CC BY
10
***** ИЗВЕСТИЯ *****
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: № 4 2019
НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
УДК 631.362.36 DOI: 10.32786/2071-9485-2019-04-33
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПНЕВМОМЕХАНИЧЕСКОГО СЕПАРАТОРА НА ОСНОВЕ МНОГОФАКТОРНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА
EXPERIMENTAL DETERMINATION OF THE PARAMETERS OF THE PNEUMATIC-MECHANICAL SEPARATOR BASED ON A MULTI-FACTOR EXPERIMENT
А. Н. Цепляев, доктор сельскохозяйственных наук, профессор А. Е. Габидулина, аспирант А. В. Харлашин, кандидат технических наук, доцент
A. N. Tseplyaev, A. E. Gabidulina, A. V. Kharlashin
Волгоградский государственный аграрный университет
Volgograd State Agrarian University
Дата поступления в редакцию 23.09.2019 Дата принятия к печати 02.12.2019
Received 23.09.2019 Submitted 02.12.2019
Качество очистки семенного материала горчицы оценивается по требованиям соответствующего ГОСТа, при этом учитывают чистоту семян и потери семян основной культуры [5, 8]. В статье рассмотрены основные факторы, влияющие на процесс очистки на пневмомеханическом сепараторе: скорость вращения ротора, скорость воздушного потока в системе, образующего вакуум, а также угол установки воздушного кожуха. На лабораторной установке пневмомеханического сепаратора, изготовленного и защищенного патентом на изобретение №2681441 от 06.03.2019, проводились однофакторные и многофакторные эксперименты по изучению технологического процесса очистки вороха семян горчицы по показателям чистоты и потерь семян. Результаты однофакторных опытов представлены графически, найдены оптимальные параметры представленных ранее факторов. Далее в соответствии с методикой построения плана Рехтшафнера для 3-х факторного эксперимента исследовалась область оптимума и было составлено уравнение регрессии. Проведенные однофакторные эксперименты позволили определить точки резкого изменения кривых графически построенных зависимостей. Процесс разделения вороха семян горчицы связан с одновременным использованием воздушного потока и вращения ротора, поэтому принято комбинированное значение факторов, а именно отношение скорости вращения ротора к скорости воздушного потока «X». Его значение в однофакторных экспериментах колеблется от 0,2 до 0,35 для оптимальных значений процентного содержания примесей, а угол установки воздушного кожуха составляет 7°. При проведении многофакторного эксперимента соотношение скоростей X=0,32, а угол наклона воздушного кожуха а=10°. При этих значениях факторов количество примесей не превышает 3 %.
The quality of cleaning mustard seed material is evaluated according to the requirements of the relevant National State Standard, while taking into account the purity of the seeds and the loss of seeds of the main culture [5, 8]. The article considers the main factors affecting the cleaning process on a pneumatic-mechanical separator: rotor rotation speed, air flow rate in the system forming a vacuum, and also the installation angle of the air casing. At the laboratory installation of a pneumatic-mechanical separator, manufactured and protected by invention patent No. 2681441 dated 03/06/2019, one-factor and multi-factor experiments were conducted to study the technological process of cleaning a heap of mustard seeds in terms of purity and seed loss. The results of one-way experiments are presented graphically, the optimal parameters of the previously presented factors are found. Further, in accordance with the methodology for constructing the Rechtschafner plan for a 3-factor experiment, the optimum region was studied and the regression equation was compiled. The conducted one-factor experiments made it possible to determine the points of sharp change in the curves of graphically constructed dependencies. The process of separating a pile of mustard seeds is associated with the simultaneous use of air flow and rotor rotation, therefore, the combined value of the factors is adopted,
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
namely, the ratio of rotor rotation speed to air flow velocity «X». Its value in univariate experiments ranges from 0,2 to 0,35 for optimal values of the percentage of impurities, and the installation angle of the air casing is 7°. When conducting a multivariate experiment, the ratio of speeds is X=0,32, and the angle of inclination of the air casing is a=10°. At these values of the factors, the amount of impurities does not exceed 3 %.
Ключевые слова: пневмомеханические сепараторы, семенной ворох, скорость вращения ротора, воздушный поток, воздушный кожух, план Рехтшафнера, уравнение регрессии.
