Agricultural machinery and technologies (E-Journal) / Сельскохозяйственные машины и технологии
Not a member yet
446 research outputs found
Sort by
Энергоустановки на основе парового привода с замкнутой циркуляцией рабочего тела
Get PDFThe authors investigated the heat carriers thermodynamic characteristics and the power plant structural components, which ensured the efficient conversion of thermal energy into mechanical and electrical energy.(Research purpose) To conduct modeling for calculating the structure manufacturing technology and studying the power plant characteristics based on a steam engine with given energy parameters.(Materials and methods) The authors carried out mathematical modeling based on the heat and mass transfer laws. To create a prototype model of a steam engine, the recuperation principle based on the “liquid–vapor–liquid” cycle with the use of low-temperature heat carriers was used.(Results and discussion) The authors showed that double transformation of the aggregation state of the working body was much more efficient than its heating. They calculated the characteristics connecting the energy processes of low-temperature heat carriers vaporization (freon R-134a) in the radiator and engine. They revealed dependencies: the radiator heating time from 30 degrees Celsius (ambient temperature) to 100 degrees (maximum operating temperature) at different powers of the heating source (3; 4; 5 kilowatts); density and average density of steam in the radiator from temperature; the steam engine power and the freon steam consumption from the pressure of 0-3.97 megapascals.(Conclusions) The authors determined that the working steam amount, proportional to its density at a temperature of 90 degrees and a pressure of 3.6 megapascals, was 4.75 times less than the liquid freon amount, proportional to its density, at 100 degrees Celsius and a pressure of 3.97 megapascals, the working steam amount was 2 times less than liquid freon. They revealed a limited range of operating temperatures in a steam engine. It was proved that these calculation methods and characteristics determined the structural and energy parameters of the developed power plants based on a steam engine.Исследовали термодинамические характеристики теплоносителей и конструктивные компоненты энергоустановки, обеспечивающие эффективное преобразование тепловой энергии в механическую и электрическую.(Цель исследования) Провести моделирование для расчета технологии изготовления конструкции и исследования характеристик энергоустановки на базе парового двигателя с заданными энергетическими параметрами.(Материалы и методы) Осуществили математическое моделирование на основе законов тепло- и массообмена. Для создания модели опытного образца парового двигателя использовали принцип рекуперации на основе цикла «жидкость – пар – жидкость» с применением низкотемпературных теплоносителей.(Результаты и обсуждение) Показали, что двойное преобразование агрегатного состояния рабочего тела гораздо производительнее его нагрева. Вычислили характеристики, связующие энергетические процессы парообразования низкотемпературного теплоносителя (фреона R-134а) в радиаторе и двигателе. Выявили зависимости: времени нагрева радиатора от 30 градусов Цельсия (температуры окружающей среды) до 100 градусов (предельной рабочей температуры) при различных мощностях источника нагрева (3; 4; 5 киловатт); плотности и средней плотности пара в радиаторе от температуры; мощности парового двигателя и расхода пара фреона от давления 0-3,97 мегапаскаля.(Выводы) Определили, что количество рабочего пара, пропорционального его плотности при температуре 90 градусов и давлении 3,6 мегапаскаля, в 4,75 раз меньше количества жидкого фреона, пропорционального его плотности, а при 100 градусах Цельсия и давлении 3,97 мегапаскаля количество рабочего пара в 2 раза меньше, чем жидкого фреона. Выявили лимитированный интервал рабочих температур в паровом двигателе. Доказали, что приведенные методы расчета и характеристики определяют конструкционные и энергетические параметры разрабатываемых энергоустановок на основе парового двигателя
Возможность получения длинного волокна из тресты масличного льна на различном технологическом оборудовании
Get PDFThe authors showed that the short fiber of oilseed flax was usually obtained from a tangled mass of broken stems. However, recently, the question of the processing possibility of the culture whole stems left after harvesting into long fiber was raised. (Research purpose) To study the possibility of obtaining long fiber from oil flax stems on various technological equipment with the substantiation of the fiber characteristics. (Materials and methods) Whole oil flax stems of various qualities of six different varieties were taken. The samples were processed on an SMT-500 machine and in an ALS-1 crumpling and scutching machine, after which the quality parameters of the long fiber were determined. (Results and discussion) The authors found that most of the quality indicators of oil flax trusts corresponded to the fiber flax trusts characteristics, but the fiber strength had unacceptably low values. The number of flax stems from oil flax did not exceed 0.5, and the yield of long fiber varied from 0.4 to 11 percent, which was much lower than from fiber flax, so the fiber bulk fell into waste. It was determined that on the SMT-500 machine it was impossible to obtain a long fiber of even the lowest number due to the small value of the gristle length, and