806

Выпрямление электрического тока выполнялось выпрямителем, изготовленным силами кафедры «Технического сервиса» Пермской ГСХА.

Значения потребляемого напряжения, силы тока и потребляемой мощности обрабатывались оборудованием ―WinDecont‖ и в автоматическом режиме записывались на персональный компьютер.

В качестве исходного материала использовалось зерно ячменя, т.к. согласно исследованиям В. Я. Гиршсона, на его измельчение требуются одни из самых высоких энергозатрат.

Рисунок 4. Общий вид экспериментальной установки.

1 – персональный компьютер; 2 – комплект измерительный К-505; 3 – оборудование ―WinDecont‖; 4 – выпрямитель; 5 – лабораторный автотрансформатор РНО-250-5; 6 – экспериментальный измельчитель.

Проведение экспериментов проводилось следующим образом:

1.Предварительно отобранная партия фуражного зерна очищается от механических и растительных примесей, после чего производится определение его эквивалентного диаметра [1].

2.В измельчитель устанавливается противорежущее кольцо и ножевой конус

снужными характеристиками угла наклона конуса и угла наклона лезвия фрезы.

3.Включается электродвигатель, лабораторным автотрансформатором устанавливается необходимая частота вращения и при помощи измерительного комплекта измеряются напряжение, сила тока и частота вращения холостого хода измельчителя, данные которых записываются на персональный компьютер.

4.В загрузочный бункер засыпается фуражное зерно, которое самотѐком поступает в измельчитель. При падении частоты вращения ножевого конуса устанавливается еѐ величина, необходимая для проведения эксперимента и после выхода на рабочий режим забирается порция измельчѐнного материала. Одновременно с началом забора пробы запускается программа ―WinDecont‖, которая записывает данные на персональный компьютер.

40

5. По завершении эксперимента производился гранулометрический анализ измельчѐнного зерна с целью оценки качества измельчения.

В дальнейшем будет выполнен полный анализ полученных данных и сделаны общие выводы и предложения.

По предварительным данным можно сказать, что удельная энергоѐмкость процесса измельчения резанием в предложенном измельчителе ниже как минимум в пять раз в сравнении с широко применяемым молотковыми дробилками, а доля пылевидной фракции в измельчѐнном материале составляет не более 2%.

Литература

1.Алѐшкин В. Р., Рощин П. М. Механизация животноводства. – М.: Агропромиздат,

1985. – 336с

2.Мельников С. В., Алѐшкин В. Р., Рощин П. М. Планирование эксперимента в иссл е- дованиях сельскохозяйственных процессов. – Л.: Колос, 1980. – 168с

3.Мянд А. Э. Кормоприготовительные машины и агрегаты. – М.: Машиностроение, 1970. – 256с.

4.Патент на полезную модель № 42441 Измельчитель кормов. Вагин Б.И., Анисимов В.А., Белов А.С., Пепеляева Е.В.,2004.

5.Патент на полезную модель № 66979 Измельчитель фуражного зерна. Анисимов В. А., Перетягин Е. Н., 2007.

УДК 621.384

С.А. Ракутько – д-р техн. наук, Е.Н. Ракутько,

ФГБНУ ИАЭП, г. Санкт-Петербург, Россия

ОБ ОЦЕНКЕ ПОЛЕЗНОСТИ ПОТОКА ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В СВЕТОКУЛЬТУРЕ

Аннотация. Представлена методика, позволяющая определить полезность потока как степень соответствия измеренного и оптимального для растений спектрального состава излучения. Приведены результаты оценки показателя полезности потока для светодиодных источников с различным спектральным составом при выгонке петрушки сорта Урожайная.

Ключевые слова: оптическое излучение, полезность потока, спектральный состав, светокультура.

Важнейшей задачей в АПК является обеспечение энергосбережения в применяемых технологических процессах. Одними из наиболее энергоемких являются процессы, связанные с использованием энергии оптического излучения. Примером таких процессов является светокультура, то есть выращивание растений при искусственном облучении. Энергия потока оптического излучения в области фотосинтетически активной радиации (ФАР) с длиной волны от 400 до 700 нм является основой обеспечения процессов фотосинтеза и получения полезной продукции в светокультуре.

41

К настоящему времени разработаны различные практические мероприятия, направленные на повышение продуктивности растений. В светокультуре одним из энергосберегающих мероприятий является регулирование светового режима, в том числе путем аргументированного выбора источников излучения и/или регулирования спектра излучения выбранных источников в диапазоне ФАР. Экономические показатели светокультуры непосредственно зависят от соответствия спектрального состава излучения требуемым значениям.

