842

Уравнение теплового баланса для помещения защищенного грунта:

теряемый на естественную вентиляцию теплицы в зимний период из-за инфиль-

теплотехнической литературе. Принимаем к=0,9; А – общая площадь светопро-

наружного воздуха, кг/м3 равная 1.4кг/м3; с – удельная теплоемкость воздуха,

мещения защищенного грунта на глубине расположения нагревательных труб,

Вт.

В итоге, подставив данные в формулу 1, получим: =9000+3892+3520=16412 Вт.

Исходя из полученной тепловой мощности, выбираем водогрейный котел КЧ-1, который в свою очередь выдает 20000 Вт мощности при нагреве воды 70100 . Расход газообразного топлива данным котлом составляет 4,5-5,2 /сутки. Что удовлетворяет параметрам биогазовой установки.

Произведем расчет теплового потока.

(2)

371

расчетах 1,6 Вт/(м* ); h – расстояние от поверхности почвы до верхней образующей трубы, м., принимаем расстояние 2м.; S – расстояние между осями труб, м.,

Rгр=2,6 (м* /Вт).

Подставив данные в формулу 2, получим:

(2.3)

q=30.76 кВт.

По значению теплового потока qи расчетной тепловой мощности системы подпочвенного отопления легко подсчитать суммарную длину труб( ), и число обогревательных труб(n):

n=533,55/10n=53.5[2]

Итак, биогазовая установка будет в полной мере обеспечивать оптимальную температуру в теплице в течении всего отопительного сезона. Неиспользованный газ можно использовать для производства электроэнергии для собственных нужд, приготовления пищи на газу и так далее. В случае отказа одного из комплексов установки рекомендуется установить один-два баллона со сжатым газом, во избежание аварийной ситуации. При снижении температуры окружающего воздуха до -40 , =18012Вт, такую мощность водогрейный котел КЧ-1 выдает при среднем расходе газа(4,5-5,2 /сутки).[4]

Выводы.

1.Из навоза кроликофермы на 100 маток можно получать биогаз в количестве 5,5 м3.

2.При помощи биогаза можно обогревать теплицу площадью более 100 м2.

3.Для обогрева теплицы площадью 100 м2, требуется тепловая мощность, равная 16412 Вт.

4.Для поддержания теплового режима в теплице требуется 55 обогревательных труб длиной 10 м.

Литература

1.Багнеев Г. В. К вопросу о биогазовых установках. // Механизация и электрифика- ция—2009.— № 3.— С. 29–30.

2.Захаров А.А. Применение тепла в сельском хозяйстве. Москва: Колос, 1980. 310 с.

3.Чудновский А.Ф. Расчет и регулирование теплового режима в защищенном грунте. Ленинград: Гидрометеоиздат, 1969. 240 с.

4.Емельянцев М.В. Альтернативные источники энергии/ М.В Емельянцев // [Электронный ресурс]/ Режим доступа: http://alternativenergy.ru/

372

УДК 621.01

В.А. Улитин – студент; И.П. Уржунцев –научный руководитель, канд .техн. наук, доцент,

ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА, г. Пермь, Россия

ДИНАМИКА МЕХАНИЗМОВ ТИПА «НЮРНБЕРГСКИХ НОЖНИЦ»

Аннотация. Механизмы типа «нюрнбергских ножниц» чаще всего работают в режиме подъемника либо в режиме погрузчика-толкателя. Получены зависимости между поднимаемым грузом и силой, способной поднять этот груз, между силой, сопротивляющейся перемещению груза, и силой, способной перемещать этот груз.

Ключевые слова: механизм, ножницы, подъемник, погрузчик, принцип, возможность, перемещение.

Механизмы типа «нюрнбергских ножниц» чаще всего работают в режиме подъемника либо в режиме погрузчика-толкателя. Целью данной работы является получение зависимостей между поднимаемым грузом и силой, способной поднять этот груз, между силой, сопротивляющейся перемещению груза и силой, способной перемещать этот груз.

Рассмотрим первый случай, когда механизм работает в режиме подъемника, на примере домкрата (рис.1). Для установления зависимости между силами P и Q при равновесии применим принцип возможных перемещений, который

утверждает, что для равновесия механической системы с идеальными стационарными связями необходимо и достаточно, чтобы сумма элементарных работ всех действующих на нее активных сил при любом возможном перемещении системы была равна нулю [1].

373

УДК 631.36

А.Ф. Федосеев, П.С. Серебренников – аспиранты; В.С. Накаряков – студент; В.Д. Галкин – научный руководитель, профессор,

ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА, г. Пермь, Россия

НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ РЕШЕТ ЗЕРНООЧИСТИТЕЛЬНЫХ МАШИН

Аннотация. В статье рассмотрены существующие на сегодняшний день машины для предварительной обработки зернового вороха с указанием их достоинств и недостатков, а также указаны пути их дальнейшего совершенствования.