after the ALS-1 machine, the number of the long fiber was not higher than 8. During the analysis of individual characteristics of the long fiber from oilseed flax, it was determined that oil flax fiber was thicker, less strong and flexible in comparison with fiber flax. (Conclusions) The authors proved that long fiber could be obtained from flax whole stems, but of poor quality. They determined that up to 67 percent of flax varieties could be processed into long fiber. Of the flax types considered, oilseed flax seeds revealed the best quality-grade LM-98 and the worst – Biryuza and Rucheek. Показали, что короткое волокно масличного льна обычно получают из спутанной массы поломанных стеблей. Однако в последнее время поднимается вопрос о возможности переработки в длинное волокно целых стеблей, оставшихся после уборки семян. (Цель исследования) Изучить возможность получения длинного волокна из стеблей масличного льна на различном технологическом оборудовании с обоснованием характеристик волокна. (Материалы и методы) Взяли целые стебли различного качества шести разных сортов масличного льна. Образцы перерабатывали на станке СМТ-500 и в мяльно-трепальном агрегате марки АЛС-1, после чего определяли показатели качества длинного волокна. (Результаты и обсуждение) Выявили, что большинство показателей качества тресты масличного льна соответствуют характеристикам тресты льна-долгунца, но прочность волокна имеет недопустимо низкие значения. Номер льнотресты из льна масличного не превышает 0,5, а выход длинного волокна изменяется от 0,4 до 11,0 процентов, что гораздо ниже, чем из льна-долгунца, то есть основная часть волокна выпадает в отходы. Определили, что на станке СМТ500 невозможно получить длинное волокно даже самого низкого номера из-за малого значения горстевой длины, а после агрегата АЛС-1 номер длинного волокна не выше 8. В ходе анализа отдельных характеристик длинного волокна из масличного льна определили, что в сравнении со льном-долгунцом это волокно более толстое, менее прочное и гибкое. (Выводы) Доказали, что из целых стеблей льнотресты льна масличного можно получить длинное волокно, но низкого качества. Определили, что в длинное волокно могут быть переработаны до 67 процентов сортов льнотресты. Из рассмотренных типов льнотресты масличного льна выявили наилучший по качеству – сорт ЛМ-98 и наихудшие – Бирюза и Ручеек.
Силовая установка для мобильного транспортного средства класса 0,60,8 на базе тракторного самоходного шасси Т16
Get PDFThe authors showed the necessity to develop a rear-wheel drive hybrid mobile agricultural vehicle with electric drive and power plant. (Research purpose) To develop and study a new kinematic scheme of a mobile vehicle based on a self-propelled tractor T-16 chassis, which provides increased reliability, comfortable working conditions for the operator, a significant improvement in the environmental situation, and better economic efficiency. (Materials and methods) The authors listed the advantages of the new hybrid vehicle kinematic scheme. They gave the comparative technical characteristics of a diesel engine and an asynchronous electric motor. They developed a new methodology for calculating gas turbine engine technical parameters and described the production process of an electric drive with a capacity of 11 kilowatts to drive the driving wheels. The authors gave a thermal design of the compressor parameters, turbine. They calculated the excess air ratio. According to the parameters obtained, a K27-145 turbocharger was chosen, which simultaneously served as a turbine and a compressor of a gas turbine engine. A kinematic diagram was created with a gas turbine electric generator, storage batteries, an asynchronous frequency-controlled motor and a mechanical gearbox. (Results and discussion) The authors proposed to use a mobile vehicle as a mobile power plant: an output socket with a voltage of 220-230 volts operated from an inverter connected to batteries; the second socket – with a three-phase voltage of 400 volts – from the generator of the power gas turbine plant. (Conclusions) It was proved that the proposed hybrid mobile vehicle design on a battery and a gas turbine was capable of operating throughout the entire working day, and to provide 16 horsepower of a diesel engine, it was enough to install an asynchronous electric motor with a capacity of 7.5 kilowatts. The authors calculated the compressor performance of the gas turbine engine, which was 0.178 kilograms per second. The geometric parameters of the combustion chamber and the technical characteristics of the turbocharger were determined.Показали необходимость разработки заднеприводного гибридного мобильного транспортного средства сельскохозяйственного назначения с электроприводом и силовой энергетической установкой. (Цель исследования) Разработать и исследовать новую кинематическую схему мобильного транспортного средства на базе тракторного самоходного шасси Т-16, обеспечивающую повышенную надежность, комфортные условия труда оператора, значительное улучшение экологической обстановки, а также экономическую эффективность. (Материалы и методы) Перечислили преимущества новой кинематической схемы гибридного транспортного средства. Привели сравнительные технические характеристики дизельного двигателя и асинхронного электродвигателя. Разработали новую методику расчета технических параметров газотурбинного двигателя. Описали процесс производства электропривода мощностью 11 киловатт для привода ведущих колес. Привели