CC BY
32
As far as this MathCAD- program allows to calculate DP with account of real optical path through the lens we can assume that the influence of lens aberrations will also be correctly considered. The DP from one slit is shown in Fig. 9 (Д/=10 mm, R2=-100 mm, L=18 mm, t=10 mm, n=1.5). From the Fig. 9 we can see possible influence of the lens form on the light intensity distribution in DP.
Fig. 8 - DP obtained with the a increasing by 2' a). and by 2' 0.6'' b). and initial angle а=26.5651о
Fig. 9 - The influence of lens form on DP
Conclusion
In this work the way to increasing the diffraction control method accuracy was considered. It is determined that it can be realized during the measuring signal generation stage. The mathematical models describing those processes are developed.
References
1. Nazarov V.N., Linkov A.E. The diffraction control methods for monitoring the geometrical parameters and the spatial position of objects // Journal of Optical Technology. - 2002. - vol. 69. - № 2. - С. 129-134.
2. Goodman J. Introduction to Fourier optics. NY.: THE McGRAW-HILL COMPANIES, - 1996. - 441 с.
Союнов А.С.1, Демчук Е.В.2
1,2Кандидат технических наук, доцент кафедры агроинженерии, ФГБОУ ВПО «Омский государственный аграрный
университетимени П.А. Столыпина»
РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС ДИСКОВОГО ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО ОРУДИЯ
Аннотация
В статье рассмотрен процесс взаимодействия рабочих органов с почвой получены аналитические выражения позволяющие установить зависимость горизонтальной и вертикальной, составляющих силы сопротивления дискового почвообрабатывающего орудия в функциях объёма вырезанного пласта почвы.
Ключевые слова: почвообработка, дисковое орудие, диск.
Soyunov A.S.1, Demchuk E.V.2
1 2 PhD in engeneering, associate professor of agroengineering, FGBOU VPO "Omsk state agricultural university of P. A. Stolypin" WORKING PROCESS OF THE DISK SOIL-CULTIVATING TOOL
Abstract
The article describes the interaction of the working bodies of the soil analytical expressions have been found to both horizontal and vertical, components of the force of resistance of disk tillage in the functions of the volume of the cut soil layer.
Keywords: tillage, disk tool, disk.
Существует множество описаний работы дисковых рабочих органов - дисковый нож, который выполняет разрезание пласта, сферический или конический диск, выполняющий разрезание и перемещение пласта в сторону под определенным углом атаки [2, 3]. Все эти описания основаны на формуле В.П. Горячкина, которая была выведена для рабочего процесса плуга, а не дискового рабочего органа.
Нами предлагается представить рабочий процесс диска почвообрабатывающего орудия следующим образом. При работе дискового почвообрабатывающего орудия (рис. 1) на максимально возможную глубину 120 мм с углом атаки a>0 рабочей поверхностью будет являться не вся заглубленная часть сферического диска ABCD (рис. 1, б), а лишь часть диска BCD (рис. 1, б), т.к. диски идут с некоторым перекрытием (рис. 1, а).
67
Рис. 1. Секция лущильника: а - в работе; б - рабочая поверхность диска (увеличено); в - вид рабочей поверхности диска в
разрезе
Радиус сферы диска составляет 600 мм, однако, сегмент диска BCD (рис. 1, в) настолько мал, что сферу в дальнейших расчетах можно заменить плоскостью проходящей через точки B, C, D. Это позволит выяснить физическую картину взаимодействия рабочих органов с почвой и получения более точных аналитических выражений, устанавливающих зависимость сопротивления работе в параметрической форме (в функции объёма срезаемого пласта почвы).
Г оризонтальную составляющую силу сопротивления работе лущильника можно рассматривать как сумму силы сопротивления резанию Wj,(h,H) [1], являющуюся функцией толщины срезаемого слоя почвы h, высоты почвенного пласта H перед диском, и силы
сопротивления W^(H) перемещению почвенного пласта перед диском: P0ir = Wp (h, H) + Wnp (H) .
Вертикальная составляющая силы сопротивления работе лущильника также может рассматриваться как сумма двух составляющих
PoiB = WeM (h, H) + Wejo (H),
где WRH(h,H) - вертикальная сила на дисковом ноже;
Wn.^H) - вертикальная сила на сферической поверхности диска.
Для определения силы сопротивления Wp(h,H) срезанию почвы примем расчетную схему (рис. 2, а).
