Научная статья на тему 'СИСТЕМА ВОДО- И ТЕПЛООБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ОБСЛУЖИВАНИЯ КРС'

СИСТЕМА ВОДО- И ТЕПЛООБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ОБСЛУЖИВАНИЯ КРС Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

CC BY
41
5
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СИСТЕМА / ВОДООБЕСПЕЧЕНИЕ / ТЕПЛООБЕСПЕЧЕНИЕ / ПРОЦЕСС / ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ / БАК-НАКОПИТЕЛЬ / СЕКЦИЯ / ТЕПЛОГЕНЕРИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО / ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ / МОЩНОСТЬ / ТЕМПЕРАТУРА / SYSTEM / WATER SUPPLY / HEAT SUPPLY / PROCESS / TECHNOLOGICAL / STORAGE TANK / SECTION / HEAT-GENERATING DEVICE / ELECTRIC HEATER / POWER / TEMPERATURE

Аннотация научной статьи по прочим технологиям, автор научной работы — Поцелуев Александр Александрович, Назаров Игорь Васильевич, Толстоухова Татьяна Николаевна

В статье раскрыта структура технологических процессов обслуживания крупного рогатого скота. Рассмотрена их классификация по технологической направленности, где все процессы разделяются на процессы базового и вспомогательного назначения. Акцентируется внимание на процессе теплообеспечения как базового, способствующего обеспечить качество выполнения большинства технологических процессов обслуживания КРС. В статье раскрыта связь трех технологических процессов и процесса их водо- и теплообеспечения. В составе трех технологических процессов включены процессы: автопоения крупного рогатого скота, обработки вымени коров перед доением и обработки кожного покрова скота. По каждому из технологических процессов указывается на низкую их эффективность в вопросах подготовки воды к использованию её как продукта питания и как теплового агента. Для устранения этих недостатков предлагается технико-технологическая схема водо- и теплообеспечения указанных технологических процессов. В статье дается технико-технологическое и конструктивное её решение, описание принципа ее работы. Приводятся нормативные технологические и зоотехнические данные, которые положены в основу разработки данной системы. В соответствии с конструктивным решением предложенной системы раскрывается вопрос к обоснованию параметров ее базовых элементов (бак-накопитель, секции). Приведены постановочные результаты исследований по характеру отбора воды животными, которые ложатся в основу расчета емкостных показателей отдельных секций бака-накопителя. Раскрывается структура расчетной зависимости и значений её составляющих. При рассмотрении процесса теплообеспечения технологических процессов, с учетом нормативных температурных параметров, для обоснования мощности нагревателя анализируется процесс нагрева воды в подсистеме «теплогенерирующее устройство - секция для воды на подмывание вымени коров», так как эта секция является источником тепла для других технологических процессов. Для обоснования мощности нагревателя теплогенерирующего устройства рекомендована расчетная формула с расшифровкой её структурных составляющих. По представленным материалам сформулированы выводы.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по прочим технологиям , автор научной работы — Поцелуев Александр Александрович, Назаров Игорь Васильевич, Толстоухова Татьяна Николаевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

SYSTEM OF WATER AND HEAT SUPPLY OF TECHNOLOGICAL PROCESSES OF CATTLE

The article reveals the structure of technological processes for servicing cattle. Their classification by technological orientation is considered, where all processes are divided into basic and auxiliary purposes. Attention is focused on the process of heat supply as a basic one, which helps to ensure the quality of most of the technological processes of workover maintenance. This article reveals the relationship between three technological processes and the process of their water and heat supply. Three technological processes include the following processes: auto-drinking of cattle, processing of the udder of cows before milking and processing of the skin of livestock. For each of the technological processes, their low efficiency is indicated in the preparation of water for its use as a food product and as a heat agent. To eliminate these shortcomings, a technical and technological scheme of water and heat supply of these technological processes is proposed. The article provides a technical, technological and constructive solution, a description of the principle of its operation. Provides normative technological and zootechnical data, which form the basis for the development of this system. In accordance with the constructive solution of the proposed system, the question of substantiating the parameters of its basic elements (storage tank, sections) is disclosed. The staged results of studies on the nature of water withdrawal by animals are presented, which form the basis for calculating the capacitive indicators of individual sections of the storage tank. The structure of the calculated dependence and the values of its components is revealed. When considering the process of providing heat to technological processes, taking into account the standard temperature parameters, to justify the power of the heater, the process of heating water in the subsystem «heat-generating device - a section for water for washing the udder of cows» is analyzed. Since this section is a source of heat for other technological processes. To substantiate the power of the heater of a heat-generating device, a calculation formula with a decoding of its structu-ral components is recommended. Conclusions are formulated based on the presented materials.