тепловой расчет параметров компрессора, турбины. Вычислили коэффициент избытка воздуха. По полученным параметрам выбрали турбокомпрессор К27-145, который одновременно служит турбиной и компрессором газотурбинного двигателя. Создали кинематическую схему с газотурбинным электрогенератором, аккумуляторными батареями, асинхронным двигателем частотного управления и механической коробкой переключения передач. (Результаты и обсуждение) Предложили использовать мобильное транспортное средство как передвижную электростанцию: выходная розетка с напряжением 220-230 вольт работает от инвертора, подключенного к аккумуляторным батареям; вторая розетка – с трехфазным напряжением 400 вольт – от генератора силовой газотурбинной установки. (Выводы) Доказали, что предложенная конструкция гибридного мобильного транспортного средства на аккумуляторной батарее и газовой турбине способна работать в течение всего рабочего дня, а для обеспечения мощности 16 лошадиных сил дизельного двигателя достаточно установить асинхронный электродвигатель мощностью 7,5 киловатт. Рассчитали производительность компрессора газотурбинного двигателя, которая составила 0,178 килограмма в секунду. Определили геометрические параметры камеры сгорания и техническую характеристику турбокомпрессора.
Разработка энергоэффективной системы микроклимата для беспривязного содержания дойного стада
Get PDFThe authors studied the scientific and technical literature regarding the microclimate influence on dairy cattle productivity. It was found out that the building microclimate parameter deviation from certain limit values reduces milk yield by 10-20 percent decrease the live weight gain by 20-30 percent increases the mortality of young animals by 5-40 percent and reduces the number of lactations by 15-20 percent for the herd. (Research purpose) To conduct a survey of modern microclimate systems and their technical implementation for livestock buildings, suggesting the best option while reducing energy costs. (Materials and methods) A classification scheme was provided for microclimate systems. The factors affecting the microclimate of livestock premises were presented in one figure. The main functions of ventilation systems in animal husbandry were identified. The conditions for the use of natural and forced (tunnel) ventilation systems were described. The devices for changing the microclimate on the premises were presented. The possibility of using an overlapped ridge in the area of the roof ridge was considered to catch the airflow and minimize moisture penetration. (Results and discussion) To decrease energy consumption, it was proposed to shift from a supply ventilation system to a natural and hybrid ventilation system, which contains an air removal system, lighting equipment, heating elements, sensors, fans with spray nozzles, sashes. (Conclusions) It was found out that in summer, natural ventilation is unable to prevent heat stress from cows. It was determined that in case of heat stress within 60 days, losses could amount to 4.2 million rubles. To ensure optimal microclimate conditions and reduce costs from heat stress, it was proposed to use an innovative natural and hybrid ventilation system. The calculations showed that a 60-day energy consumption of the proposed system equals 264 thousand rubles.Изучили научно-техническую литературу, посвященную влиянию микроклимата на продуктивность молочного скота. Установили, что отклонение параметров микроклимата в зданиях от определенных предельных значений снижает надои на 10-20 процентов, уменьшает прирост живой массы на 20-30 процентов, увеличивает падеж молодняка на 5-40 процентов, сокращает количество лактаций на 15-20 процентов по стаду. (Цель исследования) Провести обзор современных систем микроклимата и их технической реализации для животноводческих помещений, предложив оптимальный вариант при снижении энергозатрат. (Материалы и методы) Привели схему классификации систем микроклимата. Представили в одном рисунке факторы, влияющие на микроклимат животноводческих помещений. Определили основные функции систем вентиляции в животноводстве. Описали условия применения естественной и принудительной (тоннельной) систем вентиляции. Представили устройства для изменения микроклимата в помещениях. Рассмотрели возможность использования перекрытого гребня в зоне конька крыши для увеличения воздушного потока и минимизации проникновения влаги. (Результаты и обсуждение) Для экономии энергопотребления предложили вместо системы приточной вентиляции перейти на естественно-гибридную, которая содержит систему удаления воздуха, осветительное оборудование, нагревательные элементы, датчики, вентиляторы с распылительными форсунками, створки. (Выводы) Установили, что естественная вентиляция летом не способна предотвратить тепловой стресс от коров. Определили, что при тепловом стрессе в течение 60 дней убытки могут составить 4,2 миллиона рублей. Для обеспечения оптимальных условий микроклимата и снижения затрат от теплового стресса предложили использовать инновационную естественно-гибридную систему вентиляции. В ходе расчетов выявили, что энергопотребление предлагаемой системы в течение 60 дней равно 264 тысячам рублей
Оперативный контроль состояния рабочих машин по параметрам двигателя внутреннего сгорания
