Повышение энергоэффективности в технологиях мобильных автономных агрегатов (на примере дождевальных машин фронтального действия) тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.02, доктор наук Юлдашев Зарифджан Шарифович

• Юлдашев Зарифджан Шарифович
• доктор наук
• 2018

Оглавление диссертации доктор наук Юлдашев Зарифджан Шарифович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМ ПОВЫШЕНИЯ

ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА ПОЛИВА ДОЖДЕВАНИЕМ И ПОСТАНОВКА НАУЧНЫХ ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Анализ выбора критерия энергоэффективности мобильных сельскохозяйственных агрегатов

1.2. Способы орошения и зависимость урожая сельскохозяйственных культур

от показателей качества полива

1.3. Анализ техники и технологии полива дождеванием при помощи

ШДМ «Кубань-Л»

1.3.1. ШДМ фронтального действия как элемент системы машин точного земледелия

1.3.2. Технология дождевания ШДМ фронтального действия

1.3.3. Анализ методов определения показателей качества полива

1.4. Анализ подходов к математическому описанию движения ШДМ

1.5. Нормативные требования энерго- и ресурсосбережения и повышения энергоэффективности в АПК

1.6. Постановка научных задач исследования

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ В ПОТРЕБИТЕЛЬСКОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ

2.1. Понятие о потребительской энергетической системе

2.2. Показатели энергоэффективности в стационарных потребительских системах АПК

2.3. Расчет показателей эффективности ПЭС методом конечных отношений

2.3.1. Метод конечных отношений для оценки эффективности энергетических процессов

2.3.2. Зависимость показателей энергоэффективности отдельных ЭТП

2.4. Основные положения теории и использования метода конечных отношений

2.5. Связь энергоэффективностис экономическими показателями предприятия

2.6. Универсальная энергетическая диаграмма для анализа

энергоэффективности по показателю относительной энергоемкости

2.7. Показатели энергоэффективности на нестационарных потребительских энергетических системах АПК

2.8. Выводы

ГЛАВА 3. ПРОГРАММЫ И МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И РЕЗУЛЬТАТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Программа и методика проведения экспериментальных исследований ШДМ «Кубань-Л»

3.1.1. Цели и задачи экспериментальных исследований ШДМ «Кубань-Л»

3.1.2. Перечень регистрируемых параметров ШДМ

и обоснование выбора первичных преобразователей и приборов

3.1.3. Результаты экспериментальных исследований параметров движения ШДМ

3.1.4. Экспериментальные исследования стартера СТ-103 ДВС по определению энергоэффективности его использования

3.1.5. Линейно-угловой метод определения пройденного пути опорными тележками и настройки регуляторов ССЛ ШДМ

3.1.6. Анализ путей совершенствования конструкции и алгоритмов движения ШДМ

3.2. Методика проведения экспериментальных исследований по определению энергоэффективности работы АД и НА. Результаты исследований

3.2.1. ИИС для проведения энергетических исследований параметров ЭТП

3.2.2. Методика определения энергетических параметров и относительной энергоемкости работы АД на разработанном испытательном стенде и результаты исследований

3.2.3. Методика проведения экспериментальных исследований по определению энергоэффективности работы НА и результаты исследований

3.3. Диаграммная техника для получения первичных значений потерь энергии

и энергоэффективности НА

3.4. Выводы

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ПЭС МОБИЛЬНОЙ ШДМ «КУБАНЬ-Л». РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ СИСТЕМНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ В ПЭС

4.1. Относительная энергоемкость элементов ПЭС ШДМ

4.2. Разработка ПЭС базового варианта энергоснабжения ШДМ

4.2.1. ПЭС базового варианта энергоснабжения ШДМ

4.2.2. Определение удельной абсолютной энергоемкости ЭТП полива

4.2.3. Зависимость потребляемой энергии от параметров элементов ПЭС

4.3. Разработка ПЭС альтернативного варианта энергоснабжения ШДМ

4.3.1. ПЭС альтернативного варианта энергоснабжения ШДМ

4.3.2. Определение удельной абсолютной энергоемкости ЭТП полива

4.3.3. Зависимость потребляемой энергии от параметров элементов ПЭС

4.4. Расчетный переход к системной энергоемкости выполнения ЭТП полива

4.5. Диаграммная техника для получения первичных значений потерь энергии и энергоэффективности на базовом и альтернативном вариантах энергоснабжения ШДМ

4.6. Зависимости энергетических показателей ШДМ от длительности коррекции крыльев и коэффициента замедления скорости движения крайних ведущих опорных тележек

4.7. Зависимость показателей первичной энергоэффективности ЭТП полива от напора и производительности водяного насоса на базовом варианте ШДМ

4.7.1. Зависимость показателей первичной энергоэффективности ЭТП

полива от напора водяного насоса

4.7.2. Зависимость показателей первичной энергоэффективности ЭТП

полива от производительности водяного насоса

4.7.3. Зависимость первичной энергоэффективности ЭТП полива

от напора и производительности водяного насоса

4.8. Выводы

ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ УСТРОЙСТВ И АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ ШДМ, ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ МОНИТОРИНГА ПАРАМЕТРОВ И МЕТОДОВ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ЭЛЕМЕНТОВ И ЭТП

5.1. Разработка энергоэффективных устройств и алгоритмов управления движением ШДМ фронтального действия

5.1.1. Автоматизированное энергосберегающее устройство управления движением и полива ШДМ

5.1.2. Энергосберегающая система автоматизированного управления движением и поливом ШДМ фронтального действия для точного полива

5.1.3. Энергосберегающая автоматизированная ШДМ фронтального действия с гидроприводом опорных тележек

5.1.4. Усовершенствованный прибор стабилизации курса ШДМ

5.1.5. Усовершенствованная конструкция энергосберегающей опорной тележки ШДМ

5.2. Технические средства мониторинга энергетических параметров элементов и ЭТП

5.2.1. Основные требования к техническим средствам мониторинга

5.2.2. Разработка универсального модуля ИИС для регистрации энергетических параметров элементов и ЭТП

5.2.3. Усовершенствованный многоканальный электронный

регистратор для мобильных сельскохозяйственных агрегатов

5.2.4. ИИС для оперативного определения показателей энергоэффективности ЭТП полива ШДМ

5.2.5. Модульная измерительная система для дистанционного определения показателей энергоэффективности ЭТП полива ШДМ

5.3. Разработка испытательного стенда для энергетических исследований АД

5.4. Метод диагностики состояния энергетических элементов, контроля

и управления энергетической эффективностью ПЭС

5.5. Разработка устройства для контроля над энергоэффективностью в ПЭС

5.6. Способ энергетической экспертизы для повышения

энергоэффективности ПЭС

5.7. Выводы

ГЛАВА 6. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДВИЖЕНИЯ

ШДМ «КУБАНЬ-Л» ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ И КАЧЕСТВА ПОЛИВА

6.1. Связь показателей энергоэффективности и динамической составляющей показателей качества полива с параметрами движения ШДМ

6.1.1. Обоснование разработки математической модели движения ШДМ

6.1.2. Соотношения, определяющие команды на движение опорных тележек

6.1.3. Определение динамической составляющей показателей качества

полива ШДМ «Кубань-Л»

6.1.4. Определение энергетических показателей ШДМ путем математического моделирования ее движения

6.1.5. Выбор и обоснование метода расчета уравнений движения ШДМ

6.2. Оценка качества системы управления движением ШДМ

6.3. Задачи оптимизации настроечных параметров ШДМ и пути их решения

6.4. Повышение энергоэффективности полива ШДМ путем использования дождевальных насадок с электроуправляемыми клапанами

6.5. Постановка задачи проверки адекватности модели движения ШДМ

6.6. Выводы

ГЛАВА 7. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ

ПОЛИВА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ШДМ «КУБАНЬ-Л»

7.1. Связь энергоэффективности ЭТП с экономическими показателями

7.2. Экономическая эффективность от использования разработанных технических решений, направленных на повышение энергоэффективности