Текст научной работы на тему «СИСТЕМА ВОДО- И ТЕПЛООБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ОБСЛУЖИВАНИЯ КРС»

1-lactulose, Food Chemistry, vol. 305, 125481, doi.org/10.1016/j.foodchem.2019.125481.

2. Byshova N.G., Tunikov G.M., Morozova N.I., Mu-saev F.A., Ivanova L.V. Innovacionnaya tekhnologiya pro-izvodstva moloka [Innovative technology of milk production], Mezhdunarodnyj zhurnal eksperimenta'nogo obrazovaniya, 2013, № 11-1, pp. 101-102. (In Russian)

3. Truhachev V.I., Kapustin I.V., Zlydnev N.Z., Kapustina E.I. Moloko: sostoyanie i problemy proizvodstva: monografiya [Milk: state and problems of production: monograph], 1-e izd., SPb.: Lan', 2018, 300 p. (In Russian)

4. Hmelev V.N., Shalunov A.V., Shalunova A.V. Ul'trazvukovoe raspylenie zhidkostey: monografiya [Ultrasonic spraying of liquids: monograph], Biysk: Izd-vo Alt. gos. tekhn. un-ta, 2010, 250 p. (In Russian)

5. Bezzubceva M.M., Romanov A.R., Volkov V.S. In-tensifikatsiya protsessa raspylitel'noy sushki moloka s ispol'zovaniem ul'trazvuka [Intensification of the process of spray drying of milk using ultrasound], Izvestiya Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta, 2019, № 4, pp. 48-52. (In Russian)

6 Galimov M.M. Energosberezhenie pri raspy'litel'noy sushke moloka [Energy saving with spray milk drying], Mo-lochnaya promyshlennost', 2006, No 4, pp. 48-52.

7. Moein Talebian Gevari, Tahe Abbasiasl, Soroush Niazi, Morteza Ghorbani, Ali Ko§ar. Direct and indirect thermal applications of hydrodynamic and acoustic cavitation: A review, Applied Thermal Engineering, vol. 171, 115065, doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2020.115065.

8. Mojca Zupanc, Ziga Pandur, Tadej Stepisnik, Perdih David Stopar, Martin Petkovsek, Matevz Dular. Effects of cavitation on different microorganisms: The current understanding of the mechanisms taking place behind the phenomenon. A review and proposals for further research, Ultrasonics Sonochemistry, vol. 57, pp. 147-165, doi.org/10.1016/j.ultsonch.2019.05.009.

9. Rodionova Anastasiya. Features of the device for ultrasonic homogenization of milk, European Applied Sciences: modern approaches in scientific researches, proceedings of the 4th International scientific conference. ORT Publishing. Stuttgart. 2013, pp. 91-92.

10. Hmelev V.N., Barsukov R.V., Il'chenko E.V., Popova N.S., Genne D.V. Kontrol' parametrov ul'trazvu-kovykh kolebatel'nykh sistem dlya issledovaniya kavitacion-noy aktivnosti [Control of parameters of ultrasonic vibration systems for cavitation activity research], Voprosy elect-rotekhnologii, 2015, № 2 (7), pp. 22-27.

Сведения об авторах

Беззубцева Марина Михайловна - доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой «Энергообеспечение предприятий и электротехнологии», ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет» (г. Санкт-Петербург, Российская Федерация). Тел.: +7-911-256-04-98. E-mail:mysnegana@mail.ru.

Волков Владимир Сергеевич - кандидат технических наук, доцент кафедры «Энергообеспечение предприятий и электротехнологии», ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет» (г. Санкт-Петербург, Российская Федерация). Тел.: +7-911-233-74-40. E-mail:vol9795@yandex.ru.

Information about №е authors

Bezzubtseva Marina Mikhailovna - Doctor of Technical Sciences, professor, FSBEI HE «Saint-Petersburg State Agrarian University» (Saint-Petersburg, Russian Federation). Phone: +7-911-256-04-98. E-mail: mysnegana@mail.ru.

Volkov Vladimir Sergeevich - Candidate of Technical Sciences, associate professor, FSBEI HE «Saint-Petersburg State Agrarian University» (Saint-Petersburg, Russian Federation). Phone: +7-911-233-74-40. E-mail: vol9795@yandex.ru.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