Get PDFThe authors showed that the imperfection of precision farming methods, methods of transferring energy from the tractor engine to the working bodies required the development of new methods for reliable and accurate identification of the soil and its properties, as well as the state of machine-tractor units. (Research purpose) To determine the actual energy and economic indicators of a working machine and unit reliably and promptly in the operating conditions of agricultural production by parameters closely related to the energy indicators of an internal combustion engine, the measurement of which did not require large costs. (Materials and methods) 24 indirect parameters reflecting the power and degree of engine load were used for the operational assessment. In this case, the angular accelerations of the internal combustion engine and the turbocharger rotor crankshaft, including those caused by the operation of individual cylinders, the working processes of the generator (their average and extreme values), as well as the amplitude-frequency spectra of these processes, and speed characteristics were taken into account. To improve the accuracy and reliability of the assessment of energy indicators, the authors selected the processes in the frequency and phase domains. (Results and discussion) The considered methods were tested in production conditions during the main processing of the alkaline-chernozem complexes of the Chulym district of the Novosibirsk region. The authors found that the use of a flexible machine-tractor unit based on an energy-rich tractor improved the quality of soil cultivation: the share of soil lumps less than 5 centimeters in size was 73-80 percent; the productivity of the tillage machine increased by 15-20 percent. (Conclusions) The authors proved that with the help of indirectly determined indicators of power and degree of load, it was possible to estimate the actual values of the energy and technical and economic indicators of the working machine and the unit, the quality of the assembly of the unit, the heterogeneity of the soil was much easier and cheaper than using the known force-measuring methods. It was found that the use of digital systems for automatic control of the unit using the indicated indicators made it possible to provide quite simply the setting of the optimal zone of energy modes.Показали, что несовершенство методов точного земледелия, способов передачи энергии от двигателя трактора к рабочим органам требуют разработки новых методов достоверной и точной идентификации почвы и ее свойств, а также состояния машинно-тракторных агрегатов. (Цель исследований) Достоверно и оперативно в эксплуатационных условиях сельскохозяйственного производства определить фактические энергетические и экономические показатели рабочей машины и агрегата по параметрам, тесно связанным с энергетическими показателями двигателя внутреннего сгорания, измерение которых не требует больших затрат. (Материалы и методы) Для оперативной оценки использовали 24 косвенных параметра, отражающих мощность и степень нагрузки двигателя. При этом учитывали угловые ускорения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания и ротора турбокомпрессора, в том числе вызванные работой отдельных цилиндров, рабочие процессы генератора (их средние и экстремальные значения), а также амплитудно-частотные спектры этих процессов, скоростные характеристики. Для повышения точности и достоверности оценки энергетических показателей провели селекцию процессов в частотной и фазовой областях. (Результаты и обсуждение) Рассмотренные методы апробировали в производственных условиях при основной обработке солонцово-черноземных комплексов Чулымского района Новосибирской области. Выявили, что применение гибкого машинно-тракторного агрегата на базе энергонасыщенного трактора улучшило качество обработки почвы: доля почвенных комков размером менее 5 сантиметров составила 73-80 процентов; производительность почвообрабатывающего агрегата увеличилась на 15-20 процентов. (Выводы) Доказали, что с помощью косвенно определяемых показателей мощности и степени нагрузки можно оценить фактические значения энергетических и технико-экономических показателей рабочей машины и агрегата, качество комплектования агрегата, неоднородность почвы значительно проще и дешевле, чем посредством известных силоизмерительных методов. Выявили, что применение цифровых систем автоматического управления агрегатом с использованием указанных параметров позволяет достаточно просто обеспечить задание оптимальной зоны энергетических режимов
Исследование достижений и перспектив развития технологических инновацийв области интеллектуальной сельскохозяйственной техники в Китае
Get PDFAgricultural machinery is the key fi eld in modern scientifi c and technological innovation. In recent years, China has made great achievements in the development of high-performance intelligent agricultural machinery with cutting-edge technology, which promotes the effi cient use of agricultural resources and environment-friendly development, and supports 70 percent of China’s agricultural mechanization production. This paper mainly focus on the innovation and progress in the fi eld of intelligent agricultural equipment technology in China from the aspects of information perception and precision production monitoring technology, intelligent operation management technologies, power machinery, farmland operation machinery, intelligent harvesting technology, production technology and agricultural products processing equipment. the paper also summarizes that, in the future, green, intelligence and universality will become the main characteristics of the development of intelligent agricultural machinery technology, and cross integration, extension and expansion will become the main direction of technological innovation. At last by referring to the application basis and cutting-edge technology of China’s intelligent agricultural machinery industry, the innovation and development goals and research direction of future intelligent agricultural equipment, the scientifi c and technological innovation and industrial development trend in the fi eld of agricultural mechanization and intelligent application integration, this paper puts forward some suggestions on the research direction of future intelligent agricultural equipment.