авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 6 |

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Ministry of Agriculture, Russian Federation Департамент кадровой политики и образования ...»

-- [ Страница 3 ] --

Combined equations describing energy and mass balance on characteristic surfaces and in volumes of produce storage space should be used to analyze equipment in storehouses.

Heat-and-moisture state of agricultural produce in a storehouse in many respects depends on thermodynamic processes in organic production [3, 4, and 9]. Only the full enough interdependent heat-and-mass transfer mathematical model based on the adjoint thermal problem make possible to consider various heat-and-mass transfer singularities in their aggregate.

When storing great mass of not uniform potatoes harvested by ma chines (there are excessive contamination of the mound and significant damages of tubers) poorly blown zones are formed in which the temperature raises and there are centers of spontaneous heating and putrefaction of tu bers. Not always it is possible to prevent arising of such centers by means of the fanning ensuring the blowing of air at the given temperature and mois ture content through the mound of tubers. The determination of optimum ventilating system modes and the estimation of the maximum allowed sizes of the compacted (clogged and not blown) zones in the mound to prevent or suspend spread of the centers of spontaneous heating and putrefaction of potatoes during storing is of major practical interest in this connection.

The evaporation losses in tubers decrease if the moisture content of the air supplied to the storage room increases. The evaporation losses in tubers are minimal if air moisture is equal 100% [4].

High humidity of air at the entrance point of the potato mound is ensured with the condensation heat exchangers, which utilize moisture from the exhaust air and direct it to the ventilation installations to humidify the air given to the mound.

The active ventilating system is used in potato storages. Air cool ing units cool air. The moisture arising in air cooling units during their op eration and during their defrosting is used to cool ventilating air in main and branch channels therefore the ground heat gain assimilates before it reaches the mound of potatoes. It prevents the air heating on the way by heat out puts of earth and moisture content of ventilating air on the entrance point of the mound of tubers reaches 100% that practically prevents their shrinkage.

2. Mathematical model The scheme of the cross-section of storehouse is shown in the Fig.

1. The mound consists of two zones with various heat-and-moisture charac teristics and various porosities.

Fig. 1 Diagram of storehouse cross-section: 1 wall, 2 covering, 3 upper zone, 4 mound of produce, 5 center of spontaneous heating, 6 ventilating ducts, 7 floor The mathematical model of the heat-and-moisture state includes:

The energy equation for the mound of produce (1) The energy equation for air in the mound of produce (2) The moisture diffusion equation (3) Air flow equations for the mound (4) Continuity equation divu 0 (5) Starting conditions are stated in the normal fashion [2].

Boundary conditions include:

The heat exchange on the boundary surrounding medium side enclosure - mound (x=1 m) (6) The conditions on the symmetry axis (x=5 m) Tm Ta d 0 (7) x x x x x 5 x The moisture impermeability conditions for the side en closure d 0 (8) x x The conditions at y= T Tm (9) y o at air channel outlets ;

(10) o for the remaining part of the lower boundary of the mound:

d Ta y 0 1, 0 (11) y y Heat exchange on the boundary of the mound of produce and the top zone of storehouse (y=H=5 m) (12) The "soft" conditions of stabilization for the air tempera ture gradient and the specific humidity gradient 2d y 2 yН (13) Ta y y Н F(u) aerodynamic resistance depends on the Reynolds number and porous properties of the mound approximation of air equilibrium specif ic humidity dependence from temperature c Fm k1 const mcm F k2 c m const aca bulk density of produce As have shown numerous experiments the specific power of pro duce heat output can be linearized in sufficient temperature range [6, 10]:

q0 ebTm cm ( MTm N ) It is significant that for governed gaseous medium it is necessary to set in appropriate way a vital heat of biological product – the coefficients q0 and b in the equation (1). During storing of biological product the porosi ty of mass and hence the transport coefficients influencing surplus heat ab straction from the mound by vaporization from the surface of its elements and due to convective-conductive heat exchange with ventilating air will vary first of all.

Numerical solution and results We applied the finite element [5, 11] and finite difference methods to solve the problem (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 and 13). Calculations were performed under various network densities. We used triangular ele ments of the Lagrange type and the quadratic approximation. The POSOH software developed by us [8] and universal enough COMSOL FEMLAB were used to check computed results. Only one of them does not let analyze in full the problem at issue as both finite difference methods (the basis of POSOH) and finite element methods (FEMLAB) have advantages and dis advantages.

The important physical characteristic of the heat exchange be tween stored produce and ventilating air is the coefficient of heat exchange.

Numerous examinations of different authors give various values of this co efficient. Our calculations and their comparison with experimental data [4] show that the most acceptable in this case is the formula 7.27u 0. c 0.05d p 0. dp Was considered [4, 10], that 0.65 107 c The diffusion coefficient of water vapor in air [6] 0.101 T 1. D D0 ( ), P where D0=0.08.

qe (597 0.55Ta ) 4.19 10 Fm K Fm a K i F (u ) u u, 2 where K is a Carman-Kozeny constant. K denotes the permeability of the porous media. Ki is a so-called "inertial" constant [1].

The porosity of the mound and the velocity of air in a center of spontaneous heating is less than in the basic part of the mound and hence c decreases too.

Calculations were performed for the potato mound 8 m wide (the half-width – 4 m is specified in Fig. 1 by virtue of symmetry) and 5 m height. The daily average outdoor temperature was considered -5°C. The numerical values of the basic physical constants were [6]: m=0. W/(mK), =0.4, m=1080 kg/m3, cm=3560 J/(kgK), Fm=120.5 m2/m3. Spe cific humidity of air at the mound entrance point (y=0) was 0.004, its tem perature was 2°С, Tu=3°C, Tcov=0.7°C.

Fig. 2 Temperature distribution under routine ventilation conditions: surface and contour – air temperature;

vector – air velocity It is considered that the temperature of a mound from one to four °С is acceptable for storage. Under routine ventilation conditions at air tem perature 2°C and air velocity at the mound entrance point 0.07 m/s the tem perature of the mound in the compacted zone and consequently in other zones of the mound rises above admissible value (Tm 4°C). Influence of the center of spontaneous heating on the temperature of the mound is clear from the Fig 2.

Fig. 3. Thermal state of the mound after reduction of ventilating air temper ature from 2°C up to 1°C: surface and contour – air temperature;

vector – air velocity Popular belief is the additional cooling of the mound only due to the ventilating air temperature reduction up to admissible value 1°C. As shown in the Fig. 3, in this case there are zones where Tm4°C even after steady-state condition set in (~30 h).

Fig. 4. Admissible temperature conditions: surface – air temperature;

con tour – specific humidity of air;

vector – air velocity Our calculations show that it is possible to achieve desirable effect by means of the simultaneous ventilating air temperature reduction up to 1°C and the increasing of air speed two times more. It follows from the Fig.

4. Experiments justify this conclusion.

It is possible to become normal temperature of the mound due to decreasing of the ventilating air relative humidity but it result in losses of moisture by the stored produce.

It is possible to show that development of the center of sponta neous heating is nonreversible if there are compactions where porosity less than initial porosity more than five times.

Conclusions The presented mathematical model and the programs for the finite element analysis of microclimate in organic production during its storing empower designers and operating personnel of farm produce storehouses to use computer simulation of the heat-and-mass transfer. Computing experi ments make possible to estimate the efficiency of designer solutions or op erating regimes of equipment for maintaining the optimum controlled envi ronment in various types of storehouses in any storage period. The arising of centers of spontaneous heating in a mound is one of prominent features of storage. It was shown how by means of computer simulation based on numerical analysis of the offered mathematical model it is possible to choose the optimum ventilation for maintenance of required heat-and moisture conditions.

List of symbols thermal diffusivity of air (m2/s) aa aa thermal diffusivity of air in the mound in view of porosity (m /s) thermal diffusivity of the covering (m2/s) acov am thermal diffusivity of the mound in view of porosity (m /s) b vital heat temperature coefficient (1/K) heat capacity of air (J/(kgK)) ca heat capacity of the mound (J/(kgK)) cm diffusion coefficient (m2/s) D d specific humidity of air in the mound (kg/kg) dp medial diameter of a mound particle (m) E conversion factor (Pa) specific surface area of the mound (m2/m3) Fm q0 specific power of vital heat at temperature 273 K (W/kg) qe specific heat of evaporation (J/kg) Ta air temperature in the mound (K) Tcov temperature of the covering (K) Tm temperature of the mass of produce (K) Tout ambient temperature (K) Tu air temperature in the upper zone (K) Tch air temperature at the mound entrance points (at the air channel outlets) (K) u air speed within the mound u absolute value of air speed within the mound (m/s) Greek symbols c1 coefficient of convective heat exchange between elements of the mound and ventilating air (W/(m2K)) c2 coefficient of convective heat exchange between air in the upper zone and the surface of the mound (W/(m2K)) m coefficient of convective heat exchange between the side face of the mound and surrounding medium in view of the thermal re sistance of enclosures (W/(m2K)) r2 coefficient of radiant heat exchange between surfaces of the mound and the covering (W/(m2K4)) moisture exchange coefficient (kg/(m2Pas)) porosity of the mound (U) m evaporative capacity of mound elements (U) a air thermal conductivity (W/(mK)) m mound thermal conductivity (W/(mK)) air dynamic viscosity (Pas) a air density (kg/m3) p physical density of produce (kg/m3) relative humidity (%) Subscripts & superscripts 0 initial value a air c convective ch air channel cov covering e evaporation i inertial m mass (mound) out outdoor p produce r radiant u upper zone References 1. Aerov ME, Todes OM, Narinskij DA (1979) Devices with a stationary granular bed [in Russian]. Chemistry, Leningrad 2. Berman MI, Kalenderian VA (1986) Heat and mass transfer in a dense blown stratum of fruits and vegetables. J. Engng Phys 2:

