2021_107
.pdfУДК 622.251
РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ УВЛАЖНЕНИЯ СОЛЯНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ
В.Ф. Миллер,
ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ, г. Пермь, Россия
E-mail: detali@pgsha.ru
Аннотация. Статья посвящена исследованию влияния параметров увлажнения на прочность соляных отложений с целью увеличения производительности и энергоемкости разрушения ручным механизированным инструментом ударного действия Показано, что увлажнение является важным фактором снижения прочности отложений и увеличения производительности работы ручным механизированным инструментом.
Ключевые слова: увлажнение соляных отложений, влагопоглащение, прочность, производительность, ручной механизированный инструмент.
При длительном транспортировании и хранении минеральных удобрений образуются отложения. Отложения отрицательно влияют на работу оборудования и затрудняют его разгрузку (погрузку), обслуживание и ремонт. Прочность отложений в среднем составляет 2,5…3,0 МПа. Значительная прочность соляных отложений уменьшает производительность процесса очистки ручными механизированными инструментами.
Известно, что снизить прочность соляных пород можно увеличением их влажности / 3/. Зависимость прочности и момента трещинообразования у соляных пород от влажности носит линейный характер. С увеличением влажности до 3% наблюдается снижение прочности и момента трещинообразования у всех соляных пород в среднем на 30-40%.
Исследование физико-механических свойств соляных отложений показало, что влияние влажности на прочностные свойства отложений подчиняется основным выводам, сделанным для соляных пород.
Полученная в результате исследования зависимость прочности от влажности аппроксимируется линейной зависимостью/4/
|
сж |
|
сж |
0 0,44 |
(1)
где сж 0 -прочность на сжатие при нулевой влажности, МПа; -влажность,
=1….8%.
В результате исследования установлено, что слои отложений, контактирующие с загрязненной поверхностью, находятся в несвязном состоянии и их влажность =6-8%. Однако, опытное увеличение влажности более 5% привело к частичной потере прочности образцов.
Таким образом, влажность является важным фактором снижения прочностных свойств соляных отложений. Безразмерная величина влажности связана с влагосодержанием соотношением /1/
/ 0 |
(2) |
221 |
|
где |
-влагосодержание, кг / |
м |
3 |
; |
0 -плотность скелета соляных отложений, |
кг / м |
3 |
. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Для определения закономерностей увлажнения, необходимо знать зависи- |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
мость влагопоглащения от толщины отложений и времени. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Процесс влагопоглащения описывается классическим уравнением тепло- |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
массопереноса /2/ |
|
|
|
|
|
|
у, t |
|
|
|
|
|
|
|
у,t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(3) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
у |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где а |
2 |
Д / П |
-экспериментальный коэффициент |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
Д |
-коэффициент диффузии влаги; |
П |
-коэффициент пористости отложений; |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
у -координата толщины отложений, t -время влагопоглащения. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Для решения уравнения (3) функция |
у,t должна удовлетворять краевым |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
условиям. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Начальному условию, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
у,О о |
|
о |
|
1 |
у |
f |
у ,О у h |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(4) |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
отражающему линейность изменения влагосодержания по толщине отложений. |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Граничным условиям |
|
|
|
|
|
f / t |
f1 t ,О t i t, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(5) |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
О,t о е |
kt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h,t 1 f |
2 |
t ,О ti |
|
t |
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(6) |
||||||||||||||
где k |
-коэффициент пропорциональности, определяющийся в результате экспери- |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
мента. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Установлено, что скорость влагопереноса в соляных отложениях прямо |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
пропорциональна влагосодержанию в каждый момент времени (5). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Для |
условия |
(6) |
в |
контакте |
отложений |
|
с загрязненной |
|
поверхностью |
||||||||||||||||||||||||||||||||
у h влагосодержание |
1 |
задается постоянным. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
Решение уравнения (3) с условиями (4), (5), (6) получено в виде ряда |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2k h h 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
n |
2 |
|
|
|
|
|
у, t о е |
kt |
у |
у |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
nу |
|||||||||||
1 |
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
e |
kh |
t |
e |
|
|
h2 |
|
sin |
|||||||||||||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
2 |
2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
n |
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n 1 n kh |
|
|
a |
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(7) |
|
|
|
n 1,3.... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициенты
k, Д, П а |
2 |
|
Д / П
определялись в экспериментальных ис-
следованиях |
и |
в среднем равны: коэффициент |
пропорциональности |
k 1,75 10 4 с 1 , |
коэффициент диффузии воды в |
соляных отложениях |
|
Д 8,4 10 6 |
м2с 1 |
и коэффициент пористости отложений |
П 0,15 0,25 . |
Если ограничиться первым членом ряда в (7), то погрешность вычислений определится остатком ряда, и не будет превышать 3-5%.
