Архив статей журнала
В системах орошения централизованного полива с использованием крупных мобильных ирригационных машин, например дождевальных, вода в трубопроводы любого функционального назначения подается под давлением. Основной трубопровод является составной частью конструкции дождевальной машины в не зависимости от способа ее перемещения в плоскости орошения. Трубопровод предназначен для подачи воды в конечное число устройств (дождевателей), как правило, несколько десятков, реализующих функцию создания искусственного дождя в зоне полива. Линейная конструкция трубопровода предопределяет их линейное расположение вдоль трубопровода. Однако с учетом локальных требований к нормам полива вдоль трубопровода, расстояния между отводами в точках крепления дождевателей к трубопроводу являются членами конечного числового ряда. Кроме того, для повышения равномерности орошения конструкция каждого дождевателя должна включать узел, который в процессе работы максимально обеспечивает в месте полива требуемые параметры искусственного дождя. Основу конструкции такого узла составляет регулятор давления. Регулятор давления состоит из различных отдельных компонентов, которые работают совместно друг с другом для выполнения специально разработанной функции − обеспечения постоянного давления на выходе независимо от давления на входе. В пределах диапазона регулировки он может гарантировать, что изменения давления на входе не повлияют на давление на выходе. Таким образом, контролируется влияние изменений давления в трубопроводной сети на расход воды дождевателем. Когда давление на входе регулятора давления изменяется, регулировочный шток подвергается воздействию давления, как на входе, так и на выходе. Возникшая разница давлений между входным и выходным участками T-образного дроссельного стержня устраняется в динамике под действием сил инерции, упругости и трения пружины, обеспечивая тем самым поддержание заданной жесткости кривой производительности регулятора. Для исследования во времени величины смещения дроссельного стержня в функции конструктивных параметров регулятора и распределения статического давления внутри регулятора предложена соответствующая математическая модель. Экспериментально исследованы регулировочные свойства дождевателей с низким расходом компании Nelson Irrigation Co.
Зерновые культуры возделываются во всех районах Предбайкалья. Анализ технических систем возделывания яровых культур, применяемых в настоящее время, не решает полностью адаптировать их для природно-климатических условий региона. На кафедре “Техническое обеспечение АПК” разработаны макетные образцы комбинированного почвообрабатывающего орудия посевной машины с модернизированными сошниками и бороны с активными рабочими органами, с возможностью регулирования глубины.
Переоборудование стерневой зерновой универсальной сеялки СЗУ-2.1 с усиленными клиновыми катками заключалось в изменении конструкции стрельчатых сошников и их расстановки, относительно клиновых катков. По опытным данным подпочвенный разбросной способ посева распределяет семена по площади питания более равномерно. По спавнению с рядовым посевом урожайность повышается на 10-15%. Для создания необходимого температурного режима предложено размещать семена в гряды.
В лабораторных условиях установлено, что почвенная влага движется по капиллярам в уплотненном слое, который образует уплотнительная пластина. Влага вначале достигает семенного ложа, а затем смещается в сторону боковых стенок гряды и выходит через стенки в атмосферу.
Исследования температурного режима почвы при посеве в гряды проводились отдельно в 2018 году на высеве яровой пшеницы. На протяжении всего эксперимента температура почвы при рядовом посеве держалась ниже, чем в гряде на 2-3С. Полевые испытания показали, что экспериментальное комбинированное почвообрабатывающее орудие, сеялка для посева в гряды и борона с активными рабочими органами реализуют влагосберегающие приемы возделывания зерновых культур. Полевая всхожесть семян в грядах на 14.4% выше, чем в рядах.
