8%, т.е. от 171 до 158 кВт. Одной из причин такого снижения мощности дизеля является невысокий по современным меркам запас крутящего момента (согласно данным завода-производителя QUOTE 12KРї"> = 1,35). Величина оптимальной степени загрузки QUOTE 12О»Рј"> дизеля ЯМЗ-53625 составляет 0,96-0,974. Недоиспользование мощности у двигателя трактора «БЕЛАРУС 1523.4» (в области оптимальной загрузки QUOTE 12О»Рј"> = 0,88- 0,9 в диапазоне коэффициента вариации ν м = 0-0,2 составит 8,6%. В режиме номинальной мощности QUOTE 12Nен"> потери мощности составят 9,5%. Уровень потерь мощности невысок, это обусловлено значением коэффициента приспособляемости по моменту QUOTE QUOTE 12KРї"> = 1,25. Сопоставление представленных данных говорит о большей адаптации к воздействию переменной нагрузки дизелей, имеющих коэффициент QUOTE 12KРї>"> 1,25.
Бесплатно
Эффективность очистки отработанных моторных масел насыпными фильтрами
Статья научная
Фильтрация рабочих жидкостей, используемых в разных отраслях народного хозяйства - важный процесс поддержания в работоспособном состоянии используемой техники, а также средство повышения эффективности топливно-энергетических ресурсов. В условиях сельскохозяйственных предприятий одним из эффективных методов использования отработанных моторных масел (ОММ) является их очистка от накопившихся в них в процессе эксплуатации загрязнений: механических примесей (пыль, вода, продукты износа деталей двигателя) и продуктов деструкции самого масла (кислоты, оксикислоты, карбены, карбоиды и т.п.), с последующим применением очищенных масел в качестве рабочих жидкостей и в тех узлах и механизмах, которые, по условиям эксплуатации, допускают использование таких масел. Для последующего использования очищенных ОММ необходимо, в первую очередь, удалить из них механические примеси. В работе поставлена цель - определение динамики загрязнения фильтрующего зернистого слоя и качества очистки масел. Получены математические модели : динамики изменения содержания механических примесей в зависимости от исходной концентрации и времени отстоя; изменения коэффициента фильтрации; изменения перепада давления на фильтре. Сопоставлены результаты теоретического исследования динамики загрязнения с экспериментальными исследованиями.
Бесплатно