266- 3. Beukema KJ, Bruin S, Schenk J (1982) Heat and mass transfer during cooling and storage of agricultural products. Chem Eng Sci 37: 291-298 DOI 10.1016/0009-2509(82)80164- 4. Jadan VZ (1976) Thermophysical Principles of Storing Juicy Produce at Food Enterprises [in Russian]. Pishchevaya Promyshlennost, Moscow 5. Jia C, Sun DW, Cao C (2000) Finite Element Prediction of Transient Temperature Distribution in a Grain Storage Bin. J Agric Eng Res 76: 323-330 DOI 10.1006/jaer.2000. 6. Kondrashov VI (1997) Control of Microclimate in Biological Products (Information Technology and Mathematical Modeling [in Russian]. Mashinostroenie, Moscow 7. Kondrashov VI (2000) Mathematical simulation of the coupled heat and moisture exchange in storehouses of agricultural production. Heat Mass Transfer 36: 381-385 DOI 10.1007/s 8. Kondrashov VI, Kondraschov N, Kokin JA, Tyukov VM (2003) Computersimulation von Mikroklima in Lagerhallen fr landwirtschaftliche Erzeugnisse. Zeitschrift fr Agrarinformatik 2: 32- 9. Nganhou J (2004) Heat and mass transfer through a thick bed of cocoa beans during drying. Heat Mass Transfer 40: 727-735 DOI 10.1007/s00231-003-0424- 10. Tashtoush B (2000) Heat-and-Mass transfer analysis from vegetable and fruit products stored in cold conditions. Heat Mass Transfer 36: 217-221 DOI 10.1007/s 11. Zienkiewicz OC, Morgan K (1983) Finite elements and approximation. A Wiley-Interscience Publication, John Wiley&Sons, New York Учет солнечной радиации, падающей на ограждающие конструк ции зданий. Солнце в качестве источника энергии в северных ши ротах Кузнецов Д.И., Моисеенко А.М.

ФГБОУ ВПО Орловский государственный аграрный университет, Россия This article discusses the use of solar energy for conversion into heat and electricity, as well as the feasibility of using photovoltaic cells in the northern latitudes (52.96540° northeast. N) of the Central Russian Up land (Orel).

В весенне-летний период эксплуатации зданий наружные ограждающие конструкции сильно прогреваются под влиянием пада ющей солнечной радиации. Температура на внешней поверхности ограждения может достигать 60-70°С. Поэтому в зданиях, например, по хранению сочной растительной продукции температура сырья начинает повышаться и становится выше допустимых норм хранения, что приводит к порче продукции. В этот период необходимо прово дить мероприятия, позволяющие уменьшить влияние солнечной энер гии на хранимую продукцию.

Известно, что солнечное излучение довольно давно использу ется в качестве источника тепловой и электрической энергии. В каче стве преобразователей используются 2 типа устройств: Солнечные коллекторы (преобразующие тепловое излучение Солнца в тепло нагретого рабочего тела) и фотоэлектрические батареи (непосред ственное преобразование световой энергии в электрическую).

Солнечный водонагреватель с вакуумным коллектором, наиболее эффективный, хотя и самый дорогой, состоит из двух основ ных элементов:

наружного блока — солнечных вакуумных коллекторов;

внутреннего блока — резервуара-теплообменника.

Наружный блок состоит из медных зачернённых трубок и от ражающего слоя.

Прямые солнечные лучи нагревают чёрные трубки, а отражён ные от отражающего слоя солнечные лучи фокусируются на обратной стороне трубок.

Солнечный вакуумный коллектор обеспечивает сбор солнеч ного излучения в любую погоду, ослабляя зависимость от внешней температуры. Коэффициент поглощения энергии коллекторов достига ет 98 %, но из-за потерь, связанных с отражением света стеклянными трубками и их неполной светопроницаемостью, он ниже.

КПД солнечных коллекторов в первом приближении может быть рассчитан по следующей формуле:

, где - расчётное значение КПД, 0 - номинальный (оптиче ский) КПД установки при нормальных условиях, k1 - коэффициент, зависящий от типа и теплоизоляции коллектора, T - разность темпе ратур теплоносителя и окружающего воздуха(гр. С), E - инсоляция (Вт/кв.м.).

Данные для некоторых типов коллекторов приведены ниже.

Тип коллектора Номинальный Коэффициент k КПД Плоский солнечный 72-75 3- коллектор Вакуумный солнечный кол- 60-65 0,7-1, лектор с тепловыми трубками Пластиковый солнечный до 50- коллектор Солнечные коллекторы преобразуют прямые и рассеянные солнечные лучи в тепло. Инфракрасное излучение, которое проходит сквозь облака, также поглощается и преобразуется в тепло. [1] Фотоэлектрические модули с защитным покрытием из тексту рированного закаленного стекла изготовляются на базе монокристал лических кремниевых фотоэлектрических элементов с высоким КПД преобразования света - 15-20%. [2] Коэффициент фотоэлектрического преобразования для много слойных модулей из GaInP/GaAs/Ge (Галлий Индий/Арсенид Гал лия/Германий) 32,0 %[3] Как показали наши исследования — интенсивность солнечной радиации, падающей на вертикальные площадки, ориентированные по сторонам света, и горизонтальную площадку изменяется в зависимо сти от времени года и суток, но при этом решающее значение имеет состояние облачности, изменяющее интенсивность солнечной радиа ции более чем на порядок. Причём максимум мощности солнечной радиации в течение отопительного сезона в интервале с ноября по март приходится на вертикальные стены юго — западной ориентации (см рис 1).

Для получения этих данных мы использовали программно – аппаратный комплекс [7].

Получаемые с прибора данные (в виде таблицы Excel) обраба тывались с применением разработанной для этой цели программы об работки.

Методика обработки данных:

Файлы данных с прибора (фрагменты по 30 минут, интервал между измерениями 10 сек) объединялись в посуточные файлы, затем показания в вольтах умножались на коэффициенты пропорционально сти (Вт/м2*В - перевод в Вт/м2).

После этого рассчитывались суммы по каждому направлению, и суммарная радиация, падающая на падающей на ограждающие кон струкции здания, в каждый момент времени.

После чего рассчитывалась среднеинтегральная мощность солнечной радиации, падающей на ограждающие конструкции здания на отрезке в одни сутки.

Для этого сначала определяем мощность за 1 час по формуле Симпсона:

где a, b – пределы интегрирования (временной интервал в час), y1,y2…yn – значения солнечной радиации (по 10 сек интервалам), n – четное число отрезков (10 секундных интервалов за час), получаем:

1*(y1,y2 … yn)/360 = y/360.

Мощность за 1 сутки вычисляется аналогично:

1**(y1,y2 … yn)/24 = y/ Здесь y – почасовые мощности солнечной радиации, n = (часа в сутках).

Полученные среднеинтегральные мощности за 1 сутки по каждому направлению группировались помесячно и выносились в ито говую таблицу.

Данная методика измерений и обработки данных позволяет получать значения мощности солнечной радиации, падающей на каж дую стену здания в течении определённого интервала времени.

Максимум падающей радиации наблюдается по юго — во сточному направлению с ноября по февраль.

В остальные месяцы максимальная мощность солнечной ради ации приходится на горизонтальную плоскость.

Оценка выходной мощности с одного квадратного метра плос кого гелиоколлектора с КПД 70% по максимальной среднемесячной энергии:

ноябрь — март 3,13 кВт*ч/м2 * 0,7 = 2,19 кВт*ч, апрель — октябрь 6,71 кВт*ч/м2 * 0,7 = 4,69 кВт*ч.

С вакуумного солнечного коллектора с КПД 65% максималь ная среднемесячная энергия:

ноябрь — март 3,13 кВт*ч/м2 * 0,65 = 2,03 кВт*ч, апрель — октябрь 6,71 кВт*ч/м2 * 0,65 = 4,36 кВт*ч С фотоэлектрической панели (солнечная батарея) на один квадратный метр площади с КПД 20% максимальная среднемесячная энергия:

ноябрь — март 3,13 кВт*ч/м2 * 0,2 = 0,63 кВт*ч, апрель — октябрь 6,71 кВт*ч/м2 * 0,2 = 1,34 кВт*ч.

7, 6, Средняя мощность, 5, кВт*ч/кв.м.

Гориз 4, 4 ЮЗ 3, 3 СВ 2, СЗ 1, 0,5 ЮВ Рисунок 1 - Средняя мощность солнечной радиации (кВт*ч/м 2) с рас пределением по сторонам света и месяцам.

Стоимостные показатели.

По информации формы «МАП Энергия» [4] стоимость 1 квад ратного метра солнечного модуля с установочной мощностью (при °С и освещённости 1000 Вт/м2) 120 Вт на модуль равна 22000 руб.

Стоимость вакуумного солнечного коллектора (за 1 кв. м.) равна руб, стоимость плоского солнечного колектора Российского производ ства за 1 кв.м. равна 7400 руб [5].

Учитывая вышеизложенное, приходим к следующим выводам:

Максимальная мощность устройств преобразования солнеч ной энергии зависит от их пространственного положения относитель но источника энергии (солнца). Для стационарной установки модулей устройств в летний период года рекомендуется горизонтальное или наклонное положение, направленное на точку летнего солнцестояния, в зимний период года предпочтительной является юго — восточная ориентация, или наклонное положение на точку зимнего солнцестоя ния.

