2021_107
.pdfИнтенсивность роста и развития ремонтных телок разных возрастных периодов оказало влияние на воспроизводительные качества животных, которые играют важную роль в рентабельности предприятия при разведении молочного скота (Табл.2).
Анализ данных показал, что на предприятии возраст 1-го осеменения в среднем по группам составляет 16,3 месяца при этом живая масса колеблется в пределах 350-406 кг, но раньше осеменили телок V группы в возрасте 15,2 месяцев и живая масса составляла 352,9 кг. Таким образом, установлено, что у телок V группы возраст первого осеменения был ранним по сравнению с другими группами, как следствие удлинился период восстановления после первого отела об этом нам говорит удлинённый сервис - период 185 дней и межотельный период составляет 465,3 дня в связи с этим снизился коэффициент воспроизводительной способности 0,83. Коэффициент воспроизводительной способности в норме равен от 1 и более.
Заключение
Исследования показали, что наиболее интенсивно росли ремонтные телки I и II группы, у них среднесуточный прирост составлял 860,9 и 853,9 г. соответственно.
Литература
1.Якименко Л. Воспроизводительные функции телок и первотелок в зависимости от их кормления // Молочное и мясное скотоводство. 2009. № 2. С. 28–29.
2.Улимбашев М. Б., Хуранов А. М. Технологическая обусловленность плодовитости красной степной породы крупного рогатого скота // Известия Горского ГАУ. 2016. № 53 (4). С. 89–92.
3.Ковалева Г. П., Лапина М. Н., Сулыга Н. В., Витол В. А. Влияние некоторых паратипических факторов на воспроизводительные способности крупного рогатого скота // Известия Горского ГАУ. 2017. № 54 (2). С. 93–97.
4.Агалакова Т. В., Тяпугин Е. А. Методы интенсификации воспроизводства крупного рогатого скота. Вологда-Молочное : ИЦ ВГМХА, 2013. С. 34.
5.Карпуть И. М., Бабина М. П., Бабина Т. В. Клинико-морфологическое проявление иммунных дефицитов и их профилактика у молодняка // Актуальные проблемы ветер. патологии и морфологии животных : Матер. Междун. науч.-производ. конф. ВНИВИПФиТ. Воронеж : Научная книга, 2006. С. 46–51.
6.Волков Г. К. Технологические особенности получения и выращивания здорового молодняка // Ветеринария. 2000. № 1. С. 3–7.
7.Прохоренко П., Амерханов Х. О мерах по стабилизации роста производства и реализации молока // Молоч-ное и мясное скотоводство. 2005. № 5. С. 2–4.
8.Чомаев А., Текеев М. Влияние живой массы и возраста телок при первом осеменении на их последующую молочную продуктивность // Молочное и мясное скотоводство. 2010. № 3. С.
11–13.
9.Интенсивность выращивания телок и их последующие воспроизводительные качества / А. А. Некрасов, Н. А. Попов, Н. А. Некрасова [и др.] // Достижения науки и техники. 2013. № 3. С.43–45.
10.Методики постановки опытов и исследований по молочному хозяйству / Под ред. П. В Кугенева, Н. В. Ба-рабанщикова. М. : МСХА им. К.А. Тимирязева, 1973. 184 с.
11.Ижболдина С. Н. Практикум по скотоводству: учебное пособие. Ижевск : ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2007. 144 с.
12.Berger G. Einfluss der Milchlenistung auf einige Eruchtbarkeitsmerk-male der Kűhe einer industriemassig produzierended Anlage // Mh. Veter.-Med. 1981. Bd. 35. № 21. S. 817–818.
13.Kadokawa H., B Martin G. A New Perspective on Management of Reproduction in Dairy Cows: the Need for De-tailed Metabolic Information, an Improved Selection Index and Extended Lactation // Journal of Reproduction and Develop-ment. 2006. Vol. 52. No. 1. P. 161–168.