Рис. 2. Расчетные схемы взаимодействия с почвой рабочих органов дисковых почвообрабатывающих машин: а - расчетная схема резания почвы лезвием диска; б - расчетная схема перемещения почвенного пласта сферой диска
Дисковый нож лущильника BC подрезает почвенный пласт на глубину h. Почва перед ножом рассматривается как однородная масса, скалывающаяся под некоторым углом скольжения ус к горизонтальной плоскости.
На единицу ширины скалывающегося массива почвы действует вес G почвы, условная пригрузка с интенсивностью q, нормальная реакция N ножа, нормальная реакция почвы N, сила трения почвы о дисковый нож Fffi сила трения Fjp почвы о почву и сила сцепления почвы F^.
В процессе работы все геометрические размеры рассматриваемой системы являются функцией переменной величины h толщины срезаемого пласта почвы.
На скалывающийся массив почвы действует вертикальная нагрузка Q, эквивалентная равномерно распределенной пригрузке
Q = q - AC1 = qhtgS“ + ^ .
tgdJgVc
68
Вес грунта G равен G = Угрк1 tg5H + tg-c 2 ^SjgVc ’
где Yrp - объёмный вес почвы. Сила сцепления
Ch
Рсц = AB-1. C = -С-,
sin -c
где С - коэффициент сцепления.
Для определения силы N нормального давления ножа на почву составим уравнение равновесия
Е =0; рсцсо—а+Fipco—c+N sin -c - F ucos5H - NJin5H =0;
Е Y = 0 - Q - G - F + Fp)sin-c + N C0—c - FsinF + NnC0S^H = 0;
Fip = Ntgфр; F = NtgФмет ,
где фгр - угол внутреннего трения почвы; фмет - угол трения почвы о металл.
В результате решения полученной системы уравнений находим
N =Г
7гр^ 1 ah l Ch (tg—c + с18-) (c18 -c + CtgF)
_ 2 (tg -гр + tg -c )(c18 -c + c18 F )
(Ctg^ 18Ф ) + tg Фмет Ctg ^н + 1 sinF
(С18°н tg фмет) + . ,, , ч L 18(Фгр +-c) J
Сопротивление грунта резанию для всей ширины ножа определяется по выражению
W (h> H) = В(Nн sin 5н + F C0s 5н) .
Вертикальная составляющая силы резания на весь нож равна:
Wв.н(h, H) = В( ^sin^ + Fsin^).
(1)
Для определения сопротивления почвенного пласта примем расчетную схему (рис. 2, б).
Почва перед диском рассматривается как однородный массив, скользящий под углом ус'. Диск условно заменен плоскостью расположенной по хорде к поверхности диска.
На массив почвы действуют силы: вес почвы G', нормальная реакция со стороны отвала NOTE, нормальная реакция почвы Nb сила почвенного пласта F^ и сила трения грунта об отвал FOTB.
Геометрические размеры массива почвы рассматриваются как переменные величины, являющиеся функцией высоты почвенного пласта,
PL = H sin(^Q -Ф) .
sin(ф + —,c )sin S0 ’
h,= H 1 - С<8г"18Ф ;
1 + 18фс18—с
h = H sin(F - ф) sin(^0 +—)
2 sin(ф + —' )sin S0
Вес почвы G' равен
G= 7H2 sin(^0 -Ф)sin(^0 +-c)
2 sin^+—c)
где у'гр - объёмный вес почвы в пласте. Вес почвы G1' равен
G1
7'H 2 (1 - Ctg ^0 tg ф0 ) sin(^0 -Ф)
2 (1 + 18фс18—c )sinфsinS0
Для определения нормальной реакции отвала NOTE на почву и нормальной реакции почвы N составим уравнение равновесия: Е = 0; F4> C0s —c + N 1 sin -c - Noтв sin ^0 - Foтв C0s ^0 = 0;
Е Y = 0; - Ff sin —c + N1C0s —c - G' + Ктв C0s F - Foтв sin F = 0;
F = N, tg ф ; F = N tg ф .
пр 1 о т гр ’ отв отв О т мет
Решая систему уравнений, определим
69
N =
у'грН2 sin(£0 - ф) sin(^0 + ¥'с)
2 sin2 50 $\п(ф + у'с)cosy'c
(1 - tg фгр tg У'с ) + (tg фгр + tg У'с ) ^gOFcr + ^о) ’
/ГрН2 sin(£o - ф) sin(F + У'с)
(2)
N = -
2 sin2 50sin(ф + y^)cos50
Ctg(y^ + фгр )(tg фмет + tg ^0) + (1 - tg фмет tg Я0 )
Сила сопротивления пласта почвы на ширину рабочей части диска:
Wnp( Н) = B( Nотв sin ^0 + ^cos^).
