Суббота, 16.02.2019, 06:24
Высшее образование
Приветствую Вас Гость | RSS
Поиск по сайту



Главная » Статьи » Сельское и приусадебное хозяйство

ОЦЕНКА ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ В РАСТЕНИЕВОДСТВЕ

Н.И.Джабборов, доктор технических наук
В.А.Эвиев, доктор технических наук
Н.Г.Очиров, кандидат технических наук

ОЦЕНКА ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ В РАСТЕНИЕВОДСТВЕ

Предложенная в статье методика существенно дополняет оценку энергоэффективности технологий возделывания сельскохозяйственных культур и позволяет: определить фактические значения коэффициентов энергоэффективности технических средств, применяемых в настоящее время в растениеводстве; прогнозировать коэффициенты энергоэффективности разрабатываемых новых технических средств; разработать и создать энергоэффективные технические средства. В качестве показателя энергетической эффективности технических средств (или сельскохозяйственных агрегатов) предложен коэффициент энергоэффективности КТ СР . Предложенный коэффициент КТ СР позволяет оценить уровень энергоэффективности применяемых в производстве сельскохозяйственных агрегатов,определить величину резерва неиспользованной энергии энергетических средств и разработать технологические мероприятия по повышению энергоэффективности технических средств. Прогнозирование значения коэффициента КТ СР в процессе проектирования позволяет разработать конструктивные мероприятия и создать такие агрегаты, которые обеспечивали бы энергоэффективность новых машин, соответственно и технологических процессов. Предложенный коэффициент КТ СР характеризует уровень использования эффективной потенциальной энергетической возможности технических средств, применяемых в растениеводстве.

Ключевые слова: энергосбережение, энергоэффективность, коэффициент энергетической эффективности, технологический процесс.

 

Введение. Научные принципы повышения энергоэффективности технологических процессов в растениеводстве базируются на системном подходе, когда каждая почвообрабатывающая машина рассматривается как сложная динамическая система, состоящая из энергетического и технологического модулей, отдельных рабочих органов, определенным образом связанных между собой и внешней средой.

Энергоэффективность и энергосбережение в технологиях входят в Перечень критических технологий и приоритетные направления развития науки, технологий и техники в Российской Федерации.

Анализ литературы [1-9] показывает, что отечественными и зарубежными учеными проводились и проводятся широкомасштабные научные исследования по разработке и освоению энергосберегающих и энергоэффективных технологий и технических средств, для производства сельскохозяйственной продукции.

Анализ технологий обработки почвы и в целом технологии производства сельскохозяйственной продукции в растениеводстве, разработанных и рекомендуемых производству показывает, что в них энергоэффективность достигается путем экономии энергии (энергосбережения) при производстве механизированных полевых работ и рациональном использовании технических средств и технологических материалов. Энергосбережение - это частный случай мер по повышению энергоэффективности, в результате которого затраты, вызывающие полезный эффект, уменьшаются, и соответственно растет энергоэффективность.

Другими словами, энергосбережение - это уменьшение затрат энергии при сохранении исходного полезного продукта, а энергоэффективность - увеличение полезного продукта при сохранении исходных затрат энергии.

В настоящее время учеными и специалистами наибольшее внимание уделяется первому пути обеспечения энергоэффективности технологий и технических средств, то есть энергосбережению.

Имеется другой, основной, путь повышения энергоэффективности технологий и технологических процессов. Это повышение коэффициента полезного действия топливно-энергетических затрат (энергоресурсов) на технологические процессы и технологии производства сельскохозяйственной продукции в целом.

Материалы и методы. Целью исследований является оценка энергетической эффективности технологических процессов и технических средств в растениеводстве. Предложенная оценка разработана на основе системного подхода, обобщения и анализа результатов теоретических и экспериментальных исследований, моделирования технологических процессов.

Результаты и обсуждение. Энергетическую эффективность технологических процессов в растениеводстве можно достичь двумя путями (рисунок 1):
1) - повышением КПД энергетических ресурсов;
2) - энергосбережением (экономией энергии) при выполнении технологических процессов.
Энергосбережение в технологических процессах (например, обработка почвы) можно обеспечить (рисунок 2):
- оптимизацией конструктивно-технологических и эксплуатационных параметров почвообрабатывающих агрегатов;
- оптимизацией количества технологических операций;
- оптимизацией скоростных режимов работы технических средств;
- оптимизацией нагрузочных режимов работы технических средств.

Рисунок 1 - Пути энергосбережения в технологических процессах

Рисунок 2 - Энергосбережение в технологических процессах обработки почвы

В свою очередь повышение КПД энергетических ресурсов в технологиях можно обеспечить (рисунок 3):
- повышением КПД технологических материалов (минеральных и органических удобрений, гербицидов и т.д.);
- повышением КПД технических средств.

Рисунок 3 - Пути повышения коэффициента полезного действия энергетических ресурсов

Существенное повышение энергоэффективности в технологиях в растениеводстве можно обеспечить на основе комплексной реализации следующих научных принципов (рисунок 4).
 

