3.2 Классификация энергозатрат, методика их расчета

Энергозатраты при выполнении МТА полевых операций подразделяются на полные, эффективные, тяговые, приводные, полезные. Структура энергозатрат тягового агрегата представлена на рис. 1.

П олные удельные энергозатраты А_о равны потенциальной энергии топлива, израсходованного двигателем трактора (самоходной машины). Они представляют собой общее количество механической энергии, расходуемой на один гектар в заданном технологическом процессе или, с учетом, что

тогда

Рис. 1 – Структура энергозатрат тягового агрегата

При необходимости расчета энергозатрат в киловатт-часах исходят из соотношения 1 кВт·ч = 3,6·10³ кДж = 3,6 мДж. При работе МТА не вся энергия сожженного двигателем топлива идет на создание эффективной мощности на его маховике (рисунок 9.4). Удельные энергозатраты на создание эффективной мощности на маховике двигателя называются эффективными удельными энергозатратами (A_е). Поскольку энергетическая эффективность двигателей оценивается эффективным КПД η_е, то эффективные удельные энергозатраты при работе МТА определяют по формуле

и ли

(9.4)

г де (если значение Н принимается в кДж/кг), следовательно в г/кВт·ч: ,.

Выражение (9.4) можно записать в виде

где А_е – эффективные энергозатраты, кДж/га.

Значения эффективного КПД дизелей в технически исправном состоянии находятся в пределах 0,30…0,38, у карбюраторных двигателей η_е≈0,25...0,33. Более точно его значения с целью расчета эффективных удельных энергозатрат можно рассчитать, используя справочные данные по удельному эффективному расходу топлива q_е.

3. Расчет энергозатрат на условный эталонный гектар

Затраты энергии на условный эталонный гектар равны работе МТА на вспашке одного физического гектара в эталонных условиях: глубина обработки почвы а=0,20...0,22; удельное сопротивление плуга при пахоте К₀=50 кН/м² и др.

В еличина работы пропорциональна силе и пройденному агрегатом пути:

(9.5)

где А_у.э.га – затраты энергии на пахоту физического гектара в эталонных условиях, кДж/га; Р – сила на крюке трактора, кН; l – пройденный агрегатом путь при вспашке одного гектара, м.

П оскольку сила на крюке трактора равна сопротивлению плуга при вспашке:

(9.6)

а если (в кН)

(9.7)

т о развиваемая сила при вспашке

(9.8)

С уммарный путь, который прошел МТА при вспашке одного физического гектара (без учета холостого хода):

где S – площадь одного гектара, м²; В_р – рабочая ширина плуга, м.

С ледовательно, с учетом выражений (9.6…9.8) энергозатраты на условный эталонный гектар можно записать в виде

или

Поскольку 1 кВт·ч=3,6 мДж, энергозатраты на условный эталонный гектар в кВт·ч

Учитывая, что теплотворная способность 1 кг дизельного топлива равна 42,7 МДж/кг, приняв значения η_е=0,3...0,35, а тягового КПД η_т=0,6...0,7, можно рассчитать расход топлива, необходимый для выполнения работы, равной условному эталонному гектару:

кг/у.э.га.