CC BY
7
12. Рожкова Т.В., Смолин Н.И. Модельно-теоретический анализ образования поверхностных оксидов и их влияние на процесс формирования порошковых изделий // Сельский механизатор. 2018. № 12. С. 32 - 35.
References
1. Production tests of the working bodies of tillage machines restored by plasma surfacing / V.A. Shakhov, P.G. Uchkin, M.G. Aristanov et al. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2021; 92(6): 162-167. - https://doi. org/10.37670/2073-0853-2021-92-6-162-167.
2. Ivanov A.S. Analysis of powders for laser cladding in the restoration of parts of agricultural machinery. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2021; 91 (5): 125-129.
3. Kovalchenko M.S. Theoretical Foundations of Hot Forming of Porous Materials. Kyiv: Naukova Dumka, 1980. 230 p.
4. Rozhkova T.V. Structure and properties of copper powder products for agricultural purposes with silicon carbide, manufactured by electrocontact sintering. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2021; 90 (4): 178-181.
5. Rozhkova T.V, Kuskov V.N., Smolin N.I. Investigation of the influence of interparticle contacts on the process of pre-compression of powder material. Agro-food policy in Russia. 2017; 11: 140-144.
6. Kovensky I.M., Kuskov V.N., Prokhorov N.N. Structural transformations in metals and alloys under electrothermal action. Tyumen: TNGU, 2001. 215 p.
7. Rozhkova T.V, Smolin N.I. Structural study of copper powder materials in agricultural machinery products. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2019; 77(3): 179-182.
8. Rozhkova T.V., Kuskov V.N., Smolin N.I. Study of the deformation mechanism of powder material based on copper. Agro-food policy in Russia. 2017; 12: 155-161.
9. Tsemenko V.N. Theory of powder metallurgy. Theory and physical foundations of compaction of powder materials: a tutorial. St. Petersburg: publishing house of St. Petersburg State Polytechnical University, 2005. 180 p.
10. Zhilin S.G. Influence of the initial packing of the components of the powder body on the stress-strain state of the compact during compaction. Scholarly Notes of Komsomolsk-na-Amure State Technical University. 2018. 1: 35(3): 73-79.
11. Rozhkova T.V Modeling the process of formation of copper powder materials with silicon carbide. Bulletin of Northern Trans-Ural State Agricultural University. 2017; 2: 115-120.
12. Rozhkova T.V, Smolin N.I. Model-theoretical analysis of the formation of surface oxides and their influence on the formation of powder products. Selskiy Mechanizator. 2018; 12: 32-35.
Татьяна Владимировна Рожкова, кандидат технических наук, доцент, roshkovatv@gausz.ru, https://orcid. org/0000-0002-4433-6353
Tatyana V. Rozhkova, Candidate of Technical Sciences, аssociate professor, roshkovatv@gausz.ru, https://orcid. org/0000-0002-4433-6353
Статья поступила в редакцию 01.04.2022; одобрена после рецензирования 18.04.2022; принята к публикации 11.05.2022.
The article was submitted 01.04.2021; approved after reviewing 18.04.2022; accepted for publication 11.05.2022. -♦-
Научная статья УДК621.359.44
К вопросу определения мест максимальных концентраций загрязнений в свинарнике
Леонид Николаевич Андреев, Владимир Валерьевич Юркин
Государственный аграрный университет Северного Зауралья, Тюмень, Россия
Аннотация. Наличие инженерных сетей и оборудования, нарушения технологии монтажа вентиляционных систем и оборудования, неправильная эксплуатация систем вентиляции приводят к нарушению воздухообмена как во всём помещении, так и в его отдельных частях. Всё это способствует образованию застойных зон, воздушных мешков (аэростазов), в которых наблюдаются перепад температуры и влажности, превышение предельно допустимых концентраций (ПДК) по пыли и газам. Проведены замеры параметров воздушной среды в станках свиноводческого помещения для содержания поросят на откорме, которые показали превышение ПДК по пыли и вредным газам. Показано, что превышение ПДК возникает в периоды кормления и уборки помещения, в станке такая ситуация может возникать до 11 раз за сутки. Проанализированы негативные последствия повышенной концентрации пыли и газов в помещении для животных и работников свиноводческого комплекса. Доказано, что решить эти проблемы в локальных зонах свиноводческого помещения может не общеобменная система вентиляции, а локальная, эффективность работы которой будет зависеть от места размещения и правильной работы её элементов.