УДК 628.1:631.22

СИСТЕМА ВОДО- И ТЕПЛООБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

ОБСЛУЖИВАНИЯ КРС

© 2020 г. А.А. Поцелуев, И.В. Назаров, Т.Н. Толстоухова

В статье раскрыта структура технологических процессов обслуживания крупного рогатого скота. Рассмотрена их классификация по технологической направленности, где все процессы разделяются на процессы базового и вспомогательного назначения. Акцентируется внимание на процессе теплообеспечения как базового, способствующего обеспечить качество выполнения большинства технологических процессов обслуживания КРС. В статье раскрыта связь трех технологических процессов и процесса их водо- и теплообеспечения. В составе трех технологических процессов включены процессы: автопоения крупного рогатого скота, обработки вымени коров перед доением и обработки кожного покрова скота. По каждому из технологических процессов указывается на низкую их эффективность в вопросах подготовки воды к использованию её как продукта питания и как теплового агента. Для устранения этих недостатков предлагается технико-технологическая схема водо- и теплообеспечения указанных технологических процессов. В статье дается технико-технологическое и конструктивное её решение, описание принципа ее работы. Приводятся нормативные техноло-

гические и зоотехнические данные, которые положены в основу разработки данной системы. В соответствии с конструктивным решением предложенной системы раскрывается вопрос к обоснованию параметров ее базовых элементов (бак-накопитель, секции). Приведены постановочные результаты исследований по характеру отбора воды животными, которые ложатся в основу расчета емкостных показателей отдельных секций бака-накопителя. Раскрывается структура расчетной зависимости и значений её составляющих. При рассмотрении процесса теплообеспечения технологических процессов, с учетом нормативных температурных параметров, для обоснования мощности нагревателя анализируется процесс нагрева воды в подсистеме «теплогенерирующее устройство - секция для воды на подмывание вымени коров», так как эта секция является источником тепла для других технологических процессов. Для обоснования мощности нагревателя теплогенерирующего устройства рекомендована расчетная формула с расшифровкой её структурных составляющих. По представленным материалам сформулированы выводы.

Ключевые слова: система, водообеспечение, теплообеспечение, процесс, технологический, бак-накопитель, секция, теплогенерирующее устройство, электронагреватель, мощность, температура.

SYSTEM OF WATER AND HEAT SUPPLY OF TECHNOLOGICAL PROCESSES OF CATTLE © 2020 A.A. Potseluev, I.V. Nazarov, T.N. Tolstoukhova

The article reveals the structure of technological processes for servicing cattle. Their classification by technological orientation is considered, where all processes are divided into basic and auxiliary purposes. Attention is focused on the process of heat supply as a basic one, which helps to ensure the quality of most of the technological processes of workover maintenance. This article reveals the relationship between three technological processes and the process of their water and heat supply. Three technological processes include the following processes: auto-drinking of cattle, processing of the udder of cows before milking and processing of the skin of livestock. For each of the technological processes, their low efficiency is indicated in the preparation of water for its use as a food product and as a heat agent. To eliminate these shortcomings, a technical and technological scheme of water and heat supply of these technological processes is proposed. The article provides a technical, technological and constructive solution, a description of the principle of its operation. Provides normative technological and zootechnical data, which form the basis for the development of this system. In accordance with the constructive solution of the proposed system, the question of substantiating the parameters of its basic elements (storage tank, sections) is disclosed. The staged results of studies on the nature of water withdrawal by animals are presented, which form the basis for calculating the capacitive indicators of individual sections of the storage tank. The structure of the calculated dependence and the values of its components is revealed. When considering the process of providing heat to technological processes, taking into account the standard temperature parameters, to justify the power of the heater, the process of heating water in the subsystem «heat-generating device - a section for water for washing the udder of cows» is analyzed. Since this section is a source of heat for other technological processes. To substantiate the power of the heater of a heat-generating device, a calculation formula with a decoding of its structural components is recommended. Conclusions are formulated based on the presented materials.

Keywords: system, water supply, heat supply, process, technological, storage tank, section, heat-generating device, electric heater, power, temperature.

Введение. Структура технологических процессов обслуживания КРС многопрофильна как по количественному составу, так и по технологической направленности (Нормы технологического проектирования ферм крупного рогатого скота крестьянских хозяйств. НТП АПК 1.10.01.001-00. - Москва, 2000) [1, 2]. Она включает в себя вспомогательные технологические и производственные процессы и базовые, качественное выполнение которых непосредственно влияет на количественные показатели производимой продукции. К вспомогательным производственным процессам условно можно отнести: процесс заготовки кормов, их хранения и подготовки к скармливанию, процесс забора кормов и их доставки к месту кормления, процесс транспортировки и хранения навоза, процесс обработки кожного покрова животных, процесс обеспечения микроклимата в животноводческом помещении. К базовым процессам относятся: процесс кормления животных, процесс их

