CC BY
30
- 05.20.00 ПРОЦЕССЫ И МАШИНЫ АГРОИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ -
05.20.00
УДК 631.3:629.042.2:620.165.29:001.891
ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ КАБИН СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ С ПОМОЩЬЮ ИНДИКАТОРНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
© 2017
Сергей Александрович Родимцев, доктор технических наук, профессор, проректор по научной и инновационной деятельности Александр Иванович Гавриченко, доктор технических наук, профессор, преподаватель кафедры «Электроснабжение» Иван Васильевич Гальянов, доктор технических наук, профессор, заместитель директора по научной работе ВНИИ Соцразвития села Роман Павлович Беликов, кандидат технических наук, доцент, преподаватель кафедры «Электроснабжение» Орловский государственный аграрный университет им. Н.В Парахина, Орёл (Россия)
Аннотация
Введение: характерной чертой развития сельскохозяйственной техники является повышение мощности, увеличение скорости и усложнение систем управления. Использование энергонасыщенной скоростной техники требует наличия комфортных условий труда в кабинах этих машин для обслуживающего персонала. Материалы и методы: любой дискомфорт обуславливает снижение коэффициента использования техники и производительность труда, увеличивает потери рабочего времени вследствие вынужденных перерывов в работе и заболеваний, а также способствует созданию травмоопасных ситуаций в результате повышенной утомляемости операторов [1;2]. Микроклиматические условия труда в кабинах сельскохозяйственных машин значительно отличаются от нормативных. Знание степени герметичности кабин необходимо для решения вопросов нормализации условий труда в силу того, что инфильтрация наружного воздуха через неплотности в значительной мере определяет пылевое и токсическое загрязнение воздуха кабин и составляет определенную часть их теплового баланса. Только наличие точных сведений о площади суммарной неплотности кабин сельскохозяйственных машин может помочь в разработке систем фильтрации, обогрева и вентиляции [3]. Результаты и обсуждение: предложена методика для исследования явлений различного генезиса, позволяющая упростить и повысить точность расчетов за счет исключения параметров, сложных в определении экспериментальными методами. Максимальное количество тепла , поступающего в кабину сельхозмашины в летний период обусловлено солнечной инсоляцией через прозрачные и непрозрачные её ограждения (до 90 %). Тепловой поток в кабину через остекления обуславливается законом Вина, проявляющегося в виде «тепличного эффекта».
Заключение: теплопотоки от непрозрачных ограждений обуславливаются процессом теплопередачи вследствие значительного нагрева наружной их поверхности - до 65-70 °С. Разработанный способ оценки герметичности кабин с помощью индикаторных показателей является перспективным и достаточно простым в применении.
Ключевые слова: аналитическая форма, герметичность кабин, изучение явлений с помощью индикаторных показателей, микроклимат кабин, методика оценки герметичности, модель кабины сельскохозяйственных машин, оптимальные условия микроклимата, суммарная неплотность, суммарные теплопоступления, экспериментальные исследования степени герметичности кабин.
Для цитирования: Родимцев С. А., Гавриченко А. И., Гальянов И. В., Беликов Р. П. Исследования герметичности кабин сельскохозяйственной техники с помощью индикаторных показателей // Вестник НГИЭИ. 2017. № 12 (79). С. 53-63.
Sergey Aleksandrovich Rodimtsev, Dr. Sci. (Engineering), Professor, pro-rector on scientific and innovative activity Alexander Ivanovich Gavrichenko, Dr. Sci. (Engineering), professor, lecturer of the department «Power supply» Ivan Vasilyevich Galyanov, Dr. Sci. (Engineering), Professor, Deputy Director for Scientific Research Institute of Social Development Roman Pavlovich Belikov, Ph. D. (Engineering), The associate professor, the lecturer of the chair «Power supply» Orel State Agrarian University, Orel (Russia)
Introduction: the characteristic feature of the development of agricultural machinery is to increase power, speed and complexity of control systems. The use high-power high-speed machinery requires comfortable working conditions in the cabins of these machines for staff.
Materials and methond: any discomfort causes lower utilization of equipment and productivity, increases the loss of working time due to forced outages and diseases, and also helps to create traumatic situations as a result of fatigue of the operators. Microclimatic working conditions in cabins of agricultural machines differ significantly from the normative. Knowledge of the degree of tightness of the cubicles necessary for the solution of problem of normalization of work conditions, due to the fact that infiltration of outdoor air through leakage to great extent determines dust and toxic, pollution of the cabin and makes the great part their heat balance. Only the availability of accurate information on the total area of openings in the cabins of agricultural machinery can help in the development of filtration systems, heating and ventilation.
Results and discussion: the technique for the study of the phenomena of a different sources to simplify and improve the accuracy of calculations due to the exclusion of the parameters, which are difficult to define experimentally, is proposed. The maximum amount of heat entering the cabin of the machinery in the summer due to solar insolation through transparent and its opaque fencing (up to 90 %). The heat flow into the cabin through the glass, manifesting in the form of «greenhouse effect» is determined by the Wine's principle.
