WWW.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 9 |

«НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК БЕЛАРУСИ Республиканское унитарное предприятие «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по ...»

-- [ Страница 3 ] --

С целью снижения энергозатрат на поддержание оптимального темпера турного режима воздушной среды в помещениях необходимо разработать эф фективные системы использования нетрадиционных источников энергии, а также рекуперативные теплоуловительные вентиляционные установки. Требу ется также разработать типоразмерный ряд более совершенных рекуператив ных теплоутилизаторов и лучистых обогревателей сельскохозяйственного назначения.

К высокоэффективным энергосберегающим технологиям обеспечения микроклимата животноводческих помещений будущего следует отнести си стемы микроклимата с более глубокой рециркуляцией воздуха помещений при условии обеспечения его очистки от вредных примесей, осушки и обеззара живания.

Глубокая рециркуляция, обеспечивающая значительную экономию тепло вой энергии, достигается путем применения селективных мембран, пропуска ющих кислород и азот воздуха и задерживающих вредные примеси.

Применение таких систем в свинарниках-откормочниках (половина всех зданий в свиноводстве) позволит исключить энергозатраты на обогрев поме щения в холодное время года, экономить 140...220 кВт активной мощности, а также более чем вдвое уменьшить загрязнение воздушного бассейна в зоне ферм. Применение новых ресурсосберегающих технологий и способов меха низации обеспечит повышение производительности труда на 45…60%, сни жение удельных затрат энергии и кормов на 25…30%, исключит загрязнение среды отходами животноводства. В таблице 8 представлены основные эконо мические показатели производства продукции животноводства на период до 2020 года.

Таблица 8 – Основные экономические показатели производства продук ции животноводства Затраты на производство продукции:

Продуктивность животных:

средняя живая масса реализуемых УДК 631.31/.331(477)

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ СПОСОБОВ

ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И ПОСЕВА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ

КУЛЬТУР

ННЦ «Институт механизации электрификации сельского хозяйства»

Основными задачами технической политики в земледелии на современ ном этапе его развития является снижение затрат на производство сельскохо зяйственной продукции, повышение ее экологической безопасности, снижение негативного влияния на окружающую среду.

Анализ результатов исследований и производственного опыта свидетель ствует, что решение этих задач требует совершенствования технологий обра ботки почвы и технических средств для их реализации. Известный ученый земледел В.Р. Вильямс считал, что какой бы совершенной не была агротехника в системе земледелия, она остается неосуществленной мечтой, если не будет обеспечена такой же совершенной техникой для ее реализации.

В последние годы в земледелии происходят существенные изменения, направленные на биологизацию технологий, охрану окружающей среды, сни жение затрат энергии на выполнение технологических операций.

Биологизация технологий осуществляется в нескольких направлениях.

Во-первых, это снижение антропогенной нагрузки на почву путем создания и применения новых рабочих органов и технологических схем машин, исполь зование которых не только минимизирует механические воздействия на почву, но и улучшает водно-воздушный и тепловой режимы почвы, улучшает усло вия развития почвенной микрофлоры, повышает условия освоения растениями элементов питания. Во-вторых – создание таких машин и орудий, которые обеспечивают управление физическим состоянием обрабатываемого слоя поч вы путем разрыхления или уплотнения его по глубине в зависимости от тре бований растений, обеспечивая благоприятные условия для развития их кор невой системы и формирования урожая.

Снижение затрат энергии на производство сельскохозяйственной продук ции также идет по нескольким направлениям: создание и применение много операционных и многофункциональных комбинированных машин, совмеща ющих во времени выполнение нескольких операций, увеличение уровня энер гонасыщенности почвообрабатывающих и почвообрабатывающепосевных аг регатов, ширины их захвата и рабочих скоростей, повышение надежности ма шин, автоматизация рабочих процессов, улучшение логистики.

Биологизация и ресурсосбережение как основные направления в усовер шенствовании технологий и производства продукции базируются на научно обоснованном использовании природного потенциала почвы, оптимизации сроков выполнения всего комплекса работ, соответствии качества работ требо ваниям агротехники. Поэтому техника, применяемая для реализации совре менных технологий, должна быть более наукоемкой, оснащена системами ав томатизации контроля и управления техническими процессами.

Освоение ресурсосберегающих экологически безопасных технологий производства сельскохозяйственной продукции требует научно обоснованных изменений в системах обработки почвы, применения удобрений, способов за щиты растений от вредителей, болезней и сорняков.

Сельских товаропроизводителей в условиях высокой стоимости техники и топлива все больше привлекают преимущества минимальной обработки почвы. Однако ученые-почвоведы считают, что не все почвы Украины пригод ны для применения минимальной обработки. Поэтому на основной площади пашни применяется система дифференцированной обработки почвы в севооб ороте. При этой системе в зависимости от условий и агротехники выращивания сельхозкультур обработка почвы на небольшую глубину чередуется с глубоким рыхлением без оборота пласта со или вспашкой на заданную глубину.

Сегодня рынок Украины насыщен техникой для реализации различных технологий обработки почвы, предлагаемой как отечественными, так и зару бежными производителями. Причем техника, выпускаемая отечественными машиностроителями, по конструкционно-технологическим решениям не уступает зарубежной, но уступает ей в надежности, прежде всего – в износо стойкости рабочих органов.

В институте разработана технология и оборудование для поверхностного упрочнения рабочих органов почвообрабатывающих машин, повышающего их износостойкость в 2–3 раза и более. К сожалению, производители машин и их рабочих органов пока не взяли ее в производство.

Для механизации обработки почвы в институте создан и освоен промыш ленными предприятиями полный комплекс машин для реализации дифферен цированной системы обработки почвы.

Основой научного подхода к созданию машин для обработки почвы, как и других комплексов машин, является системный подход, алгоритм которого представлен на рисунке 7.

В конструкции машин для обработки почвы сочетается работа разрыхля ющих, выравнивающих и уплотняющих рабочих органов, что позволяет за один проход машинно-тракторного агрегата подготовить почву к посеву.

В многофункциональных машинных агрегатах операции обработки поч вы выполняются без разрыва во времени с высевом семян в подготовленную почву.

Применение комбинированных многооперационных и многофункцио нальных машинных агрегатов на 40–50% снижает затраты труда и на 30–40% расход топлива.

Комплекс технических средств ведется активная пропаганда технологии вы В последние годы в Украине сева семян в почву без ее предварительной обработки (No Till) (рисунок 8).

для системы дифференцированной обработки почвы в севообороте Комплекс технических средств для системы дифференциальной обработки почвы в севообороте Рисунок 7 – Комплекс технических средств для системы дифференцированной обработки почвы в севообороте Однако до настоящего времени отсутствуют проверенные наукой и практикой данные об эффективности такой технологии в почвенно-климатических усло виях Украины. Имеющиеся результаты исследований и производственный опыт подтверждают лишь существенное снижение затрат топлива. Что касает ся экономической эффективности, то, по данным нашего института и Инсти тута земледелия, затраты на единицу продукции, выращенной по технологии No-Till, выше, чем при дифференцированной системе обработки почвы. Уве личение прямых затрат обусловлено большей потребностью в средствах защи ты растений, высокой стоимостью технических средств, меньшей урожайно стью при равных дозах внесения удобрений.

К тому же, по данным ННЦ «Институт почвоведения и агрохимии», в Украине лишь немногим более 5 млн. га пашни пригодны для применения технологии прямого сева (No-Till).

1. Предлагаемые сегодня на рынке технические средства позволяют реа лизовать современные ресурсосберегающие технологии обработки почвы.

2. Выбор технологии обработки почвы и технических средств для ее реа лизации должен основываться на требованиях агротехники выращивания сельскохозяйственной культуры, которую предлагается выращивать на том или ином поле в соответствующих почвенно-климатических условиях.

3. При создании новых технических средств для обработки почвы следует обеспечить минимизацию антропогенной нагрузки на почву, создание условий для максимальной реализации генетического потенциала растений и расши ренного воспроизводства плодородия почв.

УДК 631.147:620.95(474.5)

БИОЭНЕРГЕТИКА В ЛИТВЕ – ПОТЕНЦИАЛ

И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ

Институт сельскохозяйственной инженерии ЛСХУ Биомасса растительного происхождения, используемая как топливо, яв ляется основным источником возобновляемой энергии. Биомасса составляет примерно половину альтернативных источников энергии в ЕС [1]. В Литве энергетические ресурсы биомассы составляют около 700 тыс. т в нефтяном эк виваленте, то есть примерно 90% всей используемой возобновляемой энергии.

