CC BY
49
Таким образом, только за счет экономии электроэнергии годовой экономический эффект составит 79 тыс. руб., а срок окупаемости - около 1,5 года. Весь остальной период эксплуатации (5.. .7 лет) предлагаемая система светодиодного освещения будет приносить прибыль птицефабрике.
Из таблицы 3 видно, что предлагаемый вариант является вполне конкурентоспособным и на его основе можно рекомендовать коммерческие предложения по внедрению разработанной системы освещения на уровне 200. 240 тыс. руб.
Литература
1. Светодиодная система освещения в теплице [Электронный ресурс] /Режим доступа: www. URL:
http://www.ielektro.ru/news49647/index.html.
2. Мощное светодиодное освещение Фокус [Электронный ресурс] /Режим дос-
тупа: www. URL:
http://www.ecosof.ru/prod2704.html.
3. Система освещения с люминесцентными лампами [Электронный ресурс] /Режим доступа: www. URL: http://poultrylight.ru/.
4. Светодиодное освещение птичников [Электронный ресурс] /Режим доступа: www. URL:
http://www.ivelsy.ru/blog/company /company_7.html? back=/.
5. Внедрение ИСО "Хамелеон" на птицефабрике "Чебаркульская птица" [Электронный ресурс] /Режим доступа: www. URL: http://www.ntp-ts.ru /news/2010_10_08/2/.
6. Системы освещения для птицеводства [Электронный ресурс] /Режим доступа: www. URL: http://poultrylight.ru/.
Сведения об авторах Шабаев Евгений Адимович - канд. техн. наук, доцент кафедры эксплуатации энергетического оборудования и электрических машин Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград). Тел.: 8-928-769-38-93.
E-mail: [email protected].
Касьянов Алексей Сергеевич - аспирант кафедры эксплуатации энергетического оборудования и электрических машин Азово-Черноморской государственной агроинже-нерной академии (г. Зерноград). Тел.: 8-928-145-11-07. E-mail: [email protected].
Information about the authors Shabaev Yevgenyi Adamovich - Candidate of Technical Sciences, associate professor of the operation of the power equipment and electric-engines department, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 8-928-769-38-93. E-mail: [email protected].
Kasiyanov Alexei Sergeevich - post-graduate student of the operation of the power equipment and electric-engines department, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 8-928-145-11-07. E-mail: [email protected].
УДК 631.172:633.1
РЕГРЕССИОННАЯ МОДЕЛЬ ЭНЕРГОЕМКОСТИ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОДИАЛИЗА ВОДЫ
© 2011 г. Е.А. Кияшко
С помощью уравнений регрессии исследована трехмерная модель электродиализа водопроводной воды. Установлено, что из трех выбранных факторов на энергоемкость
процесса электродиализа воды влияют напряжение на электродах и расстояние между электродами.
Ключевые слова: вода, электродиализ, уравнение регрессии, напряжение, расстояние между электродами.
Three-dimensional model of the tap water electrodialysis is investigated by means of the regression equations. It is established from three chosen factors the tension on electrodes and distance between electrodes influence on the power consumption of the electrodialysis process.
Key words: water, electrodialysis, regression equation, power consumption, distance between electrodes.
До настоящего времени исследование модели, определяющей зависимость энергоемкости процесса электродиализа водопроводной воды, производилось от двух
факторов: я = / (@;и) или я = / (Я;Ь),
где Q - производительность установки,
л/ч;
и - напряжение на электродах, В.
Ь - расстояние между электродами, мм.
В настоящем исследовании рассматривается трехфакторная модель электродиализа воды я = / (Я;Ь;и).
Для исследования трехфакторной модели электродиализа применялся математический аппарат планирования научного эксперимента [1, 2]. К исследованию были
Л
у = Ь0 + + Ь2
приняты следующие факторы: Xі = Q,
Х2 = Ь, X, = и.
