CC BY
53
; JNk '
W
F
4
'fppf1 ;<
CHI - 20.0 V CH2 - Z.OOV TR1:-4V TR2-O.Omv
Time: 5.000ms Sample Rate: 1MHz
Рис. 5 - Модулированный сигнал на окрестностях резонансного трансформатора
меньшей частоты резонансного трансформатора и с различной скважностью, существует необходимость проведения дальнейших исследований в этой области.
Литература
1. Баньковская Ю. Р., Голованчиков А. Б., Сиволобо-ва Н. О. Перспективные конструкции модулей для обеззараживания воды в электрическом поле // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2013. № 1 (104). С. 86 - 88.
2. Брылин А. П. Противомаститные препараты // Ветеринария. 2001. № 4. С. 16-17.
3. Коновалов М. Г., Шевченко А. А. Профилактика нодуляр-ного дерматита крупного рогатого скота // Сб. стат. по матер. Х Всерос. конф. молодых учёных, посвящ. 120-летию И. С. Косенко. Краснодар: КубГАУ им. И. Т. Трубилина, 2017. С. 213-214.
4. Макаров В. В. Совершенствование и внедрение современных методов и средств диагностики, терапии и профилактики инфекционных, инвазионных и незаразных болезней животных // Ветеринарная патология. 2007. № 1 (20). С. 187 — 199.
5. Стребков Д. С. Использование широкополосного ВЧ-излучения для лечения мастита у коров / Д. С. Стреб-ков А. С. Руцкой, М. В. Моисеев [и др.] // Достижения науки и техники АПК. 2017. Т. 31. № 6. С. 72 - 75.
6. Хан В. А. Исследование влияния электромагнитных полей на структуру и свойства воды / В. А. Хан, В. А. Власов, В. Ф. Мышкин [и др.] // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2012. № 81. С. 115 - 127.
7. Шириносов В. Г. Решение проблемы обеспечения населения питьевой водой высшего качества/ В. Г. Шириносов, Г. И. Широносова, О. В. Широносов [и др.] // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. 2013. № 4 (64). С. 60 - 65.
Построение математической модели процесса смешивания компонентов комбикормов
А.Г. Белов, аспирант, В А. Шахов, д. т.н., профессор, ФГБОУ ВО Оренбургский ГАУ; С.А. Соловьёв, чл. -кор. РАН, д. т.н., профессор, Аппарат Президиума РАН; В.И. Миркитанов, д. т.н., профессор, ФГБОУ ВО Оренбургский ГУ; СВ. Золотарёв, д.т.н, профессор, РГАУ-ТСХА им. К.А. Тимирязева
В различных отраслях промышленности, а также в сельском хозяйстве, результативность производственной деятельности во многом зависит от качества проведения технологических операций. Одной из наиболее сложных с технической точки зрения задач является реализация операции равномерного внесения компонентов смеси, вводимых в небольших количествах и имеющих высокую кормовую и биологическую ценность.
В роторных быстроходных смесителях создаётся движение смешиваемых компонентов и окружающего воздуха с большими скоростями. В общем случае это трёхмерное движение. Многочисленные экспериментальные исследования показывают, что преобладание того или иного вида движения частиц в смесителе зависит от типов и расположения рабочих органов [1 - 3].
Во внутреннем пространстве роторно-вибра-ционного смесителя рабочие органы передают частицам веществ кинетическую энергию, необходимую для преодоления силы тяжести и трения, что приводит к псевдоожиженному состоянию смеси [4 - 7]. Благодаря этому каждая частица приобретает высокую подвижность, а их совместное движение оказывается подобным движению жидкости.
Для облегчения и упрощения математических выражений следует записать баланс энергии в единицу времени (баланс мощностей) [8 — 10].
Материал, методы и результаты исследования. При работе смесителя только часть энергии тратится на полезную работу. По данным исследователей, степень смешивания зависит от мощности, которая пошла на смешивание. Величину мощности, затрачиваемой непосредственно на процессы смешивания, определим из баланса мощностей [11, 12].
