CC BY
7
Technological aspects of soil cultivation on the root-crop rotation plot in the zone of Central Predkavkazye
Kuzychenko Yuri Alekseevich, Doctor of Agricultum
North-Caucasian Federal Research Agrarian Center
49 Nikonov St., Mikhaylovsk, Shpakov district, Stavropol krai, 356241, Russia
E-mail: [email protected]
The specific fuel consumption of MTA during primary tillage is associated with a number of agrotechnological parameters, including the speed of the unit and the state of the stubble background. Studies on the estimation of fuel costs during the main tillage of corn for grain were carried out in the unstable humidification zone of the Stavropol Territory on ordinary chernozem in a cultivated crop rotation link. A lower average specific fuel consumption for soil cultivation with implements in an aggregate with a T-150K tractor was established at a transmission mode of 2/1, amounting to 17.8 kg/ha. At the same time, there is a significant increase in average specific fuel consumption when machining with a plow with screw dumps (+5.2 kg/ha) and its decrease when machining with Paraplau type racks (-3.6 kg/ha) and a plane cutter (-7.5 kg/ha) compared with plowing (19.6 kg/ha) taken as control. A significant decrease in the average specific fuel consumption during soil cultivation with various implements was obtained against the background of single and double stubble cultivation of stubble by 1.8 and 2.5 kg/ha in comparison with the not peeled background, which is associated with preliminary treatment of the top soil layer with a heavy disk harrow. An increase in average values of specific fuel consumption when processing with a plow with screw dumps (+5.9 kg/ha) and a decrease in them when processing with a chisel plow (-3.9 kg/ha), with Paraplau type racks (-4.1 kg/ha) and a plane cutter (-8.3 kg/ha) in comparison with plowing (control).
Key words: technology, tillage, row cultivation, crop rotation, Central Ciscaucasia.
DOI 10.37670/2073-0853-2020-83-3-169-172
-♦-
УДК 531.563.2:361.554
Процесс охлаждения органических материалов в образуемых скоплениях
A.Р. Сухаева, канд. техн. наук; С.Н. Шуханов, д-р техн. наук, профессор;
B.Д. Коваливнич, старший преподаватель
ФГБОУ ВО Иркутский ГАУ
Высокоразвитое сельскохозяйственное производство во многом зависит от его квалифицированного научно-технического сопровождения. Особая роль в этом комплексе проблем отводится созданию технологий и машин агроинженерных систем, отвечающих современных требованиям. В растениеводстве применяются различные технологии уборки урожая. Наряду с получившей наиболее широкое распространение комбайновой технологией уборки все шире используются альтернативные способы. Одним из них является уборка с обработкой всего биологического урожая на стационаре, что особенно актуально в условиях резко континентального климата с коротким периодом уборочной страды. Анализ литературных источников позволил установить, что важнейшим условием качественной обработки всего биологического урожая на стационаре является всестороннее исследование процесса охлаждения в образуемых скоплениях. Для этого использовались элементы аналитического исследования на основе известной тепловой теории. В результате проведённого исследования получены аналитические зависимости, описывающие процесс собственно охлаждения органических материалов в образуемых скоплениях.
Ключевые слова: агропромышленный комплекс, производство зерна, резко континентальный климат, охлаждение органических материалов.
Обеспечение высокоразвитого сельскохозяйственного производства во многом зависит от его квалифицированного научно-технического сопровождения [1 - 9]. Особая роль в этом комплексе проблем отводится созданию технологий и машин агроинженерных систем, отвечающих современных требованиям.
Растениеводство - важнейшее направление функционирования агропромышленного комплекса страны. При этом ключевая роль отводится производству зерна, в котором наиболее
ответственной и трудоёмкой операцией является уборка. Наряду с получившей самое широкое распространение комбайновой технологией уборки всё шире используются альтернативные способы. Например, трёхфазный способ уборки зерновых культур позволяет обеспечить полный сбор всех компонентов урожая, а также повысить производительность труда и вместе с тем снизить себестоимость продукции. Безотходная технология уборки предусматривает перенос наисложнейших процессов обмолота, в том числе сепарации и
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
предварительном очистки зерна от примесеи с необходимым качеством на стационарный пункт [10]. Такой способ уборки является наиболее актуальным в условиях резко континентального климата Предбайкалья. Поэтому тщательная разработка и грамотное научное обоснование процессов, учитывающих особенности погодных условий региона, в том числе очень короткий временной период уборочной страды, является весьма актуальной задачей как в теоретическом, так и практическом аспекте.