Наиболее эффективным с точки зрения преобразования энер гии являются вакуумные солнечные коллекторы, так же можно ис пользовать плоские солнечные коллекторы с более низким КПД. Для солнечных батарей придётся увеличивать установочную площадь, так как при зимней эксплуатации с 1 квадратного метра снимается мощ ность менее 1 кВт*ч.

При учете солнечной радиации в летний период эксплуатации зданий внешние поверхности ограждающих конструкций рационально покрывать светлыми материалами.

При учёте пассивного солнечного тепла в зимний период года стены юго восточной ориентации облучаются больше всего. Целесо образно стены этой ориентации делать с более тёмной матовой по верхностью для лучшего поглощения энергии.

Литература:

1. «Солнечный водонагреватель» //Режим доступа:

http://ru.wikipedia.org/wiki/Солнечный_водонагреватель 2. «Солнечные фотоэлектрические модули в алюминиевой рамке» //Режим доступа:

http://www.solarhome.ru/ru/pv/al_frame_glass.htm 3. «Солнечная батарея» //Режим доступа:

http://ru.wikipedia.org/wiki/Солнечная_батарея 4. «МАП Энергия, Солнечные батареи» //Режим доступа:

http://www.invertor.ru/solbat.htm 5. «Солнечный коллектор "Сокол"» //Режим доступа:

http://www.newpolus.ru/sokol.html 6. Уваров А.В., Кузнецов Д.И., Ставцев Д.А. «Разработка методики измерения физических величин для исследования ряда тепловых параметров» // Основные проблемы архитектуры и строительства в XXI веке, Орёл: изд-во ОрёлГАУ, 2008 – с. 313-315.

7. Уваров А.В., Кузнецов Д.И., «Программно - аппаратный комплекс для измерения солнечной радиации и температурных колебаний на базе мультиметра Keithley 2700 и многоканальных плат расширения типа 7700, 7702.», «Строительная физика в 21м веке» – сборник трудов международной научно – практической конференции.

//М, издательство НИИСФ РААСН – 2009г.

Уваров А.В., Ставцев Д.А., «Исследования потенциала 8.

солнечной энергии для энергосбережения в отрасли строительства и ЖКХ» // «Вестник ОрёлГАУ» №5(20) октябрь 2009, изд-во ОрёлГАУ с. 32-34.

Проблема долговечности ограждающих конструкций зданий с/х назначения Куракин А.Ю., Моисеенко А.М.

ФГБОУ ВПО Орловский государственный аграрный университет, Россия Долговременная научная программа экономического и соци ального развития страны должна включать в себя в качестве главных задач более рациональное использование и увеличение производ ственного потенциала при существенном улучшении качества работ и всемерной экономии всех видов ресурсов. Её выполнение в решающей мере зависит от капитального строительства при обязательном соче тании требования снижения его стоимости и эксплуатационных рас ходов с одновременным требованием обеспечения необходимой дол говечности конструкций, особенно наружных ограждений, непосред ственно подвергающихся воздействию внешнего климата. Эти два противоречащих начала и предопределяют необходимость строго научного решения проблемы долговечности в строительстве.

Сроки эксплуатации построенных зданий до первого капиталь ного ремонта стен будут зависеть от долговечности применённых ма териалов. Поэтому повышение долговечности ограждающих кон струкций, зданий различного назначения, по своей научной и практи ческой значимости является весьма актуальной.

Долговременная научная программа экономического и соци ального развития страны должна включать в себя в качестве главных задач более рациональное использование и увеличение производ ственного потенциала при существенном улучшении качества работ и всемерной экономии всех видов ресурсов. Её выполнение в решающей мере зависит от капитального строительства при обязательном соче тании требования снижения его стоимости и эксплуатационных рас ходов с одновременным требованием обеспечения необходимой дол говечности конструкций, особенно наружных ограждений, непосред ственно подвергающихся воздействию внешнего климата. Эти два противоречащих начала и предопределяют необходимость строго научного решения проблемы долговечности в строительстве.

Долгое время проблема долговечности в строительстве своди лась лишь в обеспечении безаварийности конструкций и решалась путем завышения запасов их прочности, деформативности и трещино стойкости, что увеличивало массу конструкций зданий и приводило к неоправданному перерасходу материалов. С другой стороны, ненауч ный подход к уменьшению стоимости строительства без учета требо ваний долговечности конструкций, часто сопровождавшийся стремле нием к рекордному снижению их массы, приводил нередко к плачев ным результатам: прекращению эксплуатации зданий или даже их авариям.

Определение эксплуатационного срока службы (долговечности) ограждающих стеновых конструкций является в настоящее время од ной из важнейших задач современного строительства. Под долговеч ностью наружных ограждающих конструкций следует понимать срок их службы с сохранением в требуемых пределах эксплуатационных характеристик в данных климатических условиях при заданном режи ме эксплуатации зданий. При этом срок службы отдельных элементов и заполнений ограждающих конструкций должен быть не ниже срока службы всей конструкции.

В процессе эксплуатации ограждающие конструкции подверга ются воздействию внешних климатических и техногенных воздей ствий и обеспечивают поддержание в зданиях требуемых параметров микроклимата. Очевидно, что вследствие влияния факторов окружа ющей среды происходит постепенная снижение эксплуатационных характеристик ограждающих конструкций. При достижении показате лей, количественно отражающих остаточный ресурс эксплуатацион ных характеристик ограждающих конструкций, принимаются меры по их восстановлению а в случае значительного износа – по сносу или реконструкции здания.

Оценка долговечности стеновых ограждающих конструкций позволяет, с одной стороны, рассчитать затраты на проведение теку щих и капитального ремонтов здания, и как следствие, определить численные значения ежегодных амортизационных отчислений, а с другой позволяет произвести оценку эффективности мероприятий, связанных с внедрением энергосберегающих технологий. Для того, чтобы оценить экономическую целесообразность данных мероприя тий, необходимо знать срок службы или эффективной эксплуатации внедряемых технологий.

Если фактический срок службы до первого капремонта ограж дающей стеновой конструкции окажется меньше периода окупаемости мероприятий, направленных на повышение ее энергоэффективности, все сэкономленные в результате уменьшения затрат энергии на отоп ление здания материальные средства, будут потрачены на проведение его текущих и капитального ремонтов. При этом нельзя забывать, что затраты на проведение последующих ремонтов здания и сооружений фактически означают те же затраты энергии: на демонтаж и утилиза цию вышедших из строя конструктивных элементов здания, на произ водство новых материалов (добыча полезных ископаемых, доставка их на завод, переработка и т.д.), на доставку материалов к объекту строи тельства, на работу машин и механизмов и т.д.

Таким образом, срок службы (долговечность) ограждающих стеновых конструкций является систематическим и комплексным кри терием их энергоэффективности.

Особенности механизма тепловлагообмена в процессе сушки зерна Курдюмов В.И., Павлушин А.А., Сутягин С.А., Журавлёв А.В.

ФГБОУ ВПО «Ульяновская сельскохозяйственная академия им. П.А. Столыпина», Россия Работа выполнена в рамках гранта Президента РФ для государственной поддержки молодых российских учёных МК-2516.2012. The process of heat and mass transfer in drying grain. The scheme of the mechanism of removal of moisture from the grain. Shows the interpreta tion of the Basic Law of internal moisture transfer phenomena taking into account the hydraulic conductivity and heat - hydraulic conductivity.

Процесс сушки зерна, как и любых влажных материалов являет ся не только теплофизическим, но и технологическим процессом, в характере протекания которого решающую роль играет форма связи влаги с материалом.

Основой теории сушки зерна являются закономерности перено са теплоты и влаги в зерновке при взаимодействии её нагретыми газа ми, с горячими поверхностями, а также в процессах облучения тепло выми и электромагнитными волнами при наличии фазовых превраще ний [1].

Изучение процесса сушки зерна может быть ограничено рас смотрением явлений перемещения влаги внутри материала, парообра зования и диффузии паров влаги с поверхности зерна в окружающий воздух. Данные процессы в основном раскрывают механизм процесса сушки.

Сушка, нагрев и охлаждение зерна - процессы, которые сопро вождаются изменением температуры и влажности зерна, а также плот ности потоков теплоты и влаги во времени. При сушке в зерне возни кают градиенты температуры и влагосодержания, под действием кото рых происходит перенос теплоты и влаги внутри зерна, появляются термические и объемные напряжения.

В общем случае механизм удаления влаги из зерна при сушке схематически может быть представлен следующим образом (рисунок 1).

Рисунок 1 – Схема механизма удаления влаги при сушке зерна:

1 – зерновка;

2 – пограничный слой;

3 – зона испарения Вдоль поверхности влажной зерновки движется агент сушки с определенными параметрами. Теплота от агента сушки конвективным способом передается зерновке;

ее поверхность нагревается, и часть влаги, находящейся у поверхности, испаряется. В результате по тол щине зерновки создаются перепады влагосодержания, температуры и давления, под действием которых влага непрерывно подводится к по верхности, где и испаряется. Молекулы пара диффундируют через по граничный слой и поглощаются агентом сушки. Обязательное условие процесса удаления влаги с поверхности зерновки - это наличие разно сти между парциальным давлением у ее поверхности рм и в агенте сушки рп.