Современное молочное животноводство предъявляет высокие требования к эффективности использования кормов. Концентрированные корма составляют значительную часть в структуре рациона высокопродуктивных животных и поэтому, от их грамотного применения существенно зависит эффективность хозяйства в целом. На фермах беспривязного содержания для выдачи концентратов сверх нормы, выдаваемой в смеси с основными кормами, применяют кормовые станции с радиочастотной идентификацией животных и практикуют выдачу при доении. Установлено, что в Российской Федерации огромную долю животноводческих ферм все еще составляют фермы привязного содержания, где значимая часть концентратов выдается вручную. Основные корма, в большинстве случаев, выдаются на кормовой стол и требуют периодического пододвигания, так как животные откидывают их в зону недосягаемости. Для пододвигания кормов используют навесные и самоходные машины различной конструкции и роботы. В данной работе для механизации процесса выдачи концентрированных кормов и пододвигания основных на фермах привязного содержания предложен электрифицированный раздатчик концентратов-пододвигатель кормов с системой идентификации животных, позволяющий непрерывно без остановки пододвигать корм, распознавать животных и выдавать заданную норму концентратов. Данная машина состоит из электрифицированного шасси, спирально-винтового дозатора, бункера для концентратов, кабины для оператора, системы идентификации животных и шнекового пододвигателя. Представлены результаты хронометрических измерений, где установлено время, затрачиваемое для выдачи вручную концентрированных кормов группе коров, состоящей из 42 животных. Приведено обоснование, что применение данного раздатчика концентратов-пододвигателя кормов в сравнении с ручным способом, позволит при использовании его на ферме крупного рогатого скота молочного направления привязного содержания на 200 голов экономить до 2590 часов в год.
С момента появления человека на планете Земля одним из первых источников тепловой энергии для обогрева жилища являлась древесина, оставаясь основным энергоносителем на протяжении длительного периода. По мере относительно быстрого развития науки и техники в области освоения более энергоемких источников энергии потребление древесины, как топлива для получения тепловой энергии, сокращалось. Основным направлением использования древесины в настоящее время является ее переработка для получения строительного материала и сырья целлюлозно-бумажной промышленности. В двадцать первом веке объемы переработки древесины стали измеряться миллионами квадратных кубометров, после которых остается не меньше по количеству древесных отходов. Ежедневно человечество сталкивается с проблемой переработки растущих потоков бытовых и промышленных отходов, в том числе и древесных. Возможности природы по естественной переработке и утилизации отходов весьма ограничены. В связи с этим возникает необходимость создания установок по эффективному использованию древесных отходов в качестве дешевого источника энергии. Нами в работе представлены результаты исследований по разработке и изготовлению водогрейного котла для сжигания древесных отходов. Представлена схема водогрейного котла, приведено описание и назначение его основных элементов. Для сушки древесных отходов (пеллет) высокой влажности в водогрейном котле предусмотрена подсушивающая шахта, которая расположена между бункером топлива и питателем топлива. В работе для изготовленного водогрейного котла произведен расчет параметров подсушивающей шахты.
Развитие современных авиационных и энергических двигателей и систем их технической эксплуатации поставило перед промышленностью и наукой новые задачи. Одним из важнейших факторов является обеспечение надёжности изделий, сохранение их прочностных свойств на этапе производства. С целью повышения ресурса деталей роторов, особенно рабочих лопаток турбомашин, широкое распространение в современном машиностроении приобрели метод модификации направляющих решеток статора [2, 3]. С помощью этого метода, возможно уменьшить интенсивность возбуждающих сил, действующих на рабочие лопатки и привести к снижению динамических напряжений в самых нагруженных местах лопаток и в результате увеличить долговечность рабочего колеса. В представленной статье приведены варианты введения модификаций распределения направляющих лопаток статора, путём использования блочных моделей. Проведено тестирование на 3 типы модификации блоков лопаток статора: смещение по окружности одного блока лопаток относительно другого без изменения расстояния между лопатками внутри блоков, изменение расстояние между лопатками внутри блоков, комбинация двух вышеописанных способов. Из полученных результатов исследования долговечности рабочего колеса для каждого варианта, предложены рекомендации для конструкторов по увеличению ресурсных характеристик при проектировании и доводке новых изделий энергетических и транспортных турбомашин. С помощью использования блочных моделей возможно максимально увеличить долговечность осевого рабочего колеса на +29.8%.
Целью исследования является анализ методологии создания и развития цифровых двойников и цифровых теней. Рассматриваются методологические проблемы этого направления моделирования и пути их решения. Анализируются источники решения задач цифровых двойников. В частности, затронут вопрос их использования на примере Санкт-Петербургского технического университета имени Петра Великого. Предлагается вариант решения задачи создания модернизированного цифрового двойника по результатам анализа информации от цифровых теней. Приводится пример имитационного моделирования технологических процессов обогащения полезных ископаемых при построении и эксплуатации цифровых двойников горно-обогатительных предприятий. Полученные результаты позволяют повысить эффективность создания, использования и развития технологии цифровых двойников.
