CC BY
12
ЭЛЕКТРИФ ИКАЦИЯИ АВТОМАТИЗАЦИЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
ЭЛЕКТРИФИКАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА / POWER SUPPLY AND AUTOMATION OF AGRICULTURAL PRODUCTION ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ / ORIGINAL ARTICLE УДК 631.21
DOI: 10.26897/2687-1149-2020-5-49-56
ОБОСНОВАНИЕ ГРАНИЦ ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ ДОЖДЕВАЛЬНЫХ МАШИН
БАКИРОВ СЕРГЕЙ МУДАРИСОВИЧ, канд. техн. наук, доцент
E-mail: [email protected]
Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова, 410012, Российская Федерация, г. Саратов, Театральная пл., 1
Для полива одних и тех же культур в дождевальных машинах используют различные системы энергоснабжения с гидравлическим, электрическим и механическим приводами. В зависимости от агротехнических условий эксплуатации дождевальных машин системы отличаются друг от друга по энергетическим и эксплуатационным затратам в 1,5.. .4,2 раза. Рассмотрена проблема выбора оптимальной системы энергоснабжения дождевальных машин для конкретных условий. Рассмотрены системы энергоснабжения дождевальных машин: гидропривод с гидродвигателем вращательного действия; гидропривод с гидродвигателем возвратно-поступательного действия; механический привод; электрический привод с питанием от кабельной линии, воздушной линии, переносного генератора или аккумуляторных батарей, характеризующиеся индивидуальным результирующим показателем качества, в качестве которого может выступать любой параметр системы. Основываясь на теории векторного синтеза, за критерий эффективности взяли показатель, учитывающий параметры системы (удельную мощность, потери энергии, показатель надежности, эксплуатационные затраты, стоимость и массу элементов системы), а также агротехнические условия (входное давление, удаленность от водоема и централизованной системы энергоснабжения, капиталовложения в дождевальную машину, поливную или оросительную норму, площадь поливного участка) и прибыль от применения полива. По критерию эффективности представлено графическое решение проблемы и установлено, что системы с электрическим приводом и различными источниками питания оправданы на участках площадью больше 40 га, с гидравлическим приводом - при площади поливного участка менее 40 га, с механическим приводом - при площади менее 6 га.
Ключевые слова: энергозатраты, дождевальная машина, эксплуатационные затраты, система энергоснабжения, границы применения.
Формат цитирования: Бакиров С.М. Обоснование границ применения систем энергоснабжения дождевальных машин // Агроинженерия. 2020. № 5(99). С. 49-56. DOI: 10.26897/2687-1149-2020-5-49-56.
RATIONALE FOR THE APPLICABILITY LIMITS OF POWER SUPPLY SYSTEMS OF SPRINKLERS
SERGEY M. BAKIROV, PhD (Eng), Associate Professor
E-mail: [email protected]
Saratov State Vavilov Agrarian University; 410012, 1, Teatralnaya Sq., Saratov, Saratov region, Russian Federation
Different power supply systems with hydraulic, electric and mechanical drive are used in sprinklers for watering crops of the same type. Depending on the agrotechnical operating conditions of sprinklers, the systems differ from each other in terms of energy and operating costs in 1.5.4.2 times. The paper considers a problem of choosing the optimal power supply system for a sprinkler unit working under specific conditions. The author has examined power supply systems for sprinklers: a hydraulic drive with a rotating hydraulic motor; a hydraulic drive with a reciprocating hydraulic motor; a mechanical drive; an electric drive powered by a cable line, an overhead line, a portable generator or accumulator batteries, which are all characterized by an individual resulting quality indicator. This indicator can be represented by any parameter of the system. Applying the theory of vector synthesis, he has chosen the efficiency criterion as an indicator that takes into account the system parameters: specific power, energy losses,
reliability indicator, operating costs, cost and mass of the system elements; as well as agrotechnical conditions: inlet pressure, distance from the water reservoir and centralized energy supply system, investments in sprinklers, irrigation rate, irrigation area and irrigation profit. According to the efficiency criterion, a graphical solution to the problem has been presented and it has been established that systems with an electric drive and various power sources are feasible for areas of more than 40 hectares, those with a hydraulic drive - for an irrigated area of less than 40 hectares, and those with a mechanical drive - less than 6 hectares.