Ключевые слова: локальная вентиляция, аэростазы, пыль, поросята.
Для цитирования: Андреев Л.Н., Юркин В.В. К вопросу определения мест максимальных концентраций загрязнений в свинарнике // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2022. № 3 (95). С. 191 - 195.
Original article
About the question of indicate the most hazardous places in a pig premise
Leonid N. Andreev, Vladimir V. Yurkin
Northern Trans-Ural State Agricultural University, Tyumen, Russia
Abstract. The presence of engineering networks and equipment, violations of the installation technology of ventilation systems and equipment, improper operation of ventilation systems leads to a violation of air exchange both in the entire room and in its individual parts. All this contributes to the formation of stagnant zones, air sacs (aerostasis), in which temperature and humidity drops are observed, and the maximum permissible concentrations (MPC) for dust and gases are exceeded. Measurements of the parameters of the air environment in the machines of the pig-breeding room for keeping piglets for fattening were carried out, which showed an excess of the MPC for dust and harmful gases. It is shown that the excess of MPC occurs during periods of feeding and cleaning the premises, in the machine this situation can occur up to 11 times per day. The negative consequences of the increased concentration of dust and gases in the premises for animals and workers of the pig-breeding complex are analyzed. It has been proved that these problems in the local areas of the pig-breeding premises can be solved not by a general exchange ventilation system, but by a local one, the efficiency of which will depend on the location and the correct operation of its elements.
Keywords: local ventilation, air stacks, dust, little pigs.
For citation: Andreev L.N., Yurkin V.V. About the question of indicate the most hazardous places in a pig premise. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2022; 95(3): 191-195. (In Russ.).
В предыдущих исследованиях [1 - 4] было обосновано, что системы вентиляции свинарников, работающие в режим прямой циркуляции воздуха, характеризуются большими энергозатратами, связанными с подогревом приточного воздуха в переходный и холодные периоды года. В свою очередь режим рециркуляции сопровождается сниженными энергозатратами по сравнению с режимом прямой циркуляции, однако в этом режиме в связи с жизнедеятельностью животных в воздушной среде свинарника происходит накопление пыли, влажности, вредных газов, снижается содержание кислорода.
Обзор литературы [5, 6] показал, что и при прямой системе рециркуляции вентиляционного воздуха в помещении могут быть локальные точки, в которых также возможно превышение концентрации некоторых загрязнений. Распределение приточного воздуха не всегда происходит равномерно в животноводческих помещениях. Наличие инженерных сетей и оборудования, нарушения технологий монтажа вентиляционных систем и агрегатов, неправильная эксплуатация систем вентиляции приводят к нарушению воздухообмена во всём помещении или его частях, и чаще всего к застойным явлениям воздушных потоков (аэростазам). В таких местах могут наблюдаться превышения загрязнений выше значений предельно допустимых концентраций (ПДК) [7, 8].
Целью исследования являлось изучение картины распространение пыли в реальном станке для содержания поросят на откорме.
Материал и методы. Исследование проводили в свинокомплексе ООО «Согласие» с. Новая Заимка Заводоуковского района Тюменской области. Был выбран станок с животными. Время нахождения животных в станке 53 сут. Были определены количество и степень концентрации
загрязнений в воздушной среде секции (станке) -пыли, сероводорода и аммиака; определена кратность воздухообмена по каждому загрязнителю. По расчётам, наибольшее значение кратности необходимо для удаления пыли, т.е. при создании необходимой кратности воздухообмена по очистке от пыли будет обеспечиваться требуемая очистка от других загрязнений. Рассчитан тепловой баланс для исследуемого помещения.