ЭТП полива

7.2.1. Экономическая эффективность от использования разработанного энергосберегающего устройства автоматизированного управления ШДМ

7.2.2. Экономический эффект от использования разработанного измерительного комплекса для проведения экспериментальных исследований

7.2.3. Экономический эффект от экономии оросительной воды при поливе

7.3. Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список сокращений

Список литературы

ПРИЛОЖЕНИЯ

1. Программа и методика проведения экспериментальных исследований

ШДМ «Кубань-Л» с помощью измерительного комплекса (ИК)

2. Результаты обработки записей продолжительности включения электродвигателей опорных тележек ШДМ «Кубань-Л»

3. Результаты вторичной обработки параметров движения ШДМ «Кубань-Л»

при различных режимах движения

4. Программа и методика определения координат положения опорных

тележек ШДМ фронтального действия типа «Кубань-Л»

5. Методика и пример обработки результатов экспериментальных исследований по определению энергоемкости ЭТП в ПЭС АПК (на примере работы насосного агрегата)

6. Методика определения энергетических параметров и проведения контрольных испытаний электродвигателей на испытательном стенде

7. Программа и методика экспериментальных исследований по определению энергоемкости ЭТП в ПЭС АПК

8. Результаты регистрации энергетических параметров насосных агрегатов

НА-1 и НА-2 на насосной станции

9. Результаты определения энергетических параметров АД, установленных на насосных агрегатах НА-1 и НА-2

10. Определение энергетических параметров АД на испытательном стенде

11. Географическая и энергетическая характеристика Республики Таджикистан

12. Математическое описание возмущений, действующих на широкозахватные дождевальные машины фронтального действия

13. Акты о внедрении и справки

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение энергоэффективности в технологиях мобильных автономных агрегатов (на примере дождевальных машин фронтального действия)»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Агропромышленный комплекс (АПК) Российской Федерации (РФ) является одним из крупнейших потребителей топливно-энергетических ресурсов, в том числе дизельного топлива, которое часто используется неэффективно. В АПК РФ доля мобильных процессов, потребляющих в качестве энергии дизельное топливо, велика и составляет более 50%.

Основной критерий энергоэффективности - энергоемкость продукции -определяется как отношение всей потребленной энергии (включая топливо) к объему произведенной продукции. Кроме основного критерия энергоэффективности, профессором В.Н. Карповым введен для энерготехнических систем новый критерий - относительная энергоемкость, определяемый как отношение подведенной к техническому элементу энергии к энергии, отводимой от него (для передающих и преобразующих энергию элементов). Этот системный показатель линейно связан с основным показателем - энергоемкостью продукции Qп.

Одним из энергоемких технологических процессов в АПК является орошение дождеванием, которое остается приоритетным способом полива сельскохозяйственных культур. Парк отечественной дождевальной техники составляет около 25 тыс. широкозахватных дождевальных машин (ШДМ), структура которого состоит, в основном, из следующих типов: «Кубань-Л», «Днепр», «Коломенка-100» и другие. ШДМ «Кубань-Л» фронтального действия, предназначена для полива дождеванием сельскохозяйственных культур, включая высокостебельные. Особенность мобильного автономного агрегата ШДМ «Кубань-Л», как действующей технической системы, заключается в том, что технологический процесс выполняется в движении, и в качестве источника энергии используется дизельное топливо, а в качестве ресурса - оросительная вода.

Задача повышения энергоэффективности энерготехнологического процесса (ЭТП) полива ШДМ «Кубань-Л» путем использования интегрального подхода -проектирования системы как единого целого - является актуальной.

Цель диссертационной работы - научное и методологическое обоснование

повышения энергоэффективности на мобильных автономных агрегатах АПК (на примере действующей технической системы - ШДМ «Кубань-Л» фронтального действия с дизельной энергетической установкой) и повышения энергоэффективности выполнения ЭТП полива по алгоритмам модифицированного метода конечных отношений (МКО), обоснованного для нестационарных процессов.

Объект исследований: мобильный автономный агрегат - ШДМ «Кубань-Л» фронтального действия.

Методы исследований: в исследовании использовались модифицированный МКО, элементы системного интегрального подхода к инжинирингу, закон сохранения энергии и методы математического моделирования с использованием современных программно-технических средств.

Достоверность результатов работы: научные положения, выводы и рекомендации, сформулированные в диссертационном исследовании, базируются на теоретических положениях и научных принципах, разработанных ведущими учеными по фундаментальным и прикладным аспектам электрификации сельского хозяйства. Основные выводы диссертационного исследования обоснованы теоретическими исследованиями и результатами экспериментальных исследований в полевых, производственных и лабораторных условиях, применением разработанных апробированных методик проведения энергетических исследований и экспертизой разработанных технических решений и способов в Роспатенте. Научную новизну работы составляют:

1. Научные положения прикладной теории энергоэффективности в АПК - модифицированный МКО, адаптированный для нестационарных мобильных автономных агрегатов (на примере ШДМ «Кубань-Л»).

2. Повышение энергоэффективности ПЭС путем разработки альтернативного варианта энергоснабжения ШДМ.

3. Разработанная математическая модель движения ШДМ, раскрывающая влияние параметров ее движения на показатели энергоэффективности и качество полива.

4. Метод энергетической эксплуатационной диагностики состояния энергетических элементов, устройство для контроля эффективности энергоиспользования в

ПЭС и способ энергетической экспертизы элементов ЭТП ПЭС для определения перерасхода энергии.

5. Расчетные зависимости энергоемкости удельных технологических показателей -подачи 1 м3 оросительной воды и полива 1 га площади от производительности и напора водяного насоса при различных режимах движения ШДМ для сравнения с результатами измерений при эксплуатации ШДМ.

Новизна предложенных технических решений подтверждена 9 авторскими свидетельствами СССР, 7 патентами РФ на изобретение, 4 патентами на полезную модель РФ и 11 малыми патентами Республики Таджикистан (РТ).

Практическая значимость работы. Разработанные научно-методические обеспечения энерго- и ресурсосбережения на мобильных автономных агрегатах (на примере действующей технической системы ШДМ «Кубань-Л») позволяют определять энергоэффективность выполнения ЭТП полива и наметить резервы энергосбережения, в частности:

1. Подтверждается теория и методы МКО, основанные на численных измерениях и расчетах, применимые для всех мобильных автономных агрегатов АПК, которые позволяют повышать энергоэффективность выполнения ЭТП.

2. Разработаны метод энергетической эксплуатационной диагностики состояния энергетических элементов, устройство для контроля эффективности энергоиспользования в ПЭС и способ энергетической экспертизы элементов ЭТП ПЭС для создания энергетического паспорта ЭТП ПЭС и определения перерасхода энергии.

3. Разработаны принципиально различные виды информационно-измерительных систем (ИИС), которые обеспечивают мониторинг и регистрацию энергетических параметров энергетических элементов и ЭТП по определению показателей энергоэффективности ШДМ.

4. Разработана математическая модель движения ШДМ, раскрывающая влияние параметров ее движения на показатели энергоэффективности и качество полива, позволяющая исследовать различные алгоритмы управления и формы дождевого облака.

5. В использовании конструкций устройств и алгоритмов управления движением и

поливом ШДМ.

6. При использовании испытательного стенда для определения энергетических параметров электродвигателя и относительной энергоемкости, выполненной им работы.

7. При замене источника механической энергии - ДВС на электрическую энергию, позволяющая снизить энергоемкость выполнения ЭТП полива и повысить уровень автоматизации и дистанционного управления ШДМ.

Реализация и внедрение результатов исследований: основные результаты диссертации опубликованы в пяти монографиях, которые используются в учебном процессе на занятиях с бакалаврами и магистрантами, направления подготовки «Агроинженерия».