Влага испаряется не с поверхности зерновки, а из некоторой зо ны 3, расположенной в периферийной части зерновки. Более того, по ложение этой зоны не остается неизменным: она постепенно переме щается (углубляется) внутрь зерновки. Начало углубления зоны испа рения многие исследователи связывают с началом удаления из зерна связанной влаги. При углублении зоны испарения поверхность зернов ки остается обезвоженной, лишенной защитного фактора и поэтому может нагреваться до высоких температур.

Интенсификация переноса теплоты и влаги способствует уско рению сушки, но возникающие при этом напряжения могут привести к ухудшению качества зерна - образованию трещин, раскалыванию, снижению выхода целой крупы и т. д. Поэтому важно установить оп тимальный режим сушки [2].

Тепловлагоперенос при сушке зерна подчиняется общим зако нам тепломассопереноса и является его частным случаем. Теоретиче ской основой для них служит единая теория тепломассопереноса. На основе этой теории процессы переноса теплоты и влаги в зерне могут быть описаны аналитически. Такое описание позволяет определить температуру и влагосодержание в любой точке зерна или зернового слоя в любой момент времени, найти их градиенты и изменение во времени, рассчитать плотность потоков теплоты и влаги, прогнозиро вать дальнейшее развитие этих процессов. Вместе с тем при математи ческом описании процессов в зерне и зерновом слое возникают опре деленные трудности, так как зерно неоднородно по структуре и соста ву. Вследствие этого различные участки зерна имеют разную прово димость и обладают анизотропными свойствами, т. е. разной проводи мостью в разных направлениях.

Зерно имеет сложную геометрическую форму, а зерновой слой представляет собой дисперсную среду, в которой зерновки ориентиро ваны в пространстве произвольно. Кроме того, процессы переноса теплоты и влаги внутри зерна взаимосвязаны и взаимно влияют один на другой, а теплофизические и влагообменные свойства зерна зависят от его влажности и температуры, вследствие чего дифференциальные уравнения тепло-влагопереноса носят нелинейный характер.

Закон перемещения влаги внутри высушиваемого зерна в общем виде можно выразить следующим соотношением:

i=kП, где i - плотность потока влаги;

k - кинетический коэффициент влагопе реноса (коэффициент пропорциональности), зависящий от физико химических свойств материала;

П - градиент потенциала переноса влаги (движущая сила процесса).

Учитывая явления влагопроводности и тепло, - влагопроводно сти, основной закон внутреннего влагопереноса можно записать сле дующим образом:

i = iu + iT = -k0u - k0T, (1) i = -k0(u - T), (2) где i, iu и iT - соответственно плотности потока влаги общая, вызванная действием градиента концентрации влаги и действием градиента тем пературы, кг/(м2ч);

k - коэффициент влагопроводности материала, м2/ч;

- коэффициент термовлагопроводности материала, град-1;

0 плотность абсолютно сухого материала, кг/м3;

u - градиент концен трации влаги, кг/(кг сухого веществам), Т – градиент температуры, град./м.

Коэффициент тепло, - влагопроводности = u/Т показывает, какой градиент концентрации влаги создается в теле при градиенте температуры 1 град./м. Знак «-» в формулах (1, 2) показывает, что iu и iT направлены в одну, a u и Т в противоположную сторону [3].

Если градиент концентрации влаги u и градиент температуры Т направлены в противоположные стороны, при влажности наруж ных слоев материала меньше, чем внутренние (а температура наобо рот), то u и Т в формулах (1, 2) будут иметь противоположные зна ки, а направление общего потока влаги определится градиентом, со здающим более интенсивный поток влаги. Направление потока влаги чаще определяют градиентом концентрации влаги, градиент темпера туры создает лишь дополнительное сопротивление перемещению вла ги внутри материала от более влажных слоев к менее влажным. Такое явление наблюдается, например, при конвективном способе сушки.

При контактном способе передачи теплоты градиент температу ры имеет основополагающее значение и является основной характери стикой процесса сушки.

При радиационном способе сушки инфракрасными лучами вла гопроводность и термовлагопроводность направлены также в разные стороны, но процесс сушки протекает иначе. Вследствие быстрого и сильного нагрева поверхности материала в начальный период сушки термовлагопроводность оказывается более интенсивной, чем влаго проводность, и, следовательно, влага перемещается в направлении потока тепла. Перемещение влаги от поверхности к центру, вызываю щее увеличение градиента концентрации влаги, постепенно увеличи вает «тормозящее» действие влагопроводности и, наконец, приводит к равновесному состоянию – теплопроводность полностью уравновеши вается влагопроводностью. Начиная с этого момента, влажность цен тральных слоев остается постоянной, а сушка происходит путем испа рения влаги из материала с постепенным углублением зоны испарения.

При электрическом способе сушки токами высокой частоты (поток теплоты движется от внутренних слоев материала к поверхно сти) температурный градиент и градиент концентрации влаги направ лены в одну сторону и, следовательно, потоки влаги, обусловленные влаго и теплопроводностью, совпадают, что, в конечном счете, приво дит к значительному увеличению скорости сушки.

Тепловые свойства любого материала определяют по его тепло физическим характеристикам: удельной теплоемкости, теплопровод ности, температуропроводности и коэффициенту теплоусвоения (теп ловой активности).

Таким образом, в процессе сушки зерна происходит тепловла гообмен между поверхностью зерна и окружающей средой, а также перемещение теплоты и влаги внутри него. Внешний влагообмен обу словлен перепадом парциального давления пара у поверхности зерна и в окружающей среде. Перемещение влаги из внутренних слоев зерна к поверхности зависит от его структуры и свойств, в свою очередь зави сящих от форм связи влаги с зерном. Влага из внутренних слоев обыч но перемещается к его поверхности одновременно с потоком теплоты, циркулирующей в том же, или чаще в обратном направлении. Зная закономерности тепловлагообмена можно добиться обеспечения каче ственного процесса сушки зерна с минимальными затратами энергии на данный процесс.

Литература:

1. Гоголев Ф.Т. Сушка зерна. - М.: Сельхозгиз, 1939. - 294с.

2. Кришер О. Научные основы техники сушки. - М.: ИЛ, 1961. - 213с.

3. Полонская Ф.М. Тепло- и массообмен в периоде постоянной скоро сти сушки // Журнал технической физики, 1953. - Т. 23. - Вып. 5.

К вопросу о распределении теплоты по толщине греющей пластины в установке контактного типа Курдюмов В.И., Павлушин А.А., Карпенко Г.В., Сутягин С.А., ФГБОУ ВПО «Ульяновская сельскохозяйственная академия им. П.А. Столыпина», Россия Работа выполнена в рамках гранта Президента РФ для государственной поддержки молодых российских учёных МК-2516.2012. The process of heat distribution over the thickness of combs substan tive and plates to set the contact type. A scheme to determine the amount of heat flowing through the elementary parallelepiped. The dependences of the definition of thermal conductivity for one-dimensional heat flow.

С целью достижения требуемого качества тепловой обработки зерна в установке контактного типа необходимо, чтобы греющая по верхность была нагрета равномерно. Для обоснования распределения теплоты по толщине греющей пластины необходимо иметь дифферен циальное уравнение теплопроводности, которое характеризует проте кание физического явления в любой точке тела в любой момент вре мени.

Предположим, что имеется одномерное температурное поле и теплота распространяется в одном направлении, например, в направ лении оси x. Выделим в однородной пластине элементарный паралле пипед, объем, которого равен dxdydz.

Количество теплоты, втекающей через левую грань dydz в па раллепипед в единицу времени, равно qxdydz, (Джм2), а количество теплоты, вытекающей через противоположную грань в единицу вре мени равно qx+dxdydz (рисунок 1).

Рисунок 1 - К определению количества теплоты протекающей через элементарный параллелепипед Элементарный параллелепипед будет нагреваться при условии qx qx+dx, тогда разница между этими потоками теплоты по закону сохранения энергии равна теплоте, аккумулированному данным элементарным параллелепипед, т.е. справедливо уравнение:

qxdydz – qx+dxdydz = c(t/)dxdydz, (1) где c - удельная теплоемкость тела, Дж/(кг·С);

- плотность тела, кг/м3.

Величина qx+dxdydz есть неизвестная функция x. Разложим ее в ряд Тейлора и ограничимся двумя первыми членами ряда, тогда полу чим:

qx+dx qx + (qx/x)dx. (2) С учетом (2) уравнение (1) примет вид:

– (qx/x)dxdydz = c(t/)dxdydz. (3) Применяя уравнение теплопроводности qx = (t/x), получим:

c(t/) = (2t/x2) (4) или (t/) = a (2t/x2), (5) где a = /(с) - коэффициент температуропроводности, м2/с;

- коэффи циент теплопроводности, Вт/(м·С).

Таким образом, уравнение (5) есть дифференциальное уравне ние теплопроводности для одномерного потока теплоты, решение ко торого позволяет установить связь между временными и простран ственными изменениями температуры греющей пластины.

Литература:

1. Патент на изобретение № 2411432 Российская Федерация/ Устройство для сушки зерна/ В.И. Курдюмов, А.А. Павлушин;

С.А.

Сутягин, заявитель и патентообладатель: ФГОУ ВПО «Ульяновская ГСХА». - № 2009137120/06, заявл. 07.10.2009г.;

опубл. 10.02.2011г.

Бюл. 4.

1. Гоголев Ф.Т. Сушка зерна. - М.: Сельхозгиз, 1939. - 294с.

2. Кришер О. Научные основы техники сушки. - М.: ИЛ, 1961. 213с.