поения, процесс доения коров и уборки навоза. К базовым, мы считаем, необходимо отнести процесс теплообеспечения, так как он является составной частью практически всех технологических процессов обслуживания животных [3, 4]. В этом плане характерными являются процессы автопоения и санитарной обработки кожного покрова животных. Своевременное и качественное поение в диапазоне нормативных температурных параметров воды позволяет повысить продуктивность животного, рационально использовать водные ресурсы [5]. Стабильное в рамках санитарных и технологических требований поддержание кожного покрова животных не только способствует нормальному протеканию биологических процессов у животного, но и косвенно влияет на его продуктивность. Однако анализ технико-технологического обеспечения указанных технологических процессов показывает, что используемые в производстве системы и средства водо- и теплообес-

печения не обеспечивают качественное их выполнение. При этом нерационально используется вода на технологические нужды, низок коэффициент использования теплогенерирующих устройств, что ведет к дополнительным затратам на расход воды, электроэнергии или топлива [5]. Это требует проведения дополнительных исследований и разработок эффективных систем и средств водо- и теплообеспечения технологических процессов в животноводческих помещениях КРС.

Методика исследований. В основу исследований был положен метод анализа известных научных данных и технико-технологических разработок, результаты которого позволили оценить значимость и направленность проводимых последующих разработок и исследований. В результате исследований использовался метод хронометражных наблюдений, формирования статистического материала и вероятностного подхода к анализу (обработке) полученных данных.

Результаты исследований и их обсуждение. С целью разработки эффективной системы водо- и теплообеспечения рассматриваемых технологических процессов нами был проведен анализ технологических требований к их выполнению. В результате анализа было установлено, что выполнение технологического процесса автопоения крупного рогатого скота в рамках половозрастных групп животных должно соответствовать следующим показателям [6; 7]:

- температура питьевой воды должна находится в пределах 8-18 °С;

- максимально допустимая температура питьевой воды должна составлять не более 30 °С;

- показатель рН рекомендуется в пределах 6,0...9,0;

- общая жесткость воды должна соответствовать следующим показателям: 14-18 мг.экв/л.;

- вода должна быть приятного освежающего вкуса и не иметь специфического запаха;

Выполнение технологического процесса «обработка кожного покрова крупного рогатого скота» должно соответствовать следующим показателям [8]:

- температура подмывочной воды при обработке вымени коровы должна находиться в пределах 38-45 °С;

- давление воздействия струи на поверхность вымени коровы должно составлять 2-3 кПа;

- длительность технологического цикла обработки вымени - до 30 с;

- загрязненная вода полностью удаляется из подмывочного устройства в резервирующую емкость;

- температура воды для санитарной обработки кожного покрова животных должна быть в диапазоне 18-30 °С;

- продолжительность цикла обработки кожного покрова животного в пределах 15 минут;

- основными бактериальными загрязнителями кожного покрова являются споровые бактерии и маслянокислые.

Наряду с этим нами был проведен анализ действующих систем тепло- и водообеспечения технологических процессов и разработанных на уровне научных и патентных исследований [3; 9]. На основании анализа систем водо- и тепло-обеспечения, данным по требованиям к технологическим процессам было установлено, что несмотря на один и тот же рабочий агент (вода), используемый в системах, они разрабатываются обособленно для каждого технологического процесса, что увеличивает капитальные затраты при производстве конечной продукции. В ряде случаев в системах водо- и теплообеспече-ния используется дополнительно напорное оборудование в виде насосов, что увеличивает расход электроэнергии и удорожает систему. Поэтому нами предлагается усовершенствованная система водо- и тепло обеспечения технологических процессов обслуживания животных (крупного рогатого скота) (рисунок 1).

Рабочий процесс данной системы по расходу воды протекает в двух режимах: непрерывном (относительно суточного временного цикла) и периодическом. Режим отбора воды на нужды автопоения можно рассматривать как непрерывный, а режим отбора воды для обработки кожного покрова и подмывания вымени коров периодическим (циклическим). Относительно расхода воды и поддержания её в заданных температурных параметрах главным является технологический процесс автопоения животных. Относительно расхода тепла и соответственно электроэнергии главными являются технологические процессы обработки кожного покрова животных и вымени коров. Это объясняется тем, что температура нагрева воды, ис-

пользуемой на эти процессы, выше. При этом редачи, способствует поддержанию заданной данный объем воды, за счет процесса теплопе- температуры питьевой воды.