Для облегчения и упрощения математических выражений запишем баланс энергии в единицу времени (баланс мощностей). Уравнение баланса мощности сил имеет вид:
И,ЛИЛИ^Ы +И +И , (1)
12 3 ст см пг7 х '
где И1 - мощность, передаваемая горизонтальной частью рабочего органа якорной мешалки непосредственно перемешиваемому материалу, Вт/кг;
И2 - мощность, передаваемая вертикальной частью рабочего органа якорной мешалки непосредственно перемешиваемому материалу, Вт/кг;
- мощность, передаваемая пропеллерной мешалкой непосредственно перемешиваемому материалу, Вт/кг;
Мст- мощность, выделяемая перемешиваемым материалом при трении о стенку рабочей камеры смесителя, Вт/кг;
Ысм - мощность, затрачиваемая на процесс смешивания, Вт/кг;
Ыпг - мощность, затрачиваемая при трении о лопасти гребёнки, Вт/кг Рассмотрим движение продуктов смеси в ро-торно-вибрационном смесителе. Представим, что вследствие псевдоожиженного состояния вещества рабочее пространство смесителя равномерно заполнено перемешиваемым материалом.
Определим мощность, передаваемую горизонтальной частью рабочего органа якорной мешалки непосредственно перемешиваемому материалу, Вт/кг:
=
рш1гС
■2(гА0-й0)
+
+
10
8
+
(2)
где 2л1 - количество лопастей якорной мешалки, шт; - коэффициент гидравлического сопротивления движению лопасти в перемешиваемом материале;
кл1- высота горизонтальной части лопасти рабочего органа якорной мешалки, м; р - плотность перемешиваемого материала, кг/м3;
юо- угловая скорость ротора смесителя, с-1; гс - внутренний радиус рабочей камеры смешивания, м;
Рис. 1 - Структура рабочего пространства для якорной мешалки смесителя: 1 - вал ротора; 2 - корпус смесителя; 3 - якорная мешалка; 4 - внутреннее пространство смесителя
Рис. 2 - Структура рабочего пространства для пропеллерной мешалки смесителя: 1 - вал ротора; 2 - корпус смесителя; 3 - пропеллерная мешалка; 4 - внутреннее пространство смесителя
г - приведённый радиус горизонтальной части лопасти якорной мешалки, м; гвн - приведённый радиус вала мешалки, м Аналогично определим мощность, передаваемую вертикальной частью рабочего органа якорной мешалки непосредственно перемешиваемому материалу, Вт/кг:
= 2л1?лЬл2
РшОгс
\
-4°)
+ 2¥УР2ал-& ) +
10
УКГл8-^ ) > 8 ,
+
(3)
где й - высота вертикальной части лопасти рабочего органа якорной мешалки, м;
г - приведённый радиус лопасти рабочего органа якорной мешалки, м.
Структура рабочего пространства для якорной мешалки смесителя представлена на рисунке 1.
Определим мощность, передаваемую пропеллерной мешалкой непосредственно перемешиваемому материалу, Вт/кг (рис. 2):
2 (г10 ('л2
N3 = гл2%л1гл3 cosa
püilr?
О
10
+
(4)
где zn2 - количество лопастей пропеллерной мешалки, шт.;
йл3 - высота лопасти рабочего органа пропеллерной мешалки, м;
cosa - угол наклона лопасти пропеллерной мешалки, град.;
Г - приведённый радиус лопасти пропеллерной мешалки, м.