В Северной Европе средний энергетический потенциал биомассы равен 200 ГДж/га [2]. Использование биомассы как топлива позволяет нам умень шать эмиссию углекислого газа, импорт минеральных энергоносителей и спо собствует созданию новых рабочих мест.

Древесина, отходы лесозаготовок и деревопереработки являются самыми перспективными видами возобновляемого топлива [3]. В последние годы За падная Европа особое внимание обращает на выращивание «новой» энергети ческой биомассы [1,4]. Быстрые изменения энергетической ситуации в ЕС ставят задачу увеличения использования биомассы в качестве топлива в 3–3, раза в 2020 г. и в 3,5–4,5 раза в 2030 г. Использование возобновляемых источ ников энергии в ЕС в 2020 г. будет составлять 20%, а биомасса составит 65% от источников возобновляемой энергии [5].

В Литве имеются хорошие предпосылки для использования растительной биомассы в энергетических целях. В 2009 г. в Литве общая площадь пахотной земли составила 3367,8 тыс. га [6], а площадь неиспользуемых земель – 339, тыс. га. Эти площади можно использовать для выращивания энергетических растений – быстрорастущих лесов, энергетических трав, других энергоноси телей растительного происхождения.

Лесное хозяйство и деревообработка являются основным поставщиком биомассы для энергетических целей. Их потенциал составляет примерно 4, Mм3, что соответствует 763 тыс. т в нефтяном эквиваленте.

Солома – другой важный источник биомассы. Ресурсы соломы как топ лива составляют 0,5 Mт (приблизительно 10–15% от всего урожая соломы), или в энергетическом выражении 167,2 тыс. т в нефтяном эквиваленте.

Ресурсы биомассы как твердого топлива могут быть заметно увеличены за счет выращивания быстрорастущих деревьев и энергетических трав на не используемых сельскохозяйственных землях. Их энергетический потенциал составляет 2,1 Мт в нефтяном эквиваленте.

Травы, как и кукуруза, могут использоваться для производства биогаза, потенциал которого составляет 60,9 тыс. т в нефтяном эквиваленте. В Литве 309 тыс. га пахотных земель могут быть использованы для выращивания сы рья для производства моторного биологического топлива – биоэтанола и био дизеля (РМЭ). В перспективе биологическое моторное топливо может заме нить 25,2% используемого в Литве дизельного топлива и бензина.

Использование всего потенциала биомассы в энергетических целях поз волит снизить годовую эмиссию СО2 в атмосферу на 4,4 Мт. Кроме того, это будет способствовать созданию более 6400 новых рабочих мест.

Для успешного использования биоресурсов в энергетических целях в Литве была разработана законодательная база, гармонизированная с требова ниями ЕС. Были приняты следующие основополагающие документы:

Законодательство по энергетике (2002, Но. 56-2224);

Национальная энергетическая стратегия (2007, Но. 11-430);

Национальная программа по увеличению эффективности использования энергии на 2006–2010 гг. (2006, Но. 54-1956);

Программа производства и использования биотоплива на 2004–2010 гг.

(2004, Но. 133-4786).

Основные задачи использования альтернативных источников энергии (АИЭ) в Литве приведены на рисунке 9.

Национальная энергетическая стратегия развития биоэнергетики преду сматривает:

использовать весь экономически доступный потенциал отходов лесоза готовки, который в 2025 г. составит около 180 ктнэ;

использовать потенциал соломы, энергетическая ценность которой в 2025 г. составит около 170 ктнэ;

заложить плантации энергетических растений и к 2025 г. их энергетиче ский потенциал увеличить до 70 ктнэ;

внедрить сортировку коммунальных отходов и построить мусоросжига тельные установки, заменив отходами 120 ктнэ органического топлива;

к 2025 г. моторным биотопливом заменить около 450 ктнэ нефтепро дуктов.

Использование возобновляемых источников энергии приведено на ри сунках 10 и 11.

Сектор теплоэнергетики регулируют следующие правовые акты:

Закон по теплоэнергетике (2003, Но. 51-2254);

Порядок закупки тепловой энергии у независимых производителей (2003, Но. 75-3481);

Направления развития теплоэнергетики (2004, Но. 44-1446):

задача к 2010 г. 17% тепловой энергии производить с использованием возобновляемых источников энергии (далее – ВИЭ) и энергетических отхо дов, а к 2020 г. долю этого производства довести до 23% от общего потребле ния тепла;

выдавать разрешения на строительство котельных на древесном топли ве мощностью более 2 МВт только после изучения и оценки возможностей обеспечения их энергетическим биосырьем.

Рисунок 10 – Использование возобновляемых источников энергии в 1999–2006 гг.

Рисунок 11 – Структура использования возобновляемых источников энергии в 2008 г.

Производство и использование моторного биотоплива регламентируют:

Закон по биотопливу и биосмазочным материалам (2000, Но. 64-1940;

2004, Но. 28-870);

Правила торговли нефтепродуктами, биотопливом, биомаслами и дру гими горючими жидкостями (2001, Но. 37-1269):

бензин марки А95 должен быть произведен с использованием био ETBE (этилтерциобутилэфира), которого в составе бензина должно быть не менее 7% и не более 15% объема;

бензин марки А95, произведенный без использования био-ETBE, дол жен в своем составе иметь 5% биоэтанола;

дизельное топливо (за исключением арктического) должно в своем со ставе содержать 5% метилового эфира жирных кислот, произведенного из сы рья растительного или животного происхождения.

Правила финансирования развития производства биотоплива (2007, Но.

91-3667):

выплаты: за семена рапса – 160 LTL /т;

за зерно – 114 LTL/т;

максимальные объемы закупок: семян рапса – 111 390 т;

зерна – 686 т.

Финансовую поддержку развития биоэнергетики обеспечивают:

Закон о налогах за загрязнение окружающей среды (1999, Но. 1469;

2002, Но. 13-474). От налогов освобождаются:

физические и юридические лица, использующие на транспорте стан дартное моторное биотопливо;

физические и юридические лица, использующие для производства теп ла и электроэнергии биотопливо.

Закон об акцизах (2001, Но. 98-3482;

2004, Но. 26-802), предусматрива ющий акцизные льготы на энергетические носители биологического проис хождения или содержащие биологические компоненты:

акциз снижается пропорционально содержанию в продукте биологиче ской компоненты в массовом выражении.

Использование структурных фондов ЕС в 2007–2013 гг. (127 млн. LTL):

модернизация котельных центрального теплоснабжения с переходом на биотопливо;

модернизация термофикационных электростанций с переходом на био топливо;

строительство котельных, работающих на ВИЭ;

строительство эффективных термофикационных электростанций, рабо тающих на ВИЭ.

1. Потенциал возобновляемой энергии из биомассы растительного проис хождения составляет в Литве 2,4 миллиона тонн в нефтяном эквиваленте. Это количество возобновляемой энергии из биомассы может удовлетворить 26,5% всех энергетических потребностей страны. Однако в настоящее время исполь зуется только 25,5% упомянутого потенциала биомассы.

2. Для выращивания энергетической биомассы может быть использовано 740 тыс. га пашни (22% пахотной земли, 10% которой не использовались в 2009 г.). 42% этой площади могут быть использованы под культуры для мо торного биологического топлива.

3. Использование биомассы в энергетических целях позволяет снизить эмиссию парниковых газов на 4,4 Мт и создать 6400 новых рабочих мест.

4. Успешное развитие биоэнергетики возможно только при государ ственной поддержке, законодательно регламентирующей процессы производ ства и использования биоресурсов.

1. Communication from the Commission. Biomass action plan. / Commission of the European Com munities. Brussels, 7.12.2006 COM (2005) 628 final. – 58 p.

2. Renewable Energy – Power for a Sustainable Future / Edited by G. Boyle. – Oxford University, 1996. – 479 p.

3. Katinas, V. Promotional policy and perspectives of usage renewable energy in Lithuania / V. Kat inas, A. Markeviius. – Energy Policy, 2006. – Vol. 34. – P. 771-780.

4. Communication from the Commission «Energy for the Future: Renewable Sources of Energy»:

White Paper for a Community Strategy and Action Plan COM (97) 599 final (26/11/97). – 53 p.

5. Integration of Renewable Energy Sources Targets and Benefits of Large-Scale Development of Renewable Energy Sources. REC, Workshop-Renewable Energy Market Development Status and Prospects. – Kaunas, LEI, 2004. – 15 p.

