CC BY
47
УДК 631. 171
Н. В. ОБОЛЕНСКИЙ
РЕШЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ ЗАДАЧ -ПУТЬ РАЗВИТИЯ АГРАРНОЙ ЭКОНОМИКИ
Ключевые слова: вода - основа жизни на планете; индукционный нагреватель жидких сред; конкурентоспособность сельхозпродукции; приработка двигателей внутреннего сгорания; сахарная свекла - основной источник сырья для промышленного получения сахара в России; энергосбережение и повышение энергетической эффективности.
Аннотация. Приводятся краткие сообщения о завершенных научных исследованиях, направленных на развитие аграрной экономики.
Приоритетным направлением технической политики в агропромышленном комплексе являются разработка системы оперативных и перспективных мер по насыщению сельскохозяйственных товаропроизводителей высококачественной экологически чистой и безопасной энергосберегающей техникой, создание и ускорение развития новой, более совершенной системы энергосбережения.
Характерной особенностью современного периода является то, что эффективное развитие экономики требует активизации инновационных процессов, позволяющих вести непрерывное обновление и интенсивное развитие производства на базе освоения и реализации новейших достижений науки и техники. В этой связи планом НИОКР ГБОУ ВПО Нижегородского ГИЭИ на 2010-2014 гг. предусмотрена «Разработка средств механизации и технического обслуживания энер-го- и ресурсосберегающих технологий в различных процессах производства и переработки продукции сельского хозяйства».
Реализацией названного комплекса задач занялись аспиранты и соискатели ученой степени кандидата наук, образовавшие научную школу по направлению «Технологии, средства механизации и электрификации в сельском хозяйстве» [6, с. 25-33].
© Оболенский Н. В., 2014
Тематика завершенных исследований
Осокин В. Л. «Вода - основа жизни на планете» [9, с. 182]. Вполне понятно, что не только холодная но и теплая и горячая она очень нужна практически всем нам и причем каждый день. Именно горячая вода в основном обогревает посредством водяных систем теплоснабжения многие миллионы квартир в мире в холодное время года. Она нужна и для приготовления пищи, и для гигиены, и для многого иного, причем нужна не только в быту, но и во многих производствах.
В мире еще не научились греть воду с минимумом затрат энергии. Поэтому все известные и широко применяемые теплоэнергетические технологии нагрева воды весьма и весьма дороги, поскольку они сопряжены с большими энергозатратами. Поэтому любые прорывные энергосберегающие технологии в теплоэнергетике для получения теплой и горячей воды важны и полезны буквально всем. Однако появление таких технологий может быть нескорым.
Итак, пока стоимость горячей воды весьма высока, поиск пути снижения энергозатрат для эффективного и экономичного её нагрева остаётся актуальной проблемой, в том числе с использованием уже существующих конструкций нагревателей;
существует множество конструкций электрических нагревателей воды (ЭПВ), которые можно выделить в четыре группы: тэновые, электродные, индукционные и гидродинамические (вихревые, кавитационные - пока ещё нет установившейся терминалогии);
обзор интернет-источников, с одной стороны, показывает перспективность кавитационных (вихревых) экологически чистых теплогенераторов нового поколения, в которых отсутствуют нагревательные элементы, а с другой - в них имеется немалое количество сомнений по поводу целесообразности использования названных теплогенераторов, обусловленные большими потерями электроэнергии в известных вихревых теплогенераторах (ВТГ) из-за необходимости применения громоздких и «прожорливых» электродвигателей насоса.
Миронов Е. Б. «Перспективность использования индукционных экологически чистых нагревателей жидких сред» [4, с. 185]. Научно-технические издания и интернет-источники как бы не оставляет сомнений в перспективности использования индукционных экологически чистых нагревателей жидких сред. Однако из названных источников следует, что индукционным нагревателям воды присущи недостатки, основными из которых являются: высокая трудоёмкость изготовления, повышенные стоимость и гидравлическое сопротивление протеканию
жидкой среды, как следствие, повышенный расход электроэнергии на её прокачку, а значит повышенные эксплуатационные расходы;
из тех же источников следует также, что для рационального использования энергоресурсов при нагреве воды посредством индукционных нагревателей конструкторы и исследователи ищут пути их совершенствования.