Результаты, разработанные программы и методики, патенты на изобретения, полученные на основании теоретических и экспериментальных исследований, переданы в организации и хозяйства РФ и РТ и подтверждены соответствующими актами:

- ООО «Вибратор-Электроникс-Сервис» (РФ);

- Ассоциация Энергетиков РТ;

- Государственная служба по надзору в области энергетики РТ;

- Таджикский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации;

- Центр исследования и использования возобновляемых источников энергии (ЦИИВИЭ) при ФТИ имени С.У. Умарова АН РТ;

- ЗАО «ЭНЕРГОРЕМОНТ» РТ;

- Дехканское (фермерское) хозяйство «Хазрати Султон» Яванского района РТ;

- СКБ ДМ «ДОЖДЬ» ПО «Компрессор» (РФ).

Результаты исследований могут быть использованы при проведении научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ при разработке перспективных современных энергоэффективных ШДМ.

Апробация результатов работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-практ. конференциях ППС и аспирантов Ленинградского СХИ (1985-1988 гг.), научно-практ. семинаре

«Внедрение разработок ученых Таджикистана в промышленность» (г. Душанбе, 2001), междунар. научно-практ. конференции «Математические проблемы технической гидромеханики, теории фильтрации и орошаемого земледелия» (г. Душанбе, 2008 г.), 5-й междунар. научной конференции Ирана и России по проблемам развития сельского хозяйства (г. Санкт-Петербург-Пушкин, 2009 г.), 2-й научно-практ. конференции «Энергетика и образование: модернизация и кадры» (г. Санкт-Петербург, 2010 г.), IV Инновационном форуме «Энергоэффективные и энергосберегающие техника и технологии» (г. Санкт-Петербург, 2010 г.), форуме «Автома-тизация-2010» (г. Санкт-Петербург, 2010 г.), VII междунар. научно-практ. конференции «Экология и сельскохозяйственные технологии: агроинженерные решения» (г. Санкт-Петербург, СЗ НИИМЭСХ Россельхозакадемии, 2011 г.), междунар. научной конференции «Социально-экономическое измерение европейской интеграции: проблемы, решения, перспективы» (Латвия, 2011 г.), международных конгрессах «Агрорусь-2009, 2010, 2011, 2016» (г. Санкт-Петербург, междунар. научных конференциях ППС СПбГАУ (г. Санкт-Петербург-Пушкин, 2011-2018 гг.), междунар. научно-практ. конференции «Наука и инновации в ХХ1 веке: актуальные вопросы, достижения и тенденции развития» (г. Душанбе, 2017 г.) и круглом столе Российского международного энергетического форума (г. Санкт-Петербург, 2018 г.).

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Методология анализа и совершенствования энергоэффективности ЭТП полива и алгоритмов управления поливом, обеспечивающих повышение эффективности использования энергии и оросительной воды на нестационарном мобильном автономном агрегате, на примере ШДМ «Кубань-Л».

2. Адаптация теории метода конечных отношений в АПК для нестационарных мобильных автономных агрегатов на примере ШДМ «Кубань-Л».

3. Разработанные ПЭС мобильного автономного агрегата - для существующего (базового) и альтернативного вариантов энергоснабжения ШДМ.

4. Разработанная математическая модель движения и полива ШДМ, раскрывающая влияние параметров ее движения на показатели энергоэффективности и качества

полива, позволяющие оптимизировать настроечные параметры машины.

5. Предложенные методы энергетической эксплуатационной диагностики состояния энергетических элементов и контроля эффективности энергоиспользования в ПЭС и способ энергетической экспертизы элементов ЭТП ПЭС для создания энергетического паспорта и определения перерасхода энергии.

6. Разработанные технические средства по совершенствованию алгоритмов управления движением и поливом ШДМ.

7. Разработанные четыре вида ИИС, которые обеспечивают мониторинг энергетических параметров и математическую обработку данных по определению энергоэффективности ЭТП полива на мобильных автономных агрегатах.

8. Полученные расчетные зависимости энергоемкости удельных технологических показателей подачи 1 м3 оросительной воды и полива 1 га площади от производительности и напора водяного насоса при различных режимах движения ШДМ для сравнения с результатами измерений при эксплуатации ШДМ.

Публикации. Основные положения и результаты диссертационной работы изложены в 200 печатных работах автора, в том числе: 46 статьи в научных журналах, рекомендованных ВАК РФ, 5 монографий, 31 изобретение (9 авторских свидетельств СССР, 7 патентов РФ на изобретение, 4 патента РФ на полезную модель, 11 малых патентов РТ), свидетельство о гос. регистрации программы на ЭВМ и 21 публикация в научных сборниках статей и материалах различных конференций в странах ближнего и дальнего зарубежья.

Существенную техническую помощь в проведении экспериментальных и лабораторных исследований и компьютерной обработки материалов оказали соавторы, указанные в перечне основных работ, опубликованных по теме диссертации.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, семи глав, общих выводов и рекомендаций, списка литературы и приложений. Работа содержит 320 страниц основного текста, включая 85 рисунка и 37 таблиц, 325 библиографических наименований и 13 приложений.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМ ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА ПОЛИВА ДОЖДЕВАНИЕМ И ПОСТАНОВКА НАУЧНЫХ

ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Анализ выбора критерия энергоэффективности мобильных сельскохозяйственных агрегатов

Проблема повышения энергоэффективности технологий производства сельскохозяйственной продукции, в том числе мобильных технических средств (машинно-тракторных агрегатов, агрокомплексов, мелиоративных машин и др.), связаны с вопросами оптимизации их настроечных параметров и режимов работы. Отличительные особенности мобильных технических средств заключаются в использовании дизельного топлива и сезонность их работы.

Высокая энергоемкость выпускаемой продукции вызваны низкой энерговооруженностью и производительностью труда и довольно низким (по сравнению с городским жителем) среднегодовым потреблением энергии в расчете на одного сельского жителя. Важность этих показателей заключается в том, что первый означает большие затраты физического труда и создает производственный дискомфорт для работников, второй - является причиной социально-бытового дискомфорта в сельской местности.

Сельскохозяйственные предприятия, как правило, имеют в собственности землю. Право землепользования освобождает владельца технических средств ВИЭ от необходимости согласования места их установки и оплаты аренды земли. Несмотря на то что использование энергии ВИЭ не снижает энергоемкость продукции, а только позволяет заместить часть договорной потребляемой энергии, экономический эффект может быть обеспечен, причем он тем больший, чем более высокая энергоэффективность ЭТП выпуска продукции [24, 158, 252].

Агропромышленное производство прямо связано с биологическими объектами. Несмотря на то что подобные производства существуют давно, достаточного научного и методического опыта учета свойств биообъектов при решении оптимизационных энергетических задач в ЭТП еще нет. Они (биообъекты) не могут быть

уподоблены техническим элементам, подлежащим простому введению в состав энергетической схемы предприятия. Достаточно указать на то, что, к примеру, животные и растения реализуют глубоко скрытые ЭТП с принципиально различными способами подвода энергии. Для животных энергетический поток-корм, для растений в искусственных условиях-прямой подвод высококачественной электромагнитной энергии определенного спектрального диапазона с небезразличным соотношением потоков различных его участков.

Критерий энергетической эффективности производства находится в сложной зависимости от многих факторов, охватывающих такие обобщения как потребности общества, климатические показатели, уровень научно-технического прогресса, глубина изученности биоэнергетических процессов и др. [99, 108].

В сельскохозяйственном производстве методологической основой биоэнергетической оценки технологических процессов является живой и овеществленный труд, представляющий собой результат затрат энергии человека (физической и умственной), электрической, механической, химической, тепловой и других видов энергии при производстве, переработке и выпуске продукции, который выражаются в соответствующих энергетических единицах. В [155] отмечено, что практическое определение полной энергоемкости выпускаемой продукции усложняется тем, что в процессе производства используются орудия и предметы труда, произведенные в промышленности и сельском хозяйстве. Также в ходе выполнения ЭТП используются многообразные машины (сеялки, культиватор, борона, комбайн и др.), которые в свою очередь участвуют в выполнении других ЭТП.

В работах Н.И. Джабборова [65, 66] приведена подробная классификация критерии оптимизации параметров разделена на следующие: частные, интегральные, локальные и глобальные и изложена методика их расчетов и порядок выбора параметров оптимизации. Анализ существующих критериев оптимальности показывает, что наиболее эффективными являются энергетические и экономические критерии при соблюдении научных принципов системного подхода.