6. Lietuvos statistikos metratis 2004 / Statistikos departamentas. – Vilnius, 2004. – 661 p.

УДК 63: 631. 371: 530.

СНИЖЕНИЕ ЭНЕРГОЕМКОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ

ПРОДУКЦИИ И ВВП – ПОКАЗАТЕЛЯ ПРОГРЕССИВНОГО

РАЗВИТИЯ – ПУТЕМ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ АГРОТЕХНОЛОГИЙ

Е.О. Алхазова, аспирант, В.А. Королев, к.т.н., доц., «Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства» (ГНУ ВИЭСХ) Проблемность. РФ и некоторые постсоветские страны по среднемиро вым значениям показателей энергоемкости сельскохозяйственной продукции и ВВП отстают в 1,2–3 раза, в сравнении с западноевропейскими странами – в 4–5 раз. Главной причиной такого отставания является использование в этих странах примерно половины топливно-энергетических ресурсов (далее – ТЭР) внутреннего потребления для обогрева и получения горячей воды при исполь зовании котельных и теплогенераторов без производства электроэнергии.

Эксэргия этой части ТЭР практически не используется. Себестоимость сель скохозяйственной и других видов продукции, как правило, в большей мере определяется затратами техногенной энергии не только на ее производство, но и на бытовое и социально-культурное обеспечение работающих и их семей. С проявлением мирового энергетического кризиса в конце 60-х гг. ХХ столетия были проведены исследования по выявлению показателей эффективности ис пользования первичных энергоносителей (ТЭР) в различных сферах произ водства разных стран и регионов. Выявлен высокий коэффициент корреляции (0,831 и более) энергоемкости сельскохозяйственной продукции и ВВП с уровнем научно-технического и социально-экономического прогресса отрас ли, страны, региона.

Необходимость и возможность снижения энергоемкости сельхозпро дукции и ВВП. Быстрый рост цен на энергоносители в последнее десятилетие и очень резкое снижение их в конце 2008 г. – начале 2009 г. свидетельствуют, что прогнозные технико-экономические расчеты предстоящей реконструкции внутреннего энергообеспечения в Российской Федерации и в некоторых дру гих постсоветских странах на основе только технико-экономических показа телей весьма ненадежны. Это обусловлено нестабильностью внутренних сто имостных показателей и ненадежными системами ценообразования. В то же время неизбежна реконструкция морально и физически устаревших котель ных и теплогенераторов, потребляющих ТЭР только для получения низкотем пературной тепловой энергии без практического использования их эксэргии.

Общеизвестна необходимость и целесообразность использования эксэрго экономического подхода при прогнозных технико-экономических расчетах предстоящей реконструкции энергоустановок, при котором в качестве основ ного показателя нужно использовать показатель энергоемкости производимой продукции, в которую включают и энергозатраты по обеспечению бытовых и социально-культурных потребностей.

В общей энергопотребности жилищно-бытового и социально культурного обеспечения электроэнергия составляет для условий РФ прибли зительно 20–25%, а тепловая потребность – 75–80%. Современные мини-ТЭЦ достигают КПД по электроэнергии 35–40%, а при применении когенерации тепловой энергии – 50–55%.

Недостающую тепловую энергию целесообразно генерировать посред ством тепловых насосов (далее – ТН), потребляющих избыточную электро энергию и генерирующих с большим КПД тепловую энергию для обогрева и получения горячей воды. Современные конструкции обратимых ТН при ис пользовании возобновимого тепла артезианских скважин на каждый кВт·ч потребленной электроэнергии обеспечивают генерацию теплоты до 5,6 кВт·ч, а холода – до 4,5 кВт·ч.

Возможности снижения энергоемкости сельхозпродукции и ВВП пу тем совершенствования систем управления. Энергоемкость продукции и ВВП, а также производственные факторы (объемы производства, качество продукции и др.) в большой мере определяют не только технологическими рабочими устройствами, но и системами управления технологическими про цессами.

В получении сельскохозяйственной продукции важная роль принадлежит живым организмам и происходящим в них самоорганизационным процессам.

В связи с этим при рассмотрении вопросов снижения энергоемкости необхо димо учитывать положения перспективного направления фундаментальной науки – самоорганизации (синергетики, неравновесной термодинамики, дина мики сложных нелинейных систем). Системы управления должны учитывать особенности самоорганизующихся элементов – объектов, входящих в техно логический процесс производства. Необходимость этого подтверждают ре зультаты исследований по историческому развитию технологий и техники (технетики), в которых выявлена целесообразность использования представ лений о комплексах технических устройств как о техноценозах (далее – ТЦ) [1]. В этих исследованиях выявлена общая, неосознанная человеком энерго экономная направленность развития технологий и техники.

Осознанная необходимость энергосберегающей направленности в созда нии технологий и техники возникла лишь с первым проявлением мирового энергетического кризиса в конце 60-х – начале 70-х гг. ХХ столетия. Однако еще в период применения первобытных орудий проявилась неосознанная устремленность, в частности, к экономии мускульной энергии человека и жи вотных. Все этапы эволюции природы (физико-химический, биологический и социальный) имеют общую энергоэкономную эволюционную направленность.

Это подтверждается также противоположной тенденцией, например, в функ циональной экологии, в которой в качестве прогрессивного средства научного анализа используют метод инженерной аналогии [2].

Совершенствование процессов энергоэкономности в живой природе про исходит благодаря развитию структур и механизмов управления, совершен ствования наследственной генетической информации. В аграрном производ стве создаваемые человеком технические средства и антропогенные состав ляющие агротехнологий предназначены для целенаправленного управления биологическим ценозом (далее – БЦ), в основе своей самоорганизующимся.

Поэтому уместно развивать представление об агротехноценозах (далее – АТЦ), что подчеркивает самоорганизационное единство техногенной и биоло гической основных составляющих объектов производства сельскохозяйствен ной продукции.

Техногенная энергия, используемая в аграрном производстве, составляет лишь несколько процентов от общей энергии, участвующей в создании аграр ной продукции. Эта техногенная энергия не используется непосредственно в образовании сельхозпродукции. Остальные более 90% энергии, непосред ственно участвующей в создании сельскохозяйственной продукции, прихо дятся на природную энергию. В растениеводстве – это солнечная энергия, в животноводстве – химическая энергия, содержащаяся в кормах. Поэтому тех ногенную энергию, используемую в агротехнологиях, целесообразно рассмат ривать как энергию управления эффективностью использования организмами природной энергии. Поэтому основным резервом снижения энергоемкости сельхозпродукции является повышение эффективности (КПД) использования организмами природной энергии. Эта целевая функция управления должна быть основной в создании АТЦ, и особенно при создании важной их состав ляющей – систем управления АТЦ.

Теоретической основой создания и реализации АТЦ являются принципы подчинения синергетики и энергетической экстремальности самоорганизации и прогрессивной эволюции (далее – ПЭЭС и ПЭ) [3]. В соответствии с этими принципами можно создать исходную модель системы управления и опреде лить стратегию управления АТЦ с учетом самоорганизующегося взаимодей ствия в растениях и других организмах при формировании ими продуктивно сти.

Важным этапом создания эффективных АТЦ является разработка его ма тематической модели. При создании систем управления в качестве исходных традиционно используют имитационные модели. Негативная особенность та ких моделей – сложность, низкая надежность и неудовлетворительная точ ность результатов расчетов по ним. Сложные многокритериальные процессы самоорганизации в растительных системах описывают математическими мо делями с квазистатическими временно-зависимыми внешними возмущениями посредством уравнений с переменными краевыми условиями при изменении структуры объекта управления. Результат управления трудно предсказуем в этих условиях. Решение задач по отображению самоорганизации может быть осуществлено различными методами с помощью, например, нейронных сетей или др. Однако все известные методы имеют ограничения. Например, при ис пользовании нейронных сетей пока отсутствует достаточный объем ретро спективной информации для эффективного обучения ячеек системы.

Построение современных моделей зависимости продуктивности растений от экологических и других факторов обеспечивает использование принципа подчинения синергетики и ПЭЭС и ПЭ. В соответствии с принципом подчи нения синергетики из большого количества факторов (переменных анализиру емой системы) выбирают переменную, которая наиболее быстро изменяется и от которой в наибольшей мере зависит продуктивность. Эту переменную называют переменной порядка. Все другие переменные в дальнейшем анализе системы используют в качестве параметров управления по мере приближения их во времени к минимальному относительному значению.