15.Lotthammer K., Ahlers D. Biologische Rastzeit p. p. und Nahrstoffer-sorgung bei leistungskuhen (klinische Kurzmittei lung) // Dtsch. Tierarztl. Wschr. 1977. Bd. 77. № 3. P. 57–58.
181
МЕХАНИЗАЦИЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН
И КОМПЛЕКСОВ. ИННОВАЦИИ НА ТРАНСПОРТЕ. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ.
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК 626.811/816:556.18
ПРИМЕНЕНИЕ САПР КОМПАС-3D ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ПРУДА
А.Р. Абрамова,
ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ, г. Пермь, Россия
Email:arabramova@yandex.ru
Аннотация. Статья посвящена автоматизации расчетов в курсах компьютерного проектирования и мелиорации, которые являются изучаемыми дисциплинами в ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ.
Показано, что применение специальных опций САПР дает возможность визуализировать конструкцию водоема в балке с высокой точностью и затем обработать полученные результаты, определив объем пруда методом усреднения.
Ключевые слова: САПР КОМПАС, сплайн, модель, функции, характери-
стики.
В связи с применением САПР КОМПАС -3D в учебной и производственной деятельности возникла потребность использовать САПР в учебной работе для визуализации структуры чаши водоема и последующем цифровом расчете объема.
Рисунок 1. Определение контура береговой линии пруда с помощью САПР Компас и сведений о площади зеркала пруда с помощью опции «площадь».
Определение масштаба изображения
182
Известно, что определение объема воды в балке при различных уровнях заполнения является сложной математической задачей вычисления объема усеченной пирамиды с основанием, очерченным произвольной замкнутой кривой – методом построения планов уровней заполнения и последующей обработкой планов путем табличных вычислений [2].
В статье представлен пример визуализации построения планов уровней заполнения балки и построения объемного тела - распределения воды в балке. Для построений использовалась 18 версия САПР КОМПАС – 3D.
Построение планов уровней воды происходит в несколько этапов:
1. На рисунке 1 представлена вставка фрагмента топографической карты местности в формат чертежа САПР Компас. На карте отчетливо видны линии одинаковой высоты над уровнем моря и масштаб карты. Обозначен контур береговой линии пруда с помощью операции САПР Компас «сплайн по точкам», где точки совпадают с одним уровнем. Здесь же в виде отрезка прямой линии проводится место расположения плотины.
Масштаб изображения определяется с помощью измерения в САПР Компас единицы длины линий топографической карты – показаны в левом нижем углу рисунка 1 -200 метров длины карты соответствуют 38,93 мм длины на чертеже.
Рисунок 2. Очерчивание нового зеркала пруда
спомощью команды «Сплайн по точкам»
2.На рисунке 2 построено очертание части существующего пруда в виде внутренней замкнутой кривой. Новый пруд будет выше по течению ручья Косоушка, то есть пруды составят каскад. Уровень затопления или зеркала существующего пруда -120 метров, а проектируемый уровень зеркала нового пруда - 132 метра над уровнем моря.
183
3. На рисунке 3 представлено построение боковой поверхности пруда с помощью команды «Поверхность по сечениям».
Рисунок 3. Получение модели боковой поверхности пруда
4. На рисунке 4 представлено построение объемной твердотельной модели пруда с помощью команды «Элемент по сечениям».
Рисунок 4. Построение твердотельной модели пруда
спомощью команды «Элемент по сечениям»
5.На рисунке 5 представлен расчет объема тела пруда.
184
Рисунок 5. Определение объема пруда с помощью команды САПР «Массоцентровочные характеристики»
Для увеличения объема пруда можно поднять его уровень на 2-3 метра, для этого в САПР Компас есть опция построения эквидистанты к линиям уровня и к любым кривым. Очертив эквидистанту, нужно увеличить расстояние между расчетными уровнями, то есть высоту пирамиды с водой.
