CC BY
7
Научная статья УДК 663.915
ёо1: 10.24412/2078-1318-2022-2-112-121
ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ РАЗРУШАЮЩИХ НАПРЯЖЕНИЙ В ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ ДИСПЕРГАТОРАХ
Марина Михайловна Беззубцева Владимир Сергеевич Волков2
1 Санкт-Петербургский государственный аграрный университет, Петербургское шоссе, д. 2, Пушкин, Санкт-Петербург, 196601, Россия; mysnegana@mail.ru; https://orcid.org/0000-0001-8469-7981
2Санкт-Петербургский государственный аграрный университет, Петербургское шоссе, д. 2, Пушкин, Санкт-Петербург, 196601, Россия; vol9795@yandex.ru; https://orcid.org/0000-0002-3151-814X
Реферат. В статье на основании теоретических и экспериментальных исследований проанализирован процесс трансформации подводимой к электромеханическому диспергатору энергии в энергию разрушения твердых тел и энергию активации материала. Выявлено, что по мере возрастания напряжений в материале наблюдаются физические процессы, обусловленные возникновением пластических деформаций, разрушением и диспергированием частиц. При достижении теоретического предела прочности материал активируется. С целью снижения энергоемкости товарной продукции, отвечающей требованиям стандарта как по качественным и экологическим показателям, так и по параметрам селективности фракционного состава дисперсной фазы, предложен инновационный способ механоактивации с использованием энергии электромагнитного поля. Представлен механоактиватор, конструктивная схема и принцип действия которого являются интеллектуальной собственностью авторов и защищены патентом РФ на изобретение. На основании анализа экспериментальных данных при различных режимах работы механоактиватора выявлена функциональная зависимость, при которой достигается равномерное распределение разрушающих усилий в контактных системах «шар-частица-шар». Равномерное распределение ударно-истирающих нагрузок по всему рабочему объему механоактиватора обеспечивает повышение показателя селективности распределения частиц продуктов помола и способствует интенсификации классической схемы производства за счет сокращения стадий диспергирования и исключения из схемы классификационного оборудования. Представлены критерии прогнозирования благоприятных условий механоактивации без возникновения сопутствующего нежелательного процесса загрязнения активированных материалов продуктами износа ферротел. Результаты теоретических исследований режимов работы механоактиватора и установленные закономерности априори обеспечивают возможность эффективного проектирования механоактиваторов с реализацией экологически чистых технологий переработки сырья в готовую продукцию.
Ключевые слова: способ электромеханической активации, критерии эффектов износа мелющих тел
Цитирование. Беззубцева М.М., Волков В.С. Исследование закономерностей формирования разрушающих напряжений в электромеханических диспергаторах // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. - 2022. - № 3 (68). - С. 112-121. doi: 10.24412/2078-1318-2022-2-112-121.
INVESTIGATION OF THE REGULARITIES OF THE FORMATION OF DESTRUCTIVE STRESSES IN ELECTROMECHANICAL DISPERSANTS
Marina M. Bezzubtseva1, Vladimir S. Volkov2
1Saint-Petersburg State Agrarian University, Peterburgskoye shosse, 2, Pushkin, Saint-Petersburg, 196601, Russia; mysnegana@mail.ru; https://orcid.org/0000-0001-8469-7981 2Saint-Petersburg State Agrarian University, Peterburgskoye shosse, 2, Pushkin, Saint-Petersburg, 196601, Russia; vol9795@yandex.ru; https://orcid.org/0000-0002-3151-814X
Abstract. Based on theoretical and experimental studies the process of transformation of energy input to electromechanical dispersant into fracture energy of solid bodies and activation energy of material is analyzed in the article. It is revealed that as the stresses increase in the material, physical processes are observed due to the occurrence of plastic deformations, fracture and dispersion of particles. When the theoretical strength limit is reached, the material is activated. In order to reduce the energy intensity of commercial products that meet the requirements of the standard both in terms of quality and environmental indicators, and in terms of selectivity parameters of the fractional composition of the dispersed phase, an innovative method of mechanoactivation using electromagnetic field energy is proposed. Mechanoactivator whose design scheme and operating principle are the authors' intellectual property and are protected by a patent of the Russian Federation for invention is presented. Based on the analysis of experimental data for different modes of operation of the mechanoactivator, the functional dependence was revealed, at which the uniform distribution of destructive forces in the "ball-particle-ball" contact systems is achieved. The uniform distribution of shock-abrasive loads over the whole working volume of the mechanical activator ensures the enhancement of selectivity index of milling products particle distribution and intensifies the classic production scheme due to reduction of dispersing stages and exclusion of classification equipment from the scheme. Prediction criteria for favorable conditions of mechanical activation without accompanying undesirable process of contamination of activated materials with ferrotel wear products are presented. The results of theoretical studies of mechanoactivator operation modes and established regularities a priori provide the possibility of effective design of mechanoactivators with implementation of environmentally friendly technologies for processing of raw materials into finished products.