Conclusions: heat flows from an opaque fences are determined by a process of heat transfer due to significant heating of their outer surface to 65-70 ° C. Developed a method for estimating the tightness of cabins with the help of indices is a promising and fairly simple to use.
Keywords: analytical shape, the tightness of the cabin, the study of the phenomena using indicators, microclimate of the cabins, methods of assessment of integrity, a model of the cabin of agricultural machinery, optimal microclimate conditions, the total leakage, total of heat delivered, experimental studies of the cabin's containment.
For citation: Rodimtsev S. A., Gavrichenko A. I., Galyanov I. V., Belikov R. P. Research of sealing of cabins of agricultural machinerywith help of indicator indicators // Bulletin NGIEI. 2017. № 12 (79). P. 53-63.
Abstract
Существует много явлений, для которых установлены закономерности развития в аналитической форме. Однако получить значения составляющих этих уравнений для последующих практических расчетов бывает или очень сложно или вообще невозможно. В этом случае мы использовали метод «индикаторных показателей». Цель такого метода состоит в том, чтобы исключить из рассмотрения трудно определяемые параметры, а ввести индикаторные показатели, которые определяются с большой степенью точности.
Введение
Индикаторный показатель - это дополнительный элемент известных размеров к параметру, который подлежит определению. Например, если подлежит определению суммарная
это
площадь
неплотностей
кабины
сельскохозяйственной машины, то индикаторным показателем будет служить дополнительное отверстие известной площади. Если определяется суммарные теплопоступления в кабину, то индикаторным показателем будет служить воздухонагреватель известной мощности, специально установленный в кабине [4; 5].
Для детального разъяснения сути и результатов исследования ниже приводятся два варианта использования этого метода.
Материалы и методы
1. Методика оценки степени герметичности
кабин.
Знание степени герметичности кабин необходимо для решения вопросов нормализации условий труда в силу того, что инфильтрация наружного воздуха через неплотности в значительной мере определяет пылевое и токсическое загрязнение воздуха кабин и составляет определенную часть их теплового баланса. Только наличие точных сведений о площади суммарной неплотности кабин сельхозмашин может позволить разработать оптимальные системы фильтрации, обогрева и вентиляции для них [6].
Для изучения формирования микроклимата, его динамики и способов воздействия на него необходимо выявить закономерности теплообмена данного объекта, для чего необходимо знать температурное поле внутри рассматриваемого объекта. Изучение температурных полей, направления и интенсивности тепловых потоков осуществляется, как правило, экспериментальными методами путем одновременной регистрации значения температур по всему объему помещения и его внутренних поверхностей. При этом справедливо считается, что чем больше точек замера, тем точнее будет представлена картина теплового состояния. Единственное требование в этом случае заключается в том, чтобы первичные приборы не вносили дополнительную погрешность в формирование определяемых параметров [7; 8].
Для определения суммарной неплотности обычно используют аналитическую зависимость расхода воздуха от величины давления и площади эквивалентного отверстия
О = ц ■ Р
2ЛР
Р
откуда
Р =
О
2ЛР
цч Р
(1)
где G - расход воздуха, м3/с; Б - площадь эквивалентного отверстия, м2; ЛР - избыточное давление, Па; р - плотность воздуха, кг/м3; ц - коэффициент расхода воздуха.
Осуществляя подачу воздуха в кабину и замеряя каждый раз G и ЛР, площадь неплотностей оп-
ределяют по уравнению (1) или по номограммам, построенным с его использованием.
Существенным недостатком этого способа является то, что расход воздуха и по скорости потока и по его давлению определяется со значительной погрешностью. Это связано с тем, что скорость потока в воздуховоде изменяется от 0 в пристенном пространстве, до максимального значения в центре воздуховода. Поэтому для определения средней скорости воздуха в сечении воздуховода используются несколько датчиков динамического давления, но это не исключает значительной погрешности при определении расхода воздуха. Поэтому замеры площади неплотностей для одних и тех же кабин, проведенные разными авторами, разнятся на 30...35 %.
Численное значение коэффициента расхода воздуха (ц ), изменяющегося в значительных пределах, обосновать его для данной кабины тоже очень сложно.
Поскольку существующие методы не дают удовлетворительной точности получения этого показателя, было решено подсчитать суммарную площадь отверстий, расположенных во всех плоскостях кабины непосредственными замерами, а также с использованием проектной документации.
При этом состав и назначение неплотностей изучались с помощью чертежей
сельскохозяйственной техники. В процессе этой работы изучались не только те неплотности, назначения которых нам неизвестны, но также оценивалась правильность определения
неплотностей с известными нам назначениями.
Что касается неплотностей с неизвестными нам назначениями, то удалось выяснить следующее. При изготовлении отдельных элементов кабины (пола, передней и задней стенки) штамповка осуществлялась таким количеством отверстий, которые нужны для всех модификаций сельскохозяйственных машин (тракторы
пропашные общего назначения, специальные для работы в северных районах, крутосклонные, с валом отбора мощности, расположенным сбоку и других модификаций [9].