Результаты и обсуждение. Повышенные концентрации пыли и газов отрицательно сказываются на здоровье животных. Снижается прирост живой массы, происходит снижение продуктивности, нарушаются теплорегуляторные выделительные функции организма, возрастает риск возникновения заболеваний органов дыхания [9, 10]. Так, у поросят на откорме за один цикл (53 сут.) из-за ухудшения параметров воздушной среды потеря веса может достигать 5 % от массы животного. Также в процессе эксплуатации животноводческих комплексов воздушная среда агрессивно воздействует на оборудование, электрические аппараты и машины [12, 13].
Предварительное исследование состояния воздушной среды станка (рис. 1) для содержания поросят-отъёмышей показало наличие аэростазов [12, 13] с превышением ПДК по пыли до 100 - 150 % (выявлено в периоды кормления), сероводороду - до 20 % и аммиаку - до 25 % (над навозоуборочным каналом). Критические значения концентраций загрязнений показаны в таблице 1.
1. Замеры концентраций загрязнений в станке
Загрязнение ПДК Критические значения
Пыль 6 мг/м3 20,5 ± 3 мг/м3
Сероводород 10 мг/м3 14,1 ± 1 мг/м3
Аммиак 20 мг/м3 19,3 ± 1,3 мг/м3
Данные таблицы свидетельствуют о том, что существующая общеобменная система вентиляции не создаёт необходимых параметров воздушной среды в некоторых локальных точках (зонах) станка (рис. 1). Таким образом, встаёт вопрос о понимании более подробной картины распространения загрязнений в станке.
Для этого детально обследовали все станки в помещении (секции). Были проведены замеры концентраций загрязнений в разные моменты времени и в разных точках станков [12, 14]. При анализе результатов стало понятно, что ситуация во всех станках сложилась примерно одинаковая, неблагоприятная картина складывалась в момент раздачи корма и в момент уборки станка. Распространение пыли в станке в момент раздачи корма представлено на рисунке 2.
Такая ситуация может возникать в станке до 11 раз за сутки. Это свидетельствует о том, что существующая общеобменная система
вентиляции не создаёт необходимых параметров воздушной среды в станке, и элементы системы нуждаются в доработке, оптимизации и реконструкции.
В соответствии с методикой замеров концентрация пыли замерялась на разных высотах. Также были определены координаты точек максимальной концентрации пыли, которые расположены в следующих диапазонах: х е [5500; 6500], у е [0;1000], что позволяет определить места максимальной концентрации пыли (рис. 3).
Исходя из вышесказанного предложено разработать локальную систему очистки воздушной среды станка, сокращенно ЛСОВС [14]. Для разрабатываемой системы в станке определена область максимальных концентраций пыли (рис. 3), что даёт возможность разместить в этом месте вытяжной воздуховод для забора загрязнённого воздуха и датчик пыли для контроля концентрации пыли.
Рис. 1 - Существующая система вентиляции в секции для содержания поросят:
1 - вытяжной воздуховод; 2 - приточный воздуховод; 3 - навозоуборочный канал; 4 - кормушка; 5 аэростазы; 6 - станок; А, В, С - точки замеров текущей концентрации загрязнений
Рис. 2 - Распространение пыли в станке:
1 - кормушка; 2 - навозоуборочный канал
Рис. 3 - Область максимальной концентрации пыли
Вывод. Анализ воздушного пространства станка для содержания поросят на откорме показал, что общеобменная система вентиляции не может решить всех проблем. Одним из вариантов снижения концентрации пыли в свиноводческом помещении может стать разработка локальной системы вентиляции, позволяющей решать проблемы в локальных точках станка.
Список источников
1. Андреев Л.Н., Юркин В.В., Басуматорова Е.А. Эффективность применения систем частичной рециркуляции воздуха в свиноводческих помещениях // Известия Оренбургского государственного аграрного университета.
2020. № 5 (85). С. 140 - 144.
2. Андреев Л.Н., Жеребцов Б.В. Система автоматизации параметров воздушной среды животноводческих помещений // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2021. № 5 (91). С. 133 - 138.