Размеры полученной модели пруда и соответственно, объем должны быть пересчитаны в натуральные величины с помощью масштаба, указанного на рисунке 1 что позволяет оценить объем воды в пруду с точностью до 1 м3.
Таким образом, применение САПР Компас-3D в расчетах мелких объектов водного хозяйства – оросительных прудов – существенно упрощает процедуру определения вместимости балки. Аналогично можно использовать САПР для определения объема подсыпаемого грунта в строительстве.
Литература
1.Бабиков В.В. Гидротехнические мелиорации лесных земель: учебник / Бабиков В.В .- М. Лесная промышленность,1993.-224с.
2.Дюков А.Н. Проектирование плотинного пруда на местном стоке/ Методические указания для выполнения курсового проекта по гидротехнической мелиорации специальности 360400
–«Лесное садоводство»./ П.Ф.Андрющенко. – Воронеж,1997.-55с.
3.Дробаденко В. П. Гидротехнические сооружения при открытой геотехнологии : учебник / В. П. Дробаденко, В. Е. Кисляков, О. А. Луконина. — Санкт-Петербург : Лань, 2019. — 304 с. — ISBN 978-5-8114-4355-0. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. —
URL: https://e.lanbook.com/book/122147 (дата обращения: 29.10.2021). — Режим доступа: для авто-
риз. пользователей.
4.Компас 3-D v19. Руководство пользователя.//kompas.ru:сервер САПР России 2021
URL:
https://kompas.ru/source/info_materials/kompas_v19/KOMPAS-3D_Guide.pdf (дата обраще-
ния: 21.10.2021).
5.Чагина А. В. 3D-моделирование в КОМПАС-3D версий v17 и выше: Учебное пособие для вузов/ Чагина А. В., Большаков В. П.-Санкт-Петербург.Питер,2021.-256с.ISBN: 978-5-4461- 1713-0.
185
УДК 620.91
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ
А.И. Бурков2, И.С. Гордеева1, В.С. Ивашкин2, Р.В. Отавина,1
1ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ, г. Пермь, Россия;
2ФГАОУ ВО «ПНИПУ», г. Пермь, Россия
Email: vladimirivashkinq@ya.ru
Аннотация. В статье рассматриваются альтернативные источники энергии и возможность их применения в животноводческих объектах. Рассмотрен подход к выбору солнечной панели и ветрогенератора в зависимости от различных критериев. Отмечается необходимость в совместном применении источников энергии для компенсации неравномерной выработки энергии.
Ключевые слова: альтернативные источники энергии, ветрогенератор, солнечная панель, энергоустановка.
Введение
Сельскохозяйственное производство, в частности, животноводческие объекты отличаются относительно большой энергоемкостью при производстве продукции. Как правило для энергоснабжения применяются традиционные источники энергии. Однако в настоящее время все актуальнее становится вопрос экологии, в частности, перехода к альтернативной энергетике. Все чаще можно увидеть совместное применение традиционных и альтернативных источников энергии, либо снабжение только благодаря альтернативным источникам. Однако из-за ряда факторов наиболее целесообразно использовать альтернативные источники совместно с традиционными [6].
Всвязи с энергетическим кризисом 2021 года вопрос использования альтернативных источников энергии обсуждается все чаще. За 2021 год в разных регионах наблюдался дефицит природного газа и угля. В некоторых странах упало производство энергии на ветряных электростанциях. Кроме того, ежегодно растет спроси на электроэнергию. Совокупность всех вышеперечисленных факторов способствует развитию альтернативной энергетики.
Вальтернативной энергетике применяется достаточно большое число разных технологий. Существуют как универсальные, так и узкоспециализированные технологии. К универсальным можно отнести использование солнечной и ветровой энергии, использование теплоты грунта, рекуперацию тепловой энергии. К узкоспециализированным можно отнести биогазовую энергию, утилизацию тепла получаемого молока и др. [2].