Использование ПЭЭС и ПС для исследования процессов и формализации алгоритмов управления в АТЦ иллюстрируется в [4]. Общим для различных процессов в АТЦ является непредсказуемость изменения возмущающих воз действий и реакции на них растений. Независимо от используемого метода, необходимо сканирование процессов и корректировка управления согласно изменяющимся условиям. Поэтому в модели автоматического управления продукционным процессом растений в сложной многофакторной системе «растение – окружающая среда – среда факторов управлений» из большого числа переменных выбирается одна, изменяющаяся наиболее быстро и наибо лее сильно влияющая на процессы в системе (переменная порядка – суммар ная эксэргия оптического излучения в отношении фотосинтеза растений). Все иные переменные при дальнейшем анализе приняты в качестве параметров управления, с помощью которых возможно осуществить воздействия на про дукционные процессы растений (температура, влажность воздуха, влажность почвы, концентрация минеральных элементов корневого питания). Далее из меряют значение переменной порядка, а по тестовой базе фактических состо яний определяют, какой из параметров управления находится в относитель ном минимуме, то есть изменение какого из параметров управления в соот ветствии с принципом ограничивающих факторов приведет к наибольшему использованию растением переменной порядка. Выбирают такие изменение и управляющую корректировку параметров управления, которые соответствуют повышению продуктивности растений.

Построение структур ТЦ по приспособлению систем к изменяющимся условиям можно выполнить, используя методы нечеткой логики. Появление и успешное развитие программных продуктов, специально ориентированных на решение задач нечеткого моделирования, объективно свидетельствуют, что теория нечетких множеств и нечеткая логика могут и должны быть эффектив но использованы для решения широкого круга практических задач в агротех нологиях. Подобная модель реализована, например, для оперативного опреде ления алгоритма управления мобильным подвижным сельскохозяйственным роботом [5].

Практически общая теория оптимального управления базируется на принципе экстремального действия Эйлера и теории оптимального управле ния, разработанной Понтрягиным, исходя из вариационного исчисления. Про цессы, происходящие в АТЦ, должны удовлетворять теореме Вейерштрасса (целевая функция непрерывна, допустимое множество управлений – компакт ное) и для ряда иных устройств. Это относится, например, к устройству ис полнительных электроприводов АТЦ и других элементов, к использованию для исследования режимов АТЦ работы и формирования алгоритмов управ ления с применением вариационного исчисления и теории оптимального управления (принцип максимума Понтрягина) [6].

Выбор критерия качества управления (далее – ККУ) является ответствен ным этапом разработки систем автоматизированного управления технологи ческими процессами сложных объектов как промышленного, так и сельскохо зяйственного назначения. Обычно на первом этапе разработки функция авто матизации систем управления формализуется в виде экономического критерия (суммарный годовой экономический эффект от ее использования). Затем осу ществляется обоснование совокупности частных технологических критериев и формализуются целевые функции оптимального управления отдельными машинами, осуществляется выбор требуемых ограничений. Подход к выбору ККУ АТЦ и отдельных входящих в него подсистем может различаться.

Для энергопреобразующего процесса аграрного производства – формиро вания продуктивности организмами – выбор ККУ можно корректно осуще ствить только на основе значения теоретического КПД преобразования данно го вида энергии определенным типом преобразователя. Этот показатель для АТЦ можно определить методами энтропийного или эксэргетического анали за. Сегодня наиболее эффективной можно считать эксэргетическую оценку качества управления технологическими процессами, поскольку такая оценка позволяет реализовать потенциально возможные показатели эффективности технологического процесса и его продуктов. Однако эту оценку нужно реали зовывать только частично, а именно на верхнем уровне иерархии управлений АТЦ.

Самоорганизующиеся структуры АТЦ, являясь метасистемами, включа ют в себя техноценозы – многочисленные технические устройства реализации технологических процессов, связанные с информационными потоками и сред ствами управления. Оптимальные режимы работы этих устройств зависят от многих факторов: вида и условий технологического процесса, технических и конструктивных характеристик этих устройств, траекторий перехода рабочих машин из одного режима в другой и т.д.

В настоящее время имеется значительный задел по созданию систем оп тимального управления посредством различных устройств, предназначенных, главным образом, для применения в промышленных установках, для которых выбраны системы ККУ, разработаны алгоритмы определения законов опти мального управления. Общим для всех видов систем является требование, чтобы выбранные ККУ отражали обеспечение наибольших объемов произ водства продукции при высоком ее качестве и минимальных стоимости и за тратах техногенной энергии. Однако применение в системах сельскохозяй ственного назначения решений, реализованных в промышленных системах, не всегда эффективно, так как критерии оценки качества работы систем управле ния, условия эксплуатации и обслуживания их в аграрной и промышленной областях различны. В промышленных системах, например, в станкостроении, робототехнике, критерием качества регулирования является, как правило, максимум быстродействия, заданные законы движения фазовых координат.

Для АТЦ эти критерии не являются главными. Более целесообразно, чтобы они отражали снижение потерь продукции, ограничение затрат техногенной энергии, обеспечение заданного движения исполнительных механизмов.

Быстродействие может выступать здесь как ограничение. Максимальное быстродействие требуется только для отдельных механизмов, например меха низмов перемещения мостовых агрегатов ТЦ.

При прогнозных технико-экономических расчетах предстоящей рекон струкции агротехнологий и технических средств их осуществления целесооб разно использовать эксэрго-экономический анализ, основанный на представ лении общности системы агротехноценоз, в котором в качестве основного по казателя нужно использовать показатель энергоемкости производимой про дукции, в которую включают и энергозатраты по обеспечению бытовых и со циально-культурных потребностей.

Эффективным является использование в этом подходе принципов подчи нения синергетики и энергетической экстремальности самоорганизации и прогрессивной эволюции, в частности, для исследования процессов и форма лизации алгоритмов управления в системе АТЦ. Для исследования режимов работы и формирования алгоритмов управления систем и устройств ТЦ также могут быть применены методы нечеткой логики, вариационное исчисление, теория оптимального управления (принцип максимума Понтрягина).

1. Кудрин, Б.И. Введение в технетику / Б.И. Кудрин. – Томск: Изд-во Томского Гос. ун-та, 1993. – 552 с.

2. Керженцев, А.С. Функциональная экология / А.С. Керженцев. – М.: Наука, 2006. – 259 с.

3. Свентицкий, И.И. Энергосбережение в АПК и энергетическая экстремальность самоорга низации / И.И. Свентицкий. – М.: ГНУ ВИЭСХ, 2007. – 468 с.

4. Королев, В.А. Мобильный робототехнический комплекс сельскохозяйственных машин с резонансной системой электроснабжения / В.А. Королев, О.А. Рощин, А.Ю. Фельдшеров // Ориентированные фундаментальные исследования – новые модели сотрудничества в ин новационных процессах: сб. науч. тр. и инженерных разраб. – М.: Эксподизайн-Холдинг, 2008. – С. 295-300.

5. Способ и устройство автоматического управления продукционным процессом растений с учетом самоорганизации: патент RU 2350068 / И.И. Свентицкий, В.А. Королев, Е.О. Алха зова;

заявитель ГНУ ВИЭСХ // Изобретения. Полезные модели: официальный бюл. / Роспатент. – 2009. – БИ № 6. Загорский, А.Е. Оптимизация динамических режимов регулируемых электрических машин / А.Е. Загорский, В.А. Королев // Электричество. – 1988. – № 9. – С. 65-69.

УДК 635.1:338.45:631.16:631.155. [338.436.33(476.5):005.591.]

СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ГИДРОПОННОГО РАСТЕНИЕВОДСТВА

«Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства» (ГНУ ВИЭСХ) Энергосберегающие принципы хозяйствования, выдвинутые руковод ством Российской Федерации как приоритетные направления развития эконо мики, а также интенсификация производства продуктов питания вполне сов местимы с новыми технологиями сельскохозяйственного производства. В этом можно убедиться, рассмотрев два оригинальных решения в области про мышленного растениеводства.

Предложен метод интенсивного выращивания овощей (например, тома тов, красного перца и т.п.) или ягод (например, черной смородины), или тех нических культур, при использовании которого появляется возможность вы ращивать на малых площадях большое по массе количество продуктов.