Определение степени герметичности кабин сельхозмашин для создания комфортных условий труда не требует исследований проницаемости материалов и течей через их структуру, а предполагает учёт технологических и монтажных отверстий в панелях и щелей в соединении различных элементов кабины, составляющих суммарную площадь неплотностей.
Для теоретического обоснования метода рассмотрим два варианта подачи воздуха в испытываемую кабину:
1) без каких-либо конструктивных изменений кабины (типовая кабина);
2) та же кабина, но с дополнительным, индикаторным отверстием в ее поверхности известной площади,
В первом случае уравнение аэродинамики при вентиляции кабины будет иметь вид
о1 = ^—ц (2)
Во втором случае уравнение аэродинамики запишется следующим образом
G
2 " ^2
> -F fP
(3)
В случае равенства Gl и G2 и незначительного различия л 1 и л 2, разделив левые и правые части уравнений (2) и (3) и преобразовав полученное выражение, имеем
(4)
F,
F =
AP,
AP-,
- 1
Уравнение (4) свидетельствует о том, что суммарную площадь неплотностей можно опреде-
лить, замерив только избыточное давление в кабине в двух описанных случаях.
Осталось выяснить, как достигнуть G1 = 02 в экспериментах и насколько влияет допущение о том, что л 1 = л 2.
Известно, что стабилизированный профиль скорости потока воздуха в одном и том же воздуховоде и расход воздуха по нему определяются уровнем динамического давления. Поэтому для достижения первого равенства в экспериментах, оказывается, вовсе не следует определять численные значения G1 и G2, а необходимо поступить следующим образом [5; 7; 10].
Проводя первый эксперимент со стандартной кабиной (рисунок 1), кроме избыточного давления в не й ар 1 , ф иксируют урове нь динамического давления в любом месте воздуховода, по которому подается воздух в кабину Р0. Затем открывают известной площади отверстие (3) в поверхности кабины, избыточное давление при этом в кабине падает, скорость и динамическое давление в воздуховоде возрастают. Уменьшая подачу воздуха (числом оборотов двигателя или дросселированием потока), добиваются равенства динамического давления Р0 в воздуховоде его первоначальному значению в той же точке, после чего замеряют ар 2.
Рис. 1. Схема расположения приборов и оборудования при определении суммарной неплотности кабин: 1 - вентустановка с регулируемым забором воздуха; 2 - воздуховоды; 3 - индикаторное отверстие регулируемой площади; 4 - манометр динамического давления в воздуховоде; 5 - манометр избыточного давления в кабине / Fig. 1. The layout of the appliances and equipment when determining the combined leakage cabins: 1 - ventilation unit with adjustable air intake; 2 - duct; 3 - hole adjustable flat square; 4 - manometer dynamic pressure in the duct;
5 - pressure gauge overpressure in the cabin
Равенство уровней динамических давлений в воздуховоде в двух случаях определяет и равенство 01 и G2. Что касается различия значений и1 и и2, то они возможны только в той мере, в которой дополнительное (индикаторное) отверстие по своим аэродинамическим свойствам будет разниться с имею-
щимися неплотностями. Так как количество отверстий в кабинах тракторов, по нашим подсчетам, достигает 50...60 штук, то трудно предположить, что индикаторное отверстие, где бы оно ни было расположено, внесет дополнительное разнообразие, вызвав значительное изменение коэффициента расхода.
Таблица 1. Результаты экспериментальных исследований по оценке герметичности кабин / Table 1. The results of experimental studies to assess the tightness of the cabin
Номер опыта Площадь индикаторного Показания микроманометра, Па Суммарная площадь
т^ 2 отверстия F1, см неплотностей F, см
АР i АР 2
1 0 106 10 6 366
2 0 106 17 10 353
3 0 106 35 21 366
4 0 136 25 13 352
5 0 136 33 18 385
6 0 136 7 3,7 363
7 0 48 47 19 84
8 0 48 38 15,5 84
9 0 72 25 7 81
10 0 72 37,5 11 85
11 0 106 25,5 5 84
12 0 106 47,5 9,5 85,5
Наши дополнительные исследования, проведенные на модели кабины с известным количеством и площадью неплотностей, показали, что изменения значения и при организации индикаторного отверстия действительно не происходит.
Для проверки работоспособности и оценки погрешности этого метода были испытаны кабины тракторов Волгоградского тракторного завода по схеме, приведенной на рисунке 1.
Забор воздуха регулировали изменением площади всасывающего отверстия вентилятора 1, а площадь индикаторного отверстия - с помощью стекол подъёмника боковой двери кабины. Всасывающее отверстие системы вентиляции кабины было загерметизировано.
Результаты замеров и расчётов суммарной неплотности кабины трактора «Волгарь» ДТ-75С приведены в таблице 1 (строки 1...6). Анализ данных свидетельствует, что средняя арифметическая величина суммарной неплотности кабины этого трактора составляет 364 см2. Максимальное отклонение - 3 %.
Исследование герметичности кабины трактора ДТ-75Н, предназначенного для работы в условиях радиоактивного загрязнения территории, дало
среднее значение суммарной неплотности - 84 см2. Результаты исследований приведены в таблице 1 (строки 7-12). Присутствие оператора в кабине не влияет на результат измерения суммарной площади неплотностей.