Отдельно стоит упомянуть про технологию рекуперации тепловой энергии. Часть тепла в процессе эксплуатации здания уходит в окружающую среду, в то время как ее можно использовать для нужд животноводческого объекта, в связи с чем широко применяются рекуператоры тепловой энергии. Например, в системе вентиляции через рекуперативный теплообменник тепловая энергия вытяжного воздуха переходит к приточному воздуху.
186
Для электроснабжения используются установки, которые позволяют получить энергию за счет неисчерпаемых ресурсов. В частности, можно выделить использование ветровой и солнечной энергии. Именно эти технологии рассмотрим в данной работе. Примеры работы таких установок есть как за рубежом, так и в России. Например, в Центральной России в совхозе имени Ленина рядом с Тамбовом установлен ветрогенератор, который снабжает электроэнергией ферму с молодняком.
1.Солнечные панели
Солнечная панель представляет собой устройство, преобразующее солнечную энергию в постоянный электрический ток. Эффективность солнечной панели напрямую зависит от ее расположения относительно солнца. Солнечные панели могут быть установлены: неподвижно, под определенным углом; на платформу, изменяющую положение по одной оси; на платформу, изменяющую положение по двум осям. Наиболее эффективен тот случай, когда солнечная панель меняет свое положение по двум осям в течении дня, подстраиваясь под положение солнца и таким образом получая максимальную эффективность работы.
Принципиально выделяют 3 вида солнечных панелей в зависимости от того, каким образом организованы атомы кремния в кристалле [1]: из монокристаллического, поликристаллического и аморфного кремния. Солнечные панели отличаются технологией производства и получаемом КПД. Наибольшим КПД обладают солнечные панели из монокристаллического кремния – 15-20%. У второго и третьего видов 10-14% и 5-6% соответственно. В связи с этим для оценки применения солнечных панелей для расчетов принимаем солнечную панель HHMONO200W на основе монокристаллического кремния [4].
Для оценки эффективности необходимо понимать потенциал энергии солнца в данном регионе [7]. Выполним оценку для города Пермь. По данным о суммарной солнечной радиации и мощности выбранной солнечной панели, рассчитываем какое количество энергии будет вырабатываться подобным модулем в регионе за каждый месяц по следующей формуле:
м = м , кВт ∙ ч, (1)
где Sм – площадь солнечной панели, Вт; Е – значение инсоляции за выбранный период, кВт∙ч/м2; – КПД солнечной панели; k – коэффициент, учитывающий поправку на потери мощности солнечных элементов при нагреве на солнце, а также наклонное падение лучей на поверхность модулей в течении года.
Результаты расчетов для одной солнечной панели HH-MONO200W представлены в графическом виде на рисунке 1.
Wм, кВт∙ч
2000
1500
1000
500
0
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
Месяц
Рисунок 1. График распределения энергии, вырабатываемой солнечной панелью по месяцам
187
Из графика видна одна из главных особенностей использования солнечных панелей – неравномерность выработки энергии. Для климатических условий Перми видно, что в зимний период выработка энергии минимальна. Следовательно, в данный период необходимо использование дополнительного источника энергии, которым может быть дизель-генератор, централизованное электроснабжение и др. Кроме того, следует учитывать, что в ночное время энергия не вырабатывается. Решением, компенсирующим данную особенность, может быть применение аккумуляторов, которые в дневное время будут накапливать избытки энергии.
2.Ветрогенераторы
Ветрогенератор представляет собой устройство, преобразующее энергию ветрового потока в механическую, а впоследствии в электрическую энергию. Одной из наиболее важных характеристик ветрогенератора является мощность. Мощность должна быть достаточной для питания электроприемников и зарядки аккумуляторов такой емкости, которой достаточно для питания электроприемников в штилевой период.
Для оценки эффективности применения ветрогенератора необходимо определить скорость ветра в регионе с учетом повторяемости различных скоростей. Согласно справочным данным повторяемость различных градаций скорости ветра приведена в таблице [5].
