CC BY
49
П, о.е 0,045 т-
0,04
0,035
0,03
0,025
0,02
0,015
0,01
0,005
0 0 -
Графики
1 —
1
2
3
4
--5
зависимости кпд термоэлемента от температуры наружного воздуха при температуре воды в скважине 10 °С и значений г.
г = 3 • 10-3; 2 — ^ = 2,5 • 10-3; 3 — г = 2 • 10-3; 4 — * = 1,5 • 10-3;
5 — * = 1 • 10-3; 6 — * = 0,5 • 10-3
воды в скважине и наружного воздуха, его кпд составляет величину в диапазоне от 0,5 до 4,5 %.
3. Принимая во внимание отсутствие затрат на получение энергии в первичном контуре термоэлектрического преобразователя, его низкий кпд не должен являться причиной признания принципа работы термоэлектрического теплового насоса нерентабельной.
Список литературы
1. Шалыт, С.С. Электрические свойства полупроводников / С.С. Шалыт // Изд-во АН СССР. Сер. «Полупроводники». — 1956. — Вып. 1, 2. — 88 с.
2. Поздняков, Б.С. Термоэлектрическая энергетика / Б.С. Поздняков, Е.А. Коптелов. — М.: Атомиздат, 1974. — 264 с.
УДК 537.528
Б.П. Чесноков, канд. хим. наук
О.В. Наумова, канд. техн. наук
Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова Ю.А. Ажгалиев, канд. техн. наук
Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина В.Г. Ребров, канд. биол. наук
Н.В. Пышкина
Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО РАЗРЯДА НА РАСТВОР МЕДНОГО КУПОРОСА
Необычайно высокая чувствительность воды к физическим воздействиям, способных перестраивать структуру и изменять свойства растворов при малых электрических затратах, делают актуальными исследования по использованию элек-трогидравлического эффекта [1].
Наиболее показательными и информативными стали исследования по воздействию высоковольтного разряда на изменение спектра пропускания (поглощения) радиоволн, повышение щелочных свойств за счет уменьшения содержания свободных молекул и как следствие повышение растворимости, а также образование четких структур [2, 3, 4].
Изучить механизм модифицирования воды и растворов в результате активации электроим-пульсной обработкой невозможно без использования высокочувствительной аппаратуры, позволяющей регистрировать изменения на наноуровне
и выдавать сведения о физическом и структурном состоянии жидкостей. Для этого использовался метод и аппаратура на основе трансмиссионно-резонансной КВЧ/СВЧ-радиоспектроскопии, разработанные учеными СФИР РАН Н.И. Синициным, Е.И. Петросяном и В.А. Елкиным [5, 6].
Основной задачей работы являлось изучение изменения оптической плотности раствора медного купороса при использовании энергии высоковольтного разряда в процессе его получения. Методика эксперимента включала в себя получение насыщенного раствора медного купороса с последующей обработкой его высоковольтным источником мощностью 8 кВ при различном количестве разрядных импульсов (я = 3, 5, 7, 11).
Наиболее показательным и информативным критерием обработки стали заметные изменения оптических спектров поглощения.
13
Используя в качестве регистрирующей аппаратуры спектрофотометр Shimadzu, который определял меру непрозрачности слоя раствора для световых лучей, удалось установить влияние высоковольтной обработки раствора на характер структурных изменений. Экспериментальные данные позволили определить оптимальный режим высоковольтной обработки от количества разрядных импульсов (рис. 1).
Изучение спектров поглощения раствора медного купороса в области длины волны 560 нм показало, что обработка оказывает влияние на коэффициент экстинкции Т, %. Ослабление пучка света при высоковольтной обработке 5 импульсами на 20,3 % меньше по сравнению с необработанным раствором. Это означает, что благодаря наноуров-невому воздействию наблюдается упорядоченность распределения тонкодисперсного порошка в узлах сетки водородных связей при структурной перестройке раствора.
Что касается раствора, обработанного электрическим разрядом, соответствующего 3 импульсам, то коэффициент экстинкции на 4,4 % больше, а для 7 и 11 импульсов этот коэффициент значительно меньше и составляет 3,6 и 6,3 %, соответственно. По сравнению с необработанным раствором имеет место незначительное изменение свойств активности.
Использование высокочувствительного диагностического прибора — транс-резонансного тоТ, %
90 80 70 -I 60 50 40 -I 30 20 -I 10 0
7----------71
7—71
0
3
5
7
11
Рис. 1. Диаграмма спектров поглощения раствора медного купороса.
0 — необработанного; 3, 5, 7, 11 — обработанного высоковольтным разрядом
пографа подтвердило результаты вышеприведенных исследований (таблица).
Приведенные данные указывают на то, что кристаллогидраты сульфата меди, входящие в структуру раствора, изменяют энтропию и амплитуду собственных колебаний, что свидетельствует о ее структурированности [4]. Изменение люминесценции вызвано присутствием примесных включений в воде, которые сковывают характер собственных колебаний раствора.
Экспериментально установлено, что высоковольтное воздействие в процессе получения смеси медного купороса с водой оказывает влияние на растворяющую способность воды с образованием новой, неравновесной двухфазной структуры раствора.