Вертикальная составляющая силы сопротивления пласта на ширину рабочей части диска определяется по выражению:
ЖВо(Н) = В(NmcosS0 -Fusing,).
После определения нормальной реакции N1 становится возможным определить пригрузку q на массив скалывающегося пласта
q=/н + F-sing".
45 AC • В
В полученных выражениях величина Н является функцией объёма вырезанной почвы.
Н =
У
2Fp ^фш sin Я,
гр
В sin(F) -фр) \
2V
гр
B(ctg&, - ctg^0)
гр 0
Таким образом, полученные аналитические выражения позволяют установить зависимость горизонтальной Р01Г и вертикальной Р01В, составляющих силы сопротивления дискового почвообрабатывающего орудия в функциях объёма вырезанного пласта почвы.
Литература
1. Зеленин А.Н. Физические основы теории резания грунтов: научное издание / А. Н. Зеленин. - М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1950. - 354 с.
2. Нестяк В.С. Деформация почвы плужным дисковым ножом / В.С. Нестяк, И.Д. Кобяков, А.С. Союнов // Вестник Новосибирского государственного аграрного университета. - Новосибирск. - Т. 2. - № 23-2. - 2012. - С. 112-115.
3. Нестяк В.С. Тяговое сопротивление дискового лущильника / В.С. Нестяк, И.Д. Кобяков, А.С. Союнов // Тракторы и сельхозмашины. - № 12. - 2012. - С. 32-33.
Паренкина А.А.1, Харитонова Е.А.2, Фазуллин Д.Д.3, Маврин Г.В.4
1Студент; 2Студент, 3Младший научный сотрудник, 2Студент Казанский федеральный университет.
ОПТИМАЛЬНЫЕ ИНТЕРВАЛЫ ВОДОРОДНОГО ПОКАЗАТЕЛЯ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ИЗ СТОЧНЫХ
ВОД КАТИОНООБМЕННЫМИ МЕМБРАНАМИ
Аннотация
В связи все возрастающими объемами загрязнения окружающей среды в современном мире особо остро стоит вопрос о предотвращении попадания в окружающую среду загрязняющих веществ. Поэтому сегодня очистка сточных вод от тяжелых металлов особенно актуальна. И в связи с этим остро стоит вопрос о создании технологий очистки воды, позволяющих оптимизировать процесс, и достичь высокого качества сбрасываемых вод. Целью работы является определение оптимальных интервалов pH для извлечения тяжелых металлов из сточных вод.
Ключевые слова: Очистка сточных вод, тяжелые металлы, катионообменные мембраны.
Parenkina A.A.1, Kharitonova E.A.2, Fazullin D.D.3, Mavrin G.V.4
1Student, 2Student, Junior Researcher3, Ph.D., Associate Professor4 Kazan Federal University
THE OPTIMAL RANGE OF THE HYDROGEN INDEX FOR EXTRACTION OF METALS FROM SEWAGE CATION
EXCHANGE MEMBRANE
Abstract
Due to ever-increasing amounts of pollution in the world today is particularly acute question of preventing release into the environment ofpollutants. So today wastewater from heavy metals is particularly relevant. And in connection with this is an issue for the establishment of water treatment technologies, to optimize the process and to achieve a high quality of discharged water. The aim is to determine the optimal pH range for the extraction of heavy metals from wastewater.
Keywords: wastewater treatment, heavy metals, cation exchange membranes.
Для улучшения показателей сточных вод, и минимизации наносимого ущерба окружающей среде необходимо оптимизировать процесс очистки сточных вод, а именно повысить степень очистки. Для достижения желаемого результата необходимо изучить факторы, влияющие на степень очистки сточных вод. Одним из таких факторов является водородный показатель. Контроль за уровнем водородного показателя очень важен, так как изменение pH влияет на качество и эффективность очистки воды. Таким образом целью данной работы является изучение влияния водородного показателя на эффективность очистки сточных вод катионнообменными мембранами, и определение оптимальных интервалов водородного показателя для очистки сточных вод от тяжелых металлов.
В диссертации Святохиной В.П. "Исследование реагентного метода очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов" был произведен расчет минимальной растворимости гидроксидов металлов в водной среде и оценка эффективности реагентного метода. Так же были представлены интервалы pH, обеспечивающие минимальную растворимость гидроксидов металлов в воде. [1]
Основываясь на данную диссертацию нами были проведены исследования влияния водородного показателя на эффективность очистки сточных вод катионообменными мембранами. Для достижения поставленной цели через катионнообменные мембраны пропускались растворы хлорида железа (II), сульфата меди и цинка, и др., с различными значениями водородного показателя. Результаты данных исследований представлены на рисунке.
70