Key words: pneumatic-mechanical separator, seed heap, rotor speed, air flow, air casing, Rechtschafner plan, regression equation.
Цитирование. Цепляев А. Н., Габидулина А. Е., Харлашин А. В. Экспериментальное определение параметров пневмомеханического сепаратора на основе многофакторного эксперимента. Известия НВ АУК. 2019. 4(56). 282-290. DOI: 10.32786/2071-9485-2019-04-33. Citation. Tseplyaev A. N., Gabidulina A. E., Kharlashin A.V. Experimental determination of the parameters of the pneumatic-mechanical separator based on a multi-factor experiment. Proc. of the Lower Volga Agro-University Comp. 2019. 4(56). 282-290 (in Russian). DOI: 10.32786/20719485-2019-04-33.
Введение. Основными факторами, влияющими на процесс очистки семян горчицы являются: скорость вращения ротора, скорость воздушного потока в системе, образующего вакуум, а также угол установки воздушного кожуха [4].
Поскольку в процессе обработки вороха горчицы весьма сложно установить взаимосвязь этих факторов, нами проведены многофакторные эксперименты по определению оптимальных параметров значения факторов, влияющих на чистоту семян и потери семян основной культуры [6].
В требованиях ГОСТ Р 52325-2005 «Семена сельскохозяйственных растений. Сортовые и посевные качества. Общие технические условия» рассмотрены основные посевные качества семян горчицы, которые представлены в таблице 1. Данные показаны для следующих категорий семян:
- оригинальные семена (ОС) - семена первичных звеньев семеноводства, питомников размножения и суперэлиты, произведенные оригинатором сорта или уполномоченным им лицом и предназначенные для дальнейшего размножения;
- элитные семена (ЭС) - семена, полученные от последующего размножения оригинальных семян;
- репродукционные семена (РСт) - семена, предназначенные для производства товарной продукции [2].
Таблица 1 - Посевные качества семян горчицы ГОСТ Р 52325-2005 Table 1 - Sowing qualities of mustard seeds GOST R 52325-2005
Культура/ Culture Категория семян / Seed category Чистота семян, %, не менее / Seed purity,%, not less than Содержание семян других растений, шт./кг, не более / Seed content of other plants, pcs / kg, not more than Всхожесть, %, не менее / Germina-tion,%, not less Влажность, %, не более / Humidity,%, not more
Всего/ in total в т.ч. сорных/ including weed
Горчица Сарептская / Mustard Sarept ОС, ЭС, РСт / original seed, elite seeds, reproduction seeds 99,6 97,0 80 720 40 400 90 85 12 12
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Материалы и методы. Нами для проведения опытов использовались: ворох семян горчицы после обмолота, специально изготовленная лабораторная установка, стол с горизонтально установленной поверхностью, линейка со шкалой до 1 мм, лабораторные электронные весы Massa-K ВК-1500.1 с точностью 0,05 г, электрическая система отслеживания подачи семян.
Результаты и обсуждение. При проведении однофакторных опытов по изучению технологического процесса очистки вороха семян горчицы по показателям чистоты и потерь семян основной культуры использовались специальные оборудование и приборы [1]. Конструкция пневмомеханического сепаратора разработана в Волгоградском ГАУ на кафедре «Технические системы в АПК» [10] и защищена патентом на изобретение №2681441 от 06.03.2019.
На вращающийся ротор подавался семенной ворох (рисунок 1), а на горизонтальной плоскости стола определялись участки распределения содержимого вороха горчицы. Семенной ворох горчицы содержал в себе примеси минерального происхождения (песок, комочки земли и твердых включений и др.), легковесные примеси (остатки стеблей, листьев, поврежденные, щуплые, дефектные семена) и семена основной культуры.
Рисунок 1 - Лабораторная установка и распределение вороха горчицы после очистки
на пневмомеханическом сепараторе
Figure 1 - Laboratory installation and distribution of mustard heap after cleaning on a pneumatic-mechanical separator
Схему распределения семенного вороха горчицы можно разделить на несколько участков (рисунок 2): АВ - участок сбора фракции вороха легковесных примесей (щуплое зерно горчицы, семена других культур и т.д.); ВС - участок смешанной фракции вороха (легковесные примеси, семена горчицы); СД - участок фракции семян горчицы (зерно основной культуры); ДЕ - участок смешанной фракции (семена горчицы, тяжелые, минеральные примеси); EF - участок сбора тяжелых примесей; 1, 2 - точки установки датчиков.