Тогда выражение (7) с учетом (2) для влажности можно записать
222
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
kt |
|
у |
|
у |
|
|
|
2k |
|
h h 2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
у |
||
у,t е |
|
|
|
|
|
о |
|
|
e |
|
|
h |
2 |
|
|
e |
2 |
t |
sin |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
kh |
||||||||||||||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
о |
|
|
|
h |
|
1 |
|
kh |
2 |
a |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(8)
Для экспериментальной проверки полученной зависимости (8) был использован аппарат многофакторного эксперимента.
Целью эксперимента являлось определение условий проведения увлажнения соляных отложений. На основе предыдущего теоретико-экспериментального исследования основными факторами, влияющими на процесс увлажнения отложений, приняты: h -толщина отложений, t -время увлажнения, о -начальная влажность отложений.
В результате проведения опытов по способу двухуровневого трехфакторного эксперимента (6) была получена математическая модель, которая проверялась на адекватность изучаемому явлению. Для этого вычислялось опытное зна-
чение критерия Фишера |
Fon , который сравнивался с табличным |
FТ . При |
уровне значимости 0,05 и числе степеней свободы большей и меньшей дисперсии k1 1 и k2 23 Fon 0,67 4,3 FТ , т.е. модель адекватна.
Для реальных значений варьируемых факторов математическая модель имеет вид
у,t о 1 1,1е |
kt |
|
4 |
|
|
15he |
1,3t 10 |
, |
(9) |
||
|
|
где k -коэффициент, имеющий значение, что и в формуле (8).
Сравнение выражений (8) и (9) показало, что вычисленные значения у,t в обоих случаях отличаются незначительно и разница не превышает 9%.
Выводы
Увеличение влажности является важным фактором снижения прочностных свойств соляных отложений.
Полученная в результате теоретикоэкспериментальных исследованиях математическая модель адекватно отображает процесс увлажнения минералосодержащих отложений и позволяет определить параметры увлажнения.
Увлажнение отложений приводит к увеличению производительности процесса очистки поверхностей от минералосодержащих отложений ручным механизированным инструментом.
Литература
1.Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. справочник по математике для инженеров и учащихся втузов -13-е изд. испр.- М.: Наука, 1986.
2.Бэр Я., Заславский Д., Ирмей С. Физико-механические основы фильтрации воды.- М.:
Мир, 1971.
3.Проскуряков Н.М., Пермяков Р.С., Черников А.К. Физико-механические свойства соляных пород.- М.: Недра, 1974.
4.Рекомендации по планированию экспериментальных исследований / ДонНИГРИДо-
нецк, 1975.
5.Тихонов А.И., Самарский А.А. Уравнения математической физики.- М.: Наука, 1977.
223
УДК 631.171; 636.2
АЛГОРИТМ КОМПЬЮТЕРНОЙ ПРОГРАММЫ ДЛЯ РАСЧЕТА КОМПЛЕКСНОГО КРИТЕРИЯ ОЦЕНКИ
ПЛАНИРОВОЧНЫХ РЕШЕНИЙ ФЕРМ
Д.А. Некрасов,
ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ, г. Пермь, Россия
Email: dinekrasov3@gmail.com;
М.А. Трутнев,
ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ, г. Пермь, Россия
Email: kaftog@pgsha.ru;
Аннотация. Предложен алгоритм компьютерной программы для расчета комплексного критерия оценки планировочных решений помещений для содержания крупного рогатого скота. Комплексным критерием оценки является коэффициент конкурентоспособности. Рассмотрена возможность интеграции компьютерной программы с системами автоматизированного проектирования.
Ключевые слова: планировочные решения, крупный рогатый скот, критерии оценки, коэффициент конкурентоспособности, алгоритм.
На сегодняшний день очень важно уметь оценивать планировочные решения помещений для содержания крупного рогатого скота на этапе строительства новых ферм или на этапе реконструкции уже существующих.