Сельскохозяйственная техника стала ключевой областью современных научных и технологических инноваций. В последние годы Китай добился больших успехов в разработке высокопроизводительной интеллектуальной сельскохозяйственной техники и применении передовых технологий, которые способствуют эффективному использованию сельскохозяйственных ресурсов и экологически безопасному развитию, а также обеспечивают 70 процентов производства в области механизации сельского хозяйства в Китае. В этой работе основное внимание уделяется инновациям и достижениям в области технологии интеллектуального сельскохозяйственного оборудования в Китае, а именно вопросам восприятия информации, технологии точного мониторинга производства, проблемам технологий интеллектуального управления операциями, энергетического оборудования, машин для обработки сельскохозяйственных угодий, интеллектуальной технологии сбора урожая, технологий производства и оборудования для переработки сельхозпродукции. В статье также прогнозируется, что в будущем экологичность, интеллект и универсальность станут основными характеристиками развития технологий интеллектуальной сельскохозяйственной техники, а перекрестная интеграция, рост и расширение неотрывно связаны с технологическими инновациями. Наконец, на основе прикладного характера китайской интеллектуальной сельскохозяйственной техники и передовых технологий, учитывая цели инновационного развития и направления исследований будущего интеллектуального сельскохозяйственного оборудования, принимая во внимание научные и технологические инновации и тенденции промышленного развития в области механизации сельского хозяйства и возможности интеллектуальной интеграции, авторы выдвигают некоторые предложения в направлении исследований будущего интеллектуального сельскохозяйственного оборудования
Эволюция зерно-семяочистительной техники в России
Get PDFThe authors determined that in the development of grain production technical support, the main role was played by such a system-forming factor as the transition of the country’s grain enterprises to private ownership. Over the past 30 years, private companies and individuals became grain owners (with the exception of a small share). The authors substantiated the necessity for the development of grain-seed cleaning equipment in Russia. They showed the relevance of developing a new scientific and technical policy in the field of machine development support for grain production and its optimal functioning.(Research purpose) To carry out an evolutionary analysis of grain and seed cleaning equipment development and functioning, to determine the main periods and system-forming factors of its development.(Materials and methods) The authors applied the historical-analytical method in addition to technical systems. As research objects, they studied the original works of domestic and foreign authors for more than 100 years: monographs, dissertations, reports of research institutions, machine testing stations protocols, scientific journals, conference materials, as well as descriptions for domestic and foreign patent documentation.(Results and discussion) They described the evolution of grain-seed cleaning equipment development over the past 150 years: from the simplest tools to complex machine systems of industrial flow technologies. The authors presented the main characteristics of grain-seed cleaning machines and indicators of grain mixtures separation by sieves processes at various stages.(Conclusions) The main system-forming factors influencing the technical support of grain production such as: socio-economic conditions; soil and climatic conditions; science and technology policy; organizational factors were revealed. They substantiated four stages of its development: the first (1870-1930) – the use of the simplest manual machines of foreign production; the second (1930-1950) – the birth of domestic production of grain-seed cleaning equipment; the third (1950-1991) – the transition from the use of separate machines to industrial flow technologies; the fourth (1991 – to the present) – the transition from traditional flow technology to a variety of technologies and machines.Определили, что в развитии технического обеспечения зернопроизводства основную роль сыграл такой системообразующий фактор, как переход зерновых предприятий страны в частную собственность. За последние 30 лет владельцами зерна (за исключением небольшой его доли) стали частные компании и физические лица. Обосновали потребность развития зерно-семяочистительной техники в России. Показали актуальность выработки новой научно-технической политики в сфере развития машинного обеспечения зернопроизводства и его оптимального функционирования. (Цель исследования) Провести эволюционный анализ развития и функционирования зерно- и семяочистительной техники, определить основные периоды и системообразующие факторы ее развития.