Согласно [155], годовой расход энергии в технологическом процессе производства продукции определяется по формуле:

Е = Sf=i Ei, (1.1)

где E1 - энергия, в том числе овеществленного труда, затраченная на производство и эксплуатацию машин и оборудования, используемые в технологическом процессе в течение года, ГДж; E2 - также на здания и сооружения, ГДж; E3 - также на удобрения и пестициды, ГДж; E4 - энергетический эквивалент физических и интеллектуальных затрат человека в течение года, ГДж; E5 - затраты электрической, тепловой и других видов энергии в течение годового производственного цикла, ГДж; n - количество всех видов затрат при производстве продукта в течение производственного цикла.

В справочной литературе приводятся энергетические затраты на отдельные виды затрат. Отсюда при объеме произведенного продукта за год энергоемкость продукта Qn определяется по следующей формуле:

Qn = Е/П. (1.2)

В работах Ф.С. Завалишина, С.А. Иофинова, В.Д. Попова, А.М. Валге и других ученых рассмотрены вопросы выбора и оптимизации конструктивных параметров, параметров технологий и технологических процессов [34, 65, 66].

Методология оптимизации энергетических параметров работы машинно-тракторных агрегатов рассмотрена в работах ученых Л.Е. Агеева, В.С. Шкрабака, Н.И. Джабборова и других [263]. При оптимизации параметров сельскохозяйственных агрегатов в качестве интегрального критерия эффективности Л.Е. Агеев и Р.Ш. Хабатов предлагают применять критерий - минимум приведенных затрат Спр:

Спр = Сга + Ек * К' ^ min, (1.3)

где Сга = C4/W4 -прямые эксплуатационные затраты, руб./га; Сч - затраты денежных средств на 1 час работы агрегата, руб.; W4 - производительность за 1 час сменного времени, га; Ек - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений (Ек = 0,15); К — капиталовложение; К' = K/W4 - удельные капитальные вложения, руб./га.

Критерий оптимальности, предложенный Ю.К. Киртбаем, использует минимум приведенных затрат СПр по формуле: СПр = £f=1 Cnpi * Fi ^ min, (1.4)

где Спр - удельные затраты на выполнение 1-ой технологической операции, руб./га; Fi - наработка при выполнении 1-ой технологической операции, га; п - общее количество технологических операций.

В работе [12] авторы при обосновании оптимальных нагрузочных режимов и соответствующих им оптимальных энергетических и технико-экономических параметров машинно-тракторного агрегата в качестве критерия оптимальности предлагают использовать минимум математического ожидания прямых топливно-энергетических затрат.

В работах А.С. Ракутько [206, 207, 208] рассмотрены вопросы повышения эффективности стационарных процессов - оптических электротехнологий в АПК.

Как видно из вышеизложенного, при оптимизации энергетических параметров различных видов технических средств требуется выбор критерия оптимизации, который наиболее полно будет соответствовать к основным требованиям энергоэффективности производства продукции.

Для множества машинно-тракторных агрегатов, агрокомплексов и мобильных автономных, где используется различные виды энергии для выполнения технологических процессов получения продукции, выбор критерия оптимизации является сложной задачей.

В связи с этим в данной работе рассмотрим задачу повышения энергоэффективности в технологиях мобильных автономных агрегатов на примере сложной действующей технической системы, такой, как ШДМ «Кубань-Л» фронтального действия, которая производит полив в движении. В качестве энергетической установки используется двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Механическая энергия ДВС подается через редуктор на водяной насос и трехфазный генератор. Как видно, происходит многократное преобразование одного вида энергии в другой.

Совокупность производственных потребительских энергетических установок, объединенных общей производственной целью, рассматривается как потребительская система, имеющая единый показатель эффективности использования энергии, управление которым возможно только через воздействие на все элементы, составляющие систему. Такой подход к управлению может быть основан на анали-

зе эффективности энергетических процессов, моделируемых методами определенного интегрирования с учетом свойств элемента, влияющих на энергетический процесс и на системный показатель в целом. Именно требование управления энергетической эффективностью привело к понятию ПЭС, включающей все ЭТП, обеспечивающие производство.

Выделение ПЭС, в основе которой имеется совокупность технических элементов, в специальный вид технических действующих систем - оправдано тем, что повышение энергоэффективности создает многофакторный эффект - энергетический, экономический и экологический (за счет уменьшения сжигания топлив) и является необходимым условием целесообразности поддержания надежности.

ПЭС производства сельскохозяйственной продукции является сложной взаимосвязанной системой, где используются различные виды энергии (топливо для получение механической энергии, солнечная энергия и др.). В связи с этим, можно считать, что ПЭС ШДМ «Кубань-Л» является фрагментом ПЭС производства сельскохозяйственной продукции.

Проблема повышения энергоэффективности ЭТП полива при помощи ШДМ фронтального действия и алгоритмов управления движением и поливом ШДМ неразрывно связана с вопросами оптимизации настроечных и энергетических параметров и режимов их работы.

Назначение ПЭС - подвод энергии ко всему комплексу технологических процессов для получения в них комплекса результатов, обеспечивающих выпуск продукции. Поэтому основной показатель эффективности производственного потребителя энергии определен как энергоемкость продукции Qп, равной отношению потребленной (имеются в виду все виды потребленной энергии на производственные нужды) за определенный период времени энергии Qп0тp., к объему выпущенной продукции П.

На какие цели расходуется энергия, дает ответ энергетическая схема ПЭС, содержащая все ЭТП с соответствующими результатами, которые также, как и энергия, должны выражаться интегральными значениями [110, 301].

Если для получаемого в ЭТП продукции (результата) известен удельный рас-

ход энергии Qуд (на единицу продукции), то необходимый минимальный расход энергии на получение объема продукции П определяется простым произведением: Qmin = Qуд■ * П. Если этот показатель отсутствует как справочная константа, то он должен быть специально определен расчетным путем или экспериментально. Необходимая минимальная мощность будет зависеть от производительности ЭТП П', то есть P(t) = Qуд■* П'(^. Указанные значения энергетических параметров ^ и P) минимальны потому, что при меньших значениях этих параметров прекратится целевое функционирование ЭТП, т.е. прекратится выработка продукции. Это делает задачу энергосбережения в ПЭС оптимизационной, решение которой заключается не в снижении потребления энергии, а в обеспечении определенного минимума. В качестве положительного свойства энергоемкости продукции как оптимизируемого параметра следует отметить его пластичность, т.е. возможность изменять свое содержание для различных условий определения оптимума.

Например, если объем полученной продукции П преобразовать в минимальный объем востребованной энергии Qmin = Qуд■ * П и к этому значению отнести объем фактически потребленной энергии Qпотр■ = Qп * П, где Qп -энергия, потребленная на единицу продукции, то получим безразмерный параметр, названный относительной энергоемкостью Qэ, то есть:

Qэ = Qпотр■/(Qуд■ * П) ■ (1.5)

Относительная энергоемкость Qэ сохраняет свойство оптимизируемого параметра, так как имеет минимальное значение, равное 1,0. Содержание отношения раскрывается путем преобразования его в вид:

Qэ = Qпотр/Qmin = Qпотр/(QУД * П) = ^п * П)/^уд *П) = Qп ^уд ■ (1.6) То есть, относительная энергоемкость - есть кратность превышения фактического удельного расхода энергии в ПЭС над теоретическим (научно обоснованным) значением [108].

Если в выражение энергоемкости продукции ввести стоимости энергии (тариф Ст) и продукции (цена Ц), то получим:

^потр *Ст)/(П*Ц) = Зэ/Д, (1.7)

где Зэ - доля затрат на энергию; Д - доход предприятия.

Получаем также безразмерный параметр, отражающий долю затрат на энергию Зэ в доходе Д предприятия, которая пропорционально связана с количеством потребленной энергии, следовательно, также может иметь оптимальное значение.