В заключение следует заметить, что предложенный способ оценки герметичности кабин прост в применении и довольно точен в силу того, что уровень избыточного давления и площадь индикаторного отверстия могут определяться с любой степенью точности.
2. Методика оценки суммарных теплопоступ-лений в кабину.
Анализ результатов работ предшественников в части проектирования и создания кабин [11; 12] показывает, что самые значительные ошибки допускаются при расчетах теплопоступлений в кабину.
До настоящего времени эту задачу пытались решать прямым способом, рассматривая сложные схемы с многочисленными потоками тепла, характеризующимися различными коэффициентами поглощения, многократного отражения и пропускания в процессе лучистого и конвективного теплообмена [5; 9; 12].
Отличие в расчетах этого показателя, проведенного различными авторами, составляет 2.2,5 раза. Причиной этого является недоучет ряда существенных факторов, составляющих теплопоступле-ний, и неадекватное использование коэффициентов теплопереноса через различные поверхности. Поэтому вопрос получения значений суммарных теп-лопоступлений стал очень актуальным и требовал своего разрешения.
При разработке авторского метода экспериментального определения суммарных теплопоступле-ний в кабину был использован не прямой, а косвенный способ оценки этого показателя. Основывается он на известном постулате теории теплопередачи, свидетельствующего о том, что в установившемся тепловом состоянии общие теплопритоки в кабину равны ее суммарным теплопотерям, которые и предложено в дальнейшем анализировать. Дело в том, что теплопотери от низкотемпературного источника, по сравнению с теплопоступлениями, обусловленными солнечной инсоляцией, рассеянной и отраженной радиациями, более однородны по природе и дают возможность обоснованно представлять явление теплопередачи эквивалентными зависимостями [6; 7].
Для анализа теплопотерь кабины необходимо предусмотреть два случая теплопоступлений: в стандартную кабину и в кабину с дополнительным (индикаторным) нагревателем (рисунок 2).
Рис. 2. Схема расположения приборов и обрудова-ния при оценке эффективности теплозащитных
средств: 1 - регулятор напряжения; 2 - нагреватель (тепловентилятор); 3 - кабина; 4 - шаровой термометр с термопарой; 5 - регистрирующий прибор; 6 - ваттметр / Fig. 2. The layout of the appliances and equipment in assessing the effectiveness of heat tools: 1 - voltage regulator; 2 - heater (heater); 3 cabin; 4 - ball thermometer with thermocouple; 5 - recording device; 6 - wattmeter.
С учетом этого коэффициента уравнение, характеризующее суммарные теплопотери (равные теплопоступлениям), будет иметь вид:
0=к Э гат1 , (5)
где F - площадь поверхности кабины, м2; а г - разность
температур внутреннего и наружного воздуха, °С.
При этом имеется в виду, что теплопотери кабины вследствие излучения линеаризованы относительно Аг .
1
Если ввести в кабину дополнительный источник тепла известной мощности (К), на эту величину увеличатся и теплопотери кабины за счет изменения разности температур
0+N=КэЕАт2 . (6)
Изменение температуры воздуха на несколько градусов, при этом, не изменит значения Кэ.
Разделив левые и правые части уравнений (5) и (6) и выполнив необходимые преобразования, получим:
Аг
0 = N-1-. (7)
А^ - АГ|
Таким образом, из уравнения (7) следует, что для определения суммарных теплопоступлений в кабину необходимо поступить следующим образом. В закрытую кабину при работающем двигателе ставится нагреватель известной мощности (N1 [13; 14]. При выключенном нагревателе воздуха фиксируется разница температур внутреннего и наружного
воздуха (АГ ). Затем включается нагреватель воздуха и при новом установившемся значении температуры внутреннего воздуха фиксируется новая
разница температур ( Аг2 ). После этого суммарные теплопоступления для данных наружных условий определяются по уравнению (7).
3. Методика оценки эффективности средств теплозащиты
Для создания необходимого микроклиматав кабинах машин используется целый ряд устройств, уменьшаюших их перегрев в теплый период года и переохлаждение в холодное время года. К ним относятся как пассивные средства (козырьки, шторки, жалюзи, экраны, дополнительная теплоизоляция, двойное остекление и др.), так и активные средства (кондиционеры, обогреватели и охладители различных конструкций и принципов действия). Понятно, что как стоимость, так и эффективность этих средств находятся в очень
широких пределах и для рационального их использования необходимо уметь оценивать их техническую (физическую) эффективность.
В настоящее время существует целый ряд показателей, которые предполагают косвенное определение эффективности с помощью абсолютного значения температуры или величиной различных коэффициентов (эффективности, экранирования, энергетической защиты и др.). Все они основаны на аналитическом решении системы уравнений теплового баланса с учетом технологических тепловыделений, работы обогревательных, охладительных и
вентиляционных систем, наружных условий и теплофизических свойств ограждений. Это кропотивая работа, требующая специальной подготовки, порой дополнительных исследований, а поэтому не всегда решаемая в производственных условиях. К тому же, множество коэффициентов, используемых при такой оценке, обусловливают неудовлетворительную точность существующих методов расчета. В связи с этим была поставлена задача разработать методику инструментального определения эффективности отдельных устройств для нормализации микроклимата в кабинах тракторов, в их совокупности или в любом сочетании.