3. Анализ систем очистки воздуха в животноводческих и птицеводческих комплексах / А.Г. Возмилов, В.Б. Фаин, Л.Н. Андреев и др. // Электротехнические и информационные комплексы и системы. 2014. Т. 10. № 4. С. 5 - 51.
4. Смолин Н.И., Андреев Л.Н., Юркин В.В. Исследование режимных характеристик двухступенчатого мокрого электрофильтра в лабораторных условиях // Вестник КрасГау. 2016. № 8 (119). С. 115 - 122.
5. Тихомиров Д.А. Перспективные направления энергообеспечения объектов АПК // Сельский механизатор.
2021. № 7. С. 16 - 18.
6. Повышение продуктивности и энергоэффективности животноводческих предприятий за счёт использования системы рециркуляции вентиляционного воздуха с его очисткой и обеззараживанием / В.В. Юркин, В.В. Волков, Б.В. Жеребцов и др. // Вестник Государственного аграрного университета Северного Зауралья. 2013. № 2 (21). С. 87 - 91.
7. Соколов Г.А., Готовский Д.Г. Классификация внутренних аэростазов животноводческих помещений // Гигиена содержания и кормления животных - основа сохранения их здоровья и продуктивности: матер. Всерос. науч.-производ. конф., г Орёл, 21-23 сентября 2000 г. / ОрёлГАУ Орёл, 2000. С. 142 - 144.
8. Расчёт эффективности двухступенчатого мокрого электрофильтра / А.Г. Возмилов, Н.В. Сашина, А. А. Дми-
триев и др. // Перспективы развития АПК в работах молодых учёных: сб. матер. регион. науч.-практич. конф. молодых учёных. Тюмень, 2014. С. 202 -209.
9. Смолин Н.И., Жеребцов Б.В. Существующие методы и технические средства очистки воздуха от сероводорода // Современная техника и технологии. 2013. № 9 (25). С. 7.
10. Сашина Н.В. Энерго- и ресурсосбережение в промышленном животноводстве // Современные научно-практические решения в АПК: сб. ст. всерос. науч.-практич. конф. Тюмень, 2017. С. 35 - 39.
11. Астафьев Д.В., Матвеев С.Д. Применение озона в технологии хранения инкубационных яиц // Проблемы инновационного и конкурентоспособного развития агроинженерной науки на современном этапе: сб. матер. междунар. науч.-практич. конф. Алма-Ата, 2008. С. 160 - 162.
12. Ставицкий А.В., Басуматорова Е.А. Обеззараживание в агропромышленном комплексе // Пути повышения результативности современных научных исследований: сб. стат. Междунар. науч.-практич. конф. Казань, 2019. С. 64 - 68.
13. Самарин Г.Н. Энергосберегающая технология формирования микроклимата в животноводческих помещениях // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2010. № 4. С. 34 - 37.
14. Андреев Л.Н., Юркин В.В. Результаты производственных испытаний системы регулирования параметров воздушной среды помещения для содержания поросят на откорме // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2019. № 4 (78). С. 134 - 137.
References
1. Andreev L.N., Yurkin V.V., Basumatorova E.A. The effectiveness of the use of partial air recirculation systems in pig-breeding premises. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2020; 85(5): 140-144.
2. Andreev L.N., Zherebtsov B.V. Automation system for the parameters of the air environment of livestock premises. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2021; 91(5): 133-138.
3. Analysis of air purification systems in livestock and poultry complexes / A.G. Vozmilov, V.B. Fain, L.N. Andreev et al. Electrotechnical and information complexes and systems. 2014; 10(4): 5-51.
4. Smolin N.I., Andreev L.N., Yurkin V.V. Study of the regime characteristics of a two-stage wet electrostatic precipitator in laboratory conditions. Bulletin of KrasGAU. 2016; 119(8): 115-122.
5. Tikhomirov D.A. Perspective directions of energy supply of agro-industrial complex facilities. Selskiy Mecha-nizator. 2021; 7: 16-18.
6. Increasing the productivity and energy efficiency of livestock enterprises through the use of a ventilation air recirculation system with its purification and disinfection / V.V. Yurkin, V.V. Volkov, B.V. Zherebtsov et al. Bulletin of Northern Trans-Ural State Agricultural University. 2013; 21(2): 87-91.