(Материалы и методы) Применили историко-аналитический метод в приложении к техническим системам. В качестве объектов исследования изучили оригинальные работы отечественных и зарубежных авторов более чем за 100 лет: монографии, диссертации, отчеты научно-исследовательских учреждений, протоколы машиноиспытательных станций, научные журналы, материалы конференций, а также описания к отечественной и зарубежной патентной документации.(Результаты и обсуждение) Описали эволюцию развития зерно-семяочистительной техники в течение последних 150 лет: от простейших орудий до сложных машинных систем индустриальных поточных технологий. Представили основные характеристики зерно-семяочистительных машин и показатели процессов сепарирования зерновых смесей решетами на различных этапах.(Выводы) Выявили основные системообразующие факторы, влияющие на техническое обеспечение зернопроизводства: социально-экономические условия; почвенно-климатические условия; научно-техническая политика; организационные факторы. Обосновали четыре этапа ее развития: первый (1870-1930 годы) – применение простейших ручных машин зарубежного производства; второй (1930-1950 годы) – зарождение отечественного производства зерно-семяочистительной техники; третий (1950-1991 годы) – переход от использования отдельных машин к индустриальным поточным технологиям; четвертый (с 1991 по настоящее время) – переход от традиционной поточной технологии к многообразию технологий и машин
Мощность двигателя трактора, оснащенного технологическим модулем
Get PDFA shortage of class 2 and class 3 tractors was observed in peasant farms. As a solution to this problem, it was proposed to develop a technological module that would increase the versatility of class 1.4 tractors by transferring them to a higher traction class. (Research purpose) The authors aimed to substantiate the nominal operating power of the engine for a tractor with a technological module. (Materials and methods) To calculate the required power, the authors proposed a method that takes into account the design features of the modular construction of a machine-tractor unit. (Results and discussion) The authors showed that for a modular power unit with a 6K6 wheel arrangement, it is necessary to consider a number of additional factors having an impact on the accuracy of the calculation: firstly, the tractor’s traction and coupling properties depend on the number of driving axles; secondly, the wheel slippage along individual axes is not the same and occurs due to a constructively conditioned kinematic discrepancy in their drive; thirdly, the three-axle transmission efficiency can be determined only as a total indicator of three transmission branches, that is, to drive the tractor front and rear wheels and, separately, to drive the wheels of the technological module. The authors compared the required engine power when using a tractor with ballast and that with a technological module. (Conclusions) It was determined that in order to achieve the maximum traction force of adhesion on the hook when moving to the next higher traction class, it is necessary that the tractor, that the technological module is joint to, has the energy saturation of 2.00-2.41 kilowatts per kilonewton, which corresponds to traction and energy concept tractors whose engine power cannot be realized through traction. It was found that the power saturation of the tractor with the technological module will be equal to 1.59-1.65 kilowatts per kilonewton, which corresponds to the tractor of the traction concept and allows realizing the built-in engine power through traction.Отметили дефицит тракторов класса 2 и 3 в крестьянских хозяйствах. В качестве решения данной проблемы предложили разработать технологический модуль, позволяющий повысить универсальность тракторов класса 1,4 путем перевода их в более высокий тяговый класс. (Цель исследования) Обосновать номинальную эксплуатационную мощность двигателя для трактора с технологическим модулем. (Материалы и методы) Для расчета необходимой мощности предложили методику, учитывающую конструктивные особенности модульного построения машинно-тракторного агрегата. (Результаты и обсуждение) Показали, что для модульного энергосредства с колесной формулой 6К6 следует учитывать ряд дополнительных факторов, влияющих на точность расчета: во-первых, тягово-сцепные свойства трактора зависят от количества ведущих осей; во-вторых, буксование колес по отдельным осям неодинаково и обусловлено конструктивно заданным кинематическим несоответствием в их приводе; в-третьих, КПД трехосной трансмиссии можно определить только как суммарный показатель трех ветвей трансмиссии, то есть на привод передних и задних колес трактора и отдельно – на привод колес технологического модуля. Сравнили требуемую мощность двигателя при использовании трактора с балластом и с технологическим модулем. (Выводы) Определили, что для достижения предельной по сцеплению силы тяги на крюке при переходе в следующий более высокий класс тяги необходимо, чтобы трактор, к которому подсоединяется технологический модуль, обладал энергонасыщенностью 2,00-2,41 киловатта на килоньютон, что соответствует тракторам тягово-энергетической концепции, у которых мощность двигателя не может быть реализована через тягу. Выявили, что энергонасыщенность трактора с технологическим модулем будет равна 1,59-1,65 киловатта на килоньютон, что соответствует трактору тяговой концепции и позволяет реализовать заложенную мощность двигателя через тягу.