3. Полонская Ф.М. Тепло- и массообмен в периоде постоянной скорости сушки // Журнал технической физики, 1953. - Т. 23. - Вып. 5.

Некоторые вопросы оптимизации процесса сушки зерна Курдюмов В.И., Павлушин А.А., Сутягин С.А., Шлёнкин К.В.

ФГБОУ ВПО «Ульяновская сельскохозяйственная академия им. П.А. Столыпина», Россия Работа выполнена в рамках гранта Президента РФ для государственной поддержки молодых российских учёных МК-2516.2012. The problems of the kinetics of internal and external heat - mass transfer processes in heat treatment of grain. The curves of drying and dry ing rate. The choice of the optimal mode of drying the grain.

Внутренний и внешний тепло,- массообмен в процессах тепло вой обработки зерна – процесс сложный, многокомплексный, пред ставляющий значительные трудности для экспериментального иссле дования, поэтому изучен недостаточно.

Одним из надежных методов изучения механизма перемещения массы внутри зерна в процессе его сушки и тепловой обработки явля ется исследование полей влагосодержания и температуры [1]. Особен ности процесса, зависящего не только от вида и качества обрабатыва емого зерна, но и от способа его обработки, в первую очередь, выявля ет детальное описание и изучение кривых сушки и скорости сушки.

Под кинетикой процесса сушки обычно понимают изменение среднего влагосодержания U() и средней температуры T зерна с тече нием времени. Эти закономерности кинетики процесса сушки позво ляют рассчитать количество испаренной влаги из зерна и расход теп лоты, затрачиваемой на сушку [2].

Сушка - процесс нестационарный, т. е. и влажность, и темпера тура материала, и скорость его обезвоживания изменяются во времени.

В теории кинетики сушки зерна эти изменения принято иллюстриро вать графически, в виде кривых сушки (в координатах влажность ма териала - время), кривых скорости сушки (в координатах скорость сушки - влажность материала) и температурных кривых (в координа тах температура материала - влажность материала).

Данные для построения таких графиков получают при сушке небольших партий зерна, определяя в соответствующие моменты вре мени его влажность и температуру.

При этом такие параметры, как температуру, скорость и относи тельную влажность агента сушки при конвективной сушке, или темпе ратуру греющей поверхности при контактной сушке поддерживают постоянными.

Влажность зерна в процессе сушки обычно находят расчетным путем по убыли массы влаги. Для этого через определенные проме жутки времени взвешивают высушиваемое зерно.

Кривые сушки характеризуют изменение средней (интеграль ной) влажности высушиваемого материала с во времени. Вначале процесса влажность материала уменьшается незначительно по кривой линии АВ: он интенсивно прогревается (рисунок 1). Продолжитель ность прогрева зависит от размеров высушиваемого зерна и от режима сушки, так для мелкозерновых культур при жестких режимах стадия прогрева настолько кратковременна, что ее на кривой сушки практиче ски не обнаруживают.

Рисунок 1 – Кривая сушки По мере прогрева зерна испарение влаги из него все более уси ливается, и далее влажность изменяется по прямой линии ВС. Это пер вый период сушки. Он характерен линейным законом изменения влажности материала. После достижения некоторого значения влаж ности (так называемая первая критическая влажность) наступает за медление процесса испарения. С этого момента времени и до конца процесса сушки влажность зерна уменьшается по кривой линии. Это второй период сушки. В конце процесса кривая сушки приближается к линии равновесной влажности р. При ее достижении сушка прекра щается.

Скорость сушки - это изменение влажности высушиваемого зерна в единицу времени (dс/d, %/ч). Кривые скорости сушки обыч но строят методом графического дифференцирования по кривым суш ки. Скорость сушки в данный момент времени определяют как тангенс угла наклона касательной, проведенной через точку кривой сушки (ри сунок 1), соответствующую определенной влажности зерна.

Вначале (в стадии прогрева) скорость сушки увеличивается от до максимального значения Nc (рисунок 2).

Рисунок 2 – Кривые скорости сушки:

1 – коллоидные тела (прессованное макаронное тесто, крахмал);

2, 3 – сложные системы – коллоидные капиллярно – пористые тела (зерно, хлеб) [3] На протяжении первого периода I скорость сушки постоянна, поэтому его называют периодом постоянной скорости сушки. Затем, начиная от первой критической влажности, на протяжении всего вто рого периода скорость сушки снижается. Второй период II поэтому называют периодом падающей (убывающей) скорости сушки. При достижении равновесной влажности скорость сушки равна нулю.

Различные материалы имеют разную форму кривой в периоде убывающей скорости сушки. Ее форма зависит от структуры материа ла, его размеров, форм связи влаги с ним, от режима сушки. Некото рые материалы имеют сравнительно простую форму кривой скорости сушки во втором периоде. Другие имеют более сложную форму кри вой (на ней имеется вторая критическая точка К2). Зерно относят к ма териалам, для которых процесс сушки описывается кривой 2. Она вна чале имеет вид прямой, а затем после второй критической точки К кривая обращена выпуклостью к оси абсцисс.

Изменение средней (интегральной) температуры материала в процессе сушки характеризует температурная кривая (рисунок 3).

В начале процесса в стадии прогрева зерна температура его по верхности быстро повышается, достигая температуры мокрого термо метра. В дальнейшем на всем протяжении первого периода сушки температура материала постоянна. В этот период испарение влаги происходит с наибольшей скоростью. Вся теплота, сообщаемая зерну, расходуется на испарение влаги. Таким образом, первый период сушки характерен не только постоянством скорости сушки, но и постоян ством температуры высушиваемого зерна.

Рисунок 3 – Температурная кривая Начиная с первой критической точки, температура высушивае мого зерна повышается, при достижении равновесной влажности она будет равна температуре агента сушки. Соответственно закономерно стям изменения скорости сушки и температуре зерна второй период сушки называют периодом убывающей скорости сушки и возрастаю щей температуры материала.

Первая критическая точка разделяет весь процесс сушки на два периода, отличающихся между собой и скоростью сушки, и темпера турой зерна. Таким образом, в первом и втором периодах создаются разные условия сушки зерна, по-разному влияющие на его качество.

Значение критической влажности зерна к соответствующее первой критической точке, колеблется в довольно широких пределах 17…24 %. Оно зависит и от начальной влажности зерна, и от режима сушки. Чем выше начальная влажность, тем больше скорость сушки в первый период, но тем он короче, т. е. больше первая критическая влажность. Такая закономерность может быть объяснена различной связью влаги с белками и крахмалом зерна. Гигроскопичность белко вого комплекса зерна значительно выше гигроскопичности крахмала, а скорость сушки белков соответственно ниже. Поэтому в более влаж ном зерне влага связана белками прочнее. В результате удаления влаги крахмала скорость сушки в начале процесса значительна, однако пер вый период быстро заканчивается, и характер процесса определяется сушкой белкового комплекса. Поскольку сушка белков происходит с меньшей скоростью, наступает период убывающей скорости.

При сушке зерна нередко весь процесс протекает с убывающей скоростью испарения влаги. Это наблюдается и при современных ин тенсивных способах и режимах сушки, а также при сушке зерна срав нительно невысокой влажности.

Подбором соответствующих режимов можно обеспечить проте кание процесса с постоянной скоростью сушки. Если, например, при конвективной сушке, после наступления периода убывающей скорости сушки прервать подачу агента сушки и осуществить отлёжку зерна, то после возобновления сушки снова наблюдается период постоянной скорости влагоотдачи.

Литература:

1. Гинзбург А.С. Теплофизические свойства зерна, муки и крупы / А.С. Гинзбург, М.А. Громов. - М.: Сельхозгиз, 1984. - 317с.

2. Лыков А.В. Теория переноса энергии и вещества / А.В. Лы ков, Ю.А. Михайлов. - Минск: Изд-во Акад. Наук БССР, 1954. - 357с.

3. Лыков А.В. Тепло- и массообмен в процессах сушки. - Гос энергоиздат, 1956. - 452с.

Анализ прикатывающих устройств почвообрабатывающих и посевных агрегатов Курдюмов В.И., Шаронов И.А., Прошкин Е.Н., Прошкин В.Е.

Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия, Россия Выполнен анализ конструкций почвообрабатывающих катков образующих гладкий профиль поверхности поля. Выявлены недостат ки катков и намечены основные направления их совершенствования.

Разработан почвообрабатывающий каток, применение которого в со ставе комбинированного агрегата позволяет сократить эксплуатаци онные затраты на прикатывание почвы и повысить урожайность воз делываемых культур.

APPLICATION It is analysed designs of skating rinks for processing of the soil which form a smooth profile of a surface of a field. Shortcomings of skat ing rinks are revealed and the main directions of their improvement are planned. The skating rink is developed, for soil processing which applica tion as a part of the combined unit allows to reduce operational costs of soil consolidation and to increase productivity of cultivated cultures.

Прикатывание играет важную роль при обработке почвы, по скольку обеспечивает дробление крупных почвенных комков, уплот нение верхнего слоя почвы и выравнивание поверхности поля. Основ ное назначение прикатывания, выполняемого до посева, это создание условий для равномерного заделывания семян. Благодаря этому полу чают дружные всходы, а посевы равномерно созревают. Послепосев ное прикатывание улучшает контакт семян с почвой и прогрев верхне го слоя, что способствует быстрому и дружному прорастанию семян.