Key words: energy costs, sprinkler, operating costs, power supply system, application limits.
For citation: Bakirov S.M. Rationale for the applicability limits of power supply systems of sprinklers. Agricultural Engineering, 2020; 5 (99): 49-56. (In Rus.). DOI: 10.26897/2687-1149-2020-5-49-56.
Введение. Орошаемое земледелие обеспечивает 2.. .6-кратное увеличение урожайности традиционных культур и возможность выращивания растений с повышенными требованиями к агрономическим условиям. Однако орошаемое земледелие связано с большим потреблением разнообразных ресурсов (трудовых, водных, энергетических). Особенно велики затраты, связанные с орошением дождеванием. Парк дождевальных машин (ДМ) имеет разнообразные технологические характеристики. При возделывании пахотных земель эффективность широкозахватных дождевальных машин кругового действия относительно других средств орошения составляет 62%, из которых доля электрифицированных машин занимает 52% [1].
Энергетические затраты на полив дождеванием культурных растений пропорциональны размерам поливной площади и расстоянию, на которое необходимо транспортировать поливную воду. Анализ структуры энергозатрат показал, что полив дождеванием условно делится на водо-подачу и водораспределение. На водоподачу от водоема до дождевальной машины энергетические затраты имеют устойчивый характер развития и включены в стоимость тарифа на 1 м3 воды. Затраты на водораспределение по охватываемой площади являются основной статьей эксплуатационных затрат, относящихся к дождевальной машине, и существенно отличаются друг от друга в зависимости от варианта энергоснабжения (рис. 1).
В одинаковых природно-климатических зонах используют электрическое централизованное и автономное энергоснабжение, дизельные, бензиновые и аккумуляторные установки генерации энергии, гидравлические, электрические и механические приводы и т.п.
Анализ показал, что энергозатраты вариантов энергоснабжения отличаются друг от друга в 1,5.4,2 раза (табл. 1) [2].
Каждая система энергоснабжения (СЭ) может использоваться в дождевальных машинах. Однако в конкретных агротехнических условиях показатели эффективности рассматриваемых систем отличаются. Чаще всего за критерий сравнения принимают энергетические затраты [3].
Причиной завышенных энергозатрат ДМ является отсутствие практических рекомендаций и теории выбора оптимального энергоснабжения в конкретных агротехнических условиях эксплуатации дождевальной машины. Для решения этих вопросов предлагаются частные заключения по критерию минимума расхода воды или энергии. Такие подходы не обеспечивают существенного снижения энергозатрат. Проблема поиска условий наименьшего потребления энергии в дождевальных машинах является недостаточно изученной.