Определим момент закручивания на лопастях гребёнки смесителя в перемешиваемом материале:
N„r = z„r^„h„r eos b
Wl 0лг2 глп2 + ?-4J14,2 (Глг2 Глг1) +
10
+
'2 \глт2 'л г1)
(5)
где 7лг- количество лопастей гребёнки, шт.; к - высота лопасти гребёнки, м; со&Ь - угол наклона лопасти гребёнки, град.; Г - приведённый радиус начала лопасти гребёнки, м;
глг2- приведённый радиус конца лопасти гребёнки, м
Мощность сил трения N о стенку рабочей камеры можно определить выражением:
(6)
где Мст- момент сил сопротивления боковой стенки, Нм;
V- скорость перемешиваемого продукта у стенки смесителя, м/с;
г- внутренний радиус рабочей камеры смешивания, м.
Окончательно выражение мощности сил трения о стенку рабочей камеры примет вид:
NCt = 2тс
пНРюгю
ScP
(7)
Рис. 3 - Схема взаимодействия лопасти гребёнки с перемешиваемым материалом: 1 - вал ротора; 2 - корпус смесителя; 3 - лопасть гребёнки; 4 - внутреннее пространство смесителя
где тс- напряжение сдвига на внутренней боковой поверхности корпуса смесителя; Н - осевая протяжённость рабочей зоны смесителя, м;
- измеряемая сила закручивания подвижной насадки в результате движения продукта вдоль боковой стенки смесителя, Н; г - расстояниие от центра смесителя до подвижной насадки, измеряющей силу закручивания в результате движения продукта вдоль боковой стенки смесителя, м; £,с - коэффициент гидравлического сопротивления корпуса смесителя вращению перемешиваемому материалу.
Схема взаимодействия лопасти гребёнки смесителя с перемешиваемым материалом представлена на рис. 3.
Определение пяти слагаемых уравнения (1) позволяет вычислить шестое слагаемое - величину мощности, затрачиваемую непосредственно на процесс смешивания компонентов комбикормов N :
см
N = N + N - N, - N - N, . (8)
см ст лг 12 3 ^ '
Вывод. Разработанная математическая модель позволяет определять расчётным путём количество энергии, затрачиваемое на преобразование структуры материала в процессе его смешивания. Дальнейшие исследования будут посвящены идентификации и верификации математической модели.
Литература
1. Белов А. Г., Попов В. П., Зинюхин Г. Б. Применение нано-технологии в производстве комбикормов // Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры: матер. всерос. науч. - методич. конф. (с междунар. участ.). Оренбург, 2018. С. 2085 - 2087.
2. Шахов В. А. Исследование технологии производства комбикормов с наночастицами / В. А. Шахов, А. Г. Белов, А. П. Козловцев [и др.] // Совершенствование инженерно-технического обеспечения технологических процессов в АПК: матер. междунар. науч. - практич. конф. Оренбург, 2018. С. 68 - 71.
3. Пат. на изобретение № 2685674. Роторно-вибрационный смеситель / А. Г. Белов, В. П. Попов, В. А. Шахов. Опубл. 22.04. 2019 г. Бюл. № 4.
4. Рыбалкина М. М. Нанотехнологии для всех // Nanotechnology News Network, 2005. 444 с.
5. Шахов В. А., Мартынова Д. В., Попов В. П. Разработка математической модели экструзии зернового белково-клетчатко-крахмалосодержащего сырья на шнековом пресс-экструдере // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2017. № 1 (63). С. 64 - 67.
6. Шахов В. А. Кинематические и динамические аспекты взаимодействия ингредиентных частиц с функциональными элементами рабочей камеры измельчителя зернового материала / В. А. Шахов, Е. М. Асманкин, Ю. А. Ушаков [и др.] // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2017. № 3 (65). С. 87 - 89.
7. Мартынова Д. В. Идентификация математической модели процесса экструзии зернового сырья на шнековом пресс-экструдере /Д.В. Мартынова, В. П. Попов, Г. А. Сидоренко [и др.] // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2017. № 6 (68). С. 96 — 99.
8. Попов В. П. Теоретическое обоснование энерго- и ресурсосберегающей конструкции шнекового пресс-экструдера для производства высококачественных кормовых продуктов /
B. П. Попов, Д. В. Мартынова, С. В. Антимонов [и др.] // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2017. № 6 (68). С. 107 - 109.