Keywords: method of electromechanical activation, criteria for wear effects of grinding bodies
Citation. Bezzubtseva, M.M. and Volkov, V.S. (2022), "Investigation of the regularities of the formation of destructive stresses in electromechanical dispersants", Izvestya of Saint-Petersburg State Agrarian University, vol. 68, no. 3, pp. 112-121, (in Russ). doi: 10.24412/2078-1318-2022-2-112121.
Введение. Одним из перспективных направлений энергоэффективного развития агропромышленного комплекса и обеспечения технических условий реализации процессов переработки сырья с выходом качественной товарной продукции являются разработка и внедрение в производственные линии предприятий инновационных энергосберегающих и экологически чистых технологий с использованием методов активации процессов [1; 2]. В результате анализа способов активации разработана классификация по определяющему признаку - вид энергетического воздействия (рис. 1).
Рисунок 1. Классификация способов механоактивации Figure 1. Classification of mechanical activation methods
Реакцию частиц дисперсной фазы перерабатываемого материала на механические воздействия во всех механоактиваторах, независимо от их конструктивных модификаций, можно представить в виде графических зависимостей (рис. 2). По мере возрастания напряжений в материале наблюдаются физические процессы, обусловленные возникновением пластических деформаций, разрушением и диспергированием частиц. При достижении теоретического предела прочности материал активируется.
Рисунок 2. Зависимость вида процесса от интенсивности напряжения Figure 2. Dependence of the type of process on the intensity of stress
При этом энергонапряженное силовое воздействие со стороны рабочих органов аппаратов-механоактиваторов на частицы перерабатываемого материала способствует возникновению и развитию процесса трансформации механической энергии. Накопительная энергия ускоряет и интенсифицирует протекание многих процессов, включенных (согласно технологии переработки) в аппаратурно-технологическую линию производства. К этим процессам относятся процессы растворения, адсорбции, диффузии и других, в том числе гетерогенные. Часть энергии, передаваемой частицам продукта, при условии нарушения энергетического баланса и при несоблюдении научно обоснованных режимов механоактиваторов может трансформироваться в энергию разрушения поверхностного слоя рабочих элементов механоактиваторов, вызывая возникновение нежелательного эффекта «намола» и загрязнение продукции ферромагнитными примесями.
Установление закономерностей, позволяющих моделировать процесс механоактивации [1-9] с учетом взаимосвязи между тониной помола, физико-химическими и
механическими параметрами частиц продукта, затратами энергии на их механоактивацию, а также выявление закономерностей формирования энергонапряженных контактных взаимодействий между рабочими органами аппаратов и частицами перерабатываемого продукта являются актуальными задачами предприятий АПК.
Материалы, методы и объекты исследования. При установлении закономерностей эффекта «намола» размольных органов механоактиваторов применены классические положения и физико-математические модели теории трения и износа микрообъемов поверхностного слоя металлов, теория деформационного поведения продуктов различной твердости под действием внешнего силового воздействия и ударного разрушения твердых тел. Оценка эффекта «намола» рабочих органов электромеханического диспергатора проведена с использованием метода экспериментально-статистического анализа и метода ультрарапид.