Перерасход энергии в ЭТП ПЭС определяется суммой потерь в каждом ее элементе. Поэтому оптимизация использованной энергии на выпуск продукции возможна только при рассмотрении ПЭС как единого целого и оптимизации потерь энергии в каждом элементе, включая ЭТП, обеспечивающей оптимальную энергоэффективность каждого энергетического процесса. Структура ПЭС, представленная отдельными элементами, энергетическими линиями и совокупностью параллельных линий, в полной мере отвечает задаче оптимизации энергоэффективности, определяет системную эффективность как сумму показателей эффективности энергетических линий ПЭС.

В научной школе «Эффективное использование энергии» под руководством В.Н. Карпова разработан измерительно-расчетный метод параметров энергоэффективности для элементов с возможностью перехода на всю систему, который дает возможность перехода к управляющим решениям по энергосбережению.

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Юлдашев Зарифджан Шарифович, 2018 год

Литература

1. Республика Таджикистан. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.easttime.m^ountries/topics/1/10/74.html

2. Статистический ежегодник Республики Таджикистан. Официальное издание. - Душанбе, 2008. - 454 с.

12. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ВОЗМУЩЕНИЙ, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ШИРОКОЗАХВАТНЫЕ ДОЖДЕВАЛЬНЫЕ МАШИНЫ ФРОНТАЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ

12.1. Классификация возмущающих воздействий, действующих на широкозахватные дождевальные машины

Широкозахватная дождевальная машина (ТТТДМ) представляет с собой сложную динамическую систему, функционирующую в условиях непрерывно изменяющихся внешних возмущений, обусловленных многими факторами, которые влияют на показатели энергоэффективности и качества полива. У ШДМ, производящих полив в движении, изменчивость внешних факторов при взаимодействии движителей с поверхностью орошаемого участка поля вызывает сложный характер движения отдельных опорных тележек, и как следствие, отдельных дождевальных насадок [1].

В общем виде динамическую систему ШДМ можно представить в виде системы со многими входными и выходными переменными (Рисунок 12.1). Входными переменными Х1, ...Хп являются возмущающие и управляющие воздействия, приложенные к различным точкам ШДМ (неровность поля, твердость почвы, ветер, сигналы коррекции, изменение скорости движения опорных тележек, настроечные параметры регуляторов машины, давления оросительной воды в водопроводящем трубопроводе и др.), а выходные У1, ...Уп - технологические и энергетические параметры, определяющие качество выполнения процесса полива (средняя скорость движения машины, расход энергии (топлива), расход оросительной воды, энергоемкость и качества полива, и др.). Число п - входных и т -выходных переменных зависят от типа решаемых задач, степени учета условий работы машины и других факторов.

ШДМ

№ • * Хп * • * *

Рисунок 12.1 - Динамическая модель ШДМ

У1

У2 Возмущающие воздействия, действующие на

уп ШДМ при ее движении по орошаемому участку поля, можно разделить на две группы - внешние и внутренние [2].

Внешние возмущения вызваны факторами, не зависящими от принципа работы и конструктивных особенностей ШДМ, а внутренние возмущения - обусловлены именно ими. К внешним факторам относятся ветровое воздействие и неровность орошаемого участка поля, физико-механический состав почвы, приводящие к тому, что в процессе движение по орошаемому участку поля опорные тележки двигаются с различными скоростями. Как следствие этого, возможны их остановки и изменение координат положения опорных тележек относительно перпендикуляра к направляющему тросу. В силу своей неоднородности ветровое возмущение на орошаемом участке поля может оказывать неодинаковое воздействие на ШДМ, из-за большой парусности, и приводить к колебанию направляющего троса и управляющих тросов регуляторов ССЛ.

Неровность орошаемого участка поля под центральными опорными тележками, где проложена подъездная дорога к ШДМ, приводит к изменению расстояния от оси вращения штанг прибора стабилизации курса (ПСК) до направляющего троса, протянутого вдоль канала. Изменение этого расстояния приводит к изменению чувствительности ПСК и вырабатыванию ложных сигналов коррекций.

При поливе ШДМ на дождевое облако, образованное дождевальными насадками, также действуют возмущающие воздействия в виде ветра, который влияет на структуру дождя, солнечной радиации, температуры и влажности окружающей среды. Известно [4,5,6], что при скорости

ветра 5 м/сек и более, на испарение расходуется до 20% политой воды.

12.2. Влияние неровности орошаемого участка поля на скорость движения

опорных тележек ШДМ

Пусть координаты точки М поля есть Х и У, тогда высота (глубина) поверхности поля, отсчитываемая от заданной горизонтальной плоскости, есть функция (Рисунок 12.2):

К(х,у) = К(М). (12.1)

Допустим, что И.(х,у) может быть представлен в виде:

к(х,у) = д(х,у) + 1](х,у), (12.2)

где: т9(х,у) - регулярная составляющая, учитывающая микрорельеф поверхности; ц(х,у) - флук-туационная составляющая, учитывающая микрорельеф поверхности.

h(x,y)

НХм.Ум)

х Рисунок 12.2 - Схема определения координаты

* точки М на орошаемом участке поля

Возможны различные способы задания или определения функции И.(х,у). Если исследования ШДМ проводятся на конкретном орошаемом участке поля, то целесообразно провести геодезические измерения и получить набор данных Ь.г(х^,ук), соответствующий высотам поверхности в поле М]к с координатами х]- и ук.

Промежуточные значения функции И.г(х,у), при х € (Х)-1Х]), у € (ук-1,ук) могут быть получены путем кусочно-линейной аппроксимации. При движении вдоль оси Х (Ук - фиксированно) получим:

К(Х,ук) = -J--J—-*

кj Aj—1

х + hr(xj-1yK), при х € (Xj-1Xj).

(12.3)

Для исследования влияния рельефа орошаемого участка поля на динамику движения машины целесообразно рассматривать типовые рельефы орошаемых полей, задавая их математические модели в виде формульных зависимостей для регулярной и флуктуационной составляющей. Такую зависимость для регулярной составляющей т9(х, у) можно описать, например, следу-

ющей функции:

д(х,у) = а(х) * sin шр * х,

(12.4)

(12.5)

а для флуктуационной составляющей: ij(x,y) = b(x) * БтШф * х,

где а(х), b(x) - амплитуда неровности; Шр , ^ф - частота колебания поверхности.

Функцию h(x,y) можно также представить в виде случайной функции двух аргументов Х и Y, или так называемого случайного поля [6,7].

Если ограничиться только кинематическим рассмотрением движения машины и пренебрегать изменением скорости движения опорных тележек при изменении нагрузки на колеса, в связи с подъемом и спуском, то для проекции скорости движения VjK0HCT(t) справедливо соотношение (Рисунок 12.3): VjK0HCT(t) = Vi(t) * cos а, где Vi(t) - скорость движения i-ой опорной тележки (для ШДМ «Кубань-Л» i = -9,... - 1, 1,... 9.).

Направление Vi(t) совпадает с положительным направлением оси Х, то есть с направлением движения машины. Так как:

tga =h'(x,yK) = то скорость движения опорной тележки будет равен:

(°)г+Л - Vi(t)

дМх.Ук) дХ '

vr(t)

jl+tg2a '

(12.6) (12.7)

Ь(х, Ук)

а

.V (t)

^ОНСТ(;)

Рисунок 12.3 - Изменение скорости движения 1-ой опорной тележки под действием рельефа орошаемого участка поля

Таким образом, под действием неро в ности поля скорость движения тележки снижается на величину, которая зависит от характеристик рельефа орошаемого участка поля.

12.3. Влияние неровности орошаемого участка поля на угол отклонения штанги ПСК

При планировании и подготовке орошаемого участка поля под ШДМ особое внимание необходимо уделять рельефу под центральными тележками (/ = -1,1), где прокладывается подъездная дорога, шириной 6 м и открытый железобетонный оросительный канал.