Отличительная особенность предлагаемого метода состоит в том, что он осуществляется экспериментальным способом с использованием серийных приборов и оборудования. Сущность метода состоит в искусственной компенсации теплопоступлений (теплопотерь) кабины
средствами создания теплового комфорта. Осуществляется это следующим образом.
При определении эффективности средств теплозащиты в теплый период года в исследуемую кабину устанавливают (и подготавливают к включению) нагреватель регулируемой мощности. После чего кабину закрывают. В установившемся тепловом состоянии и при выключенном положении средства тепловой защиты фиксируют уровень терморадиационной обстановки в кабине с помощью шарового термометра. Затем включают средство тепловой защиты (например, охладитель). При положительном эффекте испытываемого средства температура воздуха и внутренних поверхностей кабины понизятся, что отразит показание шарового термометра. Затем плавным регулированием мощности нагревателя температуру шарового термометра в кабине доводят до уровня, зафиксированного в начале эксперимента. Значение мощности нагревателя в этот момент и определяет
эффект данного теплозащитного средства, т. е. то количество теплопоступлений, которое удалось отвести или нейтрализовать в кабине с помощью испытываемого средства.
На рисунке 2 приведена схема установки, с помощью которой реализуют предлагаемый способ оценки эффективности теплозащитных средств.
Для определения эффективности
теплозащитных устройств необходимо иметь шаровой термометр с погрешностью ±0,1 °С, электронагреватель воздуха, регулятор напряжения и ваттметр. При этом мощность электронагревателя должна быть выше предполагаемого защитного эффекта, регулятор напряжения должен обеспечивать плавное регулирование напряжения во всем диапазоне, а ваттметр должен иметь погрешность не более ±5Вт.
На рисунке 2 представлен график, по которому можно судить о последовательности проведения эксперимента и о его результатах для уменьшения перегрева кабин. Поясним это на примере определения эффективности экрана из асбоцемента, установленного над кровлей кабины трактора ДТ-75С.
40
39 38 37
1340 1350 14°° 1410 1420 1430 t, ч Рис. 3. График изменения температуры шарового термометра при оценке эффективности теплозащитного экрана / Fig. 3. Graph the temperature changes, the ball of the thermometer in the evaluation of the effectiveness of the heat shield
Как видно из графика, установка экрана на кабину в 13 час.40 мин. вызвала снижение температуры шарового термометра на 1,8 °С. В 14 час 05 мин. был включен нагреватель на 200 Вт. Температура шарового термометра при этом повысилась на 1,1 °С. В 14 час 05 мин. было дополнительно повышено напряжение на нагревателе 2 (см. рис. 2.4) при помощи регулятора напряжения 1 до уровня, определяющего суммарную мощность затрачиваемой
электроэнергии в 350 Вт. При этом температура
40
-50
00
20
,30
воздуха в кабине достигла первоначального значения.
Таким образом, эффективность теплозащиты при использовании экрана, отводящего прямую солнечную радиацию от кровли кабины, составляет 350 Вт.
При определении эффективности средств теплозащиты в холодный период года вначале фиксируют температуру шарового термометра при включенных средствах теплозащиты. Затем выключают их. При этом температура воздуха в кабине понижается. После этого доводят температуру шарового термометра до первоначального значения с помощью тепловентилятора. Мощность,
потребляемая тепловентилятором, определяет эффективность испытуемого средства.
Результаты и обсуждение
Результаты проведенных экспериментов и расчетов суммарных теплопоступлений в кабины приведены в таблице 2.
Заключение
Результаты исследований показали, что предложенный способ оценки герметичности кабин с помощью индикаторных показателей достаточно прост в применении и довольно точен в силу того,
Анализ данных таблицы 2 показывает, что экспериментальные и расчетные значения суммарных теплопоступлений для одинаковых условий очень близки [7; 15; 16].
Необходимым условием при этом является относительное постоянство наружных условий в процессе эксперимента [6; 17]. Исследования показали, что максимально допустимыми отклонениями параметров наружных условий следует считать такие: для интенсивности солнечной радиации ±10 Вт/м2; для температуры наружного воздуха ±0,5 °С; для скорости ветра ±1 м/с.
Результаты этих исследований показали, что изучение явлений с помощью индикаторных показателей позволяет исключить из рассмотрения трудно определяемые параметры и получать результаты с минимальным объемом дополнительных расчетов, обеспечивая
повышенную степень точности исследований [18; 19].
1
что показатели могут определяться с любой степенью точности [6; 7; 20]. Предложенный метод не требует приборной или другой доработки и поэтому может использоваться в качестве стандартного.
