CC BY
63
транспортного средства для выгрузки собранного картофеля с 0 до 120 мин она сокращается соответственно с 4923 до 2899 и с 3560 до 1010 руб./га
Выводы. Таким образом, мы разработали схему учета механических повреждений клубней картофеля на технологических этапах его уборки и послеуборочной доработки. Сравнительный анализ способов реа-
лизации этих процессов с использованием механизированного и ручного подбора клубней с учетом механических повреждений показал целесообразность комбайновой уборки семенных клубней при урожайности 10...15 т/га и выше, длине гона 0,25...0,3 км и более, а также при содержании почвы в картофельном ворохе менее 30 %.
Литература.
1. Кожушко Н.С., Кравченко И.В. Влияние травмирования клубней на урожай картофеля//Картофель и овощи. - 1976. - №10.
2. Исследования повреждаемости клубней на рабочих органах картофелеуборочного комбайна ККУ-2 «Дружба»/А.А. Герасимов, А.Е. Пермякова, К.А. Пшеченков, В.Ф. Синяков// Технология производства картофеля. Науч.труды НИИКХ, вып. 15. М. - 1973. - с.77-85.
3. Заводнов С.В. Исследование взаимодействия клубней картофеля с рабочими органами сельскохозяйственных машин: Дисс...канд.техн.наук. - Москва. - 2002. - 145 с.
4. Верещагин Н.И. Динамические характеристики устойчивости клубней картофеля к механическим повреждениям//Картофелеводство результаты исследований, инновации, практический опыт. - Том 2. - Москва. - 2008. - с.243-253.
5. Гордеев О.В., Гордеев В.И. Прогнозирование процента клубней с внутренними механическими повреждениями при падении во время уборочных работ// Селекция, семеноводство и технология плодово-ягодных культур и картофеля: Сб. науч. тр. ГНУ ЮУНИИПОК, т.11. Челябинск. - 2009. - с. 162-168.
6. Гордеев О.В. Модель образования картофельной насыпи и повреждения клубней картофеля// Тракторы и сельхозмашины. - 2007. - №10. - с.28-29.
7. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. - М.: Наука. - 1969. - с.576.
ESTIMATION HARVESTING TECHNOLOGIES AND ПОСЛЕУБОРОЧНОЙ COMPLETIONS OF A POTATO IN VIEW OF MECHANICAL DAMAGES OF TUBERS.
O.V. Gordeev
Summary. The scheme of an estimation harvesting technologies and following completions of a potato in view of mechanical damages is offered. The comparative analysis of expenses harvesting technologies of a seed potato with mechanized and manual selection of tubers is resulted.
Key words: technology, seed potatoes, damages, costs, expenses, technological stages, transportation, deposit on a storage.
УДК 621.37:631.5
ВЛИЯНИЕ ВЫХОДНЫХ ПАРАМЕТРОВ ИСТОЧНИКА ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АППАРАТОВ ЭЛЕКТРОННО-ИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ
А.Г. ВОЗМИЛОВ, доктор технических наук, профессор
А.В. МЕЛЬНИКОВ, аспирант,
Челябинская ГАА
С.М. ЕСЬКОВА, преподаватель
Тюменская ГСХА
E-mail: [email protected]
Резюме. Рассмотрены вопросы влияния источников высокого напряжения на работу аппаратов электронно-ионной технологии сельскохозяйственного назначения на примере электрофильтра с повышенным расходом воздуха. Показано влияние коэффициента пульсаций высокого напряжения и частоты следования этих пульсаций на вольт-амперные характеристики коронноразрядной системы, степень очистки воздуха и генерацию озона электрофильтра. Изменение коэффициента пульсаций выходного напряжения и их частоты и, как следствие, градиента изменения выходного напряжения, оказывают значительное влияние на степень очистки воздуха и озоногенерирование в электрофильтре. При максимальном приближении формы напряжения к постоянной и наибольшей частоте следования пульсаций (200 Гц) степень очистки от частиц размером 0,5
мкм увеличивается на 22,5 %, а концентрация озона на выходе электрофильтра снижается на 70,7 %.