В первом примере мы имеем дело с гидропонной технологией, при ис пользовании которой питательный раствор в вертикальном движении омывает корневые зоны растений, обеспечивая их всеми необходимыми элементами роста и развития.

На рисунке 12 пред ставлен один из возмож ных элементов тепличной структуры (производ ственной единицы) и раз рез культивационной трубы.

Система для реали зации метода энергосбе режения и интенсифика ции при промышленном производстве сельскохо зяйственной продукции состоит из культиваци онных труб 1 с отверсти ями 2 для растений 2–1.

Культивационные трубы закреплены (вставлены) в тумбах 3 с внутренней полостью 4, в которую открываются патрубки для сбора питательного раствора и отвода их че рез вентиль 6 и трубку 7 в отводящий коллектор 8. Герметичность внутренне го пространства между культивационной трубой и опорной тумбой достигает ся с помощью колец 9 из упругого материала.

Сверху культивационная труба закрыта герметичным колпаком 10, через который выполнен патрубок 11 с форсункой 12 для разбрызгивания питатель ного раствора. Из магистральной трубы 13 питательный раствор попадает в культивационную трубу через гибкое соединение 14. Культивационные трубы соединены стабилизирующими перемычками 15 для устранения неустойчиво сти конструкции и ее перекосов при неравномерных нагрузках (разный уро жай или разные культуры) на разные участки конструкции.

Система работает следующим образом.

Из растворного узла (не показан) питательный раствор закачивают в цен тральную магистраль 13, из которой он через гибкое соединение 14 попадает в патрубок 11 и разбрызгивается форсункой 12, орошая на своем пути корневые зоны растений 2–1. Отработанный раствор попадает в пространство 4 опорной тумбы 3 и через патрубки 5, вентиль 6 и трубки 7 попадает в отводящий кол лектор 8. Питательный раствор регенерируют и используют повторно.

Экономические характеристики системы и метода вытекают из особенно стей их применения и физической конструкции. При восьмигранном сечении культивационной трубы и высоте в 3 м на ней можно высадить минимум кустов помидоров или растений перца. Если учесть, что трубы размещаются с интервалом в 2 метра, на один квадратный метр полезной площади придется минимум 20 кустов.

В обычных технологиях производства томатов такой плотности посадок невозможно достичь. Кроме того, существующие технологии производства томатов используют гибриды, в которых уже заложен ген самоуничтожения (гибриды не дают семян). В нашем методе используются простые стародавние сорта, зарекомендовавшие себя за многие годы как генетически безопасный продукт.

С точки зрения экономии энергии можно взять за основу электрическое освещение процесса культивации. В нашем методе в условиях даже стандарт ной теплицы обычными системами освещения обслуживается количество рас тений, в 20 раз превышающее обслуживаемое при обычных технологиях.

Приблизительно такие же параметры экономии тепла (около 15 раз) при подогреве воздуха теплиц и достижении оптимальной температуры питатель ного раствора.

Показательной является и заметная экономия удобрений. При традици онных методах выращивания овощей в открытом грунте, например помидо ров, на единицу полезного веса расходуется в 10–12 раз больше стандартных удобрений, чем при гидропонном выращивании по предложенной технологии.

Урожай с одной культивационной колонны зависит от общего количества ку стов, но он всегда выше 200 кг на 1 кв. м (например, при культивации помидоров).

Затраты физического труда при обслуживании установок предложенного типа заметно меньше, и, что немаловажно, нагрузка осуществляется в более удобном (естественном) положении тела работника, что исключает професси ональные перегрузки и предотвращает появление профессиональных заболе ваний (например, радикулита, остеохондроза и т.п.).

Метод в значительной степени повышает общую культуру производства, улучшает эстетику теплиц при более совершенной эргономике труда, увели чивает интеллектуальную составляющую профессии при весьма заметной экономии энергетических и других ресурсов и средств.

Для выращивания корнеплодов, кочанов, клубней, стрел, черешков, а также с целью увеличения практически реализуемых возможностей генома хорошо проверенных и безопасных местных сортов растений предложена гидропонная установка и способ для выращивания растений с облегченным доступом питательных растворов и газовых смесей к корневой системе и с устранением факторов, препятствующих физиологическому увеличению раз меров подземной части (клубней, корнеплодов и др.) и (или) надземной части (кочанов, стрел, черешков, зеленой массы и др.) при сохранении их потреби тельских качеств.

Корпус емкостей установки (рисунок 13) имеет разнообразные приспособления, крепежные выступы и другие конструкции для фиксации на соответствующих под ставках и опорах, а также всевозможные защитные, отражающие или фильтрующие колпаки-крышки или экраны любой фор мы с определенными спектрами пропус кания или отражения световых и других волн и излучений в зависимости от кон кретного типа организации производства или научно-исследовательского процесса.

Причем при селекционной работе для бо лее полного раскрытия генетических воз можностей растений в самих колпаках или для выращивания корнеплодов на индивидуальных держателях распола- в псевдокипящем слое субстрата гаются источники любого вида излучения с отражателями (или без них), например импульсные лампы для воздействия на растения в любом режиме, в том числе и автоматическом, а также дополни тельные источники волнового и корпускулярного излучения со всевозможны ми отражателями и аксессуарами.

Колпак-фильтр или колпак-отражатель созданы из прозрачного материа ла со специальными покрытиями поверхностей или из особых пленок, распо ложенных на соответствующих каркасах над емкостью, допускающих подачу воздуха и газовых смесей для вентиляции растений и для их газового питания в изолированном объеме над емкостью. Колпак может быть крышкой и (или) навесным устройством и может находиться на определенном расстоянии над емкостью.

Таким образом, мы имеем гидропонную установку для выращивания рас тений любого типа, предпочтительно корнеплодных, включающую лотки растильни, расположенные любым способом на стеллажах, конвейерных ма шинах, транспортерных лентах теплицы или индивидуально в незащищенном грунте, допускающую любые типы освещения и (или) подсветки с различны ми длинами волн, а также любые типы воздействия источниками электромаг нитного, корпускулярного и другого излучения. Отличие установки в том, что лотки-растильни для выращивания растений имеют форму разнообразных ем костей, предпочтительно конусообразных, заполненных наполнителями или поддерживающими субстратами, способными принимать свойства псевдоки пящего слоя, например, в результате подачи воздуха и газовых смесей в слой наполнителя, а корневая система и надземная часть растения могут находить ся внутри проницаемых для света, газов и влаги формообразователях.

Другой особенностью является то, что емкости имеют над ростовой зо ной колпаки для регулирования вентиляции и газового питания растений как при избыточном давлении, так и при разрежении. Помимо колпаков, выпол няющих также роль фильтра или отражателя, устройство имеет другие при способления для организации дифференцированного волнового и корпуску лярного воздействия на растения, в том числе и для облучения импульсными источниками света, а также регулирования спектра получаемой растениями электромагнитной энергии и ее мощности.

Особенность способа заключается в том, что выращивание растений про изводится в среде наполнителя или поддерживающего субстрата, способных обеспечивать состояние псевдокипящего слоя, например, под влиянием пода чи питательной среды, воздуха и воздушно-газовых смесей в толщу наполни теля, а также в результате другого рода воздействий.

Урожайность при использовании подобной установки (например, при культивации моркови) возрастает в 2,5–3,5 раза и более, ускоряется время набора растением товарного вида, само растение (в данном случае – корне плод моркови) имеет привлекательный и гармоничный внешний вид с хоро шей, ровной поверхностью. Корнеплоды реже поражаются болезнями (почти не поражаются) и дольше хранятся.

На обеих описанных в сообщении установках есть возможность регули ровать рост и развитие растений, в том числе – управлять в определенной сте пени накоплением биологически активных веществ в товарном продукте (например, каротинов, флавоноидов, полисахаридов и т.п.) Обе установки не требуют никаких почв и никаких механизмов для обра ботки и могут быть использованы на бросовых землях, неудобьях, болотах и т.п.

Автор готов наладить производство продуктов питания и перспективных технических и лекарственных растений с использованием интенсивных и энергосберегающих технологий в крупных хозяйствах и государственных предприятиях.

1. Антуфьев, И.А. Гидропонная модульная установка: патент РФ № 71507 / И.А. Антуфьев. – Заявл. 20.03.2008. // Изобретения. Полезные модели: официальный бюл. / Роспатент. – № 8.

2. Антуфьев, И.А. Гидропонная установка и способ для выращивания растений: патент РФ № 2229792 / И.А. Антуфьев. – Заявл. 10.06.2004. // Изобретения. Полезные модели: офици альный бюл. / Роспатент.