Результаты исследования. С целью снижения энергоемкости товарной продукции, отвечающей требованиям стандарта как по качественным и экологическим показателям, так и по параметрам селективности фракционного состава дисперсной фазы, разработан инновационный способ механоактивации с использованием энергии электромагнитного поля.
Для формирования разрушающих напряжений в частицах перерабатываемого продукта размольные ферромагнитные элементы, взаимодействуя между собой и внутренней поверхностью устройства, формируют энергонапряженное и легкоуправляемое силовое воздействие между собой через прослойку измельчаемого материала. На рис. 3 приведен электромеханический диспергатор (ЭМД), новизна которого подтверждена патентом РФ 1729383.
Рисунок 3. Электромеханический диспергатор (Патент РФ 1729383): 1 - цилиндрический ферромагнитный корпус; 2 - размольные ферромагнитные элементы; 3 - ферромагнитный ротор; 4 - обмотка управления 5 - постоянный электромагнит; 6 - сетка
из неферромагнитного материала Figure 3. Electromechanical dispersant (RF Patent 1729383): 1 - cylindrical ferromagnetic housing; 2 - grinding ferromagnetic elements; 3 - ferromagnetic rotor; 4 - control winding 5 - permanent electromagnet; 6 - grid of non-ferromagnetic material
Регулирование интенсивности ударного воздействия на частицы продукта осуществляется скоростным режимом работы механоактиватора, а интенсивность способа измельчения сжатием и истиранием - электромагнитным режимом.
На основании анализа экспериментальных данных при различных режимах работы механоактиватора в диапазоне значений частоты вращения ротора п от 15 с-1 до 24 с-1 и величины индукции в камере аппарата от 0,1 до 0,4 Тл установлено, что равномерное распределение разрушающих усилий [1; 2; 3; 4; 5] в контактных системах «шар - частица -шар» достигается при соблюдении функциональной зависимости
щ = 0,16 , (1)
где К1 - коэффициент, учитывающий действие центробежной силы на ферромагнитные элементы в объеме обработки продукта; Бг - величина силового взаимодействия между размольными элементами и ферромагнитным ротором в основании структурной группы, Срз1 и - соответственно масса и координаты размольного элемента.
Практические исследования подтверждают гарантированное получение частиц твердой фазы в оптимальном диапазоне дисперсности при условии равномерного распределения диспергирующих нагрузок в рабочем объеме механоактиватора.
Отталкиваясь от требований по энергоэффективности и ресурсосбережению при обработке продуктов различного целевого назначения, необходимо соблюдать условия силового взаимодействия размольных органов механоактиватора с установлением их диапазонов в количественной форме.
Когда режимы работы аппарата обеспечивают научно обоснованную технологию переработки сырья и полуфабрикатов в готовую продукцию [10 - 15], а также установлены условия механоактивации, при которых энергетические потоки соответствуют условиям начала разрушения, процесса «намола» размольных органов не возникает.
Возникновения этого нежелательного эффекта можно избежать на основе оценки физико-механических свойств перерабатываемого материала и материала размольных органов механоактиваторов.
Если до разрушения частица способна внедриться в поверхность измельчающих ферроэлементов на глубину
2,4(1- д2)2(^)2Гч, (2)
что соответствует контурному давлению
Рс ~ Л2 Еу ' (3)
где /ип - коэффициент Пуассона; Е - модуль упругости; НВ - твердость; Л - параметр шероховатости; [Лп, Еу, НВ - механические характеристики материала ферротел, то в зоне
контакта на поверхности измельчающих ферроэлементов начинают проявляться пластические деформации.
Соответствующая этим условиям нагрузка, т. е. нагрузка, при которой возникают пластические деформации в зонах контакта системы «ферроэлемент - частица материала -ферроэлемент», определена выражением:
и п3
^ = 17^(1-^)— . (4)
Согласно физической трактовке формирования разрушающих нагрузок, в рассматриваемом способе механоактивации в магнитоожиженном слое рабочего объема механоактиватора наблюдаются многоточечные контактные взаимодействия измельчающих размольных элементов с частицами продукта.