Таблица 2. Результаты замеров исходных данных и расчётов суммарных теплопоступлений / Table 2. The results of measurements source of data and calculations total heat gain
Температур а наружного
воздуха Tн, 0 С
Температур а воздуха в кабине до включения обогревател
я T
в1 '
С
Разность температур в первом варианте
Дг = г -г
1
в.
1
С
н
Мощность обогревател я N, Вт
Температур а воздуха в кабине после включения обогревател
T
в2
С
Разность температур во втором варианте
Дг2 =гв2 ~гн,
0 С
Суммарны теплопоступ
ния
Qz =N
Дг
ДТ - Дг Вт
25,2
26.4
21.5
35,8 38,4 28,3
10,6 12 6,8
330 580 560
39,4 45,0 33,7
14,2 18,6 12,4
971,7 1054,55 680,0
я
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. МихайловМ. В., Гусева С. В. Микроклимат в кабинах мобильных. М. : Машиностроение, 1977. 230 с.
2. Гавриченко А. И., Кормин А. М., Шаповалов А. Н. Комплексная эргономическая оценка мобильной сельскохозяйственной техники: монография. Орел, 2012. 262 с.
3. Гавриченко А. И., Овсянников Е. П. К вопросу расчета параметров теплофизической системы «кабина - кондиционер» // Науч. тр. ВНИИОТСХ. 1980. - Вып. 2: Вопросы теории и практики охраны труда в сельском хозяйстве. С. 54-58.
4. Гавриченко А. И., Плотников В. В. Эргономичность сельскохозяйственных тракторов: сравнительная оценка // Тракторы и с.-х. машины, 1995. № 2. С. 16-20.
5. Гавриченко А. И. Прогнозирование теплового состояния кабин // Тракторы и с.-х. машины, 1994. № 2. С. 15-17.
6. Гавриченко А. И., Беликов Р. П., Шаповалов А. Н. Оценка эффективности средств теплозащиты кабин операторов // Агротехника и энергообеспечение, 2015. № 1 (5) С. 125-130.
7. Гавриченко А. И., Шаповалов А. Н., Беликов Р. П. Новые методы исследования теплозащитных свойств кабин сельхозмашин // Известия Международной академии аграрного образования. 2017. № 32. С. 32-39.
8. Гавриченко А. И., Шаповалов А. Н. Исследование эффективности тепловой защиты кабин сельскохозяйственных машин // Известия Международной академии аграрного образования. 2017. № 33. С. 25-30.
9. Гавриченко А. И., Беликов Р. П., Шаповалов А. Н. О новом понятии охраны труда // Агротехника и энергообеспечение. 2014. № 3 (3). С. 82-84.
10. Гавриченко А. И., Чернышова Л. А. Проблемы вентиляции кабин сельскохозяйственных машин / В сборнике: Энергообеспечение и безопасность Сборник материалов II Международной выставки-Интернет-конференции. 2008. С. 245-248.
11. Бабалов А. Ф. Метод расчета теплопоступлений через защитное остекление кабин постов управления и кранов горячих цехов // Водоснабжение и санитарная техника. 1978. № 2.
12. Кожинов И. А., Самохин В. Я. Оценка эффективности использования стекла с теплопоглощающим или светозащитным покрытием // Сб. трудов Гипронисельпрома. М.: Стройиздат. 1970. Вып. 3.
13. Янкелев Л. Ф., Гулабян Л. А. Расчет теплопоступлений через инсолируемое остекление // Водоснабжение и санитарная техника. 1978. № 2.
14. Гусева С. В. Исследование и улучшение микроклимата в кабине зерноуборочного комбайна. Автореферат дисс. ... канд. наук. М., 1974.
15. Научно-технический отчёт НАТИ по теме 26.66. Этап 7. Участие в создании унифицированного кондиционера для тракторов. М., 1968.
16. Гавриченко А. И., Овсянников Е. П. К вопросу расчета параметров теплофизической системы «кабина-кондиционер» // Науч. тр. ВНИИОТСХ. Вып. 2: Вопросы теории и практики охраны труда в сельском хозяйстве. 1980. С.54-58.
17. Гавриченко А.И., Плотников В. В. Эргономичность сельскохозяйственных тракторов: сравнительная оценка // Тракторы и с.-х. машины. 1995. № 2 С. 16-20
18. Гавриченко А. И. Прогнозирование теплового состояния кабин // Тракторы и сельхозмашины, 1994. № 2.С. 15-17
19. Гавриченко А. И., Кормин А. М., Шаповалов А. Н. Комплексная эргономическая оценка мобильной сельскохозяйственной техники: монография. Орел. 2012. 262 с.
20. Гавриченко А. И., Кормин А. М. Микроклимат в кабинах сельскохозяйственных машин: монография. М-во сельского хоз-ва РФ, Федеральное гос. образовательное учреждение высш. проф. образования «Орловский гос. аграрный ун-т». Орел. 2009.
Дата поступления статьи в редакцию 21.09.2017, принята к публикации 27.11.2017.