Оборудование и технология для внутрипочвенного орошения интенсивных садов в Бухарской области Республики Узбекистан
Get PDFExperience shows that for the irrigation of intensive gardens, various types of equipment and technologies are used, such as continuous irrigation (invasive), drip irrigation, subsurface irrigation and other methods. All irrigation options have some shortcomings, such as water evaporation, high water consumption, high consumption of mineral fertilizers and energy. (Research purpose) To develop an automated system for subsurface irrigation of intensive gardens with groundwater using electric pumps and solar panels, and to create a mathematical model of soil moisture distribution. (Materials and methods) Special devices shaped as pegs were designed to supply water with dissolved mineral fertilizers directly into the root system of intensive gardens. The authors investigated the pegs’ geometric parameters and the criteria for their placement in the soil, taking into account the consumption of water and nutrients. The authors examined soil mechanical composition and salinity as well as its physical and mechanical, technological properties. (Results and discussion) It was found out that the installation of the peg facilitates soil moisturizing through the central pipeline within the radius of 1.55-1.75 meters at the depth of 0.7-0.9 meters. Three-four pegs, being equidistant from each other and inclined in relation to the vertical axis by 20-30 degrees, were placed around a tree. Water consumption was determined for various irrigation methods: for furrow irrigation (control) – 1125.7 cubic meters per hectare, for continuous irrigation (invasive) – 1812.3 cubic meters per hectare, for drip irrigation – 618.6 and subsurface irrigation – 506.4 cubic meters per hectare. (Conclusions) Based on the results of the experimental study carried out in farms with intensive gardens using various irrigation methods, continuous irrigation (invasive), drip irrigation and subsurface irrigation were compared in terms of water consumption. The results show that drip irrigation and subsurface irrigation ensure less water consumption than flood irrigation, by 46 per cent and 57 per cent respectively. It was found out that subsurface irrigation ensures 57 per cent water and 25-35 per cent mineral fertilizer economy, in comparison with the other methods of providing trees with water and nutrients.Показали, что для обеспечения интенсивных садов водой применяют различные технологии: бороздковый полив, капельное или внутрипочвенное орошение. Отметили среди недостатков во всех вариантах большой расход воды, минеральных удобрений и энергии. (Цель исследования) Разработать автоматизированную систему внутрипочвенного орошения интенсивных садов грунтовыми водами с помощью электронасосов и с использованием солнечных батарей, а также создать математическую модель распределения почвенной влаги. (Материалы и методы) Создали специальные устройства в виде колышков для подачи воды с растворенными в ней минеральными удобрениями прямо в корневую систему интенсивных садов. Исследовали их геометрические параметры и критерии размещения в почве с учетом расхода воды и питательных веществ. Изучили физико-механические, технологические свойства, механический состав и засоленость почвы. (Результаты и обсуждение) Показали, что при установке разработанного колышка обеспечивается увлажнение почвы через центральный трубопровод в радиусе 1,55-1,75 метра на глубине 0,7-0,9 метра. Разместили вокруг дерева 3-4 колышка, равноудаленных друг от друга, с наклоном по отношению к вертикальной оси на 20-30 градусов. Определили расход воды при различных способах орошения: при бороздковом поливе (контроль) – 1125,7 кубометра на гектар, при капельном орошении – 618,6 и внутрипочвенном – 506,4 кубометра на гектар. (Выводы) Определили, что внутрипочвенное орошение, по сравнению с другими способами обеспечения деревьев водой и питательными веществами, способствует экономии воды на 57 процентов, минеральных удобрений на 25-35 процентов.