В соответствии с классической теорией усталостного изнашивания материалов можно утверждать, что в этом случае создаются условия разрушения поверхностного слоя ферротел. Безразмерная характеристика Ътах (Ь.Втах - глубина максимального проникновения
ГЧ
частицы в поверхность размольного органа); гч - глубина проникновения, определяющая разрушение частицы) обусловливает в микрообъемах воздействие упругой, упруго-пластической, пластической деформации либо микрорезания.
Оценка характера доминирующих деформаций позволяет выявить условия протекания электромагнитной механоактивации без «намола» размольных органов. Для осуществления
этой оценки вводятся критерии перехода от упругой к пластической деформации (—) и
\Гч/ у — П
от пластической деформации к микрорезанию (—) .
\гч/ п — м
м
При выполнении условия
hBmax _ h4
(5)
г г
разрушение частицы наступает при равенстве
= Nм, (6)
где Ыг — нормальное напряжение, приведенное к диаметральному сечению частицы,
вызывающее их разрушение; Ым — нагрузка, действующая со стороны материала на
внедряющуюся частицу. При равенстве
(г) = !(£)<(*) , (7)
где (—) — критерий перехода от пластических деформаций к микрорезанию,
\гч/ п — М
частица, моделируемая сферой, разрушается раньше, чем она достигает глубины внедрения, необходимой для осуществления прямого разрушения материала ферротел.
Практическое подтверждение целесообразности использования критериев прогнозирования благоприятных условий механоактивации без возникновения сопутствующего нежелательного процесса загрязнения активированных материалов продуктами износа ферротел проведено в механоактиваторе, конструктивная схема которого представлена на рис. 3. В экспериментах в качестве размольных элементов использованы феррошары диаметром 4 мм из стали 65Г (НВ=45). Измельчению подвергались продукты с различной твердостью по шкале Мооса: 1. Каменная соль (твердость 2), исходный размер частиц Гц = 0,5 мм, предел прочности <п = 10 кгс/мм2 = 0,11. 2. Кварцевый песок
(твердость 7), исходный размер частиц Гч = 0,5 мм, предел прочности <Уп = 2,8
кгс/мм2(^)„ = 0,031.
гч/ 2max
Результаты экспериментальных исследований представлены на рис. 4.
Рисунок 4. Намол железа в Mi в ЭМД зависимости от индукции (1), коэффициента объемного заполнения рабочего объема размольными элементами (2) и обрабатываемым
продуктом (3), В - индукция в рабочем объеме ЭМД, Ke - коэффициент заполнения электромеханического диспергатора размольной составляющей (размольными органами), Kp - коэффициент заполнения электромеханического диспергатора размалываемой составляющей (перерабатываемым продуктом) Figure 4. The grinding of iron in Mi in EMD depends on the induction (1), the volumetric filling coefficient of the working volume with grinding elements (2) and the processed product (3), B is the induction in the working volume of EMD, Ke is the filling coefficient of the electromechanical dispersant of the grinding component (grinding organs), Kp is the filling coefficient of the electromechanical dispersant of the grinding component (processed product)
Анализ полученных данных свидетельствует, что частицы материала разрушаются раньше, чем достигают глубины внедрения, необходимой для прямого разрушения
поверхности ферротел, процесс протекает в условиях (f) _ < ^ 2тах (—} .
гч у п гч , п-м
Между тем при многократном энергонапряженном точечном контакте частиц с размольными элементами наблюдаются пластические деформации в микрообъемах поверхностного слоя рабочих органов механоактиватора, возникает вероятность усталостного изнашивания этого слоя.
Твердость продукта является основным параметром, характеризующим намол. При ее увеличении «намол» возрастает примерно в три раза и достигает максимального значения Сн = 0,01 г/(кгс) при обработке максимально твердых частиц кварца.