В настоящее время в сельскохозяйственном производстве при меняют катки, различающиеся по конструктивному исполнению и, соответственно, по характеру воздействия на почву и формируемому профилю. Наиболее распространены почвообрабатывающие катки, образующие гладкий профиль поверхности поля, функциональным назначением которых является выравнивание поверхности почвы и разрушение почвенных комков.


К почвообрабатывающим каткам такого типа относят гладкие водоналивные, планчатые, кольчатые и другие. Гладкий водоналивной каток (рисунок 1) предназначен для уплотнения верхнего слоя и раз рушения крупных почвенных комков до или после посева. Каток вы полнен в виде цилиндра, установленного на оси, с возможностью за полнения водой[1]. Недостатком гладкого катка является образование твердой почвенной корки после прикатывания влажных почв. Кроме этого, каток плохо разрушает комки, так как часто вдавливает их в верхний слой почвы.

Рисунок 1 – Каток гладкий водоналивной В связи с этим широкое распространение приобрели планчатые катки (рисунок 2) представляющие собой цилиндрический планчатый барабан, выполненный в виде закрепленных на оси дисков, соединен ных между собой по образующей цилиндра планками с дополнитель ными рабочими элементами [2]. Планчатые катки применяют для кро шения, выравнивания и частичного уплотнения почвы. Каток (рисунок 2, а) оснащенный планками, расположенными по образующей, не обеспечивает требуемого качества обработки почвы, так как в процес се его работы при перекатывании по поверхности почвы возникают ударные нагрузки планок на почву, что приводит к образованию пере уплотненных зон и смещению семян при прикатывании почвы после посева. Для снижения негативного ударного воздействия катка планки располагают под углом к образующей (рисунок 2, б). Недостатком планчатых катков является плохое крошение крупных почвенных ко мок, так как в процессе работы катка комки, попадающие между план ками, не разрушаются.

Для обеспечения требуемого качества обработки почвы нами предложен каток (рисунок 3), выполненный в виде пустотелого ци линдра с равномерно расположенными по окружности ребрами. Каток снабжен креплениями для соединения со сцепкой почвообрабатываю щего агрегата. Внутри пустотелого цилиндра установлен гладкий ци линдр.

Ребра катка, установленные по винтовой линии, выравнивают и мульчируют поверхность почвы, а также обеспечивают уплотнение ее нижних слоев. Гладкий цилиндр интенсивно крошит крупные комки, попадающие во внутреннюю полость пустотелого цилиндра.

а б Рисунок 2 – Планчатые катки Рисунок 3 – Почвообрабатывающий каток:

1 – пустотелый цилиндр;

2 – ребро;

3 – диск;

4 – ось пустотелого ци линдра;

5 – крепление для соединения со сцепкой;

6 – гладкий ци линдр;

7 – ось гладкого цилиндра;

8 – поводок;

9 – подшипниковый узел Предложенный каток выравнивает и мульчирует поверхность почвы, обеспечивает уплотнение ее нижних слоев, а также интенсивно крошит крупные комки. Применение разработанного катка в составе агрегатов позволяет с низкими затратами обеспечить требуемое каче ство обработки почвы для сельскохозяйственных культур, высеваемых гладким способом.

Литература:

1. А.с. SU № 1172461. Почвообрабатывающий каток / В.Н. Зо лотухин, А.Т. Кеворкян, О.Я. Ковалевич, Г.В. Казаренко, В.В. Гудзен ко, П.В. Радомский. – Опубл. 15.08.1985;

Бюл. № 30.

2. А.с. SU № 1176860. Почвообрабатывающее орудие / А.А.

Кнаус, В.А. Мухин, А.И. Дремов. – Опубл. 07.09.1985;

Бюл. № 33.

Конструктивные особенности средств механизации гребневого посева Курдюмов В.И., Шаронов И.А., Зыкин Е.С., Мартынов В.В.

Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия им П.А. Столыпина, Россия Работа выполнена в рамках гранта Президента РФ для государствен ной поддержки молодых российских ученых МК-3642.2011. Разработан комбинированный посевной агрегат, совмещающий операции предпосевной подготовки почвы, посева и формирования уплотненного гребня почвы в один проход агрегата, применение кото рого позволяет более качественно выполнять посев. Это повышает урожайность возделываемых культур, снижает эксплуатационные и трудовые затраты.

A combined seeders, combines the operations of pre-sowing soil preparation, sowing and formation of compacted ridge of ground in one pass of the unit, the application of which allows you to more accurately perform seeding. This increases the yield of cultivated crops, reduces maintenance and labor costs.

Мировой опыт возделывания сельскохозяйственных культур свидетельствует о том, что технологии производства сельскохозяй ственной продукции различаются в зависимости от особенностей ка кой-либо культуры, и почвенно-климатических условий, предпочтений производителя. Соответственно, с ростом количества технологий уве личивается и потребность в средствах механизации для их эффектив ного выполнения. Следовательно, с развитием научно-технического прогресса в растениеводстве все большее значение имеет адаптация технологических процессов и средств механизации к природно климатическим и почвенным условиям.

Возможность использования гребневой технологии при возде лывании пропашных культур в большинстве природно-климатических зонах нашей страны подтверждена рядом исследований, которые по казывают, что приоритетным направлением совершенствования средств механизации возделывания пропашных культур является раз работка и создание комбинированных агрегатов и универсальных ра бочих органов. К числу операций, поддающихся комбинированию относят предпосевную обработку почвы, посев и прикатывание. При менение комбинированных агрегатов позволяет ускорить технологи ческий процесс возделывания пропашных культур;

совместить не сколько технологических операций в один проход агрегата, что спо собствует сохранению почвенной влаги и уменьшению ветровой эро зии почвы;

сокращает количество проходов агрегатов по полю, тем самым снизить вредное уплотняющее воздействие ходовой системы трактора на почву;

эксплуатационные затраты, затраты труда и топли во-смазочных материалов;

повышая производительность труда.

Для возделывания пропашных культур по гребневой технологии и обеспечения требуемого качества посева необходимо, чтобы комби нированная посевная машина выполняла операции предпосевной культивации, высева семян, формирование и уплотнение гребня за один проход агрегата. В связи с этим разработана технологическая схема комбинированной посевной машины, которая отличается секци онностью исполнения и включает в себя следующие основные элемен ты (рисунок 1): устройство загрузки семян и удобрений, высевающее устройство, заделывающие и почвообрабатывающие элементы, греб необразующие и уплотняющие элементы, устройство контроля и управления качеством высева семян.

Рисунок 1 – Структурная схема комбинированной посевной машины для возделывания пропашных культур по гребневой технологии Вышеперечисленные элементы должны входить в состав средств механизации посева пропашных культур по гребневой техно логии. Основой частью конструкции комбинированной посевной ма шины, обеспечивающей требуемое качество подготовки посевного слоя почвы, являются устройства, осуществляющие высев семян в почву и заделку их на требуемую глубину (сошник), формирование и уплотнение гребня (гребнеобразующие рабочие элементы и каток гребнеобразователь).

Таким образом, реализовав выше предложенную схему комби нированной посевной машины с использованием универсальных и многофункциональных рабочих элементов можно повысить качество выполнения операции посева и эффективность технологического про цесса возделывания пропашных культур по гребневой технологии.

Согласно предложенной схеме разработана комбинированная сеялка [1], которая состоит из рамы, семенного бункера, стрельчатых сошников, окучников и катков-гребнеобразователей (рисунок 2).

Рисунок 2 - Комбинированный посевной агрегат При возделывании культур по гребневой технологии урожай ность напрямую зависит от качества образования гребней. Для обеспе чения заданного качества гребней были разработаны катки гребнеобразователи для различных почв и климатических зон. Каток гребнеобразователь [2] состоит из рамы 1, переднего кронштейна 2, заднего кронштейна 3, устройства регулировки усилия 4 (рисунок 3).

Основным рабочим органом катка-гребнеобразователя являются сфе рические диски 5, установленные выпуклой поверхностью к продоль ной оси катка, имеющие возможность регулировки угла атаки и высо ты образования гребня, и прикатывающие кольца 7, установленные на оси 6 и имеющие возможность перемещения вдоль рамы катка.

Устройство работает следующим образом: предварительно сфе рические диски 5 устанавливают на требуемый угол атаки. Для этого перемещают концы боковых балок рамы в П-образных концах попе речной балки в разные стороны от оси симметрии катка и фиксируют в нужном положении. При необходимости углубления почвы по боко вым сторонам гребня и, вследствие этого, увеличения его высоты, сферические диски 5 вместе с полуосями перемещают вниз.

1 – рама;

2 – передний кронштейн;

3 – задний кронштейн;

4 – штанга;

5 – сферические диски;

6 – ось;

7 - кольца Рисунок 3 – Каток-гребнеобразователь с прикатывающими кольцами При движении катка-гребнеобразователя по рядку, на который предварительно с междурядий сдвинут для заделки семян рыхлый слой почвы и образован почвенный бугорок, сферические диски уплотняют бугорок почвы с боков. При этом прикатывающие кольца 7, вращающиеся на оси 6, уплотняют вершину бугорка почвы и оконча тельно формируют гребень почвы высотой 6…8 см.