Ключевые слова: источник высокого напряжения, аппараты электронно-ионной технологии, электрофильтр, высокое напряжение.
Одной из перспективно развивающихся направлений в АПК - электронно-ионные технологии (ЭИТ). Сегодня их применяют в различных технологических процессах: при очистке и предпосевной обработке семян (зерноочистительные машины) [1,2], в системах очистки и обеззараживания вентиляционного воздуха в птицеводстве и животноводстве (электрофильтры, электрофильтры-озонаторы и озонаторы) [3, 4], в борьбе с вредителями (птица, грызуны) [5, 6, 7], в переработке сельскохозяйственной продукции и др.
Аппараты для реализации ЭИТ состоят из двух основных частей: рабочая установка (электродная система) и источник высокого напряжения (ИВН), который, как показали исследования, может оказывать существенное влияние на протекание технологических
Рис. 1. Экспериментальный стенд: ПЧ - Invertec Optidrive E2 (1 phase); G1 -ПВС-60/10; Р1 - анализатор озона 3.02-П;
Р2 - анимометр Testo 425; Р3 - счётчик аэрозольных частиц ПК.ГТА-0,3-002; Р4 - гигрометр психометрический ВИТ-1;
Р5 - осциллограф С1-62; PV- киловольтметр С196; РА - миллиамперметр М20007; С1 - состовная конденсаторная батарея из конденсаторов К15-4 30кВ.
процессов в рабочей установке [1]. Анализ имеющихся материалов свидетельствует, что при конструировании аппаратов для ЭИТ сельскохозяйственного назначения вопросам влияния ИВН на технологические процессы уделяли недостаточно внимания. Как правило, учитывали лишь два основных параметра источников высокого напряжения - напряжению и действующему току и, как следствие, выходной мощности источника.
Результаты последних исследований [8] показали, что ИВН существенно влияет на такие параметры, как выработка озона, эффективность очистки воздуха, его дезодорация и обеззараживание.
Цель наших исследований
рассмотреть влияние коэф- Рис. 2. Вольт-амперные характеристики электрофильтра-озонатора при различных ве-
фициента и частоты пульса- личинах частоты и пульсаций выходного напряжения ИВН: -А- - 50 Гц; • - 200 Гц;-О пФ;
- 3760 пФ; ♦ - 0 пФ 50 Гц; ■=■ - 3760 пФ 200 Гц.
величине номинального тока электрофильтра 10 мА,
ряд проводов между двумя плоскостями.
Степень очистки и озоногенерирование электрофильтра измеряли при четырёх фиксированных частотах пульсаций выходного напряжения - 50, 100, 150, 200 Гц, пяти величинах ёмкости конденсаторной батареи и фиксированном токе коронно-разрядной системы, который был равен 10мА. При этом необходимо отметить, что при фиксированном значении ёмкости конденсаторной батареи и изменении частоты пульсаций, градиент изменения выходного напряжения остаётся постоянным.
Величину коэффициента пульсаций выходного напряжения ИВН определяли с помощью осциллографа, подключенного к выходному каскаду источниками высокого напряжения через делитель Р1Я2.
Зависимость степени очистки воздуха и концентрации озона на выходе электрофильтра-озонатора измеряли счётчиком аэрозольных частиц ПК.ГТА-0,3-002 и анализатором озона 3.02-П.