Механический привод (ДКШ Волжанка)
Mechanical drive (Wide-covereage wheeled sprinkler Volzhanka)
Гидропривод возвратно-поступательного действия (ДМ Фрегат)
Hydraulic drive with a reciprocating hydraulic motor (Fregat sprinkler)
ЕЖ х '
Гидропривод вращательного действия (TL irrigation)
Hydraulic drive with a rotating hydraulic motor (TL irrigation)
Электрический привод (МДЭК Каскад)
Electric drive (SMEC Cascade)
Рис. 1. Типы приводов опорных тележек дождевальных машин
Fig. 1. Types of support sledge drives for sprinklers
Таблица 1
Затраты энергии различных систем энергоснабжения на площади поливного участка 100 га
Table 1
Energy costs of various power supply systems on the irrigation area of 100 hectares
Система энергоснабжения Power supply system Мощность единицы, кВт Unit power, kW Количество, ед. Quantity, units Средняя продолжительность работы ДМ, ч Average work time of a sprinkler, h КПД, % Efficiency factor, % Требуемое количество энергии, кВт-ч Required power amount, kW per hour Организация полива Organization of irrigation
Гидропривод вращательного действия Hydraulic drive with a rotating hydraulic motor 0,25.0,40 20 0,40 2500 Оросительная сеть с насосом 75 кВт + гидропривод Irrigation chain with a 75 kW pump + a hydraulic drive
Гидропривод возвратно-поступательного действия Hydraulic drive with a reciprocating hydraulic motor 0,42.0,80 10 0,36 2100 Оросительная сеть с насосом 75 кВт + гидропривод Irrigation chain with a 75 kW pump + hydraulic drive
Механический привод Mechanical drive 14.30 1 500 0,31 7000 Оросительная сеть с насосом 45 кВт + механический привод + дополнительный ресурс Irrigation chain with a 45 kW pump + a mechanical drive+ an additional source
Электропривод Electric drive 0,55.0,75 10 0,84 2750 Оросительная сеть с насосом 45 кВт + электропривод + подведение электроэнергии Irrigation chain with 45 kW pump + an electric drive +an electricity supply
Примечание. Расчет затрат энергии проводился с учетом различной продолжительности работы привода каждой секции. Note: The energy costs were calculated taking into account the different drive operation time in each section
Цель исследования: разработать концепцию выбора оптимальной системы энергоснабжения дождевальных машин и обосновать границы применения различных систем энергоснабжения дождевальных машин по критерию наименьших эксплуатационных затрат.
Методы исследования. Для достижения поставленной цели применены теоретические методы научного исследования: описание, анализ, синтез и моделирование.
Результаты исследования. На выбор системы влияет множество факторов, причем часть факторов является очевидной (КПД системы, удельная мощность и т.п.), а другая их часть носит случайный характер и проявляется лишь в конкретных условиях эксплуатации. Поэтому согласно рекомендациям [4, 5] в данном случае можно рассмотреть теорию выбора системы энергоснабжения ДМ по результирующему показателю качества безусловного критерия предпочтения.
Результирующий показатель качества, как критерий эффективности системы энергоснабжения ДМ, должен учитывать значительную часть факторов:
Vкp = f (Э, У, О), (1)
где Э - эффективность системы, зависящая от эксплуатационных свойств; У - совокупность показателей, зависимых от условия эксплуатации; О - ограничения, наложенные на систему относительно агротехнических и конструктивных требований к дождевальной машине (все показатели - безразмерные условные единицы).
Анализ совокупности взаимодействия системы энергоснабжения с условиями эксплуатации показал, что существенное влияние на выбор системы оказывает ряд показателей (табл. 2).
Результирующий показатель качества Vкр оценивает систему энергоснабжения ДМ в совокупности со всеми показателями таблицы 2. Его определение
на основе функций связи представленных параме- гидравлических, механических и электрических систем тров позволит установить количественное отноше- позволит выбрать наилучшую систему. Очевидно, бо-ние показателей системы и параметров процесса по- лее предпочтительным является вариант с меньшим лива. Сравнение значений V имеющихся вариантов значением V
Таблица 2
Показатели к оценке эффективности системы энергоснабжения
Table 2
Indicators for evaluating the efficiency of the power supply system
Условия эксплуатации Operating conditions Параметры системы энергоснабжения Power supply system parameters