На участке начала приема семян горчицы (рисунок 2) ВС установлен емкостной бесконтактный датчик приближения OsiSense XT XT1 Schneider Electric точка 1. Принцип работы емкостного датчика приближения заключается в использовании емкостных связей, где сам датчик выполняет функцию обкладки конденсатора, а диэлектриком яв-
284
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
ляется воздух. Вторая обкладка - земля. Датчик имеет в своем составе чувствительный электрод, который образует электрическое поле и создает емкость [11]. При этом у прибора формируется определенная рабочая зона чувствительности. Если в эту зону попадают зерна горчицы (с более высокой диэлектрической проницаемостью), то емкость начинает увеличиваться. При превышении заданного в настройках уровня, датчик фиксирует наличие объекта и переключает выходное реле, в результате которого логическим контроллером формируется выходной сигнал управления оборотами электродвигателя на повышение угловой скорости вращения последнего [12].
Условные обозначения: =• - щуплые семена горчицы; О - полноценные семена горчицы; Л - минеральные примеси.
■= - puny mustard seeds; O - full mustard seeds; A - mineral impurities.
Рисунок 2 - Схема распределения вороха семян горчицы Figure 2 - Distribution diagram of a heap of mustard seeds
На технологическим участке работы пневмомеханического сепаратора ДЕ расположен второй аналогичный емкостной датчик приближения точка 2, который отслеживает конечную границу потока семян горчицы и при его срабатывании выдает входной сигнал логическому контроллеру Modicon M241 на включение электропривода дроссельной заслонки трубопровода разряжения вакуумной установки. Повышение разряжения вакуумной установки позволяет приблизить конечную границу потока семенного материала в приемный бункер.
Для определения воздушного потока в конструкции предусмотрен воздушный кожух, жестко закрепленный на перфорированном воздуховоде. Положение кожуха менялось за счет поворота рукоятки, а соответственно менялось направление воздушного потока.
При определении скорости воздушного потока ив к перфорированному воздуховоду подводился пневмопровод, отсасывающий из системы воздух для создания вакуума. Для установления влияния воздушного потока использовался кран-дозатор, с помощью которого менялась скорость воздуха [7].
Однофакторные эксперименты проводились с учетом выполнения технологического процесса очистки семян [9]. При этом, поскольку технологический процесс предусматривает одновременное действие двух факторов: скорости воздушного потока и ротора, то нами было принято соотношение скоростей ротора и воздушного потока:
где V„ - окружная скорость ротора, м/с; Ug - скорость воздушного потока (вакуум) м/с.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
При определении зависимостей потери семян от окружной скорости ротора, один из факторов UB оставался величиной постоянной UB = const, а второй Vp изменялся от минимальных до максимальных значений.
Точка минимума окружной скорости ротора определялась нами экспериментально исходя из условия удержания частиц на поверхности ротора за счет воздушного потока (вакуума), а точка максимума находилась при условии, что воздушный поток не удерживал семена. Разделения семенного вороха горчицы в первом и во втором случаях не происходило.
При увеличении окружной скорости ротора наблюдались приближенные кривые (рисунок 3), которые потом при определенных значениях Vp получали параболическую зависимость.
Анализируя изменения содержания тяжеловесных примесей, отмечаем, что их кривая представляет собой обратную зависимость относительно первой.
v, %
5,0
4,0 3,0 2,0 1,0
\ • VT 4 ^
• \ A
• \ . V ,'v,
A/ A v-- • •
A /
А,
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0.5 0,6
# - примеси легковесные (v^) / lightweight impurities (v,) —A--примеси тяжеловесные (vT) / heavy impurities (vh)
p
Рисунок 3 - Зависимость потери семян от окружной скорости ротора Figure 3 - Dependence of seed loss on rotor peripheral speed V, %
5.0 4,0 3.0 2.0 1,0
vn /vi • /
\ / •
\ A \ I • / •
• A "r/vb
• *
-к
0 0.1 0,2 0,3 0.4 0.5 0.6
-# - примеси легковесные (v ] / lightweight impurities (v, I
-A--примеси тяжеловесные (v,) / heavy impurities (vb)
Рисунок 4 - Зависимость потери семян от скорости воздушного потока Figure 4 - dependence of seed loss on air flow velocity
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
При определении зависимостей потери семян от скорости воздушного потока величиной постоянной была окружная скорость ротора Ур=сом^ при этом изменения скорости воздушного потока ив было от минимальных до максимальных значений (рисунок 4). При минимальных значениях скорости воздушного потока частицы на поверхности ротора не удерживались, а при максимальных семена не успевали отрываться от поверхности ротора. Ворох горчицы при минимальных и максимальных значениях скорости воздушного потока не разделялся должным образом.