Заключение. В результате исследований механизма формирования предельных деформаций в микрообъемах поверхностного слоя материала ферротел при взаимодействии этого слоя с твердой частицей перерабатываемого продукта установлены границы перехода к условиям осуществления нежелательного процесса «намола» и определены критические значений твердости частиц, вызывающие износ рабочих органов аппаратов. Установлены закономерности, априори обеспечивающие возможность проектирования механоактиваторов с реализацией экологически чистых технологий переработки сырья в готовую продукцию.
Список источников литературы
1. Bezzubceva, M.M., Volkov, V.S., Krishtopa, N.Y., Mastepanenko, M.A., Gabrielyan, S.Z. Theoretical Studies of the Method of Electromagnetic Mechanical Activation. Lecture Notes in Networks and Systemsthis. - 2021. - P. 206, 981-989.
2. Пуговкин П.Р., Беззубцева М.М. Модель образования сцепляющего усилия в ЭПМ // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. 1987. - № 10. - С. 91-95.
3. Максвелл Д. Избранные сочинения по теории электромагнитного поля. - М.: ЁЁ медия, 2015.
- 823 с.
4. Fisher, H. Maxwell's Treatise on Electricity and Magnetism: The Central Argument. Green Lion Press, Santa Fe, 2014.
5. Tweney, R.D. Representing the electromagnetic field: how Maxwell's mathematics empowered Faraday's field theory // Science Education, 2011.- Vol. 20 (7-8). - P. 687-700.
6. Ijaz, M., Ayub M., Simulation of magnetic dipole and dual stratification in radiative flow of ferromagnetic Maxwell fluid. - Heliyon, 2019. - vol. 5, issue 4. - e01465.
7. Болога М.К., Заморев В.М., Сюткин С.В. Некоторые динамические аспекты магнитоожиженных слоев // Электронная обработка материалов, 1986. - № 1. - С. 59-63.
8. Лебедев В.А., Вернигоров Ю.М., Кочубей А.А. Сущность и закономерности динамики процесса обработки феромагнитными гранулированными средами во вращающемся электромагнитном поле // Прогрессивные технологии и системы машиностроения. - 2016. - № 1 (52). - С. 84-91.
9. Болдырев В.В. и др. Фундаментальные основы механической активации, механосинтеза и механохимических технологий: монография. - Новосибирск: Издательство СО РАН, 2009. -343 с.
10. Ahmadian H., Ghadiri M. Granule attrition by coupled particle impact andshearing // Advanced Powder Technology, 2021. - Vol. 32 (1). - Р. 204-210. - URL: https://doi.org/10.1016/j .apt. (accessed 2020.12.001).
11. Kizuku Kushimoto, Mika Moriyama, Atsuko Shimosaka, Yoshiyuki Shirakawa, Jusuke Hidaka, Shingo Ishihara, Junya Kano. Measurement method for dispersion states of filler particles in particulate composite materials by macroscopic permittivity // Advanced Powder Technology, 2020.
- Vol. 32 (1). - P. 272-282. - URL: https://doi.org/10.1016/j.apt.(accessed 2020.12.003).
12. Пономарев С.В. и др. Современные корма для ценных объектов аквакультуры: новые кормовые источники протеина, решение проблемы замены рыбной муки // Инновационные решения для повышения эффективности аквакультуры: матер. Всерос. науч.-практ. конф. (ВДНХ, 5 февраля 2019 г.). - М.: Перо, 2019. - С. 305-309.
13. Беззубцева М.М. Способ измельчения шоколадных масс // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология, 1993. - № 5-6(216-217). - С. 65-67.
14. XiaolingTian, Binghua Sun, Xiaoxi Wang, Sen Ma, Li Li, Xiaojie Qian. Effects of milling methods on rheological properties of fermented and non-fermented dough // Grain & Oil Science and Technology, 2020. - Vol. 3. - Р.77-86. - URL: https://doi.org/10.1016/j.gaost.2020.06.003.