3. Антуфьев, И.А. Устройство для выращивания растений: патент РФ № 2248120 / И.А. Анту фьев. – Заявл. 20.03.2005. // Изобретения. Полезные модели: официальный бюл. / Роспа 4. Антуфьев, И.А. Способ промышленного выращивания растений: патент РФ № 2267259 / И.А. Антуфьев. – Заявл. 10.01.2006. // Изобретения. Полезные модели: официальный бюл. / Роспатент. – № 01.

5. Антуфьев, И.А. Интенсивные технологии в растениеводстве на землях, непригодных для сельскохозяйственного производства / И.А. Антуфьев // Инновационные проекты ВИЭСХ:

каталог. – М.: 2008. – С. 77-79.

УДК 631.333.

РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

ШНЕКОВОГО ПОДАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

Л.Я. Степук, д.т.н., проф., В.В. Голдыбан, аспирант «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства»

С целью снижения затрат энергии на перемещения материала к распреде ляющим рабочим органам удобренческих машин нами предложено [1] шнеко вое подающее устройство, представляющее собой винт, вращающийся в ци линдрическом кожухе, в котором выполнен спиралевидный ленточный вырез с шагом, равным длине днища кузова. При этом кожух выполнен с возможно стью поворота относительно своей оси. Преимуществами устройства являют ся: малая энергоемкость и металлоемкость, возможность регулирования дозы внесения удобрений в широких пределах, независимость расхода удобрений от уровня материала в кузове, отсутствие потерь вследствие просыпания материала.

Для проверки работоспособности устройства, а также определения влия ния его конструктивных и режимных параметров на энергоемкость привода были проведены экспериментальные исследования на специально изготовлен ной для этой цели установке.

Схема экспериментальной установки представлена на рисунке 14. Основ ными узлами установки являются: рама, кузов для удобрений, шнековое по дающее устройство с механизмом привода и опорные ролики.

1 – кузов;

2 – кожух подающего устройства;

3 – электродвигатель;

4 – редуктор;

5 – цепная передача;

6 – храповой механизм;

7 – рама;

8 – опорные ролики Рисунок 14 – Схема экспериментальной установки (вид сверху) Привод винта и кожуха подающего устройства осуществляется от элек тродвигателя постоянного тока через цепную муфту и червячный редуктор.

Частота вращения винта подающего устройства изменялась с помощью пре образователя частоты Fuji Transistor Invertor FVR–7,5 E11S–4ЕN и контроли ровалась с помощью тахометра часового типа. Мощность, необходимую для привода электродвигателя, определяли с помощью прибора К–51. Объектом исследования являлся гранулированный двойной суперфосфат.

В целях сокращения затрат труда, времени и средств на проведение ис следований по изучению работы подающего устройства применены методы математической теории планирования экспериментов. Согласно решаемым в работе задачам и конструктивным особенностям предложенного подающего устройства, за критерий оптимизации была принята энергоемкость процесса перемещения удобрений к распределяющим рабочим органам (кВт).

Для изучения процесса перемещения материала шнековым подающим устройством на основании теоретических исследований и априорной инфор мации были выделены следующие факторы, оказывающие наибольшее влия ние на энергоемкость процесса: частота вращения винта подающего устрой ства (n, мин-1), высота материала в кузове машины (h, м) и рабочая длина вин та (lр, м), то есть та часть винта, которая непосредственно участвует в пере мещении материала. Диаметр и шаг винта обоснованы по известным эмпири ческим зависимостям исходя из технологических требований к процессу вне сения удобрений.

Пределы изменения частоты вращения винта подающего устройства установлены также исходя из технологических требований, предъявляемых к сплошному внесению минеральных удобрений, и устойчивой работы подаю щего устройства при ширине ленточного выреза в кожухе 50 мм [2]. Нижний предел частоты вращения винта ограничен минимальной дозой внесения удобрений, а верхний – максимальной.

Нижняя и верхняя границы варьирования рабочей длины винта были определены экспериментально в ходе проведения лабораторных исследова ний, шаг изменения факторов принимался равным 0,75 м.

До сих пор нет единого мнения о степени влияния высоты материала в ку зове на энергоемкость процесса. Ряд ученых считает, что увеличение высоты материала в полости бункера приводит к соответствующему росту энергоемко сти [3,4], другие придерживаются мнения, что данный фактор не оказывает су щественного влияния на параметр оптимизации [5], а исследование предло женных ими конструктивных схем бункерных устройств доказывает это.

С целью выявления взаимосвязи между высотой материала в кузове и энергоемкостью процесса перемещения материала подающим устройством нами были проведены следующие экспериментальные исследования. При уровне удобрений в кузове от 0,1 до 0,9 м (над подающим устройством) при lр=1,98 м и n=64 мин-1 замеряли мощность, необходимую для привода кожуха.

На рисунке 15 по результатам исследований построены графические зависимо сти.

Из графиков видно, что с увеличением уровня материала в кузове для раз личных режимов работы кожуха величина потребной мощности на его привод почти пропорционально увеличивается, поэтому пренебрегать рассматривае мым фактором при проведении экспериментальных исследований нельзя.

Рисунок 15 – Зависимость мощности, необходимой для привода кожуха, от частоты его вращения и уровня материала в кузове Согласно методике определения нестабильности дозы внесения удобре ний, принимаем верхнюю границу данного фактора соответствующей 95% за полнению кузова, а нижнюю – 25% [6].

Исходя из вышеизложенного, принимаем значения факторов и интерва лов их варьирования, приведенные в таблице 9.

Таблица 9 – Уровни факторов и интервалы их варьирования Наименование Частота вращения винта Высота материала над по Для проверки гипотезы воспроизводимости эксперимента при одинако вой повторности опытов, равной трем, использовался G– критерий Кохрена, значимость коэффициентов регрессии определяли t– критерием Стьюдента, а адекватность уравнения регрессии результатам экспериментов проверяли по F– критерию Фишера при уровне значимости 0,05.

На основании реализованного эксперимента и проверки воспроизводимо сти опытов G = 0,14 G0,05 (15) = 0,33 получена полиномиальная адекватная (F = 2,25 F0,05 (7;

30) =2,33) модель зависимости параметра оптимизации от ос новных факторов, характеризующих работу подающего устройства.

y=1,10+0,28x1+0,16x2+0,13x3+0,06x32+0,05x1x2+0,02x1x3+0,03x2x3. (1) Уравнение (1) определяет характер и степень влияния факторов (x1, x2 и x3) на энергоемкость процесса перемещения материала подающим устрой ством. Коэффициенты bi уравнения регрессии показывают, что наибольшее влияние на энергоемкость процесса оказывает частота вращения винта, затем – его рабочая длина и уровень материала в кузове. Степень влияния частоты вращения винта можно проиллюстрировать следующими данными: при ее не значительном увеличении – с 34 мин-1 до 64 мин-1 энергоемкость процесса при lр=3,48 м увеличивается на 0,43 кВт (с 1,25 кВт до 1,68 кВт). При смещении загрузочной части кожуха от задней стенки кузова к передней уменьшается расстояние транспортирования удобрений винтами, соответственно, увеличи ваются и энергозатраты на привод подающих транспортеров.

Зависимость Nпр=f (lр, nв,) носит линейный характер (рисунок 16 а,б).

Влияние lр можно объяснить следующим образом. При работе подающего устройства загрузочная часть кожуха перемещается от задней стенки кожуха к передней, вследствие чего изменяется рабочая длина транспортирования, что влечет соответствующее изменение величины мощности, необходимой для привода. Воздействие этого фактора придает процессу изменения мощности циклический характер.

Рисунок 16 – Поверхности отклика, характеризующие зависимость энергоемкости подающего устройства от выделенных факторов При увеличении уровня материала над подающим устройством с 0,1 м до 0,7 м (рисунок 17), что соответствует загрузке кузова с 0 до 1,0 т, энергоем кость при nв=64 мин-1 и минимальной длине транспортировании lр = 1,98 м увеличивается на 0,74 кВт (с 0,21 кВт до 0,95 кВт), а для lр=3,48 м – на 1,46 кВт (с 0,21 кВт до 1,67 кВт). При аналогичных условиях (таблица 10) затраты энергии на привод шнекового подающего устройства при lр=3,48 м меньше на 46% энергоемкости ленточного, на 49% – цепочно-планчатого, на 25% – инерционного подающих устройств и на 65% – подающего устройства возвратно-поступательного действия [7]. Такая экономия затрат энергии на привод шнекового подающего устройства обеспечивается наличием в его кон струкции цилиндрического кожуха, который и устраняет воздействие на вра щающийся винт столба удобрений, находящихся в кузове.