Исследования по определению зависимости потери семян от угла установки воздушного кожуха были направлены на нахождение оптимальных значений а, при которых легковесных и тяжеловесных примесей будет минимальное количество. По результатам проведенных опытов определены точки и построена аппроксимированная кривая (рисунок 5).
Рисунок 5 - Зависимость потери семян от угла установки воздушного кожуха
Figure 5 - dependence of seed loss on the angle of installation of the air casing
По результатам проведенных экспериментов найдены оптимальные параметры представленных ранее факторов. Для этого в соответствии с методикой построения плана Рехтшафнера приводится структура и оценочные показатели опытов (Мельников С.В., 1980).
Таблица 2 - Факторы, их уровни и интервалы варьирования Table 2 - Factors, their levels and intervals of variation
Факторы / Factors Уровни фактора / Factor level Интервал варьирования, s/ Interval variations, s
0 -1 +1
х! - скорость воздушного потока (вакуум) UB, м/с / х! - airspeed (vacuum) UB, m/s 3,0 1,0 5,0 2,0
х2 - окружная скорость ротора Vp, м/с/ х2 - rotor peripheral speed Vp, m/s 0,96 0,48 1,44 0,48
х3 - угол установки воздушного кожуха а, град./ х3 - installation angle of air casing a, degrees 10 5 15 5
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
В качестве выходных показателей на этапе лабораторно-полевых исследований были приняты выходные факторы, учитывающие качество выполнения операции, чистота Y1 и потери Y2 зерна, выраженные в процентах (Адлер Ю. П., Маркова Е. В., Грановский Ю. В., 1976).
На основании экспериментальных данных по предложенной программе составлено уравнение регрессии:
У = Во + Х В1х1 + X Вг]хгх] + X Вих2 (1)
Значимость коэффициентов уравнения (1) оценивалась по критерию Стьюдента. Незначимые коэффициенты удалялись и выполнялся повторный расчет коэффициентов регрессионной модели (Веденяпин Г. В., 1973). В результате расчетов получены уравнения регрессии в кодированном виде:
У1 = 96,7 + 0,5*1 + 0,6 х2 + 0,7 х3 + 0,1х1 х2 + 0,2 х1 х3 + + 0,4х2х3 - 0,7х2 -1,3*2 " 1,1х32 , (2)
Г1 = 5,37 - 0,89* + 0,01х2 - 0,59х3 + 0,11х1 х2 + 0,03хх + + 0,07 х2 х3 + 0,82 х2 + 0,78*2 + 0,41х32 . (3)
Заключение. Проведенные нами однофакторные эксперименты позволили определить точки резкого изменения кривых графически построенных зависимостей. Процесс разделения вороха семян горчицы связан с одновременным использованием воздушного потока и вращения ротора, поэтому принято комбинированное значение факторов, а именно, отношение скорости вращения ротора к скорости воздушного потока «X». Его значение в однофакторных экспериментах колеблется от 0,2 до 0,35 для оптимальных значений процентного содержания примесей, а угол установки воздушного кожуха составляет 7 °.
При проведении многофакторного эксперимента, соотношение скоростей Х=0,32, а угол наклона воздушного кожуха а=10°. При этих значениях факторов количество примесей не превышает 3 %.
Библиографический список
1. Исследование эффективности очистки вороха яровой пшеницы на семенные цели воздушно-решетным сепаратором / В. И. Оробинский, А. М. Гиевский, А. П. Тарасенко, А. В. Чернышов, И. В. Баскаков // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2019. Т. 12. № 2 (61). С. 34-42.
2. Михальков Д. Е., Кочергина А. С. Влияние предпосевной обработки семян и норм высева на урожайность горчицы сизой при возделывании на светло-каштановых почвах Волгоградской области // Аграрный научный журнал. 2017. № 3. С. 18-24.