Угол отклонения штанги ПСК, зависит от курсового угла балки ПСК и бокового отклонения средней точки балки ПСК Z(t) от направляющего троса:

ПО =2 КО-^ , (12.8)

где В - длина балки ПСК; А - расстояние от оси вращения штанг ПСК до направляющего троса.

На рисунке 12.4 приведена схема взаимодействия штанги ПСК и направляющего троса на орошаемом участке поля. Тросодержатели направляющего троса установлены на краю железобетонного оросительного канала, который имеет допустимый уклон ±0,0001 м. Все тросодержа-тели имеют одинаковую высоту установки, следовательно, высоту тросодержателя направляющего троса относительно горизонтали можно считать постоянной. Центральная тележка левого крыла при движении машины копирует поверхность подъездной дороги, что приведет к измене-иию расстояния А и к изменению чувствительности регулятора ПСК [2].

Рисунок 13.4 - Схема взаимодействия штанги ПСК и направляющего троса под действием рельефа

Из формулы видно, что при фиксированных значениях и 2(1) и различных значениях А, угол отклонения штанги ПСК будет различным. Следовательно, с учетом изменения рельефа истинное значение будет зависеть от рельефа поля под центральной тележкой левого крыла и величины провеса направляющего троса: А(х) = А + $(х,ук) + д(х), (12.9) где д(х)- провес направляющего троса.

При проведении геодезических работ на участке, где установлена ШДМ «Кубань-Л» экспериментального установлено, что перепад высот под центральными тележками достигает 0,2 м. Величина провеса направляющего троса между двумя тросодержателями достигает а = 0,05 м и в значительной степени зависит от натяжения направляющего троса.

Величину провеса можно описать следующей формулой:

д(х) = а1зты'х1 , (12.10)

где: ш' = п/х', х'-растояние между тросодержате-лями; х - путь, пройденный первой опорной тележкой левого крыла от начала поля. Направляющий трос между двумя тросодержателями при высоких температурах окружающей среды провисает и подвержен колебанию под действием ветра, что также приводит к ложным срабатываниям регулятора системы стабилизации курса ШДМ.

х

0

12.4. Влияние скорости ветра на характеристики движения опорных тележек ШДМ

Исходя из очевидных физических соображений, представим вектор скорости ветра IV в виде двух составляющих: IV = \¥р(1) + \Уф(х,у,1), (12.11)

где 1Фр (^-регулярная составляющая скорости ветра, которую целесообразно считать постоянной (медленно меняющейся во времени) и одинаковой для всех тележек ШДМ; ]/\/ф(х,у^)-флуктуационная составляющая скорости ветра.

Независимость Ир (0 от X и У приводит к тому, что в результате воздействия регулярной составляющей ветра скорости опорных тележек будут изменяться на одну и ту же величину. Такое воздействие не приводит к нарушению линии положения опорных тележек, так как лобовое сопротивление (парусность) для всей машины одинаково.

Вторая часть - флуктуационная составляющая ветра ]/\/ф(х,у, ^ влияет на работу регуляторов систем синхронизации тележек в линию и стабилизации курса. Если УУф (х, у, Ь) будет велика, в силу ее зависимости от пространственных координат X и У, она будет оказывать различное воздействие на различные опорные тележки машины. Причем очевидно, что чем больше растояние между опорными тележками, тем больше будет различие в величине воздействия.

Ветровое возмущение, действующее на ШДМ, приведет к нагрузке, которую можно определить по методике для ферм дождевальных машин [8]:

М^ = 11}=0Ы]-, (12.12)

где Ы]-ветровая нагрузка на у-элемент конструкции; п-число элементов ШДМ

Нагрузка на у'-й элемент конструкции определяются по формуле:

У2

N = а]*Сх*Ь]*й]*^*Кд, (13.13)

где а]- коэффициент, учитывающий форму сечения; Сх- коэффициент сопротивления; Ь], й]-длина и диаметр линейных элементов; Ув- скорость ветра; Кд- динамический коэффициент.

Мощность, затрачиваемая на преоделение нагрузки ветра на одну тележку, при встречном

ветре будет определяться по формуле: Рв = —^— * Ув, где Рв - мощность, затрачиваемая на

преоделение нагрузки; К - поправочный коэф-фициент (К > V); N - число опорных тележек машины.

Однако, определение ветровой нагрузки на ШДМ расчетным путем затруднительно в виду наличия большого количества элементов конструкции.

Регулярная составляющая изменения скорости движения опорных тележек АУф (О под действием ветра для опорных тележек ШДМ типа «Кубань-Л» имеет вид:

А У1р(г) = АУр(г), ¿ = -9,...- 1,1,... 9. (12.14)

Флуктуационная составляющая изменения скорости движения опорных тележек А У^ф( О под действием ветра определяется выражением:

¡АУ9Ф(х,у,1), если / = 9,

АУ-9Ф(х,у,0, если ¿ = -9, (12.15)

0, если I Ф -9, 9.

Обозначим АУ^( 1) изменение вектора скорости движения ¿-ой тележки, вызванное влиянием ветра. Запишем уравнение изменения скорости движения опорной тележки с учетом составляющих ветрового возмущения:

АУ()=АУ1р(г)+АУ1ф(х,у,г), 1=-9...-1,1...9, (12.16)

где А Уф(^-изменение скорости движения / - ой тележки под действием регулярной составляющей; АУ(ф(х,у, ^-изменение скорости движения 1-ой опорной тележки под действием флук-туационной составляющей.

Если А VI Ю -проекция вектора скорости движения ^ой опорной тележки без учета

(1)

ветровых возмущений, то при их учете скорость движения А У^ Ю будет равна:

А У()(0 = А ^(О + АУ1р(1) + АУ1ф(х,у, О, I = -9,... - 1,1,... 9. (12.17)

При моделировании вектора АКф(0 должны быть заданы две функции: ^р(€)-угол между направлением движения ШДМ и направлением ветра и А Ур(^-величина изменения скорости движения тележки под действием ветра.

Для простоты моделирования, с одной стороны, и рассмотрения наихудших условий воздействия ветра, с другой, принято, что направление флуктуационной составляющей ветра совпадают или противоположно направлению движения ведущих опорных тележек. Поэтому будем считать: АУ^&у^) = 1АУф(х,у^)1 , i= -9, .-1, 1,...9. (12.18)

С учетом того, что АУ-9ф(х,у,€) и АУ9ф(х,у,€) два некоррелированных между с собой случайных процессов, с нулевым средним значением с автокорреляционными функциями, запишем: КАУ-9ф(т) = С29е-а-91т1, (12.19)

КаУч(Т) = С^е-^. (12.20)

Приведенное описание является наиболее простым и требует наимень-шей априорной информации, тем не менее оно отражает основные закономерности процесса ветрового воздействия, такие как стационарность, интенсивность, скорость изменения, пространственную и временную коррелированность [8].

12.5. Зависимость энергетических параметров электропривода опорных тележек от конструктивных характеристик ШДМ и неровности поля

ШДМ типа «Кубань-Л» имеет 18 опорных тележек (2 крайние ведущие опорные тележки, мощность электродвигателей составляет 0,75 кВт и 16 промежуточных опорных тележек, мощность электродвигателей - 1,1 кВт) и при движении количественное соотношение между включенными и электроприводами в данный момент времени и находящимся в отключенном состоянии не установлено. Суммарная мощность Р^ электродвигателей, установленных на опорных тележках определяется по формуле [8]:

Р1 = Ж:-:9Р1, (12.21)

где РI-мощность на валу электродвигателя, установленная на / -ой опорной тележке.

Мощность, затрачиваемая для перемещения одной опорной тележки, вычисляют по формуле: Р1 = РГ + Р8 + (АРГ + Рв + Рп+Р]) + Рк , / = -9,.- 1,1,...9. (12.22) где Р^-мощность, затрачиваемая на качение колес; Р^-потери мощности на буксование колес; Рк-мощность, затрачиваемая на преодоление дополнительных трудноучитываемых сопротивлений, АР^ -потери мощности на преодоления неровностей поверхности поля; Рв -мощность, затрачиваемая на преодоления ветровых нагрузок (парусность); Рп-мощность, расходуемая на преодоление подъемов; Р^-мощность, расходуемая на преодоление сил инерции.

