CC BY
50
теплофизические характеристики хранимой продукции. Характеристики насыпи картофеля -эффективную пористость т и удельную площадь поверхности Fn определяют по формулам m = 1 -р / р;
р = 6(1 - т)/d , где Рп - насыпная плотность картофеля,
рп=0,1 т/м3; р - физическая плотность картофеля, р=1,095 т/м3; d - средний геометрический размер (диаметр) продукта, ¿=50 мм. Тогда т=0,36; Fn=16,8 м2/м3.
Эффективную теплопроводность - по следующей 1 - (1 -
формуле: д = д_д , где
1 + (п - 1)т
п = 3 Д /(2 Д + Д) = 1,411; Хь - теплопроводность
внутриштабельного воздуха, Хь=0,025 Вт/(мК), X -коэффициент теплопроводности картофеля, Х=0,56 Вт/(мК).
Количество влаги, выделяемой в процессе «дыхания» продуктов, находят по формуле: =-0,0383 -10-6 • ехр(к), где знак минус определяет
направление влагопотока от продукта к окружающей среде.
Исследования показывают, что теплофизические характеристики влияют на скорость протекания процесса охлаждения пищевых продуктов.
Для разработки методики теплотехнического расчета овощехранилищ треб$ется построить математическ$ю модель, использ$я нестационарн$ю постановк$ задачи, и исследовать с ее помощью процессы тепловлагообмена.
Описание тепловлагообмена в овощехранилищах единой математической моделью затруднено из-за большого разнообразия теплофизических процессов. Особенностью задач тепло- и массообмена являются существенное различие и сложность математического описания так называемых «элементарных» процессов теплопереноса, к которым относятся
теплопроводность, конвенция и излучение. Эти процессы имеют пространственно-временной характер, включают эффекты, связанные с наличием нелинейности.
Несмотря на многообразие видов тепловых воздействий, математические модели процессов нестационарного тепловлагообмена в хранилищах, как правило, сводятся к одномерным или двумерным системам дифференциальных $равнений в частных производных с граничными условиями 1-го. 2-го, 3го, 4-го рода.
Литература
1. Волкинд, И. Л. Промышленная технология хранения картофеля, овощей и плодов [Текст] / И.Л. Волкинд. - М.: Агропромиздат, 1989. - 240 с.
2. Дячек, П.И. О теории тепловлажностных процессов при хранении сочных прод$ктов полеводства [Текст] / П.И. Дячек // Холодильная техника. - 1981, №4, С.43-46.
3. Жадан, В.З. Теоретические основы кондиционирования возд$ха при хранении сочного растительного сырья [Текст] / В.З. Жадан. - М.: Пищевая промышленность, 1972. - 154 с.
4. Карлоус, Г. Теплопроводность твердых тел [Текст] / Г. Карлоус, Д. Егер. - М.: Наука, 1964. -488с.
5. К$рылев, Е.С. Холодильные $становки [Текст]
/ Е.С. К$рылев, Н.А. Геравимов. - Л.:
Машиностроение, 1980. - 622 с.
6. Лыков, А.В. Тепломассообмен [Текст] /
А.В. Лыков. - М.: Энергия, 1972. - 560с.
7. Мачинский, В.Д. Теплопередача в
строительстве [Текст] / В.Д. Мачинский. - М. - Л.: Стройиздат, 1939. - 325с.
8. Широков, Е.П. Технология хранения и
переработки плодов и овощей [Текст] /
Е.П. Широков. - М.: Колос, 1978. - 309с.
УДК 004.021
Ю.Н. Рыжов, М.А. Ефимов, кандидаты технических наук ФГОУ ВПО Орел ГАУ
СТРУКТУРА ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ФРИКЦИОННОГО СЦЕПЛЕНИЯ ТРАКТОРА
В статье рассматриваются проблемы, стоящие при проектировании сцеплений тракторов. Предлагается использование автоматизированной системыI научныгх исследований для эффективного решения математических и организационные задач. Предлагается структура программного обеспечения автоматизированной системыI, использующей математическую модель сцепления
трактора.
Ключевые слова: сцепление трактора, привод сцепления, автоматизированная система.
Проектирование фрикционного сцепления и его привода представляет собой тр$доемкий процесс, в котором особенно важна точность принятия решений. Немаловажным фактором является также и время, затраченное на поиск подходящего технического решения. Вследствие проведения ряда экспериментов
In clause the problems costing at designing of drives of coupling of tractors are considered. Use of the automated system of scientific researches for the effective decision of mathematical and organizational problems Is offered. The structure of the software of the automated system using mathematical model of a drive of coupling Is offered.