Наименование параметра Name of parameter Обозначение Designation Условное обозначение Symbol Наименование параметра Name of parameter Обозначение Designation Условное обозначение Symbol
Поливная (оросительная) норма, м3/га Irrigation (irrigation) rate, m3/ ha тпн (mJ zi Критерий эффективности СЭ, руб.^кВт^ч Power supply system efficiency criterion, rubles • kW^h V кр k,
Площадь поливного участка, га Irrigated area, ha S Z2 Удельная мощность СЭ, кВт/га Specific power of the power supply system, kW/hectare Р' k2
Стоимость ДМ без энергооборудования СЭ, руб. The cost of a sprinkler machine without power equipment of the PS system, rub. K Z3 Показатель потерь энергии, % Energy loss rate, % n' k3
Давление поливной воды на входе в ДМ, МПа Irrigation water pressure at the sprinkler inlet, MPa P Z4 Стоимость СЭ, руб. Power supply system cost, rub. C k4
Удаленность от централизованной источника энергии, м Distance from a centralized power supply system, m L Z5 Показатель надежности СЭ (вероятность отказа), % Power supply system reliability indicator (probability of failure), % Q„(0 k5
Удаленность от водоема, м Distance from the reservoir of water, m 4 Z6 Эксплуатационные затраты, руб. Operating costs, rub. з k6
Прирост прибыли от полива дождеванием, руб. Profit from irrigation, rub. ДП Z7 Масса энергооборудования СЭ, кг Weight ofpower equipment of the power supply system, kg тСЭ k7
При сравнении критериев эффективности различных систем в конкретных условиях эксплуатации могут возникнуть случаи:
1) КРГ < Крэ; (2)
2) УкрГ > ^ (3)
3) УКрг = ¥Крэ, (4)
где УкрГ - критерий эффективности системы с гидроприводом; V э - критерий эффективности системы с электроприводом.
В первом случае лучшей является гидравлическая система, во втором случае - электрическая, а в третьем случае обе системы обладают одинаковым качеством, то есть могут возникнуть случаи неоднозначного выбора, что является недостатком скалярного анализа. Поэтому сравнение критериев эффективности необходимо рассмотреть на основе векторного синтеза [6].
При векторном синтезе выбор системы рассматривается с участием дополнительных критериев. Например, если сравнивать электрическую и гидравлическую системы, при определении величины результирующего показателя электрическая система окажется с меньшим
значением, но если учесть, например, выгодное расположение поливного участка, где эксплуатационные затраты на гидравлическую систему в 3 раза ниже, то с учетом еще одного показателя качества наилучшей системой будет гидравлическая. Поэтому векторный синтез охватывает рассматриваемую систему в пространстве действия многих показателей, которые в разной степени влияют на работу системы. Отсюда следует, что результирующий показатель качества может рассматриваться в качестве рядового показателя качества, а результирующим будет, например, стоимость системы.
Результирующий показатель качества ^кр) определяется как произведение множителя количества
потребленной энергии (Ж) с учетом показателя КПД системы:
VKP =
W (C + з) (1 -i) ,
(5)
где С - стоимость системы, не зависящая от времени, руб.; з - эксплуатационные затраты, руб.; 7 - показатель потерь энергии, % (табл. 2).
Эксплуатационные затраты (з) и потребленная системой энергоснабжения ДМ энергия (Ж) являются функциями, зависящими от времени работы (/р):
W=f (tp);
5 = f (tp).
(6) (7)
Полное выражение функции критерия эффективности с учетом показателей (табл. 2), выражения (5) и условных обозначений -
V*> =
(b + k2 Z2)tp [k4 + цР (b + k2 Z2)tp + (t1M z5 + С z6 + t1êFk1)T4 + k5(z7(l-p) + 33 (1- g0 ))]
(1 - £3)
(8)
где Ь - постоянная величина мощности, относящаяся к поливной норме z1, Вт; /р - продолжительность работы ДМ, ч; цР - цена ресурса на единицу энергии, руб/(кВтч); /р -продолжительность работы источника СЭ, ч; /1м - нормативная трудоемкость технического обслуживания и ремонта (ТОР) линии водопровода, челч/м; /'1м - нормативная трудоемкость ТОР линии, чел ч/м; /1кг - нормативная
трудоемкость ТОР единицы массы, челч/кг; тч - часовая тарифная ставка обслуживающего персонала, руб/(челч); р - относительный показатель фактической прибыли; зУуд -удельные затраты на профилактические мероприятия для повышения надежности, руб.ч/%; ¥ - показатель степени эффективности профилактического мероприятия; g° - показатель эффективности профилактических мероприятий.