1 - бак-накопитель (многосекционный); 2 - вакуумируемые камеры; 3 - секция-накопитель воды на нужды автопоения; 4 - трубопровод подачи воды; 5 - клапанно-поплавковое устройство; 6 - опорожнитель; 7 - подводящий вакуумный

трубопровод; 8 - распределительный вакуум-провод; 9 - секция-накопитель активированной воды (рН-кислая); 10 - секция-накопитель активированной воды (рН-щелочная); 11, 12 - трубопроводы подачи активированной воды; 13 - электроактиватор (теплогенерирующее устройство); 14 - оборотный трубопровод; 15, 16 - трубопроводы подачи активированной воды на технологические нужды (обработка кожного покрова животного; подмывание вымени коровы); 17 - распределительный трубопровод активированной воды на технологические нужды; 18 - отвод для подсоединения

гибкого рабочего трубопровода; 19 - струна подвеса; 20 - рабочий трубопровод подвода активированной воды; 21 - устройство для обработки кожного покрова; 22 - гибкий трубопровод отвода загрязненной воды; 23 - трубопровод транспортировки загрязненной воды в бак временного хранения; 24 - бак временного хранения загрязненной воды; 25 - магистральный трубопровод подачи воды в систему автопоения; 26 - система автопоения; 27 - автопоилка; 28 - поливочный кран; 29 - вентиль; 30 - трубопровод оборотной питьевой воды; 31 - межсекционная перегородка Рисунок 1 - Многофункциональная система водо- и теплообеспечения технологических процессов обслуживания КРС

В режиме процесса автопоения система работает следующим образом. Система полностью заполняется водой, что контролируется клапанно-поплавковым устройством. После этого включается в работу электроактиватор и тепло-генерирующее устройство. За счет движения теплового агента (воды), предварительно разделенного по показателю рН, в режиме естественной циркуляции осуществляется нагрев воды в емкостях активированной воды (щелочная; кислая) до нормативного уровня (1 = 40...45 °С или 30 °С). Одновременно происходит нагрев питьевой воды за счёт теплообмена через вакууми-руемую разделительную стенку (перенос тепла от объема активированной воды с более высо-

кой температурой к объему питьевой воды с более низкими показателями температурного уровня). В этом рабочем цикле подсистема автопоения животных работает в циркуляционном режиме. Вода из секции бака для питьевой воды, через систему трубопроводов и вакуумиру-емый опорожнитель, возвращается обратно в секцию для питьевой воды. Происходит выравнивание температуры воды по всей системе. Интенсивность теплопередачи и нагрева питьевой воды регулируется величиной вакуума в разделительной стенке и в полой стенке корпуса бака-накопителя. При достижении заданной температуры питьевой воды электроактиватор и теплогенерирующее устройство отключаются.

В режиме технологических процессов обработки кожного покрова и подмывания вымени коровы второй и третий технологические контуры системы работают в постоянном режиме по двум циклам: подготовка воды по показателю рН и её температурному показателю. В отдельных случаях технологические циклы могут быть объединены в один цикл нагрева и подготовки активированной воды.

Для обоснования емкостных (размерных) параметров бака-накопителя рабочего агента (воды на технологические нужды) необходимо

было провести исследования по расходу рабочего агента его технологической направленности. В результате исследований процесса отбора воды животными при поении было установлено, что данный процесс является случайным по таким показателям, как количество одновременно потребляющих воду животных и длительность её разового потребления. Примеры распределения загрузки линии автопоения по количеству обслуживаемых животных и длительности разового отбора воды животным представлены на рисунках 2 и 3.

Рисунок 2 - Распределение загрузки линии автопоения по количеству одновременно обслуживаемых животных

Нел

50

40

30

20

10

1

2 \ \

3 \ -у \ \ \

м \ \ \ \

I \ -♦-—¿-А ^—#—— —'—*--0

— I— --А- —Г1~ 1 —-Д

О

10

15

20

25

т. с

1, 2, 3, 4 - одновременный отбор воды одним, двумя, тремя и четырьмя животными соответственно Рисунок 3 - Распределение длительности одновременного разового отбора воды животными

На основании этих данных и данных по интенсивности отбора воды животными технологический объем камеры под питьевую воду можно определить по формуле

а-т -N о

^ ж вл3

^ =

(1)

где д - максимальная интенсивность разового потребления воды животным, л/мин;

т - максимальная длительность разового потребления воды животным, мин.;

Иж - максимальное количество животных одновременно потребляющих воду, гол.

При разработке конструктивных размеров камеры для питьевой воды необходимо учиты-

вать запас воды с учетом аварийных случаев с перебоями подачи воды в систему водообеспе-чения животноводческого помещения, объём загрязнений камеры в процессе эксплуатации, объем, занимаемый клапанно-поплавковым устройством, и коэффициент заполнения камеры.

Рассматривая технологический процесс обработки кожного покрова животных, необходимо учитывать, что две камеры с активированной водой (щелочной и кислой) представляют собой одно целое, разделенное перегородкой на две равновеликие части. При этом расход содержимого в них (щелочной или кислой воды) осуществляется в равных количествах с перио-

кт

где ф - коэффициент производительности (Ф = 0,75);

т - длительность подмывания вымени одной коровы, с;

^ - количество обслуживаемых коров, гол.;

Fоm - площадь сечения отверстий подмывоч-ного устройства, м2;

g - ускорение свободного падения, м/с2;

Н - высота столба жидкости в линии подачи воды к подмывочному устройству, м. Для общего показателя объема активированной воды расчетный показатель по расчетной формуле удваивается.