Рисунок 4 - Научные принципы повышения энергоэффективности технологических процессов обработки почвы

Комплексное применение названных научных принципов при проектировании позволяет разработать технологические процессы и соответствующие почвообрабатывающие машины с улучшенными динамическими характеристиками и обеспечивает энергоэффективность технологии обработки почвы.

Оценка энергетической эффективности машин блочно-модульной структуры для обработки почвы:

1. Оценка энергоэффективности агрегата МТЗ-920+УКПА-2,4 для глубокого рыхления почвы.

При установке рабочих органов в 1 ряд, нормативном значении коэффициента использования времени смены т = 0,80, среднем значении меры рассеяния нагрузки

полностью реализуется потенциальная энергетическая возможность универсального почвообрабатывающего агрегата блочно-модульной структуры УКПА-2,4 с трактором МТЗ-920, то есть значение коэффициента энергетической эффективности КТ.СР агрегата будет равно 1.

Коэффициент энергетической эффективности КТ.СР использования универсального почвообрабатывающего агрегата блочно-модульной структуры УКПА-2,4 с трактором МТЗ-920 при установке рабочих органов в 1 ряд, нормативном значении коэффициента использования времени смены t = 0,80, среднем значении меры рассеяния нагрузки vр = 0,167, глубине рыхлении почвы hсм = 32,3 см и скорости движения

Значение коэффициента энергетической эффективности КТ.СР = 0,978 свидетельствует о том, что при установке рабочих органов в 1 ряд, нормативном значении коэффициента использования времени смены t = 0,80 , среднем значении меры рассеяния нагрузки vр = 0,167, глубине рыхления почвы hсм = 32,3 см, скорости движения
 с эффективная потенциальная энергетическая возможность (ЭПЭВ)
универсального почвообрабатывающего агрегата блочно-модульной структуры УК- ПА-2,4 с трактором МТЗ-920 реализуется на 97,8 %.

2. Оценка энергоэффективности почвообрабатывающего агрегата МТЗ- 82+КБМ-4,2НУ.

Коэффициент энергетической эффективности почвообрабатывающего агрегата МТЗ-82+КБМ-4,2НУ для предпосевной обработки

Значение коэффициента энергетической эффективности КТ.СР = 0,334 свидетельствует о том, что эффективная потенциальная энергетическая возможность комбинированной почвообрабатывающей машины КБМ-4,2НУ в агрегате с трактором МТЗ- 82 реализуется всего на 33,4 %.

Заключение. Обоснованные научные принципы и системы повышения энергоэффективности технологических процессов базируются на системном подходе, когда технические средства и технологические процессы рассматриваются как сложная динамическая система, состоящая из энергетического и технологического модулей, отдельных рабочих органов, операций, определенным образом связанных между собой и внешней средой.

Системный и комплексный принципы прогнозирования эксплуатационных параметров позволяют учесть все факторы, влияющие на функционирование МТА, и обеспечить создание технических средств с высокими показателями эффективности и качества работы.

Библиографический список

1. Джабборов, Н.И. Научные основы энерго-технологической оценки и прогнозирования эффективности использования мобильных сельскохозяйственных агрегатов [Текст] / Н.И. Джабборов. - Душанбе: Изд. «Дониш», 1995. - 286 с.
2. Джабборов, Н.И. Эффективность использования техники по топливно- энергетическим затратам [Текст] / Н.И. Джабборов, В.А. Эвиев //Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 2005. - № 4. - С. 26-28.
3. Методика энергетического анализа технологических процессов в сельскохозяйственном производстве. - М.: ВИМ, ЦНИИМЭСХ, ВИЭСХ, 1995. - 96 с.
4. Паршин, В.А. Биоэнергетическая оценка технологий возделывания сельскохозяйственных культур [Текст] : монография / В.А. Паршин, М.М. Оконов, Т.И. Бакинова. - Элиста: АПП «Джангар», 1997. - 160 с.
5. Панов, И.М. Основные пути снижения энергозатрат при обработке почвы [Текст] / И.М. Панов, Н.М. Орлов // Тракторы и сельхозмашины. - 1987. - № 8.- С. 27-30.
6. Эвиев, В.А. Методология определения оптимальных и допускаемых режимов работы машинно-тракторных агрегатов. [Текст] / В.А. Эвиев. - СПб-Пушкин: тип. СПГАУ, 2004. - 274 с.
7. Юнусов, Г.С. Энергетическая оценка энергонасыщенных тракторов с блочно- модульными агрегатами [Текст] / Г.С. Юнусов // Тракторы и сельхозмашины. - 2005. - № 4. - С. 13-14.
8. Об анализе чувствительности критериев эффективности проектов [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http//mfoa.msk.su/discipliny/org_fin_inv/files/48.html (NPV, IRR)
9. Estimation of Operation Efficiency of Machine-Tractor Units Equipped with Constant Power Engines / N.I. Jabborov, V.A. Eviev, B.I. Belyaeva, N.G. Ochirov // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. - 2015. - RJPBCS January-February 6(1). - Р. 1793-1802.

"Известия нижневолжского агроуниверситетского комплекса" № 2 (50), 2018

Категория: Сельское и приусадебное хозяйство | Добавил: x5443 (14.01.2019)
Просмотров: 21 | Теги: растениеводство | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
...




Copyright MyCorp © 2019 Обратная связь