Цель исследования - аналитическое описание процесса охлаждения органических материалов в образуемых скоплениях.
Материал и методы исследования. Широкий обзор литературных источников и вдумчивый анализ состояния вопроса позволил установить наиболее распространённые в настоящее время технологии уборки зерновых культур. Удалось выявить их применимость в регионах со сложными природно-климатическими условиями. Установлено, что важнейшим условием качественной обработки всего биологического урожая на стационаре является всестороннее исследование процесса охлаждения в образуемых скоплениях. Для этого использовались элементы аналитического исследования на основе известной тепловой теории [11].
Результаты исследования. Одним из важнейших аспектов для всестороннего обоснования технологии уборки зерновых культур с обработкой всего биологического урожая на стационаре является теоретическое описание охлаждения органических материалов в образуемых скоплениях [12]. Для наглядной иллюстрации с целью лучшего восприятия исследуемых процессов приведён график (рис. 1).
Р~= ^хл • (Т - То),
(1)
Т, К
Рис. 1 - Корреляция скорости охлаждения
органических материалов от значения температуры окружающей среды
Корреляция скорости от значений температуры окружающей среды отображается линейной зависимостью:
где Р - - величина скорости охлаждения, К/с; £охл - значение коэффициента охлаждения, с-1;
Т0 - значение температуры окружающей среды, К.
При кондуктивном обмене в образуемых скоплениях значение коэффициента охлаждения определяется как:
, ^ а
£охл = М К , (2)
где М - критерий тепловой инерции;
а - значение коэффициента температуропроводности материала, м2/с; К - значение коэффициента геометрической формы скопления, м2.
В свою очередь критерий тепловой инерции также имеет линейную зависимость:
М = Н , (3)
где Н - обобщённый критерий Био;
¥ - критерий неравномерности нагрева. При этом
а S „
Н =----К, (4)
X V у'
где а - значение коэффициента теплоотдачи,
Вт/м2К;
X - значение коэффициента теплопроводности материала, Вт/мК;
S - площадь внешней поверхности образуемого скопления, м2; V - объём образуемого скопления, м3. При вентилировании воздуха через образуемые скопления материала значение коэффициента охлаждения определяется как:
св •Р^в
к - "в
Лохл
см•Рм • Ь
(5)
где св, см - величина теплоёмкости воздуха, а также материала, Дж/кг-К; рв, рм - значение плотности воздуха, а также материала, кг/м3;
Vв - скорость вентилирования потока воздуха через скопление, м/с; Ь - значение высоты материала, м.
По зависимости (1) коэффициент охлаждения определяется в условиях, когда процесс собственно дозревания, а также сушка хлебной массы в образуемом скоплении проходит в естественных условиях (в версии для фуражного зерна), а по зависимости (5) - в версии для семенного зерна.
Выводы. Проведённый обзор литературных источников и их анализ выявил актуальность необходимости применения в Предбайкалье технологии уборки зерновых культур с обработкой всего биологического урожая на стационаре.
Установлено, что для успешного функционирования этой технологии требуется научное
обоснование процессов, учитывающих особенности погодных условий региона. Ключевым звеном обоснования предлагаемой технологии уборки зерновых культур является теоретическое описание охлаждения органических материалов в образуемых скоплениях.
В результате проведённого исследования получены аналитические зависимости, описывающие эти процессы.
Литература
1. Карпов В.В., Гулевский В.А. Влияние загрязнённости и влажности почвенных примесей на эффективность очистки кормовых корнеплодов // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2017. № 3. С. 87 -92.
2. Очиров В.Д., Федотов В.А. Определение времени и скорости нагрева измельчённых плодов яблок при терморадиационной сушке // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. 2018. № 1 (136). С. 89 - 95.
3. Алтухова Т.А., Шуханов С.Н. Энергосберегающий аппарат для сушки зернистых материалов // Актуальные вопросы аграрной науки. 2018. № 27. С. 12 - 17.