Мощность, затрачиваемая на качение колес и на буксование, определяются по формуле: РГ5 = РГ + Р5 = СМ*Г* Км(5 + 1)/(367,2 * Чпер), (12.23)

где Ум -скорость движения машины; См - масса машины с оросительной водой; / - коэффициент сопротивления перекатыванию; цпер - КПД передачи.

В работе [8] приведены номограммы определения мощности электродвигателя в зависимости от

Gм, /, Ум- Лпер и 3.

Масса машины С, приходящей на опорную тележку складывается из следующих слагаемых: в = Ст + Стр + вв + впер + Спод, где Ст - масса металлоконструкций опорной тележки; Стр - масса водопроводящего трубопровода; вв - масса воды, находящейся в водопрово-дящем трубопроводе; Спер, Спод - соответственно масса трансмиссии и подвески, приходящиеся на одну опорную тележку.

Коэффициент буксования зависит от конструкции колесного движителя и определяется по формуле: 5 = (VT - УД) * 100 = (пк - пх) * ^ (12.24)

где Ц., 1-Д-теоретическая и действительная скорости движения колесного движителя, соответственно; пк, пх -частота вращения ведущих колес при рабочем и холостом ходе машины на заданном горизонтальном пути, соответственно.

Приращение затрачиваемой мощности на преодоление неровностей поверхности поля при движении опорной тележки можно определить по формуле:

APfi = 0,5GM * f * Vi/(367,2 * Vaep), i = -9,... - 1,1,... 9, (12.25)

Мощность, затрачиваемая на преодоление уклонов местности, определяется по формуле:

Pa.=G* sinai *---, i = -9,... - 1,1,... 9, (12.26)

ai 1 367,2*Лиер V '

где a.i- уклон поверхности качения в колее i - ой опорной тележки; Vi-скорость движения i - ой опорной тележки.

Мощность Рк, затрачиваемая на преодоление дополнительных трудноучитываемых сопротивлений, зависящая от способа передвижения машины, невозможно определять по теоретическим формулам.

12.6. Влияние скорости ветра на скорость испарения капель при поливе дождеванием

Качество дождевого облака, создаваемое дождевальной насадкой, оценивается размером капель, распределением слоя дождя и показателем качества распределения слоя дождя.

Исследователями доказано, что разрушения агрегатов почвы, образование корки, стока поливной воды и эрозии зависят не только от интенсивности дождя и размера капель, также зависит от скорости падение, то есть энергетических и динамических характеристик дождя, в том числе скоростью падения капель $кап, количествам движения Кдв, энергией Э, силой удара капель Fy, давлением Ру и мощностью Wy [10].

Испаряющую в процессе полива при дождевании воду считают потерянной, поскольку она не переходит в почвенную влагу. Различают потери на испарение капель дождя в воздухе, на их снос воздушным потоком при ветре за пределы орошаемого участка поля, на задержание воды листьями и стеблями растений, на физическое испарения и транспирацию в период полива [10,11].

Несмотря на это, достаточно четких достоверных рекомендаций по этому вопросу не существует. В практике для определения величины испарения капли чаще всего пользуется формулой Е.Г. Зака, которая позволяет определить время полного испарения отдельной капли:

_ иьмаД

Тисп = 7-1-1, (12.27)

исп (1 + 1,92-д) V '

где Тисп- время полного испарения капли, мин; dk-диаметр капли, мм; ^-скорость потока, м/с; д-дефицит упругости пара, мм. рт. ст.

В формуле Зака Е.Г. фигурирует скорость потока, обдувающего каплю т9. При отсутствии ветра скорость потока равна скорости падения капли, которую можно определить по формуле, предложенным В.К. Севрюгиным:

VK = Ы06. (12.28)

При наличии скорости ветра VB и скорости падения капли VK происходит снос капли, при этом скорость обдува капли д можно определить по формуле:

V = А2 + К2. (12.29)

Например, при скорости ветра VB = 3 м/с и скорости падения капли VK = 4м/с, получим: д = л!32 +42 = 5 м/с.

Далее определяется давление насыщенного пара Епар при заданных значениях температуры и влажности.

Дефицит насыщенного пара Д определяется по формуле:

Д = Еиар-еиар, (12.30)

где епар - парциальное давление пара.

Отсюда определяется величина относительного испарения в факеле дождя ак по формуле Е.Г. Зака:

_ 100Д*1пад(1 + 1,92Упад)

°К -,г,го„„^2 , (1231)

к 1058*4^2

где ^ад-время падения капли, с; У^-скорость падения капель, м/с.

Зная процент испарения, легко подсчитать и скорость испарения капель Уисп дождя в воздухе. Относительное испарение о определяется как отношение скорости испарения капель Уисп к скорости их падения (интенсивности дождя) рд:

а = — *100%. (12.32)

Рд

Отсюда определяется скорость испарения капли Уисп: Уисп = а* рд/100.

Таким образом, под действием ветрового возмущения при поливе дождеванием происходит испарение с поверхности капель и смещение дождевого облака в направлении ветра.

12.7. Влияние ветрового возмущения на характеристики регуляторов системы синхронизации тележек в линию

Как отмечалось выше, флуктуационная составляющая ветра 1Уф (х, у, ^ приводит к изменению скорости движения двух крайних ведущих тележек на величину АУф(х,у, Ь).

Расмотрим влияние ветра на регулятор системы синхронизации тележек в линию. Встречный или попутный ветер, нарушающий равновесие управляющего троса системы синхронизации тележек в линию, протянутого между двумя соседними тележками, обдувая его, приводит к колебанию его.

Экспериментальными исследованиями ШДМ «Кубань-Л» установлено [2], что влияние ветра на управляющий трос значительно. Влияние ветра на величину отклонения управляющего троса относительно опорной тележки можно представить в следующем виде:

АБ'(г) = А5() + Кв *Ув (г) , (¿ = -9,...-1,1,...9). (12.33)

где АБ'^)- отклонение управляющего троса относительно 1 -ой опорной тележки с учетом ветрового возмущения; АБ^)- отклонение управляющего троса относительно / - ой тележки без учета ветрового возмущения; Ув (I)-скорость ветра; К®-коэффициент, зависящий от точности настройки регулятора / - ой опорной тележки.

Коэффициент К-3 при порывистом характера ветра может увеличиваться в связи с тем, что усилие, действующее со стороны ветра на управляющий трос будет различным.

Таким образом, путем настройки регуляторов можно уменьшить влияния ветра на функционирование системы синхронизации тележек в линию. Экспериментально установлено, что при скорости ветра 5 м/сек амплитуда колебания управляющего троса в направлении движения машины составляет 0,03.0,04 м. Частоту его колебания под действием флуктуационной составляющей ветра определить затруднительно, т.к. она зависит от параметров ветра (скорости, порывистости, направления). Для дождевальной техники характерна граничная скорость ветра, дальнейшее увеличение которой снижает качество полива до минимальных значений.

Экспериментальными исследованиями С.Х. Гусейн-заде [8] установлена эмпирическая зависимость качества полива дождевальной машины от скорости ветра для ШДМ «Кубань-Л»: Кэф = 0,83 - 0,02 * Щ, где Кэф-коэффициент эффективного полива, У'-скорость ветра на высоте 2 метра.

Одним из путей снижения влияния скорости ветра на нормальную работу ШДМ «Кубань-Л» в конкретных природно-климатических условиях является необходимость предусмотрения ветрозащитных лесных полос. А к конструктивному совершенствованию можно отнести повышение ветроустойчивости дождевого облака и снижение высоты распо-ложения

дождевальных насадок, а к организационным мероприятиям - полив в безветренную погоду или при минимальных скоростях ветра, с целью снижения потерь на испарение.