Проверим данное выражение, проинтегрируем по про- полив (/о) при сезонном использовании (/сез) и на всем сро-должительности времени действия показателей за один ке эксплуатации (/сс):
t0 (b + £2Z2 )tp [£4 + ÖP (Ь + k2Z2 )tp + (t1MZ5 + '1mZ6 + t1KTk7 К + k5 (Z7 (1 - P) + ÇÇ (1 - go ))]
VKP-O = J-:-dt,
(1 -i)
<=¡3 (b + k2 Z 2 )tp [ k4 + Цр (b + k2 Z2)tp + (t1M z5 + С z6 + ^AK + ^^ - p) + çÇ (1 - go ))] л
V = ---1-=w,
^ J (1 -i) ,
ï (b + k2z2KP [К + Цр (b + Кz к + Cl-Z + iLZ6 + ^k7 )T„ + k (z7 (1- p) + (1- g0))]
V = -----dt.
Kp-œ i (1 -n
(9) (10) (11)
Продолжительность времени работы ДМ определяется поливной нормой для конкретной культуры. В справочных данных указывается оросительная норма: например, для пшеницы - 2500 м3/га, для кукуру-
Если гидромодуль ДМ выразить через давление, то получим 1,1да0„ 5 р
t =■
2p
(13)
зы - 6000 м3/га [7]. Если рассмотреть продолжитель- где ^ - площадь шлившго участкa, м2 (табл. 2); / - коэффи ность работы машины в сезон через параметры процес- циент расхода, зависящий от ф°рмы подхода воды к отвер
са полива, то получим
t = A^k
сез л 0
18 q
(12)
стию гидранта (/р = 0,4.0,6); ^внут - внутренний диаметр трубопровода ДМ, присоединенного к гидранту, м; р - давление потока жидкости, Па; рв - плотность жидкости, кг/м3.
В условных обозначениях, если продолжительность одного оборота дождевальной машины (о = 1сез = ^
где тон - оросительная норма, м3/га; q - гидромодуль дождевальной машины, м3/(гач).
t = 1,1 Z1Z 2 I Pâ p f ndm
(14)
Подставим в (8) выражение продолжительности ра- результирующего показателя качества или показателя эф-боты ДМ (14) и получим целевую функцию зависимости фективности системы энергоснабжения:
V^ = -
1,1 zz2(b + k2z2\ -ä-2 z
k + цР (b + k2 z2 ) J WZT + ^ Zs + С z6 + tlKZ k К + k ( z7 (1 -p) + з^уд (1 - g 0 ))
T4
ИМггЛ 2z.
(1- къ)
(15)
Целевая функция (15) показателя эффективности показывает сложную зависимость показателей. С точки зрения инженерных расчетов и сходимости результатов 5% данное выражение определяет величину критерия с достаточной точностью. Изменение любого одного или нескольких параметров приводит к изменению показателя эффективности, что соответствует высокой чувствительности системы.
Выбор лучшей с точки зрения наименьших энергозатрат системы энергоснабжения дождевальной машины на основе показателя эффективности, как показателя интегрального качества к1, сводится к определению границ применения в конкретных условиях процесса. При известных условиях функционирования дождевальной машины задача определения лучшей системы энергоснабжения сводится к решению системы уравнений, включающей в себя показатели эффективности разных систем энергоснабжения:
V,
крГД'
V
крГЦ'
V
крМ >
V
крЭкл >
Vê
крЭвл '
Vê
крЭг '
• min,
(16)
V
крЭакб'
где ГД - гидропривод с гидродвигателем вращательного действия; ГЦ - гидропривод с гидродвигателем возвратно-поступательного действия (с гидроцилиндром); М - механический привод; Экл - электропривод с кабельной линией; Эвл - электропривод с воздушной линией;
Эг - электропривод с переносным генератором; Эакб -электропривод с аккумуляторными батареями.