15. Hackenberg S., Jekle M., Becker T. Mechanical wheat flour modification and its effect on protein network structure and dough rheology // Food Chemistry, 2018. -Р. 248, 296-303. - URL: https://doi.org/ 10.1016/j. foodchem.2017.12.054.
References
1. Bezzubceva, M.M., Volkov, V.S., Krishtopa, N.Y., Mastepanenko, M.A. and Gabrielyan, S.Z. (2021), Theoretical Studies of the Method of Electromagnetic Mechanical Activation, Lecture Notes in Networks and Systemsthis 206, pp. 981-989.
2. Pugovkin P.R., Bezzubtseva M.M. (1987), Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij. Elektromekhanika , no 10, pp 91-95. (in Russ.)
3. Maxwell D. (2015), Izbrannye sochineniya po teorii elektromagnitnogo polya [Selected works on the theory of the electromagnetic field],YOYO media, Moscow. (in Russ.)
4. Fisher, H. Maxwell's (2014), Treatise on Electricity and Magnetism: The Central Argument, Green Lion Press, Santa Fe.
5. Tweney, R.D. (2011), "Representing the electromagnetic field: how Maxwell's mathematics empowered Faraday's field theory", Sci. Educ, no. 20 (7-8), pp. 687-700.
6. Ijaz, M. and Ayub, M. (2019), "Simulation of magnetic dipole and dual stratification in radiative flow of ferromagnetic Maxwell fluid", Heliyon, vol. 5, Issue 4, e01465.
7. Bologa, M.K., Zamorev, V.M., Syutkin, S.V. (1986), Nekotorye dinamicheskie aspekty magnitoozhizhennyh sloev [Some dynamic aspects of magnetically fluidized beds], Electronic processing of materials, no. 1, Kishinev, Moldova, pp. 59-63. (in Russ.).
8. Lebedev, V.A., Vernigorov, Yu.M., Kochubey, A.A., (2016), "The essence and regularities of the dynamics of the process of processing with ferromagnetic granular media in a rotating electromagnetic field", Progressive technologies and systems of mechanical engineering, no. 1 (52), - Don GTU, pp. - 84-91. (in Russ.).
9. Boldyrev, V.V. et al. (2009), Fundamental'nye osnovy mekhanicheskoj aktivacii, mekhanosinteza i mekhanohimicheskih tekhnologij [Fundamentals of mechanical activation, mechanosynthesis and mechanochemical technologies: monograph], Publishing House of SB RAS, Novosibirsk. (in Russ.)
10. Ahmadian, H., Ghadiri, M. (2021), "Granule attrition by coupled particle impact and shearing", Advanced Powder Technology, 32 (1), pp. 204-210, https://doi.org/10.10167j.apt.2020.12.001.
11. Kizuku Kushimoto, Mika Moriyama, Atsuko Shimosaka, Yoshiyuki Shirakawa, Jusuke Hidaka, Shingo Ishihara, Junya Kano (2020), "Measurement method for dispersion states of filler particles in particulate composite materials by macroscopic permittivity". Advanced Powder Technology, 32 (1), 272-282, https://doi.org/10.10167j .apt.2020.12.003.
12. Ponomarev, S.V. et al. (2019), Sovremennye korma dlya cennyh ob"ektov akvakul'tury: novye kormovye istochniki proteina, reshenie problemy zameny rybnoj muki [Modern feeds for valuable aquaculture objects: new feed sources of protein, solving the problem of replacing fish meal [Innovative solutions to improve the efficiency of aquaculture], Pero, Moscow. (in Russ.).
13. Bezzubtseva, M.M. (1993), The method of grinding chocolate masses, Izvestiya of higher educational institutions, Food technology, no 5-6 (216-217), pp. 65-67. (in Russ.).
14. XiaolingTian, Binghua Sun, Xiaoxi Wang, Sen Ma, Li Li, Xiaojie Qian (2020), Effects of milling methods on rheological properties of fermented and non-fermented dough, Grain & Oil Science and Technology 3, pp. 77-86, https://doi.org/10.1016/j.gaost.2020.06.003.