Повторяемость (%) различных градаций скорости ветра
Ско- |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
Год |
|
рость |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
0-1 |
22,6 |
26,0 |
20,9 |
18,0 |
19,4 |
24,5 |
29,1 |
29,3 |
22,0 |
15,5 |
15,1 |
22,6 |
22,0 |
|
2-3 |
32,8 |
32,5 |
34,6 |
37,2 |
38,7 |
40,2 |
43,9 |
41,9 |
38,7 |
38,8 |
35,3 |
35,6 |
37,6 |
|
4-5 |
29,5 |
26,6 |
27,3 |
29,7 |
30,0 |
26,8 |
21,3 |
23,3 |
29,1 |
30,9 |
33,9 |
27,3 |
28,0 |
|
6-7 |
10,5 |
10,7 |
11,3 |
9,9 |
8,5 |
6,7 |
4,8 |
4,5 |
7,3 |
10,1 |
11,1 |
9,8 |
8,8 |
|
8-9 |
3,9 |
3,4 |
4,5 |
4,4 |
2,9 |
1,2 |
0,8 |
0,9 |
2,4 |
3,7 |
3,6 |
4,2 |
3,0 |
|
10-11 |
0,5 |
0,6 |
1,0 |
0,5 |
0,3 |
0,4 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,6 |
0,8 |
0,3 |
0,5 |
|
12-13 |
0,1 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,1 |
0,1 |
0,0 |
0,0 |
0,1 |
0,4 |
0,2 |
0,2 |
0,1 |
|
14-15 |
0,1 |
0,0 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,0 |
0,0 |
0,1 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
|
16-17 |
0,0 |
0,0 |
0,1 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
Для выбора конкретного ветрогенератора необходимо определить наиболее важные критерии. С учетом повторяемости различных градаций скорости ветра, можно подобрать ветрогенератор для условий региона по следующим критериям:
1)среднегодовая скорость ветра на установочной площадке;
2)величина вырабатываемой электрической мощности;
3)значение стартовой скорости ветра, варьирующейся для разных моделей
впределах от 2-х до 4-х м/с;
Эффективность ветрогенератора зависит от вышеперечисленных критериев. Кроме того, существуют рабочий период и период простоя. В зависимости от этих двух периодов также можно оценить эффективность ветрогенератора. Под рабочим периодом Тр понимается период времени, в течение которого скорость ветра больше минимальной рабочей скорости V ≈ 2,5-3м/с, но меньше максимальной рабочей скорости Vмакс.р. Под периодом простоя Тпр. понимается время, в течение которого скорость ветра меньше Vмин.р или больше Vмакс.р.
188
Для оценки данных периодов составим график распределения скоростей ветра по повторяемости, т.е. количество дней в году, в которые ветер имеет определенную скорость. Данные представлены на рисунке 2.
T, ДНИ
100
50
0
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
-50
V, М/С
Рисунок 2. График распределения скорости ветра по дням
Как видно из графика большую часть времени скорость ветра меньше 2-3 метров в секунду. Соответственно для данных условий необходимо подбирать ветрогенератор с наименьшей стартовой скоростью ветра.
3. Особенности совместного использования солнечных панелей и ветрогенераторов на животноводческом объекте
Для бесперебойного получения энергии рекомендуется совместное применение солнечных панелей и ветрогенераторов. Количество и мощности рекомендуется подбирать исходя из климатических условий и экономического фактора. Для расположения солнечных панелей и ветрогенераторов животноводческие объекты обладают определенными преимуществами. В частности, на территории фермы зачастую высокие здания отсутствуют, потоки ветра не встречают больших препятствий на своем пути, а солнечные панели не оказываются под тенью от высоких зданий. Кроме того, на ферме можно найти оптимальное расположение для ветрогенераторов, таким образом, чтобы при их работе не нарушались требования нормативов, например, по допустимому уровню шума. Солнечные панели рекомендуется располагать на кровле зданий, т.к. кровля имеет большую площадь, а здание относительно небольшую высоту. Небольшая высота облегчает обслуживание установок.