Представленные на рис. 2 результаты экспериментов свидетельствуют о характере растворяющей способности воды в зависимости от способа подготовки раствора для исследований. Таким образом, на основании полученных результатов можно сделать заключение, что механизм образования структурных конформаций раствора под влиянием высоковольтных импульсов зависит от их количества, определяющих ее растворяющую способность.
Использование предлагаемого технического решения позволит уменьшить расход кристаллогидрата сульфата меди (CuSO4•5H2O) при приго-
Т, %
X, нм
Рис. 2. Зависимость пропускания воды от длины волны:
1 — необработанная; 2, 3, 4 — после обработки количеством импульсов 5, 7, 11 соответственно
Характер изменения свойств раствора медного купороса в зависимости от обработки высоковольтным разрядом
п
Раствор Показатель Необработанный, Вт После высоковольтной обработки, Вт
Количество импульсов
3 5 7 11
Энтропия 1,45 • 10-12 1,47 • 10-12 1,3 • 10-12 1,4 • 10-12 1,38 • 10-12
Собственное излучение (люминисценция) 3,6 • 10-14 3,6 • 10-14 4,0 • 10-14 3,7 • 10-14 3,6 • 10-14
товлении раствора и повысить его эффективность для борьбы с вредителями, а также при протравливании зерна в сельском хозяйстве.
Список литературы
1. А.с. 105011 СССР. Способ получения высоких и сверхвысоких давлений / Л.А. Юткин, Л.И. Гольцова. — № 416898; заявл. 15.04.50; опубл. в БИ № 41, 1957.
2. Структурирование воды с использованием электрического разряда / Б.П. Чесноков [и др.] // Вавиловские чтения. — 2009. — Саратов: СГАУ, 2009. — С. 389-391.
3. Чесноков Б.П. Нетрадиционный метод водопод-готовки для систем теплогазоснабжения / Б.П. Чесно-
ков, А.И. Кирюшатов // Актуальные проблемы развития систем теплоснабжения и вентиляции: межвуз. на-учн. сб. — Саратов: СГТУ, 1998. — С. 42-48.
4. Влияние высоковольтного электрического разряда на структуру воды для систем орошения / Ю.А. Аж-галиев [и др.] // Вестник Саратовского госагроунивер-ситета им. Н.И. Вавилова. — 2009. — № 2. — С. 41-46.
5. Синицын, Н.И. СПЕ-эффект / Н.И. Синицын, В.И. Петросян, В.А. Елкин // Радиотехника. — 2000. — № 8. — С. 83-93.
6. Петросян, В.И. Резонансные свойства и структура воды / В.И. Петросян, А.В. Майбородин, С.А. Дубо-вицкий // Миллиметровые волны в биологии и медицине. — 2005. — № 1 (37). — С. 18-31.
УДК 637.116-83 Д.Н. Зайцев
Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕГО ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА МОЛОЧНОГО НАСОСА
Современное с.-х. производства в условиях его интенсификации и непрерывного роста стоимости энергоносителей характеризуется широким внедрением автоматизированного частотно-регулируемого асинхронного электропривода, позволяющего существенно уменьшить энергозатраты по сравнению с другими способами изменения режимов работы технологического оборудования.
Применительно к доильным установкам несомненный интерес представляет применение частотно-регулируемого электропривода для молочных насосов, например, типа НМУ-6. Номинальная производительность молочного насоса выбирается из условий обеспечения промывки молокопровода. При режиме доения расход молока в 2.. .3 раза меньше, чем при режиме промывки. Поэтому с энергетических позиций перспективным является использование регулируемого привода для молочного насоса.
Для выбора частотно-регулируемого электропривода молочного насоса доильных установок проведены исследования и анализ его механических характеристик при разных частотах вращения и определен необходимый диапазон регулирования.
Для правильного выбора электропривода рабочей машины или механизма необходимо знать приводные характеристики рабочих машин. К ним относятся: механические, нагрузочные, технологические, кинематические, энергетические, инерционные характеристики рабочих машин. Данные характеристики могут быть получены как на осно-
ве теоретического анализа, так и экспериментального исследования технологического процесса [1].
Механические характеристики универсального молочного насоса НМУ-6 имеют аналитическое выражение, которое можно представить следующей зависимостью, Нм:
М = М +(М - М )
снас сон V сн сон/
где Мсон — момент, обусловленный силами трения рабочей машины в период пуска и не зависящий от угловой скорости, Н-м (для центробежных насосов Мсон = (0,05...0,3)Мсн [2]); Мсн — момент сопротивления номинальной рабочей машины, Нм м — угловая скорость производственного механизма, рад/с; мннас — номинальная частота вращения насоса, рад/с; а — коэффициент, характеризующий степень изменения момента сопротивления рабочей машины (для центробежного насоса а = 2) [1, 3].
Для полного представления о механической характеристике универсального молочного насоса НМУ-6 следует учитывать момент трогания рабочей машины при скорости равной нулю. Он обусловлен сухим трением и, следовательно, высоким значением коэффициента трения. Однако трение будет быстро уменьшаться, поскольку с ростом скорости будет увеличиваться количество жидкости (молока, воды), поступающей на вал насоса. При некоторой скорости, примерно равной 10 % от мннас, значение коэффициента трения стабилизируется и становится практически независимым от угловой скорости [1].