В качестве отклика был принят удельный расход электроэнергии, который определяется по формуле
р
Я = —, (1)
е
где р - мощность, потребляемая установкой, кВт;
Я - удельный расход электроэнергии (энергоемкость), кВт ч/л.
Для описания возможной связи отклика с принятыми факторами используем линейное уравнение регрессии первого порядка:
(2)
где X1, Х2 , Х3 - принятые к исследо-
ванию факторы;
Ьо , Ь1, Ь2 , Ь3 - коэффициенты ре-
грессии.
Условия эксперимента представлены в таблице 1.
В качестве плана эксперимента выбираем полный факторный эксперимент
(ПФЭ) типа 2 . Кодированная матрица ?3
планирования 2 , результаты эксперимента, а также фиктивная переменная Xо = 1 представлены в таблице 2.
Таблица 1
Условия проведения эксперимента
Обозначение факторов X1 = Q, л/ч X2 = L, мм Х3 = U, В
Основной уровень 85,0 255,0 150,0
Интервал варьирования 10,0 120,0 50,0
Верхний уровень (+1) 95,0 375,0 200,0
Нижний уровень (-1) 75,0 135,0 100,0
Таблица 2
Кодированная матрица и результаты эксперимента
№ *о *1 *2 *5 У
1 + - - - 17 -10-4
2 + + - - 16 10-4
3 + - + - 61 • 10-4
4 + + + - 51 • 10-4
5 + - - + 33-10-4
6 + + - + 27 40-4
7 + - + + 139 10-4
8 + + + + 108 40-4
Для расчета коэффициентов регрес-
( N Л
X Хл • У
V і=1 )
N, (3)
сии составляем таблицу 3. Ь j =
Коэффициенты регрессии вычисляем по формуле В результате решения этой матрицы
получили уравнение регрессии:
У = 56,5 • 10-4 - 6 • 10-4 X + 33,25 • 10-4 X, + 32,75 • 10-4 Х3 -- 4,25 • 10-4 XX2 - 3,4 • 104 XXъ +13,5 • 104 Х2Х3 - 2 • 104 XXXъ.
Таблица 3
Кодированная матрица и результаты эксперимента
л
№ *0 *1 X, *5 *1-х2 *! ' X 5 *2'*5 *1*2 *5 У
1 + - - - + + + - 17 40-4
2 + + - - - - + + 16 40-4
3 + - + - - + - + 6110-4
4 + + + - + - - - 5110-4
5 + - - + + - - + 3340-4
6 + + - + - + - - 27 40-4
7 + - + + - - + - 139 10-4
8 + + + + + + + + 108 40-4
Для определения дисперсии воспро- лены три параллельных опыта в центре
изводимости были дополнительно постав- плана и получены значения:
Откуда
У10 = 49 • 10~4; У20 = 40 • 10~4; У = 34 • 10~4.
_ Х У 0 123
У = —— =-------------= 41 • 10-4, (5)
0 3 3
Е(у° - У°) 114^ 10-8
б2 = ^----------= 114 1 = 57 • 10~8, (6)
у 2 2
-8
^ = 7,55-10 ~4
Дисперсия коэффициентов регрессии равна:
„ _Яу _7,55-10~4
8Ь]
(7)
^ 2,83
Оценим значимость коэффициентов регрессии по критерию Стьюдента по формуле
Ь
_ 2,66-10
-4
В соответствии с табулированным значением критерия Стьюдента для уровня значимости X = 0,05 и числа степеней
] 8-Ь
(8)
свободы / ■
т і
3 -1 = 2, I
кр
4,3 по-
]
лучено новое уравнение регрессии:
У _ 56,5-10 4 + 33,25 -104 Х2 + 32,75 -10-4 Х3 +13,5 -104 Х2Х3.
Проверяем адекватность полученного уравнения по критерию Фишера:
\2
е _ <?2 / 82
гр 8ост.' 8у ,
где I = 4 - число значимых коэффициентов в уравнении регрессии (9);
,2
2
ост.