Термин «качество света» (англ. light quality) в специальной литературе переводится как «спектральный состав», или «спектр», который обычно представляют графически или таблично значениями интенсивности потока на различных длинах волн.

В философском понимании, качество –это присущие какому-либо объекту свойства и характеристики, определяющие объект как таковой и отличающие его от другого объекта [1]. В этом смысле, образуя термин в более узком и прикладном значении (качество света), новое определение не должно противоречить фундаментальному определению качества как категории. Однако в данном случает (как и во многих технических определениях) качество определяется не только как совокупность объективно присущих продукции свойств и характеристик, но и как удовлетворение потребностей (соответствие требованиям). На наш взгляд, способность потока излучения соответствовать предъявляемым требованиям (удовлетворять потребности растения в энергии) допустимо характеризовать терми-

ном полезность (англ. light utility, LU).

Целью данной работы является обоснование параметра, характеризующего близость спектров измеряемого потока и потока, наиболее эффективного для растений данного вида, названного нами полезностью потока.

Первичной спектральной информацией являются величины энергетической облученности E , Вт.м2, для каждой длины волны . Спектр излучения, измеряемый широко распространенными приборами с небольшим шагом по длинам волн, обладает избыточностью, только затрудняющей его оценку. Достаточно признанным в метрологии светокультуры является подход, основанный на выделении трех спектральных поддиапазонов ФАР: синего (B – blue) 400…500 нм, зеленого (G – green) 500…600 нм и красного (R – red) 600…700 нм. Исследования роста, фотосинтеза и продуктивности растении показали, что наиболее благоприятными для выращивания светолюбивых растении являются следующие доли энергии по спектру ФАР в поддиапазонах: в синем kB =0,3; в зеленом kG =0,2; в

красном kR =0,5 [2].

Фотонная облученность в диапазоне ФАР определяется как сумма облученностей в поддиапазонах

42

Доли потоков в общем потоке равны долям соответствующих облученностей в общей облученности ФАР. При трех поддиапазонах достаточно вычисление доли потоков в двух поддиапазонах, например, синем и красном.

Данному набору можно сопоставить точку в треугольной системе координат, оси которой направлены по сторонам равностороннего треугольника. Каждой такой точке соответствует определенный набор коэффициентов kB , kG , kR .

Приняв спектр одной из точек в качестве нормируемого, полезность потока можно оценить по величине

43

где LИН - расстояние между точками, отображающими измеренный (И) и нормируемый (Н) спектры в треугольных координатах.

Исходные данные для апробации рассмотренного подхода были получены в серии экспериментов по выгонке петрушки (Petroselinum tuberosum) под излучением светодиодных источников [3]. Петрушка является одной из важнейших зеленных и пряно-вкусовых культур, производство и потребление которой в настоящее время увеличивается. Различные сорта петрушки существенно отличаются по биохимическому составу листьев и корнеплодов. Петрушка светолюбива, но у корнеплодов листья могут отрастать и развиваться при низком уровне освещенности, что используется при выгонке [4].

В эксперименте использовали корнеплоды корневого сорта петрушки Урожайная, заготовленные осенью 2014 г. до заморозков. После уборки и до начала экспериментов корнеплоды хранили при температуре воздуха 1–3°С и относительной влажности воздуха 60–65%. Брали корнеплоды средних размеров в количестве 16 шт, массой от 22 до 88 г, диаметром 2–4 см в верхней части. Содержание сухого вещества в корнеплоде составляло 17,6 %.

Перед высадкой в контейнеры производили обрезку листьев, оставляя черешки длиной 2–3 см с сохранением верхушечной почки, а также кончиков корней, чтобы посадочный материал имел одинаковую длину.

Подготовленные к выгонке корнеплоды разделили на две партии, предназначенные для выращивания в различных условиях облучения таким образом, что общие массы корнеплодов обеих партий были практически одинаковы.

Высадили корнеплоды 19.11.2014 г. в полипропиленовые контейнеры объемом 663 см3. Для заполнения контейнеров использовали кислый (pH 3.6) верховой сфагновый торф торфопредприятия «Пельгорское–М» Ленинградской области со степенью разложения 10 % , влажностью 35 % и низким содержанием основных элементов питания. Кислотность торфа нейтрализовали мелом до pH 6,2. Производили заправку торфа основными элементами питания и микроэлементами. Содержание подвижных форм элементов питания доводи-

ли до уровней, мг/л: NH4+ – 20; NO3+ – 194,5; K+ – 189.6; Ca2+ – 160; Mg2+ – 60; Mn2+ – 0.5; Cu2+ – 0.05; Mo6+ – 0.05; B3+ – 0.05. Содержание P5+ – 20 мг/ 100 г

сухого торфа. EC – 1,0 мСм/см.