9. Чкалова М. В. Определение количественных параметров воздушно-продуктового слоя в рабочей камере измельчителя / М. В. Чкалова, В. А. Шахов, Е. М. Бурлуцкий [и др.] //Достижения науки и техники АПК. 2017. № 12. Т. 31.
C. 57 - 61.
10. Пушко В.А Современные инновационные подходы приготовления микродобавок в специализированной установке /
B. А. Пушко, В. А. Шахов, С. В. Лебедев [и др.] // Достижения науки и техники АПК. 2018. № 4. Т. 32. С. 65 - 68.
11. Шахов В. А., Чкалова М. В., Павлидис В. Д. Совершенствование техники и технологии приготовления кормосмеси с использованием ультрадисперсных материалов // Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве: матер. междунар. науч.-технич. конф., посвящ. 110-летию со дня рождения академика М. Е. Мацепуро. Минск: НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства, 2018.
C. 192 - 196.
12. Пат. на изобретение № 2686635. Линия производства экстру-дированных кормов / А. Г. Белов, В. П. Попов, В. А. Шахов. Опубл. 29.04. 2019 г. Бюл. № 4.
Развитие процесса диспетчеризации как метода удаленного управления функциональным режимом оборудования связи и телемеханики в аварийных условиях
А.Ф.Абдюкаева, к.т.н., ЕМ.Асманкин, д.т.н., профессор, Ю.А. Ушаков, д. т.н., профессор, Е.Ф. Кислова, ст. преподаватель, Р.Р.Абдюкаев, соискатель, ФГБОУ ВО Оренбургский ГАУ; С.В. Золотарёв, д.т.н., профессор, РГАУ-ТСХА им. К.А. Тимирязева
Современный уровень технического оснащения предприятий филиала Центрального производственного отделения «МРСК Волги» - «Оренбург-энерго» предполагает развитие телемеханизированных подстанций и улучшение качества связи с пунктами диспетчерского управления. В зависимости от значимости подконтрольного объекта специализированное оборудование находится в ведении установленных диспетчерских служб и диспетчерских управлений, ведущих его непосредственный мониторинг [1 — 6].
Контроль значений телеизмерений и состояния телесигналов в настоящее время осуществляется на 61 подстанции, передающей данные на пункты диспетчерского управления. Целесообразность функционирующей иерархии подтверждена производственным опытом. Так, подстанции свыше 110 кВ находятся в оперативном ведении Оренбургского регионального диспетчерского управления, и они же в регламентом порядке передают наиболее важные телесигналы и телеизмерения в объединённое диспетчерское управление Урала. В то же время независимо от мощности подстанции находятся в ведении центральной диспетчер-
ской службы центрального управления сетями, но оперативное управление ими осуществляют диспетчерские службы районных электрических сетей. Алгоритм предполагает первоочередную обработку телеизмерений и телесигналов на автоматических контрольных пунктах системы «Гранит», «Уктус», «Исеть» и новейшем Российском программно-техническом комплексе ARIS. После идентификации проводимые по аналоговым или цифровым каналам передачи данных сигналы попадают на концентраторы (серверы) телемеханики, где осуществляется формирование и хранение информационной базы. При этом структура и организация системы допускает к востребованной информации через программный оперативный информационный комплекс (ОИК)«Диспетчер НТ» (рис. 1), обеспечивающий возможность мониторинга данных как в режиме реального времени, так и в режиме ретроспективного анализа по запросу показателей за требуемый промежуток времени (рис. 2).
Цель исследования - совершенствование технологической системы удаленного управления на основе метода производственной реализации мониторинговых процессов и оптимизации контрольно-диагностических функций специализированного оборудования диспетчерских служб.
Производственная необходимость в развитии технологичности мониторинговых процессов явилась предпосылкой к созданию непосредственно