Отечественный и мировой опыт производства молока показывает, что рентабельность и конкурентоспособность производства молока может быть достигнута, совершенствуя планировочные решения помещений для содержания крупного рогатого скота, соответствующих сформулированным критериям оценки и конкурентоспособным технико-экономическим показателям [4].
Главными проблемами в рассматриваемой предметной области являются: не рациональное использование общей площади производственных зданий, нарушение температурного режима, не рациональное расположение специального оборудования, нарушение санитарно-ветеринарных норм.
Следовательно, на планировочные показатели влияет множество различных факторов. Например, ветеринарно-санитарные требования при проектировании, строительстве, реконструкции и эксплуатации животноводческих помещений РД-АПК 3.10.07.05-17 [2], нормы технологического проектирования ферм крупного-рогатого скота крестьянских хозяйств НТП-АПК 1.10.01.001-00 [1], а также эксплуатируемое специальное оборудования.
Для анализа планировочных решений по заданным критериям необходимо задание базового решения, которое будет принято за оптимальное. С этим оптимальным по всем показателям решением будут сравниваться все остальные планировочные решения, которые необходимо проанализировать. Оптимальное решение всегда может быть заменено. На начальном этапе оптимальным решением будет считаться типовой проект, все показатели которого соответствуют нормам:
НТП-АПК 1.10.01.001-00 и РД-АПК 3.10.07.05-17.
224
Список показателей для оценки планировочных решений формируется, консолидируя информацию из следующих источников:
нормативные документы, которые официально приняты в рассматриваемой предметной области;
сбор информации непосредственно с предприятий, занимающихся содержанием крупного рогатого скота.
Различных планировочных решений помещений для содержания крупного рогатого скота может быть огромное количество. Проанализировать и спрогнозировать последствия выбора всех этих вариантов вручную очень тяжело. Для решения этих задач предлагается алгоритм будущей программы, которая предназначена для расчета оценочных критериев по показателям, формирования общего отчета по всем критериям и выдачи рекомендаций.
По предложенному алгоритму планируется разработка информационной системы, которая позволит сэкономить трудозатраты на проектирование и минимизировать влияние человеческого фактора.
Существует два главных сценария работы будущей компьютерной программы: анализ и реконструкция уже существующих планировочных решений помещений для содержания крупного рогатого скота, а также проектирование новых решений. Разрабатываемая программа предназначена для совместного использования вместе с системами автоматизированного проектирования (САПР). На первом этапе планируется поддержка Autodesk AutoCAD и Autodesk Revit. Список программного обеспечения САПР в дальнейшем может пополняться. Значения показателей планировочного решения считываются прямо из модели AutoCAD или Revit.
Для первого сценария необходимы входные данные для объекта анализа (требуемые показатели), а также данные по планировочному решению, которое взято за эталонное. Входные данные могут быть заданы вручную либо считаны из модели САПР. Далее производится анализ всех показателей по сформированному списку оценочных критериев. По полученным значениям строится радар конкурентоспособности, высчитывается значение коэффициента конкурентоспособности относительно эталонного решения и строится отчет.
Для второго сценария необходимо задать некоторое количество альтернатив (вариантов планировок). Так как для расчета оптимального планировочного решения будет использоваться компьютерная программа, то количество альтернатив может быть велико. Это и является главным преимуществом составления алгоритма и дальнейшей разработки компьютерной программы. Анализ большого количества альтернатив повышает вероятность выбора наилучшего варианта. Далее для лучших альтернатив также строится радар конкурентоспособности и высчитывается значение коэффициента конкурентоспособности. Выбираем лучшее решение относительно эталонного. В дальнейшем также планируется автоматическое построение получившегося варианта напрямую в САПР, используя разработанную компьютерную программу.
При поиске наилучшей альтернативы обычно используются методы математического программирования. Для использования этих методов необходимо:
225
задать переменные, задать граничные значения этих переменных (в пределах которых будут меняться их значения), а также задать целевую функцию, для которой нужно найти экстремум. Целевая функция является количественным критерием оценки степени достижения цели.