Для линейного объекта применение регулятора с переменной структурой (РПС) позволяет сохранить принцип суперпозиции в автоматических системах, что способствует, как известно, для разных задающих воздействий получению семейства переходных процессов с одинаковым временем окончания. В настоящей работе рассматривается параметрическая оптимизация пропорционально-интегрального регулятора с переменной структурой с использованием интегрального квадратичного критерия со штрафной функцией на основе ошибки системы с весовым коэффициентом. Это является одним из вариантов реализации штрафной функции для снижения колебательности результирующих переходных процессов в автоматической системе после выполнения процедуры параметрической оптимизации РПС. Достоинством такой штрафной функции является отсутствие связи с верхними оценками сигналов автоматической системы. Применяется градиентный алгоритм для решения задачи параметрической оптимизации РПС с вычислением необходимых составляющих градиента критерия оптимизации на основе параметрической чувствительности. Преимущества такого регулятора заключаются в том, что его структуры основаны на типовом пропорционально-интегральном регуляторе. Работоспособность сформированного градиентного алгоритма на основе анализа чувствительности подтверждается вычислительной методикой для модели автоматической системы поддержания температуры в промышленной печи.
Ввиду специфики и неопределенности многих факторов в сельском хозяйстве разработан широкий спектр моделей и методов, применяемых для решения разнообразных задач применительно к региональным особенностям Иркутской области. Прогнозирование характеристик динамики аграрного производства региона осуществляется с использованием факторных, трендовых, авторегрессионных, а также смешанных моделей. При этом в последнее время широкое применение находят многоуровневые трендовые модели. Получены модели, описывающие зависимость урожайности от метеорологических факторов в начальный период вегетации. При этом предлагается алгоритм определения периода наибольшего влияния факторов на урожайность сельскохозяйственных культур. Свойства изменчивости производственно-экономических характеристик влияют на выбор экстремальной задачи, применяемой для управленческих решений процессов производства аграрной продукции и заготовки пищевых дикорастущих ресурсов. В этом направлении интерес вызывают многоуровневые параметрические модели, а также стохастические модели учитывающие неопределенность многих факторов. Неопределенность характеристик прикладных моделей может оцениваться вероятностными законами распределения. При этом заготовка дикоросов описывается, как правило, интервальными величинами. Помимо этого, научно-практическое значение имеют многоэтапные модели оптимизации ресурсов производства продовольственной продукции, которые позволяют определять разные варианты перспективы развития сельскохозяйственного товаропроизводителя. Среди многоотраслевых моделей можно выделить модель оптимизации сочетания производства аграрной продукции и заготовки дикоросов. Требует расширения применения эколого-математические модели ориентированные не только на получение максимальной прибыли, но и оценки ущерба окружающей среде. Приведенный обзор методов и моделей для решения задач управления предполагает оценку состояния научных разработок в этом направлении и определение возможностей для улучшения результатов математического моделирования в сельском хозяйстве
В статье представлены результаты применения современных методов отопления в зданиях сельскохозяйственного назначения. Показано, что для увеличения эффективности работы систем отопления целесообразно применять теплоаккумуляционный метод обогрева с отопительными приборами инфракрасного действия. Исследования проводились в здании, которое занимается переработкой сельскохозяйственной продукции и состоит из трех помещений: цех переработки, склад и комната для персонала. Для этого использовался измерительный стенд, созданный на основе прибора фирмы “ОВЕН” ТРМ-138. Результаты измерений конвертировались в графический вид с помощью программного обеспечения “OWEN PROCES SMANAGER (OPM)”. При проведении исследований измерялась температура воздушной среды и температура радиационного излучения для того, чтобы определить параметры теплоощущений человека, находящегося в данном помещении. Во время экспериментов контролировались параметры ограждающих конструкций и теплоёмких предметов, находящихся в помещении. Натурные исследования показали, что при использовании данного метода улучшаются параметры микроклимата на 30–45% и снижаются энергетические затраты более, чем на 40%. Внедрение новых технических решений, которые создаются на основе последних научных достижений российских ученых, помогут не только снизить энергетические затраты при содержании и обслуживании помещений сельскохозяйственного назначения, но и обеспечат благоприятные условия труда. Применение инновационных методов отопления, методик расчёта таких систем при проектировании инженерных коммуникаций в зданиях сельскохозяйственного назначения требует подготовки специалистов способных применять на практики современные технологии и технические средства.