Для ускорения расчетов показателя критерия эффективности kj по отдельным единичным показателям в соответствии с выражениями (15-16) разработаны алгоритм и программа поиска оптимальной системы энергоснабжения в зависимости от агротехнических условий эксплуатации дождевальной машины.
На рисунке 2 приведено графическое решение оптимальных зон применения различных систем энергообеспечения, полученных в программе на базе Microsoft Excel.
Зоны оптимального применения систем получены с учетом значимых показателей качества системы, а также удельных показателей выражения (15). Например, при условии удаленности ДМ от централизованной энергосистемы и водоема не более чем 1000 м, диаметра трубопровода 159 мм, стоимости ресурса 5 руб/кВтч, удельной мощности 0,24 кВт/га, малой площади поливного участка S < 3 га и давлении на входе в ДМ 0,1.0,45 МПа оптимальным будет считаться применение механического привода.
Рассмотрим графическое решение на нелинейных шкалах. Например, дождевальная машина с наружным диаметром трубопровода d = 259 мм и высоком входном давлении р > 0,6 МПа, при удаленности поливного участка от централизованной энергосистемы и водоема 1нп = ls = 1000 м с оросительной нормой тон = 1000 м3/га и площади поливного участка S = 10 га, максимальной прибыли от полива в 20 тыс. руб. должна быть выполнена системой гидропривода вращательного действия, так как при этих данных критерий эффективности имеет наименьшее значение (рис. 3).
Рис. 2. Зоны оптимального применения различных систем энергоснабжения ДМ при изменении площади поливного участка (S) и давлении на входе в ДМ (р)
Fig. 2. Zones of optimal application of various power supply systems of a sprinkler a when changing the irrigated area (S) and the pressure at the sprinkler inlet (p)
Зависимость изменения параметров площади поливного участка ^2) и входного давления р в ДМ для всех рассматриваемых вариантов представлена на рисунке 3.
При тех же исходных данных, но при давлении р > 0,6 МПа и площади поливного участка 5 > 50 га наилучшей системой энергоснабжения будет система электропривода с питанием от кабельной линии, а при тех же условиях и площади 5 = 10 га с входным давлениемр < 0,15 МПа наилучшей будет система электропривода с питанием от переносного генератора. Это обусловлено совокупностью влияющих на каждую систему показателей качества (надежности, стоимости, цены на ресурс и т.п.). Из рисунка 3 следует, что при вышеупомянутых исходных данных большая зона оптимальности принадлежит
системам электропривода с питанием от кабельной линии и аккумуляторных батарей. Это связано со сравнительно низкими показателями мощности к2. Если же ДМ будет иметь трубопровод диаметром d = 219 мм, а прирост урожая от полива будет оцениваться в 200 тыс. руб., 1нп = 1в = 1000 м, тон = 1000 м3/га, то зоны применения гидропривода расширяются, а также расширяется зона электропривода с переносным генератором (ЭГ) (рис. 4). Однако они применимы на малых поливных площадях 5 < 20 га. Для больших поливных площадей (более 20 га) предпочтительно применять электропривод с кабельной линией (Экл) и электропривод с аккумуляторными батареями (Эакб). На рисунке 4 пунктирными линиями указаны смежные части пересечения зон оптимальности
в пределах статистической ошибки расчетов значений показателя эффективности k1.
Показатель эффективности (к1) в системе изменения площади поливного участка от нормы г1 (тпн, м3/га) будет другим (рис. 5). Зоны оптимального применения систем также изменятся.
:4(р,МПа)
Z2(S, га)
Рис. 3. Зоны оптимальных вариантов систем энергоснабжения опорных тележек дождевальных машин при условии:
d = 259 мм; lHn = 1000 м; 1в = 1000 м; тон = 1000 м3/га; ЛП = 20 тыс. руб.