Таблица 10 – Сравнительный анализ энергоемкости подающих устройств различных типов Мощность, необходимая для привода подающих устройств, кВт Вес удоб Рисунок 17 – Поверхность отклика Nпр=f (hз;

lp) 1. Голдыбан, В.В. Пути снижения энергоемкости внесения удобрений кузовными машинами / В.В. Голдыбан // Науч.-технич. прогресс в с.-х. пр-ве: сб.ст. Междунар. науч.- практ. конф., Минск, 17–19 октября 2007 г.: в 2 т. / РУП «НПЦ НАН Беларуси по мех. сел. хоз.;

под ред.

В.Н. Дашкова. – Минск, 2007. – Т.1. – С. 92-96.

2. Голдыбан, В.В. Обоснование основных параметров загрузочной части шнекового подающе го устройства / В.В. Голдыбан // Тракторы, автомобили, мобильные энергетические сред ства: проблемы и перспективы развития: доклады Междyнар науч.-технич. конф., Минск, 11–14 февр. 2009 г. – Минск, 2009. – С. 99-103.

3. Зеленцов, Р.С. Энергоемкость дозирования минеральных удобрений в разбрасывателях / Р.С. Зеленцов // Техника в сельском хозяйстве – 1977. – № 4. – C. 24.

4. Чуешкова, Г.П. Обоснование питающих механизмов и разработка экспериментальной установки для их исследования к разбрасывателям грузоподъемностью 8–20 т / Г.П. Чуеш кова // Сб. науч. трудов аспирантов / ЦНИИМЭСХ. – Минск, 1973. – С. 73-80.

5. Третьяков, Г.П. Совершенствование рабочего процесса и обоснование параметров цилин дрического бункерного устройства с побудителем типа лопастного колеса для выпуска компонентов комбикорма: дисс.... канд. технич. наук: 05.20.01 / Г.П. Третьяков. – Саратов, 1998. – 119 с.

6. Машины для внесения твердых минеральных удобрений. Методы испытаний: СТО АИСТ 7.1–2006. – Введ. 19.04.07. – Минск: Минсельхозпрод Респ. Беларусь, 2007. – 50 с.

7. Каупуш, Л.Б. Исследование транспортирующих устройств кузовов / Л.Б. Каупуш // Тр-ры и с.-х. машины. – 1970. – №6. – С. 26-27.

УДК 631.362.333:635.

К ВОПРОСУ ОБОСНОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ УСТРОЙСТВА

ДЛЯ СУХОЙ ОЧИСТКИ КАРТОФЕЛЯ

ИП и ИПК АПК БГАТУ

А.Л. Рапинчук, к.т.н., А.С. Воробей, мл.н.сотр., А.В. Шинкарев, мл.н.сотр.

«НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства»

В общей системе питания людей картофель является одним из важней ших компонентов, поставляющих питательные вещества, без которых невоз можно нормальное функционирование организма человека. Он занимает вто рое место после хлеба по объему потребления – в среднем 0,33 кг в день на человека [1]. Исходя из этого в среднем на каждого человека необходимо за готовить в год 120 кг картофеля в сыром виде, с учетом возможных потерь – 130 кг.

Указанные объемы потребления картофеля оправданы и с физиологиче ской точки зрения, так как в его клубнях содержится около 25% сухих ве ществ, включая 14…22% крахмала, 1,4…3% белка, около 1% клетчатки, 0,2…0,3% жира и 0,8…1% зольных веществ [2].

Картофель является также важной технической культурой, из одной тон ны которого можно получить: 112 литров спирта, 55 кг жидкой углекислоты, 80 кг глюкозы и ряд других продуктов, широко использующихся в пищевой промышленности. Важная роль принадлежит картофелю и в системе кормле ния сельскохозяйственных животных.

Беларусь входит в число стран с почвенно-климатическими условиями, оп тимальными для развития картофелеводства. По валовому сбору картофеля Рес публика Беларусь занимает восьмое место в мире, по производству в расчете на одного человека – первое.

В настоящее время актуальна проблема реализации картофеля с макси мальной выгодой для производителя. Рыночные отношения предъявляют по вышенные требования к качеству продаваемого картофеля, его товарному ви ду, упаковке. Отсортированный картофель с чистой кожурой, без следов по вреждений, уложенный в современные упаковочные материалы, покупается по высокой цене, принося дополнительный доход производителю.

В комплексе предреализационной подготовки необходимо выполнение операции по сухой очистке картофеля, в результате которой картофель лучше хранится и имеет более низкую повреждаемость клубней.

За рубежом, в частности в Германии и Голландии, нашли широкое рас пространение машины для сухой очистки клубней картофеля, освобождаю щие их от налипших частиц почвы и других загрязнений при помощи щеток, валиков и других рабочих органов. Технологический процесс очистки клуб ней заключается в прохождении их между щетками и прижимной поверхно стью. Однако эти устройства характеризуются сравнительно низкой произво дительностью.



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 9 |
 




Похожие материалы:

«Министерство культуры РФ Государственное научное учреждение Центральная научная сельскохозяйственная библиотека Россельхозакадемии ОГУК Орловская областная публичная библиотека им. И.А. Бунина ПРОБЛЕМЫ ИНТЕГРАЦИИ И ДОСТУПНОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ РЕСУРСОВ В УСЛОВИЯХ РАЗВИТИЯ УСТОЙЧИВОГО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА Материалы научно-практической конференции Орёл, 6 октября 2010 г. Орел 2010 ББК 78.386 П 78 Редакционно Шатохина Н. З. (председатель) издательский Жукова Ю. В. совет Игнатова ...»

«НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК БЕЛАРУСИ Республиканское унитарное предприятие Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по механизации сельского хозяйства Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве Материалы Международной научно-практической конференции (Минск, 19–20 октября 2010 г.) В 2 томах Том 1 Минск НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства 2010 1 УДК [631.171+636]:631.152.2(082) ББК 40.7 Н34 Редакционная коллегия: д-р техн. наук, проф., ...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Департамент научно-технологической политики и образования Министерство сельского хозяйства Иркутской области ФГБОУ ВПО Иркутская государственная сельскохозяйственная академия МАТЕРИАЛЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ, ПОСВЯЩЕННОЙ 110-ЛЕТИЮ СО ДНЯ РОЖДЕНИЯ А.М. КАЗАНСКОГО (21 декабря 2012 г.) Иркутск 2012 УДК 001:63 Редакционная коллегия Иваньо Я.М., проректор по учебной работе ИрГСХА Федурина Н.И., декан экономического ...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН КОМИТЕТ НАУКИ РГП ИНСТИТУТ БОТАНИКИ И ФИТОИНТРОДУКЦИИ ИЗУЧЕНИЕ БОТАНИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ КАЗАХСТАНА НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕ Международная научная конференция, посвященная юбилейным датам выдающихся ученых-ботаников Казахстана Алматы, 6-7 июня 2013 года Алматы 2013 1 УДК 85 ББК 28.5л6 И32 Главный редактор – д.б.н. Ситпаева Г.Т. Ответственный секретарь – к.б.н. Саметова Э.С. Ответственный за выпуск – к.б.н. Веселова П.В. Редакционная коллегия: ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ А.И. Колобова ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА НА ПРЕДПРИЯТИЯХ АПК (3-е издание, дополненное и переработанное) Допущено Министерством сельского хозяйства Российской Федерации в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений по экономическим специальностям Барнаул Издательство АГАУ 2008 УДК ...»

«АЗОВСКАЯ ЗЕМЛЯ общество и власть 1 АЗОВСКАЯ ЗЕМЛЯ общество и власть ББК 63.3 (2 Рос – 4 Рос) УДК 908.471.61 Азовская земля: общество и власть. / Под общей редакцией С.В. Юсова, Председателя Изби- рательной комиссии Ростовской области и В.Н. Бевзюка, Главы Азовского района. – Информаци- онно-аналитический и издательский центр Местная власть, 2011 г. – 120 с., илл. Выпуском данной книги продолжается издательский проект Избирательной комиссии Ростов ской области История власти на Дону. Коллектив, ...»