3. Моделирование процессов послеуборочной обработки зерна и семян и технологии их подготовки / В. Д. Галкин, А. Д. Галкин, В. А. Хандриков, С. Е. Басалгин // Пермский аграрный вестник. 2018. № 3 (23). С. 19-29.
4. Обоснование принципиальной схемы воздушно-решетного сепаратора семян / А. П. Тарасенко, В. И. Оробинский, А. М. Гиевский, Д. С. Тарабрин, М. С. Анненков // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2017. № 4 (55). С. 95-102
5. Подготовка высококачественных семян с использованием пневмосепараторов / А. И. Бурков, Г. А. Баталова, А. Л. Глушков, В. А. Лазыкин // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2017. № 2 (57). С. 72-76.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
6. Сороченко С. Ф., Тюленев Н. В. Исследование влияния проходного диаметра решета на полноту отделения примесей в пневмосепараторе // Проблемы науки. 2017. № 1 (14). С. 38-41.
7. Тарабрин Д. С. Совершенствование процесса послерешетной пневмосепарации зернового вороха в зерноочистительных машинах // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2017. № 1 (51). С. 102-109.
8. Тарасенко А. П., Оробинский В. И. Совершенствование механизации производства семян // Сельский механизатор. 2019. № 8 (56). С. 14-15.
9. Цепляев А. Н., Габидулина А. Е., Харлашин А. В. Аналитическое определение абсолютной скорости семени мелкосемянных культур при разделении вороха на роторном сепараторе // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2019. №2 (54). С. 338-346.
10. Цепляев А. Н. Габидулина А. Е. Пневмомеханический сепаратор для очистки вороха мелкосемянных культур // Сельский механизатор. 2019. № 7 (55). С. 14-16.
11. Astanakulov K., Karimov M. Working out and implementation of the safflower cleaning machine // European science review. 2016. № 3-4. P. 278-280.
12. Voropaeva N., Figovsky O., Beilin D. Nanotechnology in agriculture (review) // Scientific Israel - Technological Advantages. 2016. № 3. P. 3-50.
Reference
1. Issledovanie jeffektivnosti ochistki voroha yarovoj pshenicy na semennye celi vozdushno-reshetnym separatorom / V. I. Orobinskij, A. M. Gievskij, A. P. Tarasenko, A. V. Chernyshov, I. V. Baskakov // Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2019. Vol. 12. № 2 (61). P. 34-42.
2. Mihal'kov D. E., Kochergina A. S. Vliyanie predposevnoj obrabotki semyan i norm vyseva na urozhajnost' gorchicy sizoj pri vozdelyvanii na svetlo-kashtanovyh pochvah Volgogradskoj oblasti // Agrarnyj nauchnyj zhurnal. 2017. № 3. P. 18-24.
3. Modelirovanie processov posleuborochnoj obrabotki zerna i semyan i tehnolo-gii ih podgo-tovki / V. D. Galkin, A. D. Galkin, V. A. Handrikov, S. E. Basalgin // Permskij agrarnyj vestnik. 2018. № 3 (23). P. 19-29.
4. Obosnovanie principial'noj sxemy vozdushno-reshetnogo separatora semyan / A. P. Tarasenko, V. I. Orobinskij, A. M. Gievskij, D. S. Tarabrin, M. S. Annenkov // Vestnik Voronezh-skogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2017. № 4 (55). P. 95-102
5. Podgotovka vysokokachestvennyh semyan s ispol'zovaniem pnevmoseparatorov / A. I. Burkov, G. A. Batalova, A. L. Glushkov, V. A. Lazykin // Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka. 2017. № 2 (57). P. 72-76.
6. Sorochenko S. F., Tyulenev N. V. Issledovanie vliyaniya prohodnogo diametra resheta na polnotu otdeleniya primesej v pnevmoseparatore // Problemy nauki. 2017. № 1 (14). P. 38-41.
7. Tarabrin D. S. Sovershenstvovanie processa poslereshetnoj pnevmoseparacii zernovogo voroha v zernoochistitel'nyh mashinah // Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo agrarnogo universi-teta. 2017. № 1 (51). P. 102-109.
8. Tarasenko A. P., Orobinskij V. I. Sovershenstvovanie mehanizacii proizvodstva semyan // Sel'skij mehanizator. 2019. № 8 (56). P. 14-15.