Важно, чтобы оценочные критерии, по которым производится анализ, охватывали как можно больше граней анализируемого объекта. Необходимо, чтобы они учитывали все его главные характеристики. Оценочные критерии не должны зависеть напрямую от других критериев. Они должны однозначно либо максимизировать, либо минимизировать то или иное свойство объекта.
Оценочные критерии вычисляются, используя различные показатели. Например, размеры и планировка помещений, способ содержания коров (привязный или беспривязный), ритм и фазность технологии содержания коров, величина группы, сохранность поголовья, производственный цикл, какие используются кормораздатчики (основные характеристики, рабочие параметры, расположение), какое используется оборудование для доения (основные характеристики, рабочие параметры, расположение), как поддерживается микроклимат (основные характеристики, рабочие параметры, расположение). Также это могут быть такие удельные показатели, как средний удой, затраты корма (конверсия корма), затраты труда (человеко-часы), себестоимость (рубль / центнер).
Вот некоторые критерии, которые могут быть посчитаны, используя полученные показатели: критерий энергоемкости (установленная мощность / скотоместо), стоимость скотоместа строительная, стоимость скотоместа с позиции используемого оборудования, критерий металлоемкости (масса всего оборудования / скотоместо), удельная площадь кормовых проходов (площадь всех проходов / вся площадь помещения), коэффициент полезного использования помещения (площадь стойл / площадь всего помещения), объем помещения (м3 / скотоместо), удельная площадь навозных проходов. Список критериев может пополняться [3].
Все полученные критерии вкупе позволяют количественно оценить планировочные решения и с помощью дальнейшего анализа выбрать наилучшие.
Далее рассмотрим построение радара конкурентоспособности и вычисление безразмерного интегрального критерия – коэффициента конкурентоспособности [5]:
кон = о , (1),
эт
где Sо – площадь оценочной фигуры для конкретного планировочного решения; Sэт – площадь фигуры эталонного планировочного решения.
о = кр 1 + кр 2+. . . + кр , (2),
где Sкр 1, Sкр 2, …, Sкр n – площади отдельных секторов оценочной фигуры (по каждому критерию);
n – количество критериев.
Допустим, есть n критериев со значениями: K1, K2, …, Ki, Ki+1, …, Kn.
Тогда по формуле для нахождения площади треугольника через 2 стороны и угол между ними:
1
кр = 2 +1 sin , (3),
226
где +1 – значения двух соседних критериев, которые являются сторонами треугольника, образующего сектор на радаре конкурентоспособности;
– угол между сторонами треугольника +1. Для расчета площади последнего сектора Sкр n:
1
кр = 2 1 sin , (4).
Угол на радаре конкурентоспособности идентичный для всех секторов. Следовательно,
= 360 , (5), где n – количество секторов радара (критериев).
Ниже для примера на рисунке (Рис. 1. Радар конкурентоспособности) представлен расчет коэффициента конкурентоспособности для произвольных данных.
Рис. 1. Радар конкурентоспособности
По представленным результатам можно утверждать, что «Решение 1», «Решение 2» и «Решение 3» уступают эталонному решению, потому что их значение коэффициента конкурентоспособности меньше единицы.
Если значение коэффициента равно единице, то текущее решение совпадает с эталонным.
Если значение коэффициента больше единицы, то текущее решение превосходит эталонное.
Представленную выше методику можно применять на значениях критериев, высчитанных по реальным показателям планировочных решений помещений для содержания крупного рогатого скота.
Ниже на блок-схеме (Рис. 2) представлен алгоритм, по которому будет разработана компьютерная программа.
227
Рис. 2. Алгоритм компьютерной программы
Разработанная по приведенному выше алгоритму информационная система позволит сэкономить трудозатраты на проектирование и минимизировать влияние человеческого фактора. Интеграция с САПР позволит еще на этапе проектирования выявить проблемы конкретного планировочного решения и с помощью компьютерной программы выбрать оптимальное.
Литература 1. НТП-АПК 1.10.01.001-00 Нормы технологического проектирования ферм крупного ро-
гатого скота крестьянских хозяйств, НТП-АПК от 27 июля 2000 года №1.10.01.001-00, Приказ Минсельхоза России от 27 июля 2000 года [Электронный ресурс] URL: http://docs.cntd.ru/document/1200032479 (дата обращения: 25.10.2021).