Рассматриваемый вопрос – это комплексная проблема, которая должна быть подвергнута теоретическому анализу с целью выявления значимых факторов, что в дальнейшем приведет к снижению потерь. Наиболее опасны потемнения мякоти, которые являются результатом ударов с рабочими органами. Это подчеркивает значимость ударных нагрузок на клубень. В клубне при ударе появляются волны деформаций мякоти, состоящих из двух составляющих: вертикальной и горизонтальной. Вертикальная – это деформации сжатия и направлена по оси клубня, а горизонтальная – это деформация расширения в поверхностных слоях клубня. В итоге мы имеем непростую картину давлений. При свободном падении клубня его максимальная потенциальная энергия будет равна сумме кинетической энергии клубня в начале удара и работы силы тяжести. Взаимодействие клубней с органами для сепарации представляет несвободный удар. В качестве основы для исследования процессов, которые происходят внутри клубня при несвободном ударе, можно представить как систему в виде однородного упругого стержня. Повреждаемость клубней зависит не только от воспринимаемых ими ударных нагрузок, но и от особенностей сорта, таких как форма, внутреннее строение, степень зрелости и других.
Целью статьи является аналитическая оценка уровня повреждаемости в электрических сетях ПАО “Россети Волга” при транспорте электрической энергии по воздушным линиям электропередачи. Представлена структурная характеристика пяти филиалов компании, а также произведена количественная оценка произошедших аварийных отключений в электрических сетях этих филиалов. На основании анализа последствий аварийных отключений в этих сетях, произведена классификация интенсивности событий отказов и определено процентное соотношение отказов различной интенсивности по величине недоотпуска электрической энергии потребителям. Произведен анализ основных причин произошедших аварийных отключений в различных временных интервалах. В качестве исходных данных использованы материалы по техническому состоянию электрических сетей компании, опубликованные в открытой печати. При написании статьи использовались общенаучные методы численного анализа, позволяющие производить оценку интенсивности последствий аварийных отключений, а также методологические основы оценки уровня эффективности электроснабжения. Для расчета и визуализации исследуемых величин использовались технологии MATLAB, Excel. Произведенные исследования позволили установить степень повреждаемости исследуемых электрических сетей ПАО “Россети Волги”, основные причины этих повреждений, а также уровень интенсивности исследуемых отказов в электрических сетях. Полученные результаты могут представлять интерес для научных работников и инженерно-технических специалистов электросетевых компаний, занимающихся исследованиями в области уровня надежности электроснабжения. Кроме того, полученные результаты могут быть использованы руководством компании ПАО “Россети Волга” при разработке противоаварийных мероприятий на определенную перспективу.
Приведены сведения о применении метода холодного газодинамического напыления (ХГДН) при восстановлении деталей машин при техническом сервисе. В данное время при осуществлении процесса холодного газодинамического напыления, в основном, находят применение порошки, изготовленные на основе разных цветных металлов. Такое положение усложняет возможность восстановления узлов и агрегатов машин, которые могут служить повторно после соответствующей токарной и термической обработки. Частицы металлического порошка деформируются при ударе, передавая кинетическую энергию и самому телу – “подложке”, закрепляясь на восстанавливаемой детали, что позволяет провести дальнейшую обработку детали, чтобы максимально снизить многие недостатки традиционных методов термического распыления. Любой процесс нанесения металла, в классическом виде, может вызывать остаточные напряжения слоев металла, термическую деформацию с отклонением от размеров, подплавление подложки, кристаллизацию, испарение металла. Однако при использовании технологии напыления холодным газодинамическим способом, прогнозируется значительное улучшение общего качества восстановления – ввиду того, что частицы используемого порошка, получая ускорение совместное со струей газа, скорость которой превышает скорость звука, подается, когда сырье, то есть металлический порошок имеет температуру ниже температуры плавления распыляемого порошка. В этом направлении использование порошков на основе железа будет более практичным, такой способ поможет значительно увеличить количество деталей, которые можно использовать повторно или размещать в обменных фондах предприятий сельскохозяйственного профиля. Коэффициент теплового расширения используемого порошка должен располагаться в максимальной близости к материалу подложки, которая является стальной.