Fig. 3. Zones of optimal options for power supply systems for support sledges of sprinklers, provided:
d = 259 mm; lnn = 1000 m; le = 1000 m; тон = 1000 m3/ha.; ЛП = 20 th.rub.
Zj (тон,м3/га)
z2 (S, га)
Рис. 5. Зоны оптимальных вариантов систем энергоснабжения опорных тележек дождевальных машин при условии:
d = 159 мм; lHn = 1000 м; 1в = 1000 м; р = 0,25 МПа; ЛП = 200 тыс. руб.
Fig. 5. Zones of optimal options for power supply systems for support sledges of sprinklers, provided:
d = 159 mm; lnn = 1000 m; le = 1000 m; р = 0,25 MPa; ЛП = 200 th.rub.
Библиографический список
1. Фокин Б.П. Современные проблемы применения многоопорных дождевальных машин: Научное издание / Б.П. Фокин, А.К. Носов. Ставрополь, 2011. С. 80.
2. Бакиров С.М. Анализ энергозатрат на дождевальную машину // Аграрный научный журнал. 2019. № 3. С. 83-88.
3. Ерошенко Г.П. Эксплуатация энергооборудования сельскохозяйственных предприятий / Г.П. Ерошенко,
При малых поливных нормах и площади полива (тпн < 300 м3/га; 5 < 5 га) наилучшей будет система механического привода, причем с увеличением диаметра до 219 мм и давления на входе в ДМ с 0,25 МПа до 0,45 МПа зона Мрас-ширяется. В большинстве случаев более предпочтительным является применение системы с электроприводом (рис. 5).
.-,(/), МПа)
Рис. 4. Зоны оптимальных вариантов систем энергоснабжения опорных тележек дождевальных машин при условии:
d = 219 мм; lnn = 1000 м; le = 1000 м; тон = 1000 м3/га; ЛП = 200 тыс. руб.
Fig. 4. Zones of optimal options for power supply systems for support sledges of sprinklers, provided:
d = 219 mm; lnn = 1000 m; le = 1000 m; тон = 1000 m3/ha; ЛП = 200 th.rub.
Выводы
В результате исследований получены данные оптимального применения различных типов привода для дождевальных машин, а именно:
- гидравлический привод - при площади поливного участка S < 40 га, с входным давлением в трубопроводе р > 0,35 МПа и удаленности от водоема le < 1000 м;
- механический привод - при площади поливного участка S < 6 га, с входным давлением в трубопроводе р < 0,30 МПа и удаленности от централизованной сети энергоснабжения lHn > 10000 м и водоема ls > 10000 м;
- электрический привод - при площади поливного участка S > 40 га, удаленности от водоема l > 1000 м; при удаленности от централизованной сети энергоснабжения lHn < 1000 м более предпочтительны кабельная или воздушная линии; при удаленности от централизованной сети энергоснабжения lHn > 1000 м и стоимости ресурса цР < 7,5 руб/кВтч рекомендуется аккумуляторное питание, а питание от переносного генератора - при lHn > 1000 м и цР > 7,5 руб/кВтч.
References
1. Fokin B.P., Nosov A.K. Sovremennye problemy primen-eniya mnogoopornykh dozhdeval'nykh mashin: nauchnoe iz-danie [Modern problems of application of multi-support sprinkler machines: Scientific publication]. Stavropol, 2011: 80. (In Rus.)
2. Bakirov S.M- Analiz energozatrat na dozhdeval'nuyu mashinu [Analysis of energy costs for a sprinkler]. Agrarnyy nauchniy zhurnal, 2019; 3: 83-88. (In Rus.)
Ю.А. Медведько, М.А. Таранов. Ростов-на-Дону: Тер-ра, 2006. 590 с.
4. Гуткин Л.С. Оптимизация радиоэлектронных устройств по совокупности показателей качества. М.: Советское радио, 1975. 363 с.
5. Тирринг В. Курс математической и теоретической физики: Монография / Пер. с нем. Киев: Timpani, 2004. 264 с.