Ключевые слова: очистка зерна, ворохоочиститель, совершенствование.

Важнейшей задачей в растениеводстве является увеличение производства зерновых культур. При этом одной из проблем является послеуборочная обработка зерна. Требуется дальнейшая интенсификация обработки зерна на сельскохозяйственных предприятиях. На качество работы систем послеуборочной обработки существенно влияют характеристики свежеубранного зернового вороха. Поэтому эффективность послеуборочной обработки зерна в значительной степени определяется показателями машин предварительной очистки. Особенность предварительной очистки – высокая интенсивность технологического процесса и изменчивость технологических свойств обрабатываемого зернового вороха.

На сегодняшний день одним из эффективных способов решетной очистки зернового вороха является применение горизонтальных цилиндрических решет [1].

Достоинствами цилиндрических решет являются: работают без смены решет на разных зерновых культурах; работают без вибрации, в следствии, чего не нуждаются в усиленной площадке; имеют простую и надежную конструкцию; имеют длительный срок службы.

Рис. 1. Ворохоочиститель с цилиндрическим решетом БЦР-6

Основным недостатком цилиндрических решет является их низкая производительность на очистке высушенных семян, вследствие тихоходного режима работы, наблюдаются высокие потери зерна «сходом» и неполное использование рабочей поверхности.

Совершенствование конструкций цилиндрических ворохоочистителей направлено на увеличение их производительности и качества очистки семян.

375

Из последних разработок можно отметить разработку Л.Н. Буркова[2] и А. А. Сухопарова [3].

Буркова Л.Н. предлагает устранить указанные недостатки путем изменения режимов сортирования и изменения конструкции решет.

За счет того, что семена вращаются с определенной скоростью, а в критический момент, в интервале 180-190 об/мин, меняют направление вращения решета на обратное .Затем снова доводят скорость вращения решета до критической и снова меняют направление вращения на обратное, и такое чередование реверса решета осуществляют в течение всего времени сортирования. При этом сверху над решетом установлены три активных щеточных очистителя в виде вращающихся валов с закрепленными на концах щетины эластичными элементами, которые динамически взаимодействуют с поверхностью вращающего цилиндрического решета.

Это способ он предлагает осуществлять в двух цилиндрических решетах, вставленных друг в друга с возможностью продольного регулирования внутреннего решета относительно наружного(рис. 2.).

Рис. 2. Фронтальный вид предлагаемого устройства с полным разрезом

Таким способом Л.Н. Бурков исключает явление ―прилипания‖ слоя семян к поверхности решет, улучшает проходимость зерна через отверстия и, следовательно, увеличивает производительность и качество очистки.

Сухопарова А. А. для исключения забивания распределительного ротора частицами соломы, содержащимися в обрабатываемом зерне, упрощение конструкции, повышение надежности зерноочистительной машины и в итоге – повышение эффективности ее использования.

В предлагаемом устройстве распределительный ротор выполнен в виде винта со сплошной или ленточной спиралью. Таким образом, поступающий зерновой ворох распределяется на внутренней поверхности цилиндрического решета 3 в I и IV четвертях его сечения. При этом частицы нижних слоев зернового вороха увлекаются поверхностью цилиндрического решета, перемещаются в направлении ее движения со скоростью, несколько меньшей, чем сама поверхность, а верхние слои сдвигаются ленточной спиралью распределительного винта в противоположном направлении (Рис. 3).

376

Рис. 3. Схема цилиндрического решета с распределительным винтом.

Техническое решение устраняет недостатки цилиндрических решет. Оно обеспечивает достижение технического результата, то есть исключает забивания распределительного ротора частицами соломы, содержащимися в обрабатываемом зерне, упрощает конструкцию, повышает надежность зерноочистительной машины и в итоге – повышает эффективность ее использования.

Таким образом, совершенствование цилиндрических решет направлено на создание технологических схем с регулируемым движением зерна, обеспечивающие интенсификацию процесса сепарации зерна за счет уменьшения толщины слоя зернового вороха, увеличения площади его контакта с рабочей поверхностью решета и улучшения перераспределения компонентов зернового вороха.

Литература

1.Электронный ресурс. http://www.agrometall59.ru/

2.Пат. RU 2242862 С1, МПК A01F12/44, B07B1/22/ СПОСОБ СОРТИРОВАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ / Л.Н. Бурков.– Патентообладатель Бурков Лев Николаевич. – Дата подачи заявки 21.08.2003; опубл. 27.12.2004.