Для обеспечения более качественного уплотнения центральной части гребня был разработан каток-гребнеобразователь с прикатыва ющим диском с упругими прутками (рисунок 4). Его главным отличи ем является установленный между сферическими дисками прикатыва ющий диск, состоящий из основания 1, установленного на оси 2, при катывающего кольца 3 и упругих прутков 4. При движении катка гребнеобразователя по рядку, на который предварительно с междуря дий сдвинут для заделки семян рыхлый слой почвы и образован поч венный бугорок, сферические диски, установленные выпуклой сторо ной к оси симметрии катка, перекатываются и уплотняют почвенный гребень с боковых сторон. Прикатывающий диск кольцом 3 уплотняет центральную часть гребня почвы в зоне расположения семян, а упру гие прутки 4 обеспечивают рыхление почвы в верхней части гребня и окончательно формируют гребень.


1 – основание прикатывающего диска;

2 – ось;

3 – прикатывающее кольцо;

4 – упругие прутки Рисунок 4 - Каток-гребнеобразователь с прикатывающим диском и упругими прутками.

В засушливых регионах необходимо образование гребня с про филем, обеспечивающим наибольшее скопление влаги в центральной части гребня. Для этого был разработан каток-гребнеобразователь с прикатывающим диском, образующий М-образный профиль (рисунок 5). Прикатывающее устройство катка состоит из двух боковых дисков 1, установленных на оси 2 с возможностью перемещения вдоль неё и фиксации, и уплотняющих планок 3.

Изменение угла установки планок 3 к оси 2 катка посредством перемещения плоских дисков 1 по оси 2 позволяет сформировать гре бень почвы требуемого качества вследствие образования М-образного профиля гребня и создания рыхлой мелкокомковатой структуры почвы в верхней части гребня и оптимально уплотненной центральной части гребня - в зоне расположения семян. При этом формирование М образного профиля гребня почвы обеспечивает скопление дождевой воды в зоне расположения семян, а рыхлый мульчированный слой почвы на поверхности гребня уменьшает испарение почвенной влаги.

1 – боковые диски;

2 – ось;

3 – уплотняющие планки Рисунок 5 - Каток-гребнеобразователь с прикатывающим диском, образующий М-образный профиль.

Таким образом, реализация гребневой технологии возделывания пропашных культур с использованием предложенных средств механи зации способствует повышению урожайности пропашных культур, а также снижению эксплуатационных затрат на посев за счет совмеще ния операций предпосевной подготовки почвы, посева и формирова ния уплотненного гребня почвы.

Библиографический список:

1. Курдюмов В.И. Гребневая сеялка / В.И. Курдюмов, Е.С. Зы кин, И.А. Шаронов. Патент РФ № 2444884. – Опубл. 20.03.2012, Бюл.

№ 8.

2. Курдюмов В.И. Каток-гребнеобразователь / В.И. Курдюмов, И.А. Шаронов. Патент RU № 2347338. Опубл. 27.02.2009 г. Бюл. № 6.

Гребневая технология: особенности, средства механизации, пер спективы Курдюмов В.И., Шаронов И.А., Зыкин Е.С., Мартынов В.В.

Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия им. П.А. Столыпина, Россия Работа выполнена в рамках гранта Президента РФ для государствен ной поддержки молодых российских ученых МК-3642.2011. Рассмотрены технологии посева сельскохозяйственных культур.

Выполнен анализ средств механизации для гребневого посева, выявле ны их недостатки. Разработан комбинированный посевной агрегат, позволяющий совместить операции предпосевной подготовки почвы, посева и формирование уплотненного гребня почвы в один проход агрегата, что способствует повышению урожайности культур и сниже нию эксплуатационных и трудовых затрат.

The technologies of sowing of agricultural crops. The analysis of means of mechanization for sowing in crest, found their disadvantages. A combined seeders, allowing to combine the operations of pre-sowing soil preparation, sowing and formation of compacted ridge of ground in one pass of the unit, which contributes to increasing crop yields and reduction of operational and labour costs.

Приоритетным направлением модернизации сельскохозяй ственного производства является использование ресурсосберегающих технологий и средств механизации, которые способствуют эффектив ному использованию ресурсов, сокращению затрат на производство и, соответственно, получению более высокой прибыли.

Факторы, повышающие урожайность культур - это оптимальная температура прорастания семян, наличие достаточного количества влаги, требуемая концентрация воздуха в почве и другие. Поэтому обеспечение наилучших условий для развития растений – одна из главных задач при обработке почвы и посеве.

В настоящее время признана перспективной гребневая техноло гия возделывания сельскохозяйственных культур. Гребневая техноло гия широко адаптирована в Турции, Индии, Китае и многих других странах.

Исследования, проведенные многими учеными [1, 2, 4], позво лили выявить такие преимущества гребневой технологии возделыва ния пропашных культур по сравнению с традиционной как возмож ность полива по бороздам;

возможность выполнения междурядной обработки, исключающей применение химических средств борьбы с сорняками;

обеспечение рыхлой, мелкокомковатой структуры почвы на протяжении всего периода вегетации растений;

улучшение аэрации почвы;

лучший прогрев корнеобитаемого слоя почвы и многое другое.

Гребневые технологии можно поделить на три основные группы (рисунок 1). Первая группа гребневых технологий предусматривает предпосевную нарезку гребней почвы с последующим высевом в гре бень. К недостаткам данного способа можно отнести то, что при высе ве гребни частично разрушаются.

Рисунок 1 – Особенности гребневых технологий Гребни после посева формируют преимущественно при возде лывании картофеля, поэтому широкого распространения при возделы вании других культур такая технология не имеет.

Общим недостатком всех указанных выше технологий является то, что нарезку гребней и посев осуществляют раздельно, что увеличи вает затраты на возделывание.

К третьей группе гребневых технологий можно отнести те, ко торые предусматривают совмещение операций за один проход агрега та. Это устраняет разрыв между операциями, снижает вредное уплот няющее воздействие колес МТА на почву, сокращает эксплуатацион ные затраты.

Для реализации рассмотренных выше технологий применяют следующие средства механизации. Нарезку гребней выполняют греб необразователями с активными и пассивными рабочими органами. К машинам с пассивными рабочими органами относят, например, куль тиватор-окучник навесной КОН-2,8;

культиватор-гребнеобразователь КГП-4 и другие (рисунок 2, а).

а б а - культиватор КГП-4 (RSHBX 2000) (фирма Kolnag);

б - фрезерный гребнеобразователь BASELIER 2FK Рисунок 2 – Средства механизации для нарезки гребней Преимущества этих орудий - формирование гребней без пере мешивания почвы, что сохраняет большую часть влаги в почве;

про стота изготовления рабочих органов.

Активные гребнеобразователи, например, фрезерный культива тор Rumpstad RSF-2000 и гребнеобразователь BASELIER 2FK160 (ри сунок 2, б) интенсивно крошат комки почвы и более качественно фор мируют гребень. К недостаткам можно отнести сложность конструк ции, увеличение потерь влаги.

Для высева семян в предварительно сформированный гребень предназначены овощные сеялки точного высева Kverneland и пневма тические сеялки фирмы Monosem (рисунок 3). Эти сеялки, в основном, используют для посева овощных культур, и они не всегда могут быть использованы для посева таких культур как кукуруза, соя, фасоль, подсолнечник. Основным недостатком представленных сеялок являет ся отсутствие у них рабочих органов, которые позволили бы оконча тельно сформировать деформированный при посеве гребень.

а б а - сеялки точного высева Kverneland;

б - пневматические сеялки фир мы Monosem Рисунок 3 – Сеялки для высева в гребень Для гребневого посева пропашных культур находят применение различные комбинированные агрегаты, например, гребневая сеялка культиватор (рисунок 4) позволяет совместить операции посева, вне сения минеральных удобрений, формирования гребня и прикатывания.

Эти агрегаты создают более благоприятные условия для разви тия культурных растений, повышают их урожайность, позволяют со кратить число проходов агрегатов по полю и устранить вредное влия ние уплотненной колеи на развитие растений, особенно при проведе нии весенних полевых работ. Однако существующие агрегаты не обеспечивают требуемого качества формирования гребней, металло емки, не универсальны.

1 – рама;

2 – тукопровод;

3, 8 – высевающие аппараты;

4 – туковый бункер;

5 – параллелограммный механизм;

6 – окучник гребнеобразователь;

7 – ложеобразующий каток;

9 – семенной бункер;

10 – семяпровод;

11 – сферический диск;

12 – загортач Рисунок 4 - Схема гребневой сеялки-культиватора Формирование и уплотнение гребней выполняют с помощью специальных катков, корпус которых копирует поверхность гребня (рисунок 5). Качество работы катка зависит от его диаметра и кон структивного исполнения рабочей поверхности. Диаметр должен быть таким, чтобы при встрече с комком почвы каток легко перекатывался через него, при этом давление катка концентрируется на комок, и он разрушается или же вдавливается в почву. Основным недостатком представленных конструкций катков-гребнеобразователей является отсутствие регулировок, позволяющих применять их для гребней раз ных размеров, что исключает их универсальность. Кроме этого в кон струкции этих катков не предусмотрены регулировки давления на поч ву, напрямую влияющее на однородность гребней при изменении рельфа поля.

Рисунок 5 – Фрезерный гребнеобразователь GH -8(фирма Grimme) с катками для прикатывания гребней почвы Таким образом, на основе выполненного анализа, выявлены ос новные направления совершенствования комбинированных агрегатов для гребневого посева. К ним относятся совмещение нескольких функций в одном рабочем органе, совмещение операций в одном про ходе агрегата.

На основе представленных принципов разработан комбиниро ванный посевной агрегат [3], позволяющий обеспечить требуемое ка чество посева и совместить несколько операций за один проход агре гата (рисунок 6).