15. Hackenberg, S., Jekle, M., Becker T. (2018), Mechanical wheat flour modification and its effect on protein network structure and dough rheology, Food Chemistry. pp. 248, 296-303, https://doi.org/10.1016/j. foodchem.2017.12.054.
Cведения об авторах
Беззубцева Марина Михайловна - доктор технических наук, профессор, заведующая кафедрой Энергообеспечения предприятий и электротехнологии, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет», spin-код: 7467-3451, Scopus author ID: 57221199057. Волков Владимир Сергеевич - кандидат технических наук, доцент кафедры Энергообеспечения предприятий и электротехнологии, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет», spin-код: 2725-8803, Scopus author ID: 57224405947.
Information about the authors Marina M. Bezzubtseva - Doctor of Technical Sciences, professor, Head of the Department of Energy Supply of Enterprises and Electrical Technology, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "St. Petersburg State Agrarian University", spin-code: 7467-3451, Scopus author ID: 57221199057.
Vladimir S. Volkov - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Energy Supply of Enterprises and Electrotechnology, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "St. Petersburg State Agrarian University", spin-code: 2725-8803, Scopus author ID: 57224405947.
Авторский вклад. Все авторы настоящего исследования принимали непосредственное участие в планировании, выполнении и анализе данного исследования. Все авторы настоящей статьи ознакомились и одобрили представленный окончательный вариант.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Author's contribution. All authors of this research paper have directly participated in the planning, execution, or analysis of this study. All authors of this paper have read and approved the final version submitted.
Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
Статья поступила в редакцию 01.08.2022 г.; одобрена после рецензирования 12.09.2022 г.; принята к публикации 27.09.2022 г.
The article was submitted 01.08.2022; approved after reviewing 12.09.2022; accepted after publication 27.09.2022.
Научная статья УДК 621.311(07)
ёо1: 10.24412/2078-1318-2022-3-121-130
СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ В ЭНЕРГЕТИКЕ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА
Сергей Васильевич Гулин1, Александр Григорьевич Пиркин2
1Санкт-Петербургский государственный аграрный университет, Петербургское шоссе, д. 2, Пушкин, Санкт-Петербург, 196601, Россия; serg.gulin2010@yandex.ru; http://orcid.id/0000-0002-7355-0498 2Санкт-Петербургский государственный аграрный университет, Петербургское шоссе, д. 2, Пушкин, Санкт-Петербург, 196601, Россия; pirkin.ag@maiL.ru; http://orcid.id/0000-0003-1961-8831
Реферат. Качественные исследования сложного энергетического и энерготехнологического оборудования (ЭТХО) на предприятиях АПК независимо от того, какие производственные процессы оно обеспечивает, невозможны без использования методологии системного анализа. В основу этой методологии положены поуровневая декомпозиция исследуемой системы, в нашем случае энергетической, и оценка эффективности отдельных ее подсистем.
Целью настоящей статьи является разработка методики исследования подсистемы ЭТХО на предприятии АПК, позволяющей осуществлять оценку ее экономической эффективности с учетом вероятностного характера протекающих процессов. Отличительной особенностью этой методики является то, что она позволяет одновременно учитывать влияние как внутренней, так и внешней среды на процесс функционирования подсистемы ЭТХО.
Предложенная в статье методика исследования апробирована на подсистеме ЭТХО крупного тепличного хозяйства в г. Пикалево Лениградской области. Внутренняя среда исследуемой подсистемы включает в себя энергетический центр (ЭЦ), блок теплиц, резервуар дизельного топлива (РДТ) и службу главного энергетика (СГЭ). В качестве критерия эффективности при проведении исследований было выбрано математическое ожидание затрат на энергообеспечение тепличного хозяйства, являющееся достаточно простым и информативным критерием при решении вероятностных задач.
Полученные в статье результаты следует рассматривать как исходную информацию для оценки экономической эффективности тепличных хозяйств по таким общим критериям, как доход, прибыль и рентабельность.