4. Сухаева А.Р., Шуханов С.Н. Состояние вопроса самонагревания хлебной массы в скирдах // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2018. № 3 (71). С. 165 - 167.
5. Асалханов П.Г., Иваньо Я.М., Полковская М.Н. Модели оптимизации производства сельскохозяйственной продукции с экспертными оценками своевременности посева // Моделирование систем и процессов. 2019. Т. 12. № 3. С. 5 - 10.
6. Клибанова Ю.Ю., Кузнецов Б.Ф. Проекты и разработки в области цифрового сельского хозяйства, реализуемые на энергетическом факультете Иркутского ГАУ // Актуальные вопросы аграрной науки. 2019. № 31. С. 56 - 63.
7. Хабардин В.Н. Определение экологической безопасности применения мобильных средств технического обслуживания машин // Дальневосточный аграрный вестник. 2019. № 3 (51). С. 116 - 121.
8. Поляков Г.Н., Шуханов С.Н. Модернизация сепаратора измельчённого вороха зерновых колосовых культур // Пермский аграрный вестник. 2019. № 1(25). С. 4 - 9
9. Сухаева А.Р., Шуханов С.Н., С.Н., Коваливнич В.Д. Технологии уборки зерновых культур // Известия международной академии аграрного образования. 2019. № 46. С. 66 - 69.
10. Поляков Г.Н., Болоев П.А., Шуханов С.Н. Трёхфазный способ уборки зерновых культур // Аграрная наука. 2016. № 5. С. 28 - 29.
11. Баум А.Е., Резчиков В.А. Сушка зерна. М.: Колос, 1983. 222 с.
12. Сухаева А.Р. Совершенствование технологии уборки зерновых культур и обоснование параметров скоплений хлебной массы для крестьянских (фермерских) хозяйств в условиях Восточной Сибири: дис. ... канд. техн. наук. Восточно-Сибирский государственный технологический университет. Улан-Удэ, 2006. 131 с.
Сухаева Анна Радионовна, кандидат технических наук, доцент Шуханов Станислав Николаевич, доктор технических наук, профессор Коваливнич Виктория Дмитриевна, старший преподаватель
ФГБОУ ВО «Иркутский государственный аграрный университет имени А.А. Ежевского» Россия, 664038, Иркутская область, Иркутский р-н, пос. Молодёжный, 1 E-mail: [email protected]
The process of organic materials cooling in the clusters formed
Sukhayeva Anna Radionova, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor
Shukhanov Stanislaw Nikolayevich, Doctor of Technical Sciences, Professor
Kovalivnich Victoria Dmitry, Senior Teacher
Irkutsk State Agrarian University named after A.A. Yezhevsky
1, Youth, Irkutsk District, Irkutsk region, 664038, Russia
E-mail: [email protected]
Highly developed agricultural production largely depends on its skilled scientific and technical support. A special role in this complex of problems is given to the creation of technologies and machines of agro-engineering systems that meet modern requirements. Crop production is the most important direction of operation of the agro-industrial complex of the country. At the same time the key role is assigned to grain production, in which the most responsible and labour-intensive operation is cleaning. In addition to the most widely used combine cleaning technology, alternative methods are increasingly used. One of them is harvesting with treatment of the whole biological crop at the hospital, which is most relevant in conditions of sharp-continental climate of Pred-baikalia. Therefore, careful development and competent scientific justification of processes that take into account the peculiarities of the weather conditions of the region, including a particularly short time period of harvesting, is a very urgent task, both in theoretical and practical terms. A broad review of literary sources and a thoughtful analysis of the state of the issue has established the most common grain harvesting technologies currently avail-able.It was possible to identify their applicability in regions with difficult natural and climatic conditions. It has been determined that the most important condition for qualitative treatment of the whole biological crop at the hospital is a comprehensive study of the cooling process in the formed clusters. For this purpose, elements of analytical research based on the known thermal theory were used. As a result of the study, analytical relationships describing the process of cooling organic materials in the formed clusters are obtained.
Key words: agro-industrial complex, grain production, sharp-continental climate, cooling of organic materials. -♦-