1 – стрельчатая лапа-сошник;

2 – стрельчатая лапа с приваливающим пером;

3 – каток-гребнеобразователь Рисунок 6 - Сеялка-культиватор с катками-гребнеобразователями Каток-гребнеобразователь (рисунок 7) в составе комбинирован ного посевного агрегата формирует гребни почвы требуемых размеров и плотности одновременно с посевом. Основными элементами кон струкции катка являются рама 1 с кронштейном 2, посредством кото рого каток агрегатируют с требуемым орудием. Каток оборудован сферическими дисками 3, установленными выпуклой стороной к оси симметрии катка. Между дисками на оси установлен прикатывающий диск 4 с упругими прутками. Каток оснащен устройством для регули ровки давления на почву, состоящего из пружины 5 и штанги 6.

При движении катка-гребнеобразователя по рядку сферические диски 3 перекатываются и уплотняют гребень с боковых сторон. По вершине гребня, копируя рельеф почвы, перекатывается снабженный упругими прутками прикатывающий диск 4, который уплотняет цен тральную часть гребня в зоне расположения семян, а упругие прутки диска 4 разрыхляют верхний слой почвы.

Рисунок 7 – Каток-гребнеобразователь Каток формирует гребень почвы с оптимальной плотностью в зоне расположения семян и с рыхлым слоем почвы на поверхности гребня, что ускоряет процесс прорастания семян и способствует уве личению урожайности возделываемых культур.

Таким образом, предложенные средства механизации выпол няют гребневой посев пропашных культур с требуемым качеством, что способствует повышению урожайности возделываемых культур.

Библиографический список:

1. Летуновский В.И. Гребневой способ посева фасоли / В.И. Ле туновский, А.С. Акулов // Вопросы физиологии, селекции и техноло гии возделывания сельскохозяйственных культур. – Орел: Орелиздат.

– 2001.С.123–129.

2. Рекомендации по внедрению интенсивных технологий при возделыва-нии сельскохозяйственных культур. М.: ЦНИИТЭИ, 1986. – 124.с.

3. Курдюмов В.И. Гребневая сеялка / В.И. Курдюмов, Е.С. Зы кин, И.А. Шаронов. Патент РФ № 2444884. – Опубл. 20.03.2012, Бюл.

№ 8.

4. Гниломедов В.П. Основы индустриальной технологии про пашных на юго-востоке РСФСР. - Куйбышев: Кн. изд-во,1983. – 168.с.

Ресурсосберегающая технология водоподготовки Курдюмов В.И., Твердунов П.С., Твердунова В.С.

Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия, Российская Федерация We analyzed recent factsheets and science articles about water treatment on stockbreeding complexes and found disadvantages of standard scheme of water supply. Also we developed a device and suggested alternative tech nology for treatment water on stockbreeding complexes and farms.

Снабжение животноводческих предприятий водой питьевого качества – необходимое условие для поддержания высокой продук тивности сельскохозяйственных животных. С целью повышения каче ства воды, предназначенной на хозяйственно-питьевые нужды, приме няют способы её очистки, обеззараживания и кондиционирования ми нерального состава.

В настоящее время на большинстве животноводческих пред приятиях применяют типовую схему водоснабжения, представленную на рисунке 1а. Из трубчатого (или берегового) колодца воду забирают погружным электронасосом, и подают в водонапорный бак (или водо напорную башню) и затем в водопроводную сеть животноводческой фермы. При этом если качество воды источника не удовлетворяет тре бованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 в технологическую схему включают насосную станцию второго подъема и комплекс сооружений водопод готовки (рисунок 1б) [1, 2].

а б Рисунок 1 – Типовая схема водоснабжения животноводческой фермы:

а) при удовлетворительном качестве воды в источнике 1 – колодец трубчатый;

2 – насосная станция;

3 – водонапорный бак;

– водопроводная сеть;

5 – животноводческая ферма.

б) при неудовлетворительном качестве воды в источнике 1 – источник водоснабжения;

2 – колодец трубчатый;

3 – насосная станция первого подъема;

4 – сооружение водоподготовки;

5 – резер вуар чистой воды;

6 – насосная станция второго подъема;

7 – водона порный бак;

8 – внутренний водопровод;

9 – поилки;

10 – водопровод ная сеть.

Как правило, на животноводческих фермах с расходом воды 250…500 м3/сут. применяют очистку воды на медленных фильтрах или скорых напорных фильтрах с последующим её обеззараживанием хло ром или его производными (хлорной известью, двуокисью хлора и др.) [3]. Однако данной технологии присущи следующие недостатки: тру доемкость технического обслуживания, низкая скорость фильтрования (0,1…0,2 м/ч) медленных фильтров, затраты на содержание реагентно го хозяйства при обработке воды на скорых напорных фильтрах. К тому же после обработки воды хлором или его производными очень часто в воде остаются единичные, сохраняющие жизнеспособность хлоррезистентные особи [5]. Известно также, что хлор неэффективен против вирусов, спорообразующих бактерий и паразитов. Кроме того, в процессе хлорирования образуются опасные для человека и живот ного соединения. Так, например, с органическими загрязнениями хлор образует токсичные летучие галогенорганические соединения [4]. Эти соединения относят к группе тригалогенметанов, например, хлоро форм, дихлорэтан, тетрахлорэтилен и др. Перечисленные соединения обладают выраженной мутагенной и канцерогенной активностью.

Транспортировка, хранение и дозирование хлора и его производных требует особых мер предосторожности. Крупные склады хлора и со оружения для приготовления хлорной воды являются потенциальными источниками техногенных катастроф.

На небольших фермах, число которых в нашей стране продол жает расти, водоподготовка зачастую представляет собой очистку от частиц взвешенных примесей на сетчатых фильтрах (рисунок 2) [13]. В сетчатых фильтрах фильтрующую перегородку выполняют из различ ных материалов (хлопчатобумажная ткань, металл, пористая керамика и др.) с отверстиями, размер которых значительно меньше размера задерживаемых ими частиц. Как правило, на практике применяют сет чатые перегородки для извлечения частиц примесей размером: более 150 мкм (макропроцеживание);

1…150 мкм (микропроцеживание);

0,004…0,4 мкм (ультрапроцеживание).

Рисунок 2 – Узел водоподготовки по типовому проекту на 1220 свино маток с замкнутым циклом (технология фирмы «Big Dutchman»):

1 – фильтр грубой очистки;

2 – кран;

3 – счетчик расхода воды;

4 – байпас для медикатора;

5 – фильтр тонкой очистки воды с регулятором давления.

Нередко для решения вопроса обеззараживания воды, забирае мой из подземных источников, на нужды небольших фермерских хо зяйств, применяют электролизные установки ВИЭСХ производитель ностью 0,2 кг/сут активного хлора или установку ЭН-1 (НИИ КВОВ) производительностью 1 кг/сут. Расход электроэнергии на получение кг активного хлора из гипохлорита натрия в этих установках составля ет 0,9…1,2 и 6,0…7,5 кВт·ч соответственно [3]. Следует учитывать, что кроме электроэнергии на получение 1 кг активного хлора в элек тролизных установках требуется 12…15 кг поваренной соли. Из-за высокой стоимости получаемого в электролизных установках активно го хлора (из гипохлорита натрия) применять их на небольших пред приятиях по содержанию сельскохозяйственных животных оказывает ся не целесообразным.

В последнее время для обеззараживания воды на фермах начали применять ультрафиолетовые установки таких производителей как:

НПО «ЛИТ», ООО «Национальные водные ресурсы», ЗАО «Машино строительный завод», НПО «ЭНТ», Wedeco AG, Delta UV, Trojan Technologies, Atlantium Technologies и др. Обеззараживание воды УФ излучением имеет ряд существенных преимуществ перед другими способами обеззараживания: оно эффективно против большинства известных бактерий, вирусов, спор и протозоа;

не способствует обра зованию в обрабатываемой воде побочных продуктов;

не влияет на органолептические свойства воды. Эффективность обеззараживания ультрафиолетовым излучением не зависит от рН и температуры обра батываемой воды. Эксплуатационные расходы, связанные с использо ванием данного способа обеззараживания, меньше, чем при хлориро вании и озонировании. Кроме этого современные источники ультра фиолетового излучения и пускорегулирующую аппаратуру выпускают серийно [9-12]. Единственным недостатком ультрафиолетового спосо ба обеззараживания воды является возможность вторичного её загряз нения при транспортировании на большие расстояния [8]. Однако раз мещение устройств для обеззараживания воды ультрафиолетом непо средственно перед потребителем позволяет устранить этот недостаток.

Для эффективной работы ультрафиолетовых установок необхо димо, чтобы обрабатываемая вода удовлетворяла требованиям, приве денным в таблице 1.

Таблица 1 – Обеззараживание ультрафиолетом. Рекомендуемые пока затели качества обрабатываемой воды.

Показатели Единицы измерения Рекомендуемые значения Мутность мг/л 1,5… Цветность град. Содержание общего мг/л 0,3…1, железа Марганец мг/л 0,05…0, Колифаги БОЕ/100 мл При этом расход электроэнергии на обеззараживание воды уль трафиолетовым излучением (с использованием ламп низкого давле ния) не превышает 10…30 Вт·ч/м3.

Небольшие животноводческие комплексы и фермерские хозяй ства нуждаются в устройствах для очистки и обеззараживания не больших объемов воды. Поэтому целесообразно разрабатывать кон струкции с небольшой пропускной способностью, которые смогли бы обеспечить требуемое качество обработанной воды с минимальными затратами на техническое обслуживание и электроэнергию.



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 6 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

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.