Данный технологический процесс является базовым по температуре нагрева воды (3845 °С) для рассматриваемого технико-технологического комплекса. Поэтому по показателям данного технологического процесса рассчиты-

дической сменой их использования. Поэтому расчет ведется по технологическому объему для одной камеры, в разрезе направленности технологических циклов.

Для подмывания вымени коров в качестве исходных данных для расчета используются следующие исходные данные: количество обслуживаемых коров, необходимое количество воды для подмывания вымени одной коровы и коэффициент неравномерности расхода воды в рамках временного цикла одной дойки.

С учетом принятых исходных данных расчетная формула по объему резервируемой технологической воды в одной камере может быть представлена в следующем виде:

т • N • Г •л/2£# ,

ж от V <Ъ '

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

м3,

(2)

ваются эксплуатационные данные теплогенери-рующего устройства. Одним из характерных показателей теплогенерирующего устройства является его расчетная мощность. Основными исходными данными для расчета являются: расход воды на подмывание всего поголовья обслуживаемых коров, средняя температура нагреваемой воды, температура воды, поступающей из водопроводной сети (4-11 °С), температура окружающего воздуха внутри животноводческого помещения, удельная теплоемкость воды, коэффициент теплопередачи через наружные поверхности всех элементов данного технологического контура [10, 11].

С учетом указанных данных при обосновании мощности теплогенерирующего устройства может быть использована следующая расчетная зависимость (формула):

Р

• с{к - Хп Г • К 4 - )

ЦТ

кВт,

(3)

где Q - расход воды на подмывание вымени обслуживаемых коров, м3/час;

с - удельная теплоемкость воды, Дж/(кг-°С);

^ - нормативная температура нагреваемой воды, °С;

^ - температура воды, поступающая из водопроводной сети, °С;

tв - температура окружающего воздуха в животноводческом помещении, °С;

Fi - теплоотдающая поверхность структурного элемента технологического контура, м2;

т - технологически обоснованное время работы нагревателя теплогенерирующего устройства, ч; К - коэффициент теплопередачи через теплопередающие поверхности, Вт/(м2 °С); П - коэффициент полезного действия нагревателя.

Технологически обоснованное время работы нагревателя теплогенерирующего устройства определяется на основе анализа временных разрывов между началом выполнения технологических циклов в рамках зоотехнических

требований или распорядка рабочего дня по животноводческому объекту. Так, технологический процесс обработки кожного покрова может выполняться ежедневно или раз в неделю. В то же время процесс доения коров в течение суток может осуществляться в двух или трех цикловых режимах. Максимальное потребление тепла по процессу автопоения животных приходится на период активного потребления воды в 1,5-2-часовой период после раздачи корма животным. Поэтому для эффективного использования теплогенерирующего устройства (расход тепла, электроэнергии) необходимо найти баланс между возможной длительностью работы нагревательного элемента, его мощностью и интенсивностью забора тепла в рамках рассматриваемых технологических процессов обслуживания животных.

Выводы

1. Предлагаемая система решает комплексную задачу обеспечения качественного выполнения трех технологических процессов обслуживания животных, при использовании одного теплогенерирующего устройства, в котором технологический продукт вода одновременно является тепловым агентом.

2. Технико-технологическое решение системы водо- и теплообеспечения технологических процессов обслуживания животных позволяет снизить общий расход электроэнергии за счет вторичного использования тепла, вырабатываемого теплогенерирующим устройством.

3. Комплексное технологическое решение водо- и теплообеспечения трех технологических процессов обслуживания животных позволяет повысить коэффициент использования теплоге-нерирующего устройства в течение суток.

Литература

1. Назарова, К.П. Технологические процессы в молочном скотоводстве / К.П. Назарова, К.С. Симакова // Научные труды студентов Ижевской ГСХА. - Ижевск, 2016. - С. 64-67.

2. Кудрин, М.Р. Производство молока в помещениях различного типа при разных технологиях содержания и доения коров / М.Р. Кудрин, Н.Г. Крупин // Актуальные вопросы зооветеринарной науки: материалы Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 80-летию д-ра ветеринарных наук, профессора, почетного работника ВПО РФ Новых Николая Николаевича. -Ижевск: Ижевская ГСХА, 2019. - С. 147-153.