Всвязи с нестабильной в течении времени выработкой энергии существует необходимость в аккумуляции энергии для обеспечения стабильного потребления
[3].Кроме того, существует потребность в наличии специализированного персонала, который будет обслуживать данные установки.
Выводы. Альтернативные источники энергии являются перспективным решением для обеспечения энергией животноводческих объектов. Применение альтернативных источников энергии позволяет животноводческим объектам быть автономными, экологичными, автоматизировать процессы обеспечения энергией. В частности, доступным решением является применение ветрогенераторов и солнечных панелей.
Всвязи с особенностями альтернативных источников энергии рекомендуется их совместное применение. При наличии нескольких источников энергии
189
животноводческий комплекс может быть полностью автономен в вопросах обеспечения электрической и тепловой энергиями.
Альтернативные источники энергии могут обеспечивать требуемые параметры. Например, показатели микроклимата могут поддерживаться на требуемом уровне за счет применения как традиционных источников энергии, так и альтернативных.
Литература
1.Виды солнечных элементов и их отличия, Свободная энергия: сайт. – URL: http://www.solarroof.ru/theory/30/51/ (дата обращения: 10.08.2021). – Текст: электронный.
2.Кошман В. С. К вопросу использования альтернативных источников энергии для энергоснабжения сельского хозяйства / В. С. Кошман // Агротехнологии XXI века: сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 150-летию со дня рождения профессора В.Н. Варгина. – Пермь, 2016. – С. 155–157.
3.Лукутин Б. В. Системы электроснабжения с ветровыми и солнечными электростанциями: учебное пособие / Б. В. Лукутин, И. О. Муравлев, И. А. Плотников. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2015. – 128 с.
4.Монокристаллические солнечные батареи, Helios House: сайт. – URL: https://www.helios-house.ru/monokristallicheskie-solnechnye-batarei/ (дата обращения: 10.08.2021). – Текст: электронный.
5.Научно-прикладной справочник по климату СССР, Серия 3 многолетние данные. Части 1-6, Выпуск 9.
6.Подковальников С. В. Интеграция возобновляемых источников энергии в систему электроснабжения промышленного предприятия / С. В. Подковальников, М. А. Поломошина // Вестник Иркутского государственного технического университета. – 2018. – Т. 22, № 11. – С. 182-198.
7.Сурков М. А. Оценка возможности применения фотоэлектрических установок для электроснабжения уличного освещения в климатических условиях Сибири / М. А. Сурков, Л. П. Сумарокова // Интернет-журнал Науковедение. – 2016. – Т. 8, № 6. – С. 120-131.
УДК 621.9.048
ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ЭЛЕКТРОИСКРОВОМУ НАРАЩИВАНИЮ ПОКРЫТИЙ
А.А. Гайнетдинов, Р.Н. Сайфуллин,
ФГБОУ ВО Башкирский ГАУ, г. Уфа, Россия e-mail: gaenet.etk@yandex.ru
Аннотация. В современных реалиях ремонт и восстановление изношенных изделий является наиболее предпочтительным, чем покупка нового готового изделия. Это говорит нам о том, что восстановление изношенных деталей на сегодняшний день является экономически выгодным, и свидетельствует об значимости проблемы восстановления и ремонта деталей подвергшихся износу. Электроискровое наращивание износостойких покрытий является одной из экономичных технологий, позволяющих повысить прочность, надежность механизмов и машин. Известны возможности и перспективы метода электроискрового наращивания, такие как: возможность управлять толщиной покрытий, относительно низкая температура изделия при обработке, допустимость формирования покрытия с заданными эксплуатационными свойствами. Существуют и недостатки применения данной технологии: это высокая шероховатость, низкая производительность и
190