Данилов Д. Ю. «Тепловая обработка зерна» [1, с. 153]. Теория тепловой обработки зерна достаточно развита. Вместе с тем, с совершенствованием технологий сушки, всё большее значение приобретает их экономическая составляющая, а также решение проблемы высоко технологичного, с минимальными энергетическими затратами процесса сушки, заключающегося в уменьшении в зерне процентного содержания влаги до кондиционных величин;
наиболее эффективным источником энергии для сушки небольших количеств зерна является использование электрической энергии.
С этой целью необходимо создание и всестороннее исследование устройства, отвечающего требованиям, предъявляемым к зерносушилкам, эксплуатируемым в условиях небольших фермерских хозяйств, позволяющего проводить сушку, предпосевную обработку и обеззараживание зерна;
конструкция зерносушилки должна обеспечивать равномерный нагрев и сушку зерна при надежном контроле температуры и влажности зерна во время сушки. Зерносушилка должна быть универсальной: с возможностью сушки зерна различных культур. Приоритетными направлениями повышения эффективности сушки зерна являются: рациональное сочетание технологических приёмов обезвоживания зерна, повышение интенсивности испарения влаги из материала и снижение энергетических затрат, необходимых на его осуществление.
Сорокин И. А. «Условия эксплуатации двигателей внутреннего сгорания и требования к их долговечности». [10, с. 163] Условия эксплуатации двигателей внутреннего сгорания предъявляют высокие требования к их долговечности. Требования к долговечности в равной степени относятся и к отремонтированной технике, в том числе к дизелям;
одним из факторов, определяющих долговечность двигателей, является состояние поверхностей трения. Установлено, что от обкатки зависит не только первоначальный (приработочный) износ, но и установившийся износ, то есть первоначальная приработка может влиять на интенсивность изнашивания при длительной эксплуатации машин. Прежде всего это относится к деталям цилиндропоршневой группы ди-
зелей. При формировании поверхностей трения необходимо обеспечивать получение оптимальных триботехнических характеристик сопрягаемых поверхностей, таких как низкий коэффициент трения, высокая износостойкость, оптимальные физико-механические свойства. В значительной степени они определяются способами обработки поверхностей трения. В последнее время разработаны новые технологические процессы финишной обработки, которые позволяют снизить прирабо-точный износ и повысить антифрикционные свойства (повысить смазку деталей, снизить коэффициент трения и т. п.), а также уменьшить время приработки пар трения;
анализ информации, полученной из печатных и электронных источников, дает возможность утверждать, что не все резервы интенсификации процессов приработки дизелей в части применения новых способов финишной обработки гильз цилиндров исчерпаны;
в последнее время быстро развивается рынок разнообразных антифрикционных материалов, присадок и добавок в масла, которые образуют защитные пленки на трущихся поверхностях. Возможность применения таких препаратов для придания рабочим поверхностям оптимальных триботехнических характеристик на этапе их окончательной обработки при ремонте или изготовлении дизелей;
обкатка, как завершающая технологическая операция ремонта, определяет долговечность узлов трения и надежную работу дизеля. От качества приработки деталей в период обкатки во многом зависит ресурс дизеля в целом;
долговечность отремонтированного дизеля в значительной мере зависит от качества приработки и, как следствие, надежной работы одного из его самого ответственного узла - цилиндропоршневой группы (ЦПГ), на долю которого приходится до 47 % отказов двигателя. Такое влияние ЦПГ на долговечность двигателя объясняется наиболее тяжелыми условиями его работы, особенно в период обкатки. Поэтому приработка ЦПГ двигателя, как узла, работающего в экстремальных условиях, протекает значительно дольше других узлов и во многом определяет ресурс двигателя в целом;
влияние обработки гильз цилиндров различными антифрикционными материалами при ремонте или изготовлении ДВС на характеристики рабочих поверхностей и процесса приработки сопряжений является актуальной темой для исследований.