Результаты и обсуждение. При увеличении частоты или уменьшении коэффициента пульсаций происходит сдвиг вольт-амперных характеристик вправо, то есть в область больших напряжений. При введении в выходной каскад дополнительной электрической ёмкости градиент изменения выходного напряжения уменьшается, то есть форма становится более близкой к постоянному напряжению (рис. 2). Это позволяет получить тот же ток при больших значениях напряжения, приложенного к коронно-разрядной системе и, как следствие, увеличить мощность короны. Так, при
Влияние частоты пульсаций
Влияние ёмкости
Влияние частоты и ёмкости
о » w
U t uU.ri
ций выходного напряжения источника высокого напряжения на степень очистки воздуха и озоногенерирование в однозоном электрофильтре.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили на экспериментальном стенде в состав которого входил заводской источник высокого напряжения ПВС-60/10 с двухполупериодным полупроводниковым выпрямителем в выходном каскаде (рис. 1). Его питание осуществляли через однофазный частотный регулятор Invertec Optidrive E2 (1 phase), с помощью которого частоту напряжения питающей сети изменяли в пределах 25...100 Гц. Так как в выходном каскаде ПВС-60/10 установлен двухполупериодный выпрямитель, то частота следования пульсаций выходного напряжения ИВН увеличивалась, по сравнению с частотой питающей сети, вдвое и составляла 50.200 Гц. Для изменения коэффициента пульсаций и, как следствие, градиента изменения выходного напряжения ИВН к высоковольтному выходу подключали батарею конденсаторов, ёмкость которой изменяли дискретно в диапазоне 0.3760 пФ с шагом 940 пФ (2x470 пФ).
В качестве объекта исследований использовали опытный образец «электрофильтра-озонатора с повышенной объёмной скоростью движения воздуха», коронно-разрядная система которого представляла
напряжение на электрофильтре при изменении частоты следования пульсаций тока возрастает, по сравнению с исходной ВАХ, на 11,3 %, при изменении ёмкости в выходной цепи ИВН - на 16,5 %, при совместном изменении частоты и ёмкости - на 25,2 % (рис. 2).
Изменение частоты следования пульсаций и ёмкости конденсаторной батарей позволяет уменьшить коэффициент пульсаций (Кп) в 9 раз (рис. 3, рис. 4) - с 0,45 (при 50 Гц и 0 пФ) до 0,05 (200 Г ц, 3760).
Мы установили, что при уменьшении коэффициента пульсаций или увеличении частоты пульсаций степень очистки возрастает. Так, при введении в систему наи-
Рис. 3. Осциллограммы выходного напряжения ИВН: а) 0 пФ, 50 Гц, масштаб 5 В/см - 10 мс/см; б) 3760 пФ, 200 Гц, масштаб 5 В/см - 5 мс/см.
большей ёмкости (8x470 пФ), то есть при максимальном снижении коэффициента пульсаций и минимальном градиенте изменения выходного напряжения ИВН, при самой высокой частоте следования пульсаций (200 Гц) увеличение степени очистки, по сравнению с системой без включения дополнительных емкостей с частотой следования пульсаций 50 Г ц, составило 22,5 % (рис. 5, а). Одновременно концентрация озона на выходе электрофильтра уменьшилась с 318,33 до 93,0 мг/м3, или на 42,3 % (рис. 5, б).
Кп
<МЬ
0.4
ОДЬ
0,3
О.Л
OJ
0.1 ь 0,1 орь о
о 940 1880 2820 3760
Емкость конденсаторной батареи, пФ
Рис. 4. Зависимость коэффициента пульсаций выходного напряжения ИВН от частоты и введённой в оконечный каскад ёмкости: - 50 Гц; ■ = - 100 Гц; - 200 Гц.
Выводы. Изменение коэффициента и частоты пульсаций выходного напряжения ИВН и, как следствие, градиента изменения выходного напряжения, оказывает влияние на степень очистки воздуха и озоноге-нерирование в электрофильтре. Изменение пульсаций и ёмкости конденсаторной батарей позволяет увеличить мощность коронного разряда более чем на 25 %.
При уменьшении коэффициента пульсаций, то есть при снижении градиента изменения выходного напряжения ИВН, либо увеличении частоты пульсаций степень очистки электрофильтра возрастает. Очистка
Рис. 5. Зависимости а) степени очистки воздуха б) концентрации озона на выходе электрофильтра-озонатора от величины и частоты пульсаций выходного напряжения ИВН (скорость потока воздуха через электрофильтр - 3 м/с, температура окружающего воздуха - 22оС, относительная влажность - 64 %, размер частиц - 0,5 мкм): -А- - 50 Гц; = ■ - 100 Гц; -х- - 200 Гц.