3.Пат. 2489840 РФ. МПК А01F12/44, B07B1/22/ Зерноочистительная машина / Н.М. Иванов, В.Р. Торопов, А.А. Орлов, А.А. Сухопаров, В.А. Синицын, В.И. Николашкин. – Патентообладатель ГНУ СибИМЭРоссельхозакадемии. – Дата подачи заявки 30.03.2012; опубл. 20.08.2013, Бюл. № 23.

УДК 621.22

Е.А. Черемных, Д.М. Ширяев – студенты; В.С. Кошман – научный руководитель, канд. тех. наук, доцент,

ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА, г. Пермь, Россия.

К ОПРЕДЕЛЕНИЮ ПОЛЕЗНОЙ МОЩНОСТИ ВЕТРОДВИГАТЕЛЯ

Аннотация. Проведен вывод расчетного соотношения для определения полезной мощности для крыльчатого ветроколеса. Полученное уравнение с точностью до коэффициента пропорциональности совпадает с выражением, предложенным другими авторами.

Ключевые слова: ветер, крыльчатое ветроколесо, полезная мощность.

Как известно, условия рельефа земной поверхности вызывают местные ветра. Согласно карте ветроэнергетических ресурсов России Пермский край относится к зоне со скоростью ветра от 3,5 до 6 м/с [1]. Потоки воздуха обладают за-

377

пасом кинетической энергии, которая может быть преобразована в полезную работу. С этой целью, в частности, используются крыльчатые ветродвигатели. Рассмотрим ветровое колесо данного двигателя, расположенное в вертикальной плоскости. Полагаем, что его площадь вращения перпендикулярна направлению ветра, а, следовательно, ось вращения крыльчатого ветроколеса параллельна воздушному потоку. Получим выражение для определения полезной мощности, развиваемой крыльчатым ветроколесом.

Для ветроколеса с бесконечно большим числом лопастей полезная мощность Nп теоретически может быть определена по основному уравнению лопаст-

u2и u1 – окружные скорости соответственно на выходе и на входе лопасти ветро-

Из выходного и входного треугольников скоростей следует, что

где сm2и cm1 – меридиональные составляющие абсолютных скоростей; β2 и β1 – углы между векторами относительных скоростей и обратными направлениями векторов окружной скорости.

Через меридиональные составляющие абсолютных скоростей определяется объемный расход Qэл в сечениях элементарных струек воздуха

(6)

При постоянстве объемного расхода Qэл = constи равенстве площадей сече-

где θ – коэффициент.

Тогда после подстановки выражений (8), (4) и (5) в равенство (3) получаем

( ) (9)

Окружная скорость вращения u прямо пропорциональна скорости ветра V: (10)

где b – коэффициент. А следовательно, с учетом конечного числа лопастей выражение (9) можно записать в виде

где k – коэффициент, учитывающий конечное число лопаток; А – коэффициент использования силы ветра; N – полезная мощность ветроколеса с конечным числом лопастей. Из выражения (12) следует, что величина параметра А зависит

378

как от технических характеристик ветроколеса (k), так от условий набегания воздушного потока на рабочие лопасти (β1, β2, bи θ). Это существенно затрудняет возможности аналитического определения величин А и предполагает необходимость использования опытных данных.

Отметим, что авторами работы [2] для определения полезной мощности ветроколесаNполучена формула

(13)

которая аналогична (11). Здесь величина коэффициента использования силы ветра A1определяется через аэродинамический коэффициент схи относительную окружную скорость b = u/Vкак

до 0,5. Очевидно, что в том же интервале находится и величина коэффициента А, определяемая по соотношению (12).

Идентичность расчетных соотношений (11) и (13), на наш взгляд, свидетельствует о правомерности используемого выше алгоритма получения формулы (11).

Литература

1.Агеев В.А. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: курс лекций. – Ре-

жим доступа: httr//dhes.ime.mrsu.ru.

2.Теплоэнергетические установки и системы сельского хозяйства / под ред. Б.Х. Драганова. М.: Колос – Пресс, 2002. 424 с.

УДК 539.3

К.О. Шкаровский – студент; Ю.А. Барыкин – научный руководитель, доцент ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА

ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ СТЕРЖНЯ ПЕРЕМЕННОГО ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ НА ПРОЧНОСТЬ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПАКЕТА MATHCAD

Аннотация. В статье представлена задача из курса «Сопротивление материалов», смоделированная в пакете MATHCAD. В данной задаче для стержня с разными значениями площадей поперечных сечений при продольном действии нагрузок построены эпюры продольной силы и нормальных напряжений, по которым выполнена оценка прочности стержня.

Ключевые слова: эпюра, продольная сила, метод сечений, нормальное напряжение, условие равновесия, условие прочности.

Исходные данные и расчѐтная схема:

Необходимо смоделировать проверочный расчет стержня переменного поперечного сечения на прочность с применением пакета MATHCAD и определить

379