Информация об авторах: Родимцев Сергей Александрович, доктор технических наук, профессор, проректор по научной и инновационной деятельности
Адрес: Орловский государственный аграрный университет им. Н.В Парахина, 302019, Россия, Орел, ул. Генерала Родина, д. 69 E-mail: nichogau@yandex.ru Spin-код: 9469-0125
Гавриченко Александр Иванович, доктор технических наук, профессор, преподаватель кафедры «Электроснабжение»
Адрес: Орловский государственный аграрный университет им. Н.В Парахина, 302019, Россия, Орел, ул. Генерала Родина, д. 69, ауд. 2-211 E-mail: el-ogau@yandex.ru Spin-код: 2321-1529
Гальянов Иван Васильевич, доктор технических наук, профессор, заместитель директора по научной работе ВНИИ Соцразвития села Адрес: Орловский государственный аграрный университет им. Н.В Парахина, 302019, Россия, Орел, ул. Генерала Родина, д. 69 Spin-код: 9306-4154
Беликов Роман Павлович, кандидат технических наук, доцент, преподаватель кафедры «Электроснабжение»
Адрес: Орловский государственный аграрный университет им. Н.В Парахина,
302019, Россия, Орел, ул. Генерала Родина, д. 69, ауд. 2-211
E-mail: el-ogau@yandex.ru
Spin-код: 7421-5544
Заявленный вклад авторов:
Родимцев Сергей Александрович: научное руководство, совместное осуществление анализ научной литературы по проблеме исследования.
Гавриченко Александр Иванович: общее руководство проектом, проведение анализа и подготовка первоначальных выводов.
Гальянов Иван Васильевич: анализ полученных результатов, анализ и дополнение текста статьи. Беликов Роман Павлович: подготовка текста статьи, проведение анализа и подготовка первоначальных выводов
Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.
REFERENCES
1. Mikhailov M. V., Guseva S. V. Mikroklimat v kabinakh mobil'nykh [Microclimate in the cabins of mobile]. Moscow: Mashinostroenie, 1977, 230 p.
2. Gavrichenko A. I., Kormin A. M., Shapovalov A. N. Kompleksnaya ergonomicheskaya otsenka mobil'noi sel'sko-khozyaistvennoi tekhniki: monografiya [Integrated ergonomic assessment of mobile agricultural machinery: monograph]. Orel, 2012, 262 p.
3. Gavrichenko A. I., Ovsyannikov E. P. K voprosu rascheta parametrov teplofizicheskoi sistemy «kabina -kon-ditsioner» [To the question of calculating the parameters of the thermophysical system «cabin-air-conditioner»]. Nauch. tr. VNIIOTSKh. 1980. Vyp. 2: Voprosy teorii i praktiki okhrany truda v sel'skom khozyaistve [Issues of theory and practice of labor protection in agriculture]. pp. 54-58.
4. Gavrichenko A. I., Plotnikov V. V. Ergonomichnost' sel'skokhozyaistvennykh traktorov: sravnitel'naya otsenka [Ergonomics of agricultural tractors: a comparative assessment]. Traktory i s.-kh. mashiny [Tractors and agricultural machinery], 1995, No. 2, pp. 16-20.
5. Gavrichenko A. I. Prognozirovanie teplovogo sostoyaniya kabin [Forecasting the thermal state of the cabins]. Traktory i s.-kh. mashiny [Tractors and agricultural machinery], 1994, No. 2, pp. 15-17.
6. Gavrichenko A. I., Belikov R. P., Shapovalov A. N. Otsenka effektivnosti sredstv teplozashchity kabin opera-torov [Evaluation of the efficiency of thermal protection means for operators' cabins]. Agrotekhnika i energoobespechenie [Agrotechnics and power supply], 2015, No. 1(5), pp. 125-130.
7. Gavrichenko A. I., Shapovalov A. N., Belikov R. P. Novye metody issledovaniya teplozashchitnykh svoistv kabin sel'khozmashin [New methods for studying the heat-shielding properties of agricultural machinery cabins] . Izvestiya Mezhdunarodnoi akademii agrarnogo obrazovaniya [News of the International Academy of Agrarian Education], 2017, No. 32, pp. 32-39.
8. Gavrichenko A. I., Shapovalov A. N. Issledovanie effektivnosti teplovoi zashchity kabin sel'skokhozyaistven-nykh mashin [Study of the efficiency of thermal protection of cabins of agricultural machinery]. Izvestiya Mezhdunarodnoi akademii agrarnogo obrazovaniya [News of the International Academy ofAgrarian Education], 2017, No. 33, pp. 25-30.
9. Gavrichenko A. I., Belikov R. P., Shapovalov A. N. O novom ponyatii okhrany truda [On the new concept of labor protection]. Agrotekhnika i energo-obespechenie [Agrotechnics and power supply], 2014, No. 3 (3), pp. 82-84.
10. Gavrichenko A. I., Chernyshova L. A. Problemy ventilyatsii kabin sel'skokhozyaistvennykh mashin [Problems of ventilation of cabins of agricultural machines ]. V sbornike: Energoobespechenie i bezopasnost' Sbornik materialov II Mezhdunarodnoi vystavki-Internet-konferentsii [In the collection: Energy supply and safety Collection of materials of the II International exhibition-Internet conference]. 2008, pp. 245-248.