6. Кочергин В.И. Теория многомерных цифро-век-торных множеств. Томск: Изд-во Томского университета, 2006. 380 с.
7. Справочник по орошаемому земледелию / Сост. проф. Н.А. Мосиенко. Саратов: Приволжское книжное изд-во, 1993. 432 с.
Критерии авторства
Бакиров С.М. выполнил теоретические исследования, на основании которых провел обобщение и написал рукопись. Бакиров С.М. имеет на статью авторские права и несет ответственность за плагиат.
Конфликт интересов
Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов. Статья поступила 25.06.2020 Опубликована 30.10.2020
3. Eroshenko G.P., Medvedko Yu.A., Taranov M.A. Eks-pluatatsiya energooborudovaniya sel'skokhozyaystvennykh predpriyatiy [Operation of power equipment in agricultural enterprises]. Rostov-on-Don: Terra, 2006: 590. (In Rus.)
4. Gutkin L.S. Optimizatsiya radioelektronnykh ustroystv po sovokupnosti pokazateley kachestva [Optimization of electronic devices by a set of quality indicators]. Moscow, Sov. radio, 1975: 363. (In Rus.)
5. Thirring V Kurs matematicheskoy i teoreticheskoy fiziki: monografiya per. s nem [Course of mathematical and theoretical physics: Monograph, translated from German]. Kiev, Timpani, 2004: 264. (In Rus.)
6. Kochergin VI. Teoriya mnogomernykh tsifro-vek-tornykh mnozhestv [Theory of multidimensional digital-vector sets]. Tomsk, Izd-vo Tom. un-ta, 2006: 380. (In Rus.)
7. Spravochnik po oroshaemomu zemledeliyu [Handbook of irrigated agriculture]. Comp. by Prof. N.A. Mosienko. Saratov, Privolzh. book publishing house, 1993: 432. (In Rus.)
Contribution
S.M. Bakirov carried out theoretical studies, generalized the obtained results and wrote the manuscript S.M. Bakirov has author's rights and bears responsibility for plagiarism.
Conflict of interests
The author declare no conflict of interests regarding the publication of this paper.
The paper was received on June 25, 2020 Published 30.10.2020
ЭЛЕКТРИФИКАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА / POWER SUPPLY AND AUTOMATION OF AGRICULTURAL PRODUCTION УДК 664.8.039.51: 58.02 DOI: 10.26897/2687-1149-2020-5-56-63
КИНЕТИКА ВЛАГОУДАЛЕНИЯ И РАЗРУШЕНИЯ ВИТАМИНА С ПРИ ИНФРАКРАСНОЙ СУШКЕ ЯГОД И ФРУКТОВ В МНОГОЯРУСНОМ ШКАФНОМ УСТРОЙСТВЕ
ЗАВАЛИЙ АЛЕКСЕЙ АЛЕКСЕЕВИЧ, докт. техн. наук, доцент1
E-mail: [email protected]
ЛАГО ЛЮДМИЛА АНАТОЛЬЕВНА, ассистент1
E-mail: [email protected]
РЫБАЛКО АЛЕКСАНДР СЕРГЕЕВИЧ, младший научный сотрудник2
E-mail: [email protected]
1 Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского, 295007, Россия, Республика Крым, г Симферополь, пр. Академика Вернадского, 4
2 Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма, 295493, Россия, Республика Крым, r. Симферополь, ул. Киевская, 150
Для аналитического описания разрушения витамина С в процессе инфракрасной сушки растительного сырья использована модель химической кинетики первого порядка, в которой для учета влияния температуры на скорость моделируемых процессов применимо уравнение Аррениуса. По экспериментальным данным инфракрасной сушки ягод малины и нарезанных дольками яблок определены коэффициенты модели. На основе анализа процессов сушки с использованием полученных моделей установлена взаимосвязь между температурой сырья, временем теплового воздействия на сырье