Обоснование устройства генерации капель искусственного дождя пневмогидравлическим распылением жидкости
Get PDFThe authors studied the pneumohydraulic device indicators for spraying liquids for irrigation, nutrition and protection of agricultural plants, taking into account the principles of water and energy conservation, based on preliminary gas saturation of sprayed water and the use of a cavitation effect in the design of the aerator unit during ejection and supply of air under pressure. (Research purpose) To determine the technological parameters of a pneumohydraulic device for spraying liquids to obtain controlled dispersive artificial rain and substantiate the choice of its optimal technical parameters depending on the operating modes. (Materials and methods) The authors used an algorithm for calculating parameters in EXCEL or WPS spreadsheet processor and mathematical expressions. (Results and discussion) The authors theoretically determined the minimum and maximum calculated parameters of the constructive solution geometry for spraying the liquid phase: water nozzle, air nozzle channel, mixing cell, middle annular gap, outlet nozzle. They changed indicators of operating water pressure – 0.20; 0.25; 0.30 and 0.35 megapascals; air – 0.25 and 0.30 megapascals, provided the water flow rate from 0.002 to 0.010 liter per second and air – from 0.0005 to 0.0090 kilogram per second. With an increase in the water flow rate within the specified limits and the ejection coefficient from 0.5 to 0.9, a linear increase in the average annular gap diameter from 2 to 15 millimetres was revealed, as well as a nonlinear dependence of the increase in the sprayer mixing cell diameter from 5 to 20 millimetres. The authors showed the possibility of reducing the mixing cell diameter if the water pressure was increased from 0.25 to 0.35 megapascal's and the air pressure was from 0.20 to 0.30 megapascals. They obtained the parameters values for the designed and experimental samples development, which turned out to be significantly less than when operating in the air ejection mode: the outlet nozzle and the middle annular gap – by 16 percent, the air nozzle – by 23, the diameter of the mixing cell – by 50 percent or more. (Conclusions) The authors obtained calculated data to optimize technological parameters and design solutions, which would speed up the manufacture of designed and model samples of the device and its experimental testing for the generation of dispersive artificial rain drops.Исследовали показатели пневмогидравлического устройства распыления жидкости для орошения, питания и защиты сельскохозяйственных растений с учетом принципов водоэнергосбережения, основанных на предварительном газонасыщении распыливаемой воды и использовании в конструкции аэраторного узла кавитационного эффекта при эжекции и подаче воздуха под давлением. (Цель исследования) Определить технологические показатели пнемогидравлического устройства распыления жидкости для получения искусственного дождя регулируемой дисперсности и обосновать выбор его оптимальных технических параметров в зависимости от режимов работы. (Материалы и методы) Использовали алгоритм расчета параметров в табличном процессоре EXCEL или WPS и математические выражения. (Результаты и обсуждение) Теоретически определили минимальные и максимальные расчетные параметры геометрии конструктивного решения устройства для распыления жидкой фазы: сопла водяного штуцера, канала воздушного штуцера, камеры смешения, среднего кольцевого зазора, выходного сопла. Изменяли показатели рабочего давлениях воды – 0,20; 0,25; 0,30 и 0,35 мегапаскаля; воздуха – 0,25 и 0,30 мегапаскаля при условии расхода воды от 0,002 до 0,010 литра в секунду и воздуха – от 0,0005 до 0,0090 килограмма в секунду. При повышении расхода воды в указанных пределах и коэффициента эжекции от 0,5 до 0,9 выявили линейное увеличение среднего диаметра кольцевого зазора от 2 до 15 миллиметров, а также нелинейную зависимость роста диаметра камеры смешения распылителя с 5 до 20 миллиметров. Показали возможность существенно уменьшить диаметр камеры смешения, если повысить давление воды от 0,25 до 0,35 мегапаскаля и, соответственно, давление воздуха – от 0,20 до 0,30 мегапаскаля. Определили величины параметров для разработки макетных и экспериментальных образцов, которые оказались значительно меньше, чем при работе в режиме эжекции воздуха: выходного сопла и среднего кольцевого зазора – на 16 процентов, канала воздушного штуцера – на 23, диаметра камеры смешения – на 50 процентов и более. (Выводы) Получили расчетные данные для оптимизации технологических параметров и конструктивных решений, что позволит ускорить изготовление макетных и модельных образцов устройства и его экспериментальную апробацию для генерации капель искусственного дождя различной дисперсности