228
2.РД-АПК 3.10.07.05-17. Ветеринарно-санитарные требования при проектировании, строительстве, реконструкции и эксплуатации животноводческих помещений [Электронный ресурс] URL: https://rulaws.ru/acts/RD-APK-3.10.07.05-17.-Veterinarno-sanitarnye-trebovaniya-pri- proektirovanii,-stroitelstve,-rekonstru-solt-budafede/ (дата обращения: 25.10.2021).
3.Трутнев Н.В., Крохалев А.В., Саначев М.В. Обоснование основного критерия оценки технологических планировочных решений и его математическое выражение // Агротехнологии XXI века. Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, посвященной 85-летию основания Пермской ГСХА и 150-летию со дня рождения академика Д.Н. Прянишникова. Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д.Н. Прянишникова. 2015. - Пермь: ИПЦ Прокрость, 2015, С 57-61.
4.Туинов И.В. Обоснование технологических планировочных решений при реконструкции свиноводческих предприятий. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. - СПБ - Пушкин, 2006. - 266 с
5.Федорова Е. А. Озерова Е. В. Оценка конкурентоспособности отраслевой группы предприятий // Известия Тульского государственного университета. Экономические и юридические науки, Выпуск № 1 / 2009, С 240-246.
УДК: 631.363.1
МОДЕЛЬ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ОБРАБОТКИ СЕНАЖА УГЛЕКИСЛЫМ ГАЗОМ
В.Е. Саитов,
ФГБНУ ФАНЦ Северо-Востока, г. Киров, Россия;
А.Ю. Лобанов,
ИАБТ КНЦ УрО РАН
E-mail: xeroum@yandex.ru.
Аннотация. Сенаж – наиболее распространенный вид кормов, применяемых в Республике Коми. Исследования по применению углекислого газа в качестве консерванта на сенаже дали положительный результат, однако встал вопрос о механизации данного процесса. Авторами представлена модель устройства, расчет которой в перспективе станет основной для создания устройства для обработки сенажа газовым консервантом.
Ключевые слова: кормозаготовка, грубые корма, обработка консервантами, механизация.
Сенаж является одним из самых распространенных видов грубых кормов, используемых в Республике Коми. Технологии его заготовки хорошо отработаны и широко распространены, однако из-за климатических особенностей рекомендуется применение консервантов [3,4].
Исследования по применению углекислого газа в качестве консерванта показали эффективность данного способа заготовки кормов [2]. Так, использование 0,5∙10-3 м3/кг углекислого газа на сенаже плотностью прессования 300 кг/м3 влажностью 55% позволяет повысить сбор обменной энергии на 6%, кормовых единиц на 12%, а содержание сырого протеина на 0,8% по сравнению с классической заготовкой сенажа в рулоны без применения консервантов. Использование углекислого газа особенно выгодно на фоне удорожания химических и биологических консервантов, многие из которых производятся зарубежном.
Однако, применение углекислого газа в качестве консерванта сдерживается отсутствием промышленных приспособлений для осуществления обработки кор-
229
ма. В связи с этим нами был предложен способ внесения углекислого газа в рулон сенажа и средство для его внесения.
Суть способа отображена на рисунке 1 и заключается в следующем:
1.Заготовленный по стандартной технологии сенаж в рулоне 1 укладывается погрузчиком на обмотчик рулонов 3;
2.Производится обмотка рулона полимерной пленкой 2 до состояния, когда 85-90% его поверхности покрыто первым слоем полимерной пленки, а не покрытая часть расположена в верхней части рулона;
3.С помощью пневмоцилиндра 4 в нижнюю часть неподвижный зафиксированного рулона производится введение иглы инъектора;
4.После полного введения инъектора производится подача углекислого газа;
5.Введя дозу консерванта, производится извлечение иглы инъектора, а рулон дооборачивается пленкой.
Рисунок 1. Технология обработки сенажа углекислым газом при заготовке в рулоны. 1 – рулон сенажа; 2 – полимерная пленка; 3 – обмотчик рулонов;
4 – пневмоцилиндр с инъектором
Средством для внесения углекислого газа в таком случае выступает иглаинъектор, установленная на пневмоцилиндре, модель которой представлена на рисунке 2, разработка которой основана на анализе изобретения «Инъектор» для обработки жидкими консервантами [1].
Рисунок 2. Инъектор для внесения углекислого газа в сенаж
230