7. Sokolov G.A., Gotovsky D.G. Classification of internal aerostases of livestock buildings // Hygiene of keeping and feeding animals - the basis for maintaining their health and productivity: mater. Vseros. scientific production Conf. Orel, 2000. P. 142-144.
8. Calculation of the efficiency of a two-stage wet electrostatic precipitator / A.G. Vozmilov, N.V. Sashina, A.A. Dmitriev et al. // Prospects for the development of the agro-industrial complex in the works of young scientists: Sat. mater. region. scientific-practical. conf. young scientists. Tyumen, 2014. P. 202-209.
9. Smolin N.I., Zherebtsov B.V. Existing methods and technical means of air purification from hydrogen sulfide. Modern technics and technologies. 2013; 25(9): 7.
10. Sashina N.V. Energy and resource saving in industrial animal husbandry // Modern scientific and practical solutions in the agro-industrial complex: coll. Art. all-Russian scientific-practical. conf. Tyumen, 2017. P. 35-39.
11. Astafiev D.V., Matveev S.D. The use of ozone in the technology of storage of hatching eggs // Problems of innovative and competitive development of agroengineering science at the present stage: coll. mater. intl. scientific-practical. conf. Alma-Ata, 2008. P. 160-162.
12. Stavitsky A.V., Basumatorova E.A. Disinfection in the agro-industrial complex // Ways to improve the effectiveness of modern scientific research: Sat. stat. International scientific-practical. conf. Kazan, 2019. P. 64-68.
13. Samarin G.N. Energy-saving technology of microclimate formation in livestock buildings. Agricultural Machinery and Technologies. 2010; 4: 34-37.
14. Andreev L.N., Yurkin V.V. The results of production tests of the system for regulating the parameters of the air environment in the premises for keeping piglets for fattening. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2019; 78(4): 134-137.
Леонид Николаевич Андреев, кандидат технических наук, доцент, andreevln@gausz.ru, https://orcid.org/0000-0002-5560-7120
Владимир Валерьевич Юркин, старший преподаватель, yrkinvv@gausz.ru, https://orcid.org/0000-0002-3623-8884
Leonid N. Andreev, Candidate of Technical Sciences, Associate Professorandreevln@gausz.ru, https://orcid.org/0000-0002-5560-7120
Vladimir V. Yurkin, Senior Lecturer, yrkinvv@gausz.ru, https://orcid.org/0000-0002-3623-8884
Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Contribution of the authors: the authors contributed equally to this article. The authors declare no conflicts of interests.
Статья поступила в редакцию 21.03.2022; одобрена после рецензирования 18.04.2022; принята к публикации 11.05.2022.
The article was submitted 21.03.2021; approved after reviewing 18.04.2022; accepted for publication 11.05.2022.
-Ф-
Научная статья УДК 528.46
Агропромышленный комплекс как системный ресурс создания экспериментальной технологии на базе конструктивно-геометрических составляющих
Анастасия Петровна Иванова12, Марина Анатольевна Васильева1,
Виктория Викторовна Делигирова (Гунько)1
1 Оренбургский государственный университет, Оренбург, Россия
2 Оренбургский институт путей сообщения - филиал Самарского государственного университета путей сообщения, Оренбург, Россия
Аннотация. Агропромышленный комплекс может быть рассмотрен как система взаимодействия сельского хозяйства с другими отраслями. Для его эффективного функционирования должна создаваться необходимая инфраструктура. Изучая проблему АПК, связанную с развитием животноводческих комплексов, следует отметить неоднозначность подходов к решению этой задачи. Создание животноводческих комплексов проходит через определённые этапы. При этом важным конструктивным звеном является проектирование сооружения, в котором будет установлено необходимое оборудование. Современные мобильные, быстровоз-водимые и достаточно надёжные животноводческие комплексы сооружаются при использовании каркасов. Каркасное возведение объекта, включает связку вертикальных колонн. Для определения отклонения колонн