Keywords: coupling of tractors, drives of coupling, automated system.
время разработки каждого узла значительно
увеличивается. Поэтому целесообразным в данном случае является проведение численного моделирования, результаты которого позволят на ранней стадии отказаться от заведомо ошибочных решений.
Программный комплекс проведения численного моделирования в совок$пности с экспериментальной $становкой образ$ют автоматизированн$ю систем$ научных исследований (АСНИ) сцепления, которая является основным инструментом конструктора.
Фрикционное сцепление трактора представляет
собой сложное устройство, состоящее из нескольких $кр$пненных $злов: собственно самого сцепления, состоящего из комплекса фрикционных дисков, и привода, состоящего из системы рычагов и тяг, возвратного механизма, гидравлического $силителя. Важной характеристикой всех этих деталей является их повышенная изнашиваемость в процессе экспл$атации.
Основными решаемыми задачами соответственно являются повышение износостойкости отдельных $злов и $меньшение энергозатрат оператора на управление сцеплением [1]. Задачи эти зачастую являются взаимоисключающими, что и обуславливает сложность принятия технических решений.
Для решения описанных задач применяется математическая модель привода сцепления с гидравлическим $силителем, описываемая последовательными сериями систем
дифференциальных уравнений [2]. Состав уравнений каждой такой системы определяется типом
сцепления, номером протекающего этапа, а также моделир$емым процессом - включением или
выключением.
Решение данных систем уравнений позволяет определить положение фрикционных дисков сцепления в любой момент времени. Основываясь на пол$ченных рез$льтатах, можно рассчитать
действующие на диски нагрузки. Схема определения нагр$зок, использ$емая при численном
моделировании, приведена на рис$нке 1.
Рисунок 1 - Последовательность действий для вычисления нагрузок на фрикционные диски сцепления
Как видно из приведенной схемы, процед$ра расчета представляет собой полностью итерационный процесс, легко поддающийся автоматизации. Однако проведение только одной процед$ры расчета при заданных параметрах не позволяет сделать вывод об эффективности того или иного решения. Для этого необходимо провести несколько расчетов с
различными исходными данными и сравнить их рез$льтаты.
Основываясь на схеме проведения численного моделирования, а также $читывая тот факт, что вычислительный комплекс является составной частью автоматизированной системы проведения на$чных исследований, для него можно предложить структуру, изображенную на рисунке 2 [3,4].
В предложенной стр$кт$ре обособленно можно выделить подсистем$ пользовательского интерфейса, а также вычислительн$ю подсистем$, состоящ$ю из мод$ля расчета, базы данных, мод$ля составления заданий и также модуля анализа.
Рисунок 2 - Структура программного комплекса АСНИ
Подсистема пользовательского интерфейса предназначена для формирования потоков входных данных, в качестве которых выст$пают математические модели фрикционного сцепления и гидравлического $силителя, конкретные значения характеристик моделей и их начальные $словия, а также параметры для расчета. Формирование этих данных может формироваться как оператором, так и пост$пать от внешних $стройств сбора информации. Такая схема ф$нкционирования позволяет делать выводы о правильности той или иной модели привода сцепления.
Помимо ввода данных и взаимодействия с внешними $стройствами подсистема интерфейса ответственна за диалог пользователя. Именно она определяет простот$ и эффективность применения вычислительной системы.
Модуль составления заданий выполняет роль транслятора: задачи, пост$пающие на его вход от пользователя, преобраз$ются к вн$треннем$ представлению данных и передаются расчетном$ мод$лю. Мод$ль на основе пол$ченных данных разрабатывает схем$ численного эксперимента, отдельные элементы которого передаются в мод$ль расчета.
Модуль анализа результатов позволяет решить две важнейшие задачи, стоящие перед констр$ктором: синтез моделей сцепления и их анализ. На основе
получаемых данных, а также на основе накопленного опыта этот модуль позволяет найти оптимальное по какому-либо критерию решение поставленной задачи. Введение данной подсистемы как раз и обуславливает автоматизацию тр$да проектировщика, с$щественно сокращая затрачиваемое им время на поиск наил$чшего набора параметров из диапазона возможных.
Модуль расчета является довольно специфическим для каждой задачи и определяется математической моделью, описывающей моделир$емый процесс или $стройство, а также возможными методами решения модели. Возможность составления заданий позволяет конкретизировать задачу, а также указать наиболее подходящий метод решения, отталкиваясь либо от времени расчета, либо от точности пол$чаемых рез$льтатов.