3. Федоренко, В.Ф. Ресурсосбережение в АПК: научное издание / В.Ф. Федоренко. - М.: ФГБНУ «Росин-формагротех», 2012. - 382 с.

4. Мишуров, Н.П. Биоэнергетическая оценка и основные направления снижения энергоемкости производства молока: научное издание / Н.П. Федоренко. - М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2010 - 152 с.

5. Поцелуев, А.А. Ресурсосберегающие системы водообеспечения технологических процессов по обслуживанию крупного рогатого скота / А.А. Поцелуев. - Ростов-на-Дону: Терра Принт, 2009. - 143 с.

6. Зоогигиеническкие нормативы для животноводческих объектов: справочник / Г.К. Волков, В.М. Репин, В.И. Большаков и др. - М.: Агропромиздат, 1986. - 302 с.

7. Поцелуев, А.А. Ресурсосбережение в унифицированных системах водообеспечения технологических процессов на фермах КРС / А.А. Поцелуев, И.В. Назаров, Т.Н. Толстоухова // Техносферная безопасность, надежность, качество, энергосбережение. - Т. 38: материалы Международной научно-практической конференции. -Вып. XIV: в 2 т. - Т. 2. - Ростов-на-Дону: Ростовский государственный строительный университет, 2014. - C. 413419.

8. Томеску, В. Зоонозы. Болезни животных, передающиеся человеку / В. Томеску, И. Гаврилэ, Д. Гаврилэ. - М.: Колос, 1982. - С. 148-152.

9. Пат. 2529897 РФ, С2МПКА01Ш/00; A01K29/00. Система санитарной обработки кожного покрова крупного рогатого скота / Поцелуев А.А., Костенко М.В.; патентообладатель ФГБОУ ВПО «Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия». - № 2529897; за-явл. 17.07.2014; опубл. 10.10.2014, Бюл. № 28.

10. Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент: справочник / Е.В. Аметистов, В.А. Григорьев, Б.Т. Емцов и др. - М.: Энергоиздат, 1982. - 510 с.

11. Справочник по теплоснабжению сельскохозяйственных предприятий / В.В. Уваров, Ю.Н. Меркулова, М.П. Роганков и др. - М.: Колос,1983. - 319 с.

References

1. Nazarova K.P., Simakova K.S. Tekhnologicheskie protsessy v molochnom skotovodstve [Technological processes in dairy farming], Nauchnye Trudy studentov Izhevskoy GSHA, Izhevsk, 2016, pp. 64-67. (In Russian)

2. Kudrin M.R., Krupin N.G. Proizvodstvo moloka v pomeshheniyakh razlichnogo tipa pri raznykh tekhnologiyakh soderzhaniya i doeniya korov [Milk production in premises of various types with different technologies for keeping and milking cows], Aktual'nye voprosy zooveterinarnoy nauki. Materi-aly Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii, posvyashhennoy 80-letiyu d-ra veterinarnykh nauk, professora, pochetnogo rabotnika VPO RF Novykh Nikolaya Niko-laevicha, Izhevsk, 2019, pp. 147-153. (In Russian)

3. Fedorenko V.F. Resursosberezhenie v APK: nauchnoe izdanie [Resource saving in the agro-industrial complex], M.: FGBNU «Rosinformagrotekh», 2012, 382 p. (In Russian)

4. Mishurov N.P. Bioenergeticheskaya otsenka i os-novnye napravleniya snizheniya energoemkosti proizvodstva moloka: nauchnoe izdanie [Bioenergy assessment and main directions for reducing the energy intensity of milk production], M.: FGNU «Rosinformagrotekh», 2010, 152 p. (In Russian)

5. Potseluev A.A. Resursosberegayushhie sistemy vodoobespecheniya tekhnologicheskikh protsessov po obslu-

zhivaniyu krupnogo rogatogo skota: monografiya [Resource-saving water supply systems for technological processes for servicing cattle: monograph], Rostov-na-Donu: Terra Print, 2009, 143 p. (In Russian)

6. Volkov G.K., Repin V.M., Bol'shakov V.I. i dr. «Zo-ogigienicheskkie normativy dlya zhivotnovodcheskikh ob"ektov: spravochnik [Handbook "Zoohygienic standards for livestock facilities], M.: Agropromizdat, 1986, 302 p. (In Russian)

7. Potseluev A.A., Nazarov I.V., Tolstoukhova T.N. Resursosberezhenie v unifitsirovannykh sistemakh vo-doobespecheniya tekhnologicheskikh protsessov na fermakh KRS [Resource saving in unified water supply systems for technological processes on cattle farms], Tekhnosfernaya bezopasnost', nadezhnost', kachestvo, energosberezhenie, T. 38. Materialy mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. Vyp. XIV: v 2 t. T. 2. Rostov-na-Donu: Ros-tovskiy gosudarstvennyy stroitel'nyy universitet, 2014, pp. 413-419. (In Russian)