N
2(У,-ТУ,)2
І _1_______
(N -1)
(9)
(10)
8.
ост.
остаточная дисперсия.
Для расчета остаточной дисперсии составляем таблицу 4.
Таблица 4
№ У А ъ А у - у ( А> У - У \ 2
1 17 -10-4 4 -10-4 13-10-4 169 -10-8
2 16 -10-4 4 -10-4 12 -10-4 144 -10-8
3 61-10-4 43,5-10-4 17,5-10-4 306-10-8
4 51-10-4 43,5-10-4 7,5-10-4 56 -10-8
5 33-10-4 42,5-10-4 -9,5-10-4 90 -10-8
6 27 -10-4 42,5-10-4 -15,5 -10-4 240-10-8
7 139-10-4 136-10-4 3-10-4 9 -10-8
8 108 -10-4 136-10-4 -28 -10-4 784-10-8
Определяем остаточную дисперсию
2
ост.
1798-10
-8
тогда Ер _
4
449,5-10
449,5-10
-8
-8
л-8
_ 7,88.
57-10~
Табулированное значение критерия Фишера для X = 0,05, _ 4,0,
/2 _ 2,0 равно Екр _ 19,3.
Если ЕКр > Ер, то полученное уравнение (9) адекватно описывает экспери-
мент.
Для практического использования полученного уравнения удобно перевести его в натуральный масштаб, тогда оно примет следующий вид:
У _ 464 -104 + 33,25 -104Ь + 32,75 -104 и +13,5 -104Ьи.
(11)
А
Выводы
1. В результате проведенных исследований установлено, что из трех выбранных факторов на энергоемкость процесса электродиализа воды влияют напряжение на электродах и расстояние между электродами.
2. Полученная регрессионная модель адекватно описывает результаты эксперимента.
Литература
1. Бирюков, В.В. Практическое руководство по применению математических методов планирования эксперимента для поиска оптимальных условий в многофакторных процессах / В.В. Бирюков. - Рига: Зинатне, 1969. - 186 с.
2. Сычевская, И.Д. Обзорная информация ТС-4 «Аналитические приборы и приборы для научных исследований: планирование научного эксперимента / И.Д. Сычевская. - Москва, 1976. - 81 с.
Сведения об авторе
Кияшко Елена Александровна - инженер Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград).
Information about the author Kiyashko Elena Alexandrovna - engineer, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy, Zernograd.
УДК 636.2.3:637.116
ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ И КОНЦЕПЦИЯ МОДЕРНИЗАЦИИ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И УСТАНОВОК
ДЛЯ ДОЕНИЯ КОРОВ
© 2011 г. И.К. Винников, О.Б. Забродина
Обозначены основные проблемы комплексной автоматизации доения в России. Предложена концепция модернизации автоматизацированных технологий и установок для доения коров путем применения адаптивных к индивидуальным особенностям вымени коров двух-трехтактных автоматизированных доильных аппаратов, модулей носителей и высокопроизводительного стойлового автоматизированного доильного модуля с нижним расположением сменного молокосборника на крупных фермах и в комплексах.
Ключевые слова: доильный аппарат, доение, доильные установки, вакуум, режим, корова, молоко, концепция, автоматизация, модернизация, качество, молокопровод, доильный модуль, манипулятор, технология содержания.
The main problems of complex automation of milking in Russia are designated. The concept of the automated technologies and plants modernization for milking of cows by application adaptive to specific features two-three-phase automated milking machines of an udder of cows, modules-carriers and the high-efficiency automated stall milking module with the bottom disposition of the replaceable milk-collection on large-scale farms and complexes is offered.
Key words: milking machine, milking, milking plants, vacuum, conditions, cow, milk, concept, automation, modernization, quality, milk line, milking module, manipulator, maintenance technology.