Нечаев В. Н. «Обеспечение продовольственной безопасности страны и повышение конкурентоспособности сельхозпродукции» [5, с. 172]. Главными задачами, стоящими перед сельскохозяйственным производством согласно Госпрограммы развития сельского хозяйства
на 2013-2020 гг., являются обеспечение продовольственной безопасности страны и повышение конкурентоспособности российской сельско-хозпродукции на внутреннем и внешнем рынках в рамках вступления России в ВТО. Важное место в решении этих задач отводится повышению производительности труда на основе применения передовых технологий и высокоэффективных систем машин и оборудования в растениеводстве и животноводстве;
одним из самых трудоемких процессов животноводства является кормоприготовление, а именно: операции измельчения кормов, скармливаемых животным. Существенную долю в структуре кормовых рационов занимают концкорма, поэтому важную роль играет технология подготовки их к скармливанию;
наибольшее распространение имеет технология производства комбикормов непосредственно в хозяйствах. Однако опыт эксплуатации дробилок комбикормовых агрегатов с пневматической загрузкой и выгрузкой исходных компонентов комбикорма выявил их существенные недостатки. Это, прежде всего, низкий КПД воздушного потока, невысокая пропускная способность и недостаточное качество получаемого продукта. В связи с этим у сельхозпроизводителя возникает множество проблем: снижение объемов производства и качества продукции, повышение затрат труда на производство кормов, снижение продуктивности животных, уменьшение рентабельности;
несмотря на широкое распространение молотковых дробилок с пневматической загрузкой материала, их рабочий процесс недостаточно изучен, что обуславливает необходимость проведения исследований в этом направлении.
Косолапов В. В. «Сахарная свекла - основной источник сырья для промышленного получения сахара в России» [2, с. 172], в том числе и в Нижегородской области. Однако нестабильное состояние свекловичной отрасли, уменьшение посевных площадей, непостоянство урожайности и валового сбора привели к росту цен на сахарный песок и переходу на импортный сырец, что неблагоприятно сказывается на продовольственной безопасности страны в целом. В этой ситуации повышение урожайности и снижение затрат на возделывание сахарной свеклы является актуальной проблемой;
увеличение урожайности, в частности сахарной свеклы, во многом зависит от качества посевных работ, совершенствование которых будет способствовать более интенсивному прорастанию и развитию растения. При посеве необходимо обеспечить оптимальное размещение зерновки в массиве почвы на границе двух слоёв: нижнего влажного, для обеспечения более быстрого проклёвывания семени, и
верхнего взрыхлённого, для снабжения кислородом и снижения испаряемости влаги;
на практике разместить зерновку подобным образом, с помощью известных сошников, достаточно трудно, из-за возможного осыпания почвы на дно и (или) непроизвольного изменения глубины заделки из-за некачественной предпосевной обработки. Необходимо разработать технологию посева и агрегат, позволяющие производить независимое открытие базовой поверхности с последующим созданием борозды, имеющей уплотненное дно и стенки, обеспечивающие увеличение точности заделки семян. При этом рабочий орган должен взрыхлять снятый почвенный слой с последующей укладкой его обратно в рабочую зону;
повышение качества посева сахарной свеклы при одновременном снижении энергозатрат является актуальной проблемой.
Красиков С. Б. «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности» [3, с. 158]. Актуальность этой темы вытекает из Федерального закона РФ от 23 ноября 2009 г. № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности», а также ряда Постановлений Правительства РФ (Постановление Правительства РФ от 31 декабря 2009 г. № 1220 «Об определении применяемых при установлении долгосрочных тарифов показателей надежности и качества поставляемых товаров и оказываемых услуг», Постановление Правительства РФ от 31 декабря 2009 г. № 1221 «Об утверждении Правил установления требований энергетической эффективности товаров, работ, услуг, размещение заказов на которые осуществляется для государственных или муниципальных нужд», Постановление Правительства РФ от 31 декабря 2009 г. № 1225 «О требованиях к региональным и муниципальным программам в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности») и Указа Президента РФ «О некоторых мерах по повышению энергетической и экологической эффективности российской экономики» от 04.06.2008 г.