9. Ceplyaev A. N., Gabidulina A. E., Harlashin A. V. Analiticheskoe opredelenie absolyutnoj skorosti semeni melkosemyannyh kul'tur pri razdelenii voroha na rotornom separatore // Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa: nauka i vysshee professional'noe obrazovanie. 2019. №2 (54). P. 338-346.
10. Ceplyaev A. N. Gabidulina A. E. Pnevmomehanicheskij separator dlya ochistki voroha melkosemyannyh kul'tur // Sel'skij mehanizator. 2019. № 7 (55). P. 14-16.
11. Astanakulov K., Karimov M. Working out and implementation of the safflower cleaning machine // European science review. 2016. № 3-4. P. 278-280.
12. Voropaeva N., Figovsky O., Beilin D. Nanotechnology in agriculture (review) // Scientific Israel - Technological Advantages. 2016. № 3. P. 3-50.
***** ИЗВЕСТИЯ *****
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: № 4 2019
НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Информация об авторах Цепляев Алексей Николаевич, профессор ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ (РФ, 400002, г. Волгоград, Университетский проспект, 26), доктор сельскохозяйственных наук, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-1454-5784. E-mail: can_volgau@mail.ru
Габидулина Айжан Есмагаловна, аспирант ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ (РФ, 400002, г. Волгоград, Университетский проспект, 26),
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2302-5617. E-mail: ayzhanochka@mail.ru
Харлашин Александр Владимирович, доцент ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ (РФ, 400002, г. Волгоград, Университетский проспект, 26), кандидат технических наук, E-mail: harlashin@list.ru
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
УДК 697.43:727:373.24 DOI: 10.32786/2071-9485-2019-04-34
ОБОСНОВАНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ «ТЕПЛЫЙ ПОЛ» В ДЕТСКИХ ДОШКОЛЬНЫХ УЧРЕЖДЕНИЯХ
СЕЛЬСКИХ ТЕРРИТОРИЙ
THE JUSTIFICATION OF GEOMETRIC PARAMETERS OF HEATING SYSTEM «WARM FLOOR» IN PRE-SCHOOL FACILITIES OF RURAL AREAS
И. В. Юдаев, доктор технических наук, профессор А. Н. Токарева, кандидат технических наук, доцент Н. Н. Грачева, кандидат технических наук, доцент С. В. Панченко, кандидат технических наук, доцент Ю. В. Даус, кандидат технических наук, доцент
I. V. Yudaev, A. N. Tokareva, N. N. Gracheva, S. V. Panchenko, Yu. V. Daus
Азово-Черноморский инженерный институт - филиал ФГБОУ ВО Донской государственный
аграрный университет
Azov-Black Sea Engineering Institute - the branch of the Federal State Budget Educational Institution of Higher Education «Don State Agrarian University»
Дата поступления в редакцию 15.10.2019 Дата принятия к печати 20.12.2019
Received 15.10.2019 Submitted 20.12.2019
Система отопления «теплый пол» является не только одним из основных требований норм технологического проектирования детских дошкольных учреждений, но и выступает как самостоятельное конструктивное решение, имеющее много достоинств: снижение энергетических затрат за счет автоматического регулирования параметров теплоносителя, равномерность распределения температуры в помещении, избавление от сквозняков, холодных углов и зон перегрева. При выборе имеющихся в продаже разнообразных конструкций с различными геометрическим параметрами возникает вопрос о том, какой из вариантов следует выбрать для того, чтобы обеспечить требуемые параметры воздуха в помещении при наименьших энергетических, а следовательно, и экономических затратах. Определить оптимальное сочетание таких геометрических параметров, как диаметр трубопровода и шаг его укладки, не представляется возможным, так как отсутствует единая методика расчета теплых полов и оценки влияния совместного взаимодействия этих факторов на тепло-физические характеристики системы отопления. В связи с этим в статье рассмотрены вопросы обоснования параметров теплого пола на основе результатов многофакторного машинного эксперимента применительно к спальным комнатам детских садов. На основании полученного значения тепловой мощности определена величина требуемого теплового потока при нормируемой температуре поверхности обогреваемых полов; проведен трехфакторный машинный эксперимент с варьированием таких величин, как диаметр трубопровода, шаг его укладки и термическое сопротивление