воздуха от частиц пыли размером 0,5 мкм при максимальном приближении формы выходного напряжения к постоянной и максимальной частоте следования пульсаций (200 Гц) увеличивается на 22,5 %. Одновременно концентрация озона на выходе электрофильтра-озонатора снижается на 42,3 %.
Литература.
1. Райзвих В.Г. Исследование концентрации озона в воздушной среде вблизи аппаратов электронно-ионной технологии сельскохозяйственного назначения// ВестникАлтГТУ им. Ползунова И.И. - №1. - 2001 г. - С. 89-97
2. Райзвих В.Г. Результаты экспериментальных характеристик аппаратов очистки воздуха ВЭИ-1 и Gold Green. // Научные технологии в производстве и переработке сельскохозяйственной продукции. Техника в сельском хозяйстве: Материалы семинара в рамках VIII международной универсальной выставки «Агро 2001» . - Челябинск: ЧГАУ, 2001. - С. 72-75.
3. Возмилов А.Г., Астафьев Д.В., Матвеев С.Д. Применение озона в технологических процессах птицеводства и критерии сравнительной оценки озонаторов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2007. - №3. - С. 13-16.
4. Астафьев Д.В., Матвеев С.Д. Применение озона в технологии хранения инкубационных яиц // Проблемы инновационного и конкурентоспособного развития агроинженерной науки на современном этапе: сб. науч. тр. / Казахск. нац. агр. ун-т.
Ч. II. Алматы, 2008. - С. 160-162.
5. П. 69707 RU Устройство для отпугивания птиц / А.Г. Возмилов, В.Г. Уманов, А.В. Гультяев, А.П. Ракецкий (Челябинский ГАУ) - № 2007124144; Заявл. 26.06.2007. - Опубл. - 10.01.2008. - Бюл. № 1
6. П. 93627 RU Устройство для уничтожения грызунов/А.Г. Возмилов, Н.Г. Бахтырева, П.М. Михайлов, А.В. Козлов, С.Н. Максимов (Челябинский ГАУ) - № 2009147399; Заявл. 21.12.2009. Опубл. 10.05.2010. - Бюл. № 13
7. П. 93627 RU Устройство для дератизации/А.Г. Возмилов, Н.Г. Бахтырева, П.М. Михайлов, А.В. Козлов, С.Н. Максимов,
В.В. Канцлер (Челябинский ГАУ) - № 2010105726; Заявл. 17.02.2010. Опубл. 27.06.2010. - Бюл. № 18
8. Экотехника: Защита атмосферного воздуха от выбросов пыли, газа и туманов. Под ред. Л.В. Чекалова. - Ярославль: «Русь», 2004. - 424 с.
INFLUENCE OF HIGH VOLTAGE POWER SOURCE OUTPUT PARAMETERS ON TECHNOLOGICAL CHARACTERISTICS OF ELECTRONIC-ION DEVICES IN AGRICULTURE APPLICATION A.G. Vozmiliv, A.V. Melnikov, S.M. Eskova
Summary. Discussed the questions of influence of high voltage source parameters on the technological processes of electronic-ion technology of agriculture application on the electric filter with high air discharge. Shown the influence of high voltage pulse coefficient and frequency of pulse consequence on voltage-current characteristic of corona discharge system, air refreshment degree and generation of ozone by electric filter. It is determined hereby that changing the high voltage pulse coefficient and frequency of pulse consequence, and as a result the gradient of changing of voltage output, cause serious influence on the air refreshment degree and generation of ozone by electric filter. Maximum approximation of voltage shape to direct and maximum frequency of pulses consequence (200 Hz) the air refreshment degree increases on 22,5 % from air parts with 0,5 micrometers dimensions, and ozone concentration decreases on 70,7 % on the electric filter output.
Key words: high voltage power source, device of electronic-ion technology, electric filter, high voltage.