При посадке головку и шейку корнеплодов оставляли открытой. Почву вокруг саженцев уплотнили, полили и поставили контейнеры в темное место с температурой воздуха +14°C для образования боковых корней. В процессе выращивания поддерживали температуру воздуха +18оС, влажность воздуха 60% [5]. Полив производили небольшими порциями воды, избегая увлажнения головки корнеплода.

44

Выращивание производили в секциях климатической камеры. Уровень фотонной облученности 50 мкмоль.с-1.м-2 поддерживали в эксперименте изменением высоты подвеса светодиодных излучателей над верхушками растений в секциях камеры. Спектр излучения S1 в первой секции камеры имел практически равномерное распределение энергии в диапазоне ФАР ( kсин =32,4%, kзел =34,2%, kкр = 33,2%).

Спектр излучения S2 во второй секции камеры был задан соотношения-

Растения петрушки, выращиваемые под спектром излучения S1, несмотря на несколько меньшую длину листа, имели более крепкий и пушистый вид, большее количество листьев в розетке, большую сырую массу листьев и большее содержание сухого вещества в листьях.

Для оценки энергоэффективности процесса выгонки использовали величину энергоемкости, которая показывает, какое количество энергии потока излучения затрачивается на синтез 1 г сухого вещества [6].

Полученные показатели приведены в таблице.

обозначенная символом «+» на рис. 2). Здесь же графически показаны L1 и L2 .

Вычисленные значения LU приведены в таблице. Большие значения величины LU наблюдаются у источников света, применение которых обеспечивает большую продуктивность светокультуры и ее меньшую энергоемкость.

Наглядность величины показателя полезности потока и простота его определения позволяет использовать предлагаемый подход в научных исследованиях, в учебном процессе аграрного вуза, при проведении энергоэкоаудита в культивационных сооружениях, в производственном процессе светокультуры.

Литература

1.Гегель. Энциклопедия философских наук. – М., 1974.

2.Протасова Н.Н. Светокультура как способ выявления потенциальной продуктивности растений // Физиология растений. - т. 34.- Вып.4.-1987.

3.Ракутько С.А. Сравнение эффективности выгонки петрушки при дополнительном светодиодном излучении с различным спектром / С.А. Ракутько, Е.Н. Ракутько // Труды XII Межд. науч. - практ. конф. (Москва, 19-21 марта 2015 г) «Пища. Экология. Качество».- Новосибирск, 2015.

4.Циунель, М.М. Петрушка – доходная культура / М.М.Циунель // Гавриш.–2005.– №6.–

С.13–15.

5.Потехин Г.А. Особенности выращивания петрушки на зелень / Г.А. Потехин, В.А. Харченко, В.Ф. Пивоваров // Овощи России.– 2010.– №3 (9).– С.42–47.

45

6. Ракутько Е.Н. Рост и фотоморфогенез петрушки корневой (Petroselinum tuberosum) под оптическим излучением различного спектрального состава / Е.Н. Ракутько, С.А. Ракутько // Известия Санкт–Петербургского государственного аграрного университета.–2015.–№38.–С.298–304.

УДК 378.147:744.4

В.И. Соколова, ФГБОУ ВО Пермская ГСХА, г. Пермь, Россия

ВЛИЯНИЕ МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫХ СВЯЗЕЙ НА ИЗУЧЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАФИКИ

Аннотация. Переход на двухуровневую систему высшего образования привел к сокращению времени, отводимому на изучение общепрофессиональных дисциплин, в сравнении с ранее действовавшими стандартами.

В условиях дефицита времени при подготовке бакалавров недопустим простой набор знаний, разрозненность по отдельным дисциплинам, дублирование учебного материала или отсутствие очень важных разделов.

Ключевые слова: междисциплинарные связи, компьютерная графика, оптимизация, образование, бакалавры.

Введение. Подготовка квалифицированного специалиста с хорошим знанием компьютерной графики требует поэтапного обучения, интегрированного в единое целое. Компьютерная графика это предмет, навыки которой нужно совершенствовать, по мере изучения смежных дисциплин осуществляя алгоритмическую, эвристическую и познавательную деятельность. Опирается предмет на непрерывное и логически связанное изучение начертательной геометрии и инженерной графики.