11. Babalov A. F. Metod rascheta teplopostuplenii cherez zashchitnoe osteklenie kabin postov upravleniya i kra-nov goryachikh tsekhov [Method for calculating heat flows through the protective glazing of control cabins and cranes of hot shops]. Vodosnabzhenie i sanitarnaya tekhnika [Water supply and sanitary engineering], 1978, No. 2.
12. Kozhinov I. A., Samokhin V. Ya. Otsenka effektivnosti ispol'zovaniya stekla s teplopogloshchayushchim ili sveto-zashchitnym pokrytiem [Evaluation of the effectiveness of glass with a heat-absorbing or light-shielding coating]. Sb. trudov Gipronisel'proma [Proceedings of Giproniselprom]. Moscow: Stroiizdat. 1970, Vol. 3.
13. Yankelev L. F., Gulabyan L. A. Raschet teplopostuplenii cherez insoliruemoe osteklenie [Calculation of heat input through insolated glazing ]. Vodosnabzhenie i sa-nitarnaya tekhnika [Water supply and sanitary engineering], 1978, № 2.
14. Guseva S. V. Issledovanie i uluchshenie mikroklimata v kabine zernouborochnogo kombaina [Research and improvement of the microclimate in the cab of a combine harvester]. Avtoreferat diss. ... kand. Nauk [Abstract of diss. ... Ph. D.]. Moscow, 1974.
15. Nauchno-tekhnicheskii otchet NATI po teme 26.66. Etap 7. Uchastie v sozdanii unifitsirovannogo konditsione-ra dlya traktorov [Participation in the creation of a unified air conditioner for tractors]. Moscow, 1968.
16. Gavrichenko A. I., Ovsyannikov E. P. K voprosu rascheta parametrov teplofizicheskoi sistemy «kabina-konditsioner» [To the question of calculating the parameters of the thermophysical system «cab -air-conditioning»]. Nauch. tr. VNIIOTSKh. Vyp. 2: Voprosy teorii i praktiki okhrany truda v sel'skom khozyaistve [Issues of theory and practice of labor protection in agriculture]. 1980, pp. 54-58.
17. Gavrichenko A. I., Plotnikov V. V. Ergonomichnost' sel'skokhozyaistvennykh traktorov: sravnitel'naya otsenka [Ergonomics of agricultural tractors: a comparative assessment ]. Traktory i s.-kh. mashiny [Tractors and agricultural machinery], 1995, No. 2, pp. 16-20
18. Gavrichenko A. I. Prognozirovanie teplovogo sostoyaniya kabin [Forecasting of the thermal state of the cabins]. Traktory i sel'khozmashiny [Tractors and agricultural machinery], 1994, No. 2, pp. 15-17
19. Gavrichenko A. I., Kormin A. M., Shapovalov A. N. Kompleksnaya ergonomicheskaya otsenka mobil'noi sel'skokho-zyaistvennoi tekhniki: monografiya [Shapovalov AN Complex ergonomic estimation of mobile agricultural machinery: monograph]. Orel, 2012, 262 p.
20. Gavrichenko A. I., Kormin A. M. Mikroklimat v kabinakh sel'skokhozyaistvennykh mashin: monografiya [Microclimate in cabins of agricultural machines: monograph]. M-vo sel'skogo khoz-va RF, Federal'noe gos. obrazovatel'noe uchrezhdenie vyssh. prof. obrazovaniya «Orlovskii gos. agrarnyi un-t». Orel, 2009.
Submitted 21.09.2017, revised 27.11.2017.
About the authors:
Sergey A. Rodimtsev, Dr. Sci. (Engineering) , Professor, Vice-rector for scientific and innovative activities Address: Orel State Agrarian University, 302019, Russia, Orel, Generala Rodina st., 69 E-mail: nichogau@yandex.ru Spin-code: 9469-0125
Alexander I. Gavrichenko, Dr. Sci. (Engineering), Professor of the chair «Power supply» Address: Orel State Agrarian University, 302019, Russia, Orel, Generala Rodina st., 69 E-mail: el-ogau@yandex.ru Spin-code: 2321-1529
Ivan V. Galyanov, Dr. Sci. (Engineering), Professor,
Deputy Director on scientific work of Institute of social development of the village Address: Orel State Agrarian University, 302019, Russia, Orel, Generala Rodina st., 69 Spin-code: 9306-4154
Roman P. Belikov, Ph. D. (Engineering), Senior lecturer, Teacher of Department «Electric supply» Address: Orel State Agrarian University, 302019, Russia, Orel, Generala Rodina st., 69 E-mail: el-ogau@yandex.ru Spin-code: 7421-5544
Contribution of the authors: Sergey A. Rodimtsev: research supervision, carried out the analysis of scientific literature in a given field. Alexander I. Gavrichenko: managed the research project, analysis and preparation of the initial ideas. Ivan V. Galyanov: analysed data, analysing and supplementing the text. Roman P. Belikov: writing of the draft, analysis and preparation of the initial ideas
All authors have read and approved the final manuscript.
63