Известно, что эксплуатация производственных, учебных, жилых и т. п. сооружений связана с большими энергозатратами, обусловившими целесообразность определения эффективности функционирования электрических электродных подогревателей воды, используемых в сельскохозяйственных производствах.
Осокин В. Л., Данилов. Д. Ю. , Косолапов В. В., Миронов Е. Б, Нечаев В. Н. и Сорокин И. А. состоялись как ученые.
Красиков С. Б. подготовил к защите диссертационную работу. опубликованную в труде [3, с. 158].
Над решением задач плана НИОКР Нижегородского ГИЭИ на 2010-2014 гг. продолжают работать аспиранты М. С. Вандышева, Т. Н. Булаева, О. И. Орлова, Е. В. Рябухина, Д. Н. Игошин, А. А. Свистунов. В частности, Свистунов А. А. совместно с к. т. н. Булатовым С. Ю. осуществляет разработку и исследование устройства и способа получения кормосмеси с высоким содержанием белка [8, с. 26-27].
Вышла в свет монография «Энергосбережение» [7, с. 272], в которой обобщены результаты исследований вышеназванных молодых и начинающих ученых.
ЛИТЕРАТУРА
1. Данилов Д Ю. Обеспечение кондиционной влажности зерна в фермерских хозяйствах путём создания энергосберегающего кассетного устройства для его сушки. Диссертация кандидата технических наук. Княгинино: НГИЭИ. 2013. 153 с.
2. Косолапов В. В. Обоснование способа и параметров сошниковой группы для повышения качества посева сахарной свёклы. Диссертация кандидата технических наук. Княгинино: НГИЭИ. 2013. 172 с.
3. Красиков С. Б., Оболенский Н. В. Повышение эффективности использования топливно-энергетических ресурсов: монография. Н. Новгород: НТОТ. 2014. 158 с.
4. Миронов Е. Б. Исследование удельного энергопотребления индукционных водонагревателей и их совершенствование путём ореб-рения конструкционных элементов. Диссертация кандидата технических наук. Княгинино: НГИЭИ . 2013. 185 с.
5. Нечаев В. Н. Повышение эффективности рабочего процесса ротора-вентилятора молотковой дробилки зерна закрытого типа. Диссертация кандидата технических наук. Княгинино: НГИЭИ. 2013.
172 с.
6. Оболенский Н. В. Становление научных школ в региональном вузе. // «Высшее образование сегодня». № 4. 2014. С. 25-33.
7. Оболенский Н. В. Энергосбережение. Княгинино: НГИЭИ. 2014. 272 с.
8. Оболенский Н. В., Булатов С. Ю., Свистунов А. И. Смеситель-ферментатор для корма // Сельский механизатор. № 4. 2014. с. 26-27.
9. Осокин В. Л. Повышение эффективности функционирования электрических подогревателей воды путём разработки стенда для их тестирования. Диссертация кандидата технических наук. Княгинино: НГИЭИ. 2011. 182 с.
10. Сорокин И. А. Повышение качества послеремонтной ускоренной обработки дизелей. Диссертация кандидата технических наук. Княгинино: НГИЭИ. 2014. 163 с.
THE DECISION OF TECHNICAL PROBLEMS IS THE WAY OF DEVELOPMENT OF AGRARIAN ECONOMY
Keywords: water is basis of a life on a planet; an induction heater of liquid environments; competitiveness of agricultural products; extra earnings of internal combustion engines; a sugar beet - the basic source of raw material for industrial reception of sugar in Russia; energy savings and increase of power efficiency.
Аннотация. Brief messages on the completed scientific researches which have been directed on progress of agrarian economy are resulted.
ОБОЛЕНСКИЙ НИКОЛАЙ ВАСИЛЬЕВИЧ - заместитель декана инженерного факультета по научной работе, доктор технических наук, профессор. Нижегородский инженерно-экономический институт. Россия. Княгинино (obolenskinv@mail.ru).
OBOLENSKY NIKOLAY VASILIYEVICH - vice dean of engineering faculty on research, doctor of technical sciences, professor. Nizhny Novgorod engineering and economic institute. Russia. Knyaginino (obolenskinv@mail.ru)___________________________________________