Методика. Из начертательной геометрии важнейшим из разделов, для построения трехмерных моделей, являются «Поверхности». Изображение деталей ограниченных множеством различных поверхностей представляет собой непростую задачу. Проанализировать и разбить деталь на простые составляющие помогает изучение поверхностей. Использование приемов компьютерного моделирования в системе КОМПАС-3D позволяет достаточно легко создавать детали со сложной геометрией даже тем студентам, у которых отсутствует пространственное мышление. Каждую деталь нужно мысленно представить в виде нескольких примитивов. Будет это поверхность второго порядка, винтовая, вращения, циклическая или поверхность с плоскостью параллелизма. Обучение анализу геометрической формы объекта необходимо как основа понимания его конструкции и умения читать чертежи. Исходя из предлагаемых условий, определяется способ создания этих отдельных составных частей детали.

Используя приемы компьютерного твердотельного моделирования или приемы создания поверхностей, решается вопрос об операции выдавливания, вращения, кинематической или операции по сечениям. Теоретическое обоснование в процессе пространственного моделирования создает благоприятные условия для мыслительной и аналитической деятельности. К процессу моделирования подключается творческий процесс и это обеспечивает интерес обучаемых студентов к предмету.

46

Основой основ инженерной графики являются государственные стандарты. Без знания стандартов ЕСКД и машиностроительных стандартов невозможно создать грамотный чертеж. Программа предоставляет большие возможности использования готовых стандартных изделий (подшипники, уплотнения, шпонки, крепежные изделия и другие детали машин). Достаточно полно представлена библиотека стандартных элементов (канавки, проточки, отверстия, шлицы, шпоночные пазы). Изучая графическую программу КОМПАС-3D, студент продолжает освоение инженерной графики, наиболее полно знакомясь со стандартами.

В процессе изучения дисциплины метрология у студента появляются новые знания и новые возможности использования компьютерной графики при выполнении рабочих чертежей деталей машин. Нанесение предельных отклонений размеров, шероховатости и обозначение допусков формы и расположения поверхностей на чертеже.

Глубина знаний студентов третьего курса в достаточной мере позволяет профессионально использовать САПР. Предметы «Теория механизмов и машин» и «Детали машин» позволят студенту грамотно построить детали со стандартными элементами (зубчатые колеса, звездочки, шкивы и т.д.) с помощью библиотеки «Расчеты и построения», «Валы и механические передачи 2D и 3D».

Интеграция и оптимизация дисциплин это еще один способ экономии времени и повышения качества образования. Например, создание спецификаций в автоматическом режиме экономит время на изучение этой темы и ее вполне можно перенести из инженерной графики в компьютерную. Создаваясь в автоматическом режиме, спецификация воспринимается как логическое приложение к ассоциативному чертежу сборки. А выполняя курсовой проект по выпускающей кафедре, студент расширяет свои возможности и познания в инженерной и компьютерной графике. Выпускная квалификационная работа интегрирует все пройденные дисциплины.

С другой стороны изучение графических дисциплин оказывает большое влияние на профессиональное становление будущих специалистов, развитие их пространственного воображения, проективного видения, образного мышления, закладывает основы знаний, необходимые для освоения других технических дисциплин.

Результаты. Использование компьютерной графики во всех предметах профессионального цикла формирует стимул к совершенствованию владения графической программой, а это в свою очередь придает уверенность в получении качественного образования и создает будущему специалисту условия для активной самостоятельной познавательной деятельности. Умение комплексного применения знаний отвечает требованиям, предъявляемым к любой творческой деятельности современного человека.

Выводы. Анализируя всестороннее развитие профессиональной подготовки можно отметить общие черты этого процесса: творческое самосовершенствование, потребность в самообразовании и научное мировоззрение.

Подготовка бакалавров в инженерных вузах опирается на глубокие меж-

47

дисциплинарные связи. Каждая последующая дисциплина профессионального цикла должна прочно опираться на пройденный материал общетехнических дисциплин.

Материал, на который не опирается ни одна из последующих дисциплин, можно считать бесполезным, а значит, он не отвечает современным требованиям оптимизации.

Литература

1)Гилязова С.Р., Старшинова Т.А. Роль графических дисциплин в формировании интегративной конструкторско-технологической компетенции // Казанский педагогический журнал. 2011. № 5. С. 21-28.

2)Кожемяко И.Л., Овчинникова И.А.Создание системы междисциплинарных связей дисциплины «Инженерная графика» с дисциплинами и модулями профессионального цикла ФГОС СПО.