8. Tomesku V., Gavrile I., Gavrile D. Zoonozy. Bolezni zhivotnykh, peredayushhiesya cheloveku [Zoonoses. Diseases of animals transmitted to humans], M.: Kolos, 1982, pp. 148-152. (In Russian)

9. Potseluev A.A., Kostenko M.V. Sistema sanitarnoy obrabotki kozhnogo pokrova krupnogo rogatogo skota [Cattle Skin Sanitization System], pat. 2529897 RF RU 2529897C2, patentoobladatel' FGBOU VPO Azovo-Chernomorskiy gosu-darstvennay inzhenernay academy, No 2529897, zayavl. 17.07.2014, opubl. 10.10.2014, Byul. No 28. (In Russian)

10. Ametistov E.V., Grigor'ev V.A., Emtsov B.T. i dr. Teplo- i massoobmen. Teplotekhnicheskiy eksperiment: spravochnik [Heat and mass transfer. Heat engineering experiment], M.: Energoizdat, 1982, 510 p. (In Russian)

11. Uvarov V.V., Merkulova Yu.N., Rogankov M.P. i dr. Spravochnik po teplosnabzheniyu sel'skokhozyaystven-nykh predpriyatiy [Handbook on heat supply for agricultural enterprises], M.: Kolos, 1983, 319 p. (In Russian)

Сведения об авторах

Поцелуев Александр Александрович - доктор технических наук, профессор кафедры «Технологии и средства механизации АПК», Азово-Черноморский инженерный институт - филиал ФГБОУ ВО «Донской государственный аграрный университет» в г. Зернограде (Ростовская область, Российская Федерация). Тел.: +7-928-150-64-39. E-mail: mtppshp@yandex.ru.

Назаров Игорь Васильевич - кандидат технических наук, доцент кафедры «Технологии и средства механизации АПК», Азово-Черноморский инженерный институт - филиал ФГБОУ ВО «Донской государственный аграрный университет» в г. Зернограде (Ростовская область, Российская Федерация). Тел.: +7-918-512-44-62. E-mail: niv671@rambler.ru.

Толстоухова Татьяна Николаевна - кандидат технических наук, доцент, заведующая кафедрой «Технологии и средства механизации АПК», Азово-Черноморский инженерный институт - филиал ФГБОУ ВО «Донской государственный аграрный университет» в г. Зернограде (Ростовская область, Российская Федерация). Тел.: +7-918-503-14-32. E-mail: mtppshp@yandex.ru.

Information about the authors

Porseluev Alexander Aleksandrovich - Doctor of Technical Sciences, professor of the Technologies and means of mechanization of agroindustrial complex department, Azov-Black Sea Engineering Institute - branch of FSBEI HE «Don State Agrarian University» in Zernograd (Rostov region, Russian Federation). Phone: +7-928-150-64-39. E-mail: mtppshp@yandex.ru.

Nazarov Igor Vasilyevich - Candidate of Technical Sciences, associate professor of theTechnologies and means of mechanization of agroindustrial complex department, Azov-Black Sea Engineering Institute - branch of FSBEI HE «Don State Agrarian University» in Zernograd (Rostov region, Russian Federation). Phone: +7-918-512-44-62. E-mail: niv671@rambler.ru.

Tolstoukhova Tatyana Nikolaevna - Candidate of Technical Sciences, associate professor of the Technologies and means of mechanization of agroindustrial complex department, Azov-Black Sea Engineering Institute - branch of FSBEI HE «Don State Agrarian University» in Zernograd (Rostov region, Russian Federation). Phone: +7-918-503-14-32. E-mail: mtppshp@yandex.ru.

УДК 663.255:4

ДИНАМИКА ПНЕВМОПРИВОДА ПРЕССА ДЛЯ ОТЖИМА ВИНОГРАДНОГО СОКА НА СТАДИИ РАЗРЫХЛЕНИЯ СЫРЬЯ

© 2020 г. И.Н.Краснов, И.В. Назаров, Д.А. Лебедько, Н.Н. Должикова, Н.В. Валуев

Для прессования винограда, ягод и плодов используются корзиночные, шнековые и пневматические прессы. Они различаются между собой конструктивно и имеют свои достоинства и недостатки. Среди известных конструкций прессов и прессов-стекателей в настоящее время наиболее эффективными в условиях современных хозяйств являются пневматические прессы для отжима сока из винограда, ягод и плодов. Из них поршневые достаточно сложны по конструкции и неудобны в эксплуатации. Конструкция их постоянно совершенствуется, в пневмоприводе используется не только воз-

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.