Его декомпозиция на два подмодуля обусловлена требованиями предметной области: начальные
$словия каждой послед$ющей системы $равнений получаются из решения предыдущей.
Еще одним важным компонентом программной системы является информационная база, которая содержит в себе характеристики всех протекающих процессов: использ$емые математические модели различных $злов, использ$емые методики расчета, наборы входных и выходных данных. Кроме того, информационная база должна позволять обрабатывать в реальном масштабе времени и хранить экспериментальные данные для верификации предложенных моделей. Только в этом случае предложенная программная система интегрир$ется в АСНИ привода сцепления.
Предложенная структура программного комплекса позволяет проводить оценки различных параметров привода сцепления. Однако же расширение кр$га решаемых проблем также легко доп$скается данной системой за счет основных принципов построения -мод$льности и расширяемости [4]. Программные компоненты мог$т быть легко модифицированы и замены на наиболее подходящие.
С помощью программного обеспечения, построенного по предложенной структуре, были проведены серии вычислительных экспериментов. В качестве объекта исследований было использовано фрикционное сцепление трактора Т-130 с гидравлическими $силителями различного типа слежения (по положению, по $силию,
комбинированный). Описывающая его
математическая модель имеет девять этапов для процесса включения и семь этапов для процесса выключения сцепления.
Особенностью проведения нат$рных
экспериментов с приводом сцепления является очень малый размер зазоров межд$ фрикционными дисками, что накладывает с$щественный отпечаток на пол$чаемые данные. В эксперименте для оценки качества принимаемых решений использ$ется коэффициент динамичности (Кд) сцепления по силе прижатия дисков, равный отношению силы прижатия дисков, возникающей в момент резкого включения сцепления, к статическом$ $силию нажимных пружин.
На рисунке 3 изображены зависимости, пол$ченные в рез$льтате проведения численного
эксперимента. Эти данные подтверждаются
результатами практического эксперимента (стендовые и полевые испытания), что позволяет говорить об адекватности модели, а также предложенной в программном комплексе методики расчета.
Рисунок 3 - Зависимость коэффициента динамичности (Кд) и времени перемещения нажимного диска (^ от осевой податливости ведомых дисков (е)
Предложенный программный комплекс моделирования фрикционного сцепления с
гидравлическим $силителем $довлетворяет
требованиям, выдвигаемым к нему. Круг решаемых на нем задач всецело охватывает рассмотренн$ю область, что подтверждается рез$льтатами
проведенных экспериментов. Рассмотренная
структура отвечает предъявляемым к АСНИ
требованиям и может быть интегрирована в автоматизированн$ю систем$.
Литература
1. Ефимов, М. А. Направления снижения
энергозатрат оператора при $правлении фрикционными узлами трактора [Текст] /
М. А. Ефимов, Ю.Н. Рыжов // Энерго- и
ресурсосбережение - XXI век. / Материалы Второй межд$народной на$чно-практической интернет-
конференции./ Орловский региональный центр энергосбережения (ОрелРЦЭ). - Орел, 2004. - 358 с.
2. Константинов, И.С. Численное моделирование
динамических нагр$зок в приводе сцепления с гидравлическим усилителем [Текст] / И.С.
Константинов, Е.П. Долгов, Ю.Н. Рыжов // Вестник компьютерных и информационных технологий. -№11. - 2007. - С.3-8.
3. Египко, В.М. Методология проектирования
инстр$ментальных средств поддержки
автоматизированных технологий сложных на$чно-технических экспериментов [Текст] / В.М. Египко,
B.П. Зинченко.- Киев: ИК, 1991. - 18 с. ил.
4. Египко, В.М. Организация и проектирование систем автоматизации на$чно-технических экспериментов [Текст] / В.М. Египко. - Киев: Наук. Думка, 1978. - 232 с. ил.
5. Рыжов, Ю.Н. Моделирование процессов во
фрикционном сцеплении сельскохозяйственного трактора с использованием автоматизированных компьютерных систем [Текст] / Ю.Н. Рыжов,
Е.П. Долгов // Вестник ОрелГАУ. - № 1(16). - 2009. -
C.49-50.
Вестник
ОрелГАу
№1(22) февраль 2010
Теоретический и научно-практический журнал. Основан в 2005 году
Учредитель и издатель: Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Орловский государственный аграрный Университет»_____________________________________________
Редакционный совет: Парахин Н.В. (председатель) Амелин А.В. (зам. председателя) Астахов С.М.
Белкин Б.Л.