3)Москалева Т.С., Севостьянова О.М. Интегративный подход к обучению студентов вуза графическим дисциплинам. URL: http://rudocs.exdat.com/docs/index-425535.htm

УДК 635.21

В.И. Старовойтов – д-р техн. наук, О.А. Старовойтова – канд. с.-х. наук,

ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт картофельного хозяйства имени А.Г. Лорха», п. Красково-1, Московская область, Россия Н.В. Воронов – канд. техн. наук, Российский государственный гидрометеорологический университет, Санкт-Петербург, Россия Г.С. Воронова,

Творческий союз изобретателей, Санкт-Петербург, Россия А.А. Манохина – канд. с.-х. наук, ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, Москва, Россия

ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ПИЩЕВОЙ ЦЕННОСТИ КАРТОФЕЛЯ

Аннотация. В статье представлены результаты оценки реакции сортов картофеля на внесение микроэлементов и регуляторов роста при выращивании на урожайность, содержание макро-, микроэлементов и антиоксидантов в клубнях. По результатам исследований на всех изучаемых сортах лучшим оказался вариант с использованием биоконтейнера и применением листовой подкормки препаратом Экогель (Турбо), насыщенным йодом в фазу цветения. Была получена прибавка урожайности по сравнению с контрольным вариантом на сорте: Жуковский ранний – 5,8 т/га (34,5%) при контроле – 16,8 т/га; Юбилей Жукова – 5,9 т/га (31,1%) при контроле – 19,0 т/га; Голубизна – 4,9 т/га (31,0%) при контроле – 15,7 т/га. Клубни картофеля хорошо отзываются на внесение макро- и микроэлементов. Вместе с ростом урожайности увеличивается содержание таких жизненно важных для организма человека элементов, как Zn, Fe, Se, Mg, которые вносились через биоконтейнеры. Содержание магния в клубнях увеличилось на 44%, железа - на 45%, содержание цинка увеличилось в 2 раза.

48

Ключевые слова: картофель, урожайность, микроэлементы, пищевые продукты, антиоксиданты, селен.

Постановка проблемы

Доля России в мировом производстве картофеля по посевным площадям и по валовому сбору составляет около 10%. По данным Минздравсоцразвития России рекомендуемая норма потребления картофеля должна составлять 95-100 кг на человека в год. Фактически по данным Росстата в Российской Федерации потребляется в среднем 109 кг на человека в год [2]. Это «второй хлеб» для россиян. Качество питания определяется, в частности, качеством картофеля, как наиболее востребованным продуктом в питании россиян. Содержание микроэлементов (меди, цинка, никеля, кобальта, хрома, марганца, молибдена, селена и др.) и антиоксидантов в клубнях картофеля существенно влияют на пищевую ценность.

Вэтой связи представляет интерес изучение состава клубней в зависимости от сорта, условий выращивания и новых возможностей высокоточного управления продукционным процессом обеспечения растения питанием, средствами защиты, использования регуляторов роста картофеля с целью получения продукции с заданными потребительскими свойствами. Использование технологических возможностей насыщения клубней в процессе роста селеном, кремнием, йодом, входит в концепцию создания лечебного картофеля наряду с использованием клубней в качестве естественных антибиотиков [3]. Для выращивания картофеля использовали биоконтейнеры [4] и мини-клубни или мелкие элитные семенные клубни, имеющие высокий выровненный потенциал для равномерного поглощения заданных количеств селена, кремния, йода.

Взадачи исследований входило установление зависимости изменения урожайности и основных показателей качества от сочетания агротехнических приемов возделывания, таких как:

1) Сорт: Жуковский ранний, Юбилей Жукова, Голубизна; 2) Биоконтейнеры: в биоконтейнерах, без биоконтейнеров;

3) Внекорневые подкормки клубней микроэлементами: йод, селен, кремний. Для решения поставленных задач предусматривалось выполнить:

А) Закладку и проведение полевого опыта; Б) Проведение наблюдений и выполнение анализов; В) Обработку результатов.

Условия проведения исследований

Исследования по изысканию рациональных сочетаний агротехнических приемов проводились с использованием элитного материала сортов картофеля: Жуковский ранний - ранний, Юбилей Жукова - среднеранний в 2009-2012 гг., Голубизна - среднеспелый в 2009-2011 гг. на междурядьях 75 см. Густота посадки – 47,0 тыс. шт./га. Почва опытного участка дерново-подзолистая среднеокультуренная, по механическому составу супесчаная. В пахотном слое характеризуется следующими агрохимическими показателями Апах: сумма обменных оснований – 1,5…2,4 мг–экв/100 г; содержание гумуса по методу Тюрина (ГОСТ 26213-91) – 1,99%; подвижный фосфор

49