«ПОЧВЫ РОССИИ: 3 современное состояние, перспективы изучения и использования КНИГА ОБЩЕСТВО ПОЧВОВЕДОВ ИМ. В.В. ДОКУЧАЕВА КАРЕЛЬСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ПЕТРОЗАВОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КАРЕЛЬСКАЯ ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЫ ДОКЛАДОВ VI СЪЕЗД ОБЩЕСТВА ПОЧВОВЕДОВ им. В. В. ДОКУЧАЕВА Всероссийская с междунароным участием научная конференция ПОЧВЫ РОССИИ: современное состояние, перспективы изучения и использования ШКОЛА ДЛЯ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ Книга 3 ПЕТРОЗАВОДСК – ...»

«ПОЧВЫ РОССИИ: 2 современное состояние, перспективы изучения и использования КНИГА 2 ОБЩЕСТВО ПОЧВОВЕДОВ ИМ. В.В. ДОКУЧАЕВА КАРЕЛЬСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ПЕТРОЗАВОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КАРЕЛЬСКАЯ ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЫ ДОКЛАДОВ VI СЪЕЗД ОБЩЕСТВА ПОЧВОВЕДОВ им. В. В. ДОКУЧАЕВА Всероссийская с междунароным участием научная конференция ПОЧВЫ РОССИИ: современное состояние, перспективы изучения и использования ШКОЛА ДЛЯ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ Книга 2 ПЕТРОЗАВОДСК – ...»

«ПОЧВЫ РОССИИ: 1 современное состояние, перспективы изучения и использования КНИГА 1 ОБЩЕСТВО ПОЧВОВЕДОВ ИМ. В.В. ДОКУЧАЕВА КАРЕЛЬСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ПЕТРОЗАВОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КАРЕЛЬСКАЯ ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЫ ДОКЛАДОВ VI СЪЕЗД ОБЩЕСТВА ПОЧВОВЕДОВ им. В. В. ДОКУЧАЕВА Всероссийская с международным участием научная конференция ПОЧВЫ РОССИИ: современное состояние, перспективы изучения и использования ШКОЛА-СЕМИНАР ДЛЯ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ ЗНАНИЯ О ...»

«1 Нурушев М.Ж., Байгенжин А.К., Нурушева А.M. НИЗКОУГЛЕРОДНОЕ РАЗВИТИЕ - КИОТСКИЙ ПРОТОКОЛ: Казахстан, Россия, ЕС и позиция США (1992-2013 гг.) Астана, 2013 2 Н-92 Низкоуглеродное развитие и Киотский протокол: Казахстан, Россия, ЕС и позиция США (1992-2013 гг.): монография – М.Ж. Нурушев, А.К. Байгенжин, А. Нурушева – Астана: Издательство ТОО Жаркын Ко, 2013 – 460 с. ил. УДК [661.66:504]:339.922 ББК 28.080.1 (0)я431 Н-92 ISBN 978-9452-453-25-5 Рекомендовано к печати ученым Советом РГП на ПХВ ...»

«Цветы дома и в саду Т. М. Клевенская СУККУЛЕНТЫ: НЕПРИХОТЛИВЫЕ КОМНАТНЫЕ РАСТЕНИЯ Москва ОЛМА-ПРЕСС 2001 _ Содержание ОТ АВТОРА: К А К БЫЛА НАПИСАНА ЭТА КНИГА 3 ЧТО ТАКОЕ СУККУЛЕНТЫ? 5 Где они растут? 8 Как они приспособились? 9 Как вас теперь называть? 13 КАК ВЫРАЩИВАТЬ СУККУЛЕНТЫ? 17 Размножение 24 Генеративное размножение ОТ АГАВЫ ДО ЯТРОФЫ Основные суккуленты от А до Я Редкие неожиданные суккуленты В КОМНАТЕ, НА БАЛКОНЕ, В САДУ ЧТО ЕЩЕ ПРОЧИТАТЬ ББК К Клевенская Т. М. 8 Суккуленты: ...»

«О. А. Киселёва МЕТЕОРОЛОГИЯ С ОСНОВАМИ КЛИМАТОЛОГИИ Министерство образования и науки, молодёжи и спорта Украины Государственное учреждение Луганский национальный университет имени Тараса Шевченко О. А. Киселёва МЕТЕОРОЛОГИЯ С ОСНОВАМИ КЛИМАТОЛОГИИ Учебное пособие для иностранных студентов высших учебных заведений Луганск ГУ ЛНУ имени Тараса Шевченко 2013 УДК [551.5 + 551.58] (075.8) ББК 26.23я73 + 26.234. 7я73 К44 Рецензенты: доктор педагогических наук, профессор Трегубенко Е. Н. – кафедры ...»

«Г. Федоров, Й. фон Браун, В. Корнеевец ОПЫТ СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ КАЛИНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ Калининград 1997 Министерство общего Кильский и профессионального образования университет Российской Федерации Калининградский государственный университет Г. Федоров, Й. фон Браун, В. Корнеевец ОПЫТ СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ КАЛИНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ Калининград 1997 УДК 338.436. Федоров ...»

«УЧРЕЖДЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ИНСТИТУТ МОНИТОРИНГА КЛИМАТИЧЕСКИХ И ЭКОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ СО РАН ДЕПАРТАМЕНТ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ И ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ТОМСКОЙ ОБЛАСТИ ТРОО ЦЕНТР ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ И ИНФОРМАЦИИ И.А. Бех, С.А. Кривец, Э.М. Бисирова КЕДР - ЖЕМЧУЖИНА СИБИРИ Томск - 2009 УДК 582.475:630*8(571.1) ББК П42.357.7(253) Б550 Бех И.А., Кривец СЛ., Бисирова Э.М. Кедр - жемчужина Сибири. Томск: Изд-во Печатная мануфактура, 2009. - 50 с. Б550 ISBN 978-5-94476-164-4 В книге ...»

«Российская академия сельскохозяйственных наук Всероссийский научно–исследовательский институт картофельного хозяйства имени А. Г. Лорха Всероссийский научно–исследовательский институт фитопатологии Биологический факультет Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова СОРТА КАРТОФЕЛЯ, ВОЗДЕЛЫВАЕМЫЕ В РОССИИ 2013 Ежегодное справочное издание Агроспас 2013 УДК 635.21:631.526.32(470) ББК 42.15 С37 Авторы: Б. В. Анисимов, С. Н. Еланский, В. Н. Зейрук, М. А. Кузнецова, Е. А. ...»

«РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК УФИМСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ КАРСТ БАШКОРТОСТАНА Уфа — 2002 УДК 551.44 (470.57) Р.Ф. Абдрахманов, В.И. Мартин, В.Г. Попов, А.П. Рождественский, А.И. Смирнов, А.И. Травкин КАРСТ БАШКОРТОСТАНА Монография представляет собой первое наиболее полное обобщение по карсту платформен ной и горно складчатой областей Республики Башкортостан. Тематически оно состоит из двух частей. В первой освещены основные факторы развития карстового процесса (физико географические, ...»

«Белорусский государственный университет Географический факультет Клебанович Н.В. ЗЕМЕЛЬНЫЙ КАДАСТР Допущено Министерством образования Республики Беларусь в качестве учебного пособия для студентов специальности G 31 02 01-02 географические информационные системы Минск – 2006 1 УДК 347 ББК К 48 Рецензенты: Кафедра кадастра и земельного права учреждения образования Бело русская сельскохозяйственная академия (зав. кафедрой, канд. экон. наук, доц. Е. А. Нестеровский); ст. научный сотрудник УП ...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ТУЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 2-Я ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНО- ТЕХНИЧЕСКАЯ ИНТЕРНЕТ-КОНФЕРЕНЦИЯ КАДАСТР НЕДВИЖИМОСТИ И МОНИТОРИНГ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ Под общей редакцией доктора технических наук, проф. И.А.Басовой Тула 2012 УДК 332.3/5+504. 4/6+528.44+551.1+622.2/8+004.4/9 Кадастр недвижимости и мониторинг природных ресурсов: 2-я Всероссийская научно ...»

«1 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ БАРАНОВИЧСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Учреждение образования Барановичский государственный университет Эколого-краеведческое общественное объединение Неруш Барановичская городская и районная инспекция природных ресурсов и охраны окружающей среды Отдел по физической культуре, спорту и туризму Барановичского городского исполнительного комитета Отдел по физической культуре, спорту и туризму Барановичского районного ...»






 
© 2013 www.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.