Блажнов А.А.
Брыкля О.А.
Буяров В.С.
Гуляева Т.И.
Гурин А.Г.
Гущина Т.В.
Дегтярев М.Г.
Зотиков В.И.
Иващук О.А.
Козлов А.С.
Кузнецов Ю.А.
Лобков В.Т.
Лысенко Н.Н.
Ляшук Р.Н.
Мамаев А.В.
Масалов В.Н.
Новикова Н.Е.
Павловская Н.Е.
Попова О.В.
Прока Н.И.
Савкин В.И.
Степанова Л.П.
Хромов В.Н.
Шендаков А.И. (ответств. секретарь) Ермакова Н.Л. (редактор)
Адрес редакции: 302019, г. Орел, ул. Генерала Родина, 69. Телефон: (4862)454037 Факс:(4862)454064 E-mail: nich1@orelsau.ru E-mail: nichоgau@yandex.ru
Свидетельство о регистрации ПИ 4ФС77-21514 от 11.07. 2005 г.
Технический редактор Мосина А.И. Сдано в набор 18.02.2010 Подписано в печать 24.02.2010 Формат 60x84/8. Бумага офсетная. Гарнитура Таймс.
Объём 7,5 усл. печ. л.
Тираж 300 экз. Издательство Орел ГАУ, 302028, г. Орел, бульвар Победы, 19. Лицензия ЛР4021325 от 23.02.1999г
Журнал рекомендован ВАК Минобрнауки России дл( публикаций научных работ, отражающих основное научное содержание кандидатских ___________диссертаций___________
Содержание номера
Инновации в эксплуатации сельскохозяйственных машин
Говоров И.В. Организационное обеспечение рациональной долговечности деталей
машин на этапах их жизненного цикла......................................... 2
Кузнецов Ю.А. Комбинированная ресурсосберегающая технология восстановления
и упрочнения деталей машин и оборудования АПК............................... 6
Дегтярев М.Г., Поликарпов А.В. Антифрикционные покрытия с твердыми
смазками при восстановлении деталей машин................................... 9
Хромов В.Н., Кузнецов И.С. Повышение износостойкости пальцев жаток зерноуборочных машин электроискровыми покрытиями, образованными
электродами из аморфных и нанокристаллических сплавов....................... 11
Пастухов А.Г. Обеспечение эффективной эксплуатации грузовых автомобилей
путем повышения надежности карданных передач................................ 13
Ферябков А.В. Композиционные покрытия микродугового оксидирования........... 20
Энергосбережение в АПК
Стребков С.В. Трибологические аспекты энергетической теории................. 21
Суров Л.Д., Фомин И.Н. Контроль успешного автоматического повторного
включения секционирующих выключателей в линии кольцевой сети................ 23
Астахов С.М., Сорокин Н.С., Семенов А.Е. Исследование достоверности
информации о появлении коротких замыканий................................... 25
Чехутская Н.Г. Определение энергетических и конструктивных параметров машин ударного действи( в зависимости от свойств разрушаемых
материалов................................................................. 28
Моисеенко А.М., Лысак О.Г. Проблема хранения сочного растительного сырья и
задачи теплотехнического расчета овощекартофелехранилищ..................... 30
Рыжов Ю.Н., Ефимов М.А. Структура программного комплекса автоматизированной системы научных исследований фрикционного сцеплени(
трактора.................................................................... 32
Дринча В.М., Цыдендоржиев Б.Д. Основные концептуальные положения
активного вентилирования зерна.............................................. 35
Гулидов С.С. Экономический анализ функционирования сельских электрических сетей...................................................................... 39
Экономические аспекты развития аграрного сектора
Данькова Л.В. Стратегия устойчиво-эффективного развития сельскохозяйственных
предприятий................................................................. 42
Проняева Л.И., Агошкова Н.Н. Анализ процесса воспроизводства основных средств в сельскохоз(йственных организаци(х и направлени( активизации
инвестиционной деятельности в Орловской области............................. 45
Лазаренко А.Л., Гавренко А.Г. Управление инвестиционной деятельностью
коммерческих банков: основные направления................................... 50
Долгова С. А. Государственная финансовая политика России в кредитном
обеспечении сельского хозяйства............................................. 53
Иванова Ю.В. Жилищно-коммунальный комплекс в условиях финансового
кризиса..................................................................... 55
Ларионов А.Н., Малышев И.В. Проблемы функционирования жилищностроительного комплекса в условиях экономического кризиса.................. 57
© ФГОУ ВПО Орел ГАУ, 2010