12.8. Влияние проскальзывания опорных тележек на характер движения ШДМ

В зависимости от физико-механических свойств почвы орошаемого участка поля при движении машины практически всегда имеет место проскальзывание опорных тележек 8, которое можно представить следующей зависимостью [8]:

8 = А^ + В(^)П, (12.34)

где А, В - постоянные множители, которые соотственно равны 0,12.0,1 и 1,25.2,07; п = 6 для рыхлого грунта и 8-для плотного грунта; Рт - тяговое усиление колеса; R - нормальная к колесу реакция почвы.

Налипание грязи также приведет к изменению радиуса качения колеса, который в дальнейшем вызывает увеличения скорости движения опорных тележек. При поливе колея, оставленная за предыдущий проход заполняется оросительной водой за счет дождевого облака и перераспределения по поверхности, что способствует пробуксовке колес. При снижении давления в пневматических шинах колес опорной тележки будет наблюдаться различие в радиусе качения колес, которое приводит к перераспределению мощности при постоянных скоростях вращения колес, что приводит к перегрузке электродвигателя электропривода опорной тележки.

Можно принять следующую модель проскальзования:

У(2)(г) = 1 У , ¿ = —9,...— 1,1,...9, (12.35)

где и — соответственно, скорость движения ¿ — ой опорной тележки с учетом

проскальзывания и без проскальзывания Щ1(€) — коэффициент проскальзывания 1 -ой опорной тележки в момент времени ^ который определяется по формуле:

К?(г) = П{(г)*Рь ¿ =—9,...— 1, 1....9, (12.36)

где - индикаторная функция проскальзывания, которая описывается следующим образом:

„ , ч (I, если есть проскальзывания, . ^ „ „ П&)=\' р ¿ = —9,...— 1,1,...9, (12.37)

(0, если нет проскальзывания , 4 '

где - коэффициент, равномерно распределенный в интервале 0,01.0,3 и остающийся

постоянным в течении одного интервала времени проскальзывания.

Допустим, П-1(1) и П^)-два совпадающих процесса, в силу которых длительности интервалов проскальзывания а и его отсуствия в распределены по экспоненциальному закону:

(^(а) = «а) = Ле-*«, 1 1 _ lf-1(P) = fl(в) = ve-*в, (1238)

где Л = = , У = 1 , а и в - средние значения случайной величины а и р.

Для остальных опорных тележек левого и правого крыльев примем, что а; и в; случайные величины, плотности распределения которых зависят от реализовавшихся значений а и в, а именно:

1

. . 1 -=—*а

Иа) = =—е ^+1 ,

^+1

т = ч±е*+1 .

вi+1

1

г /- \ 1 --*а

Иа) = =—е ^-1

^ аi-1

1 в

\ = —!,...— 9; (12.39)

i = 2...9. (12.40)

т = чге

При таком задании процессов ^¡(1:) картина проскальзывания будет следующей. Ближайшие к каналу тележки 0 = —1,1) будут иметь совпадающие длительности интервалов

проскальзывания и его отсуствие. Следующие тележки (i = -2, 2) будуть иметь длительность интервалов проскальзывания, среднее значение которой совпадает с а-х(ах) и ß^^), то есть тем самым будет зависеть от значений соответствующих длительностей интервалов проскальзывания центральных опорных тележек. Аналогичную связь между собой будут иметь все остальные длительности интервалов проскальзывания и его отсутствия.

Для математического описания возмущающих воздействий, действующих на ТТТДМ, необходимо проведение экспериментальные исследования, направленные на определение численных значений и частотный спектр возмущающих возмущений.

Л и т е р а т у р а

1. Лурье А.Б. Статистическая динамика сельскохозяйственных агрегатов / А.Б. Лурье. -Л. : Колос. -1970. -376 с.

2. Разработка и исследования модели система управления движением ТТТДМ и обоснование на их основе практических рекомендаций по оптимизации параметров ТТТДМ «Кубань» и «Каравелла»: Отчет о НИР (заключит.). ВНТИцентр, руководитель В.С. Зарицкий. №ГР 01860081946; инв. №0287. 0064801. - Части 2-5. -Л., 1986.

3. Гусейн-Заде С.Х. О диаметре перекатываемых дождевальных машин / С.Х. Гусейн-Заде, В.Н. Коваленко // Гидротехника и мелиорация. -1975. -№2. -С.47-50.

4. Гарюгин Г.А. Режим орошения сельскохозяйственных культур / Г.А. Гарюгин: под редакции Б.А. Шумакова. -М. : Колос, 1979. -269с.

5. Дружинин Н.И. Показатели качества полива и производительность / Н.И. Дружинин, Б.С. Гордон // Доклады ВАСХНИЛ. -1985. №3. -С. 43-44.

6. Рачинский А.А. Потери воды в воздухе при поливе дождеванием /А.А. Рачинский, В.К. Севрюгин // Гидротехника и мелиорация. 1984.-№11. -С. 42-45.

7. Беккер М.Г. Введение в теорию систем местность-машина / М.Г. Беккер. -М. : Машиностроение, 1973. -530 с.

8. Гусейн-Заде С.Х. Многоопорные дождевальные машины / С.Х. Гусейн-Заде, Л.А. Перевезенцев, В.И.Коваленко, В.Г Луцкий. -М. : Колос, 1984. -191 с.

9. Городничев В.И. Автоматизация технологических процессов орошения: производственно-практическое издание / В.И. Городничев. -М. : ФГНУ «Росинформагротех». -2009. -268 с.

10. Севрюгин В.К. Испарение при поливе хлопчатника дождеванием / В.К. Севрюгин. -Ташкент: «Мехнат», 1992. -211 с.

11. Данильченко А. Влияние ветра на производительность ЭДМФ «Кубань» / А. Данильченко // Мелиорация и водное хозяйство. -1996. -№7. -С.39-41

13. АКТЫ О ВНЕДРЕНИИ И СПРАВКИ

«УТВЕРЖДАЮ» Директор ООО «ВиЭлС» Ю.В. Габриелян

2014 г.

АКТ

о внедрении научно-технических разработок научной школы доктора технических наук, профессора Валерия Николаевича Карпова «Эффективное использование энергии» Санкт-Петербургского государственного аграрного университета

ООО «ВИБРАТОР-Электроникс-Сервис» - ведущее предприятие России в области приборостроения. Завод разрабатывает и производит приборы и комплексы для контроля и управления сложными технологическими процессами в различных отраслях промышленности.

В настоящее время продукция предприятия применяется на объектах энергетического комплекса, в атомной энергетике и атомной промышленности.

Все средства измерения, пускаемые заводом, проходят сертификационные испытания с целью утверждения типа (Государственные испытания) и внесены в Государственный реестр средств измерений. Система менеджмента качества предприятия сертифицирована на соответствие требованиям стандартов ГОСТ 1БО 9001-2011 и ГОСТ РВ 0015-002-2012.

При проведении научных исследований в СПбГАУ успешно используются многоканальные электронные регистраторы типа Ф1770-АД и Ф1771-АД с комплектом измерительных преобразователей.

Перспективные технические разработки научной школы доктора технических наук, профессора Валерия Николаевича Карпова «Эффективное использование энергии» Санкт-Петербургского государственного аграрного университета, выполняемые в рамках основного научного направления «Энергосбережение» переданы в ООО «ВИБРАТОР-Электроникс-Сервис» для рассмотрения в техническом совете и дальнейшего совместного производства и внедрения их в агропромышленном комплексе России.

Объектами передачи являются следующие разработки:

1. Пат. №2411453 РФ. МПК6 С 01 О 9/28; О 06 Б 17/40. Многоканальный электронный регистратор / Карпов В Н., Халатов А.Н., Юлдашев З.Ш., Котов А.В., Старостенков Ю.А. -№2009139168; заявл. 15.10.09; опубл. 10.02.11. Бюл. №4.

2. Пат. №2439500 РФ. МПК6 в 01 О 7/00. Универсальный модуль информационно-измерительной системы / Карпов В.Н., Халатов А.Н., Юлдашев З.Ш.,

Котов А.В., Старостенков Ю.А. Подберезский В.А.; -№2009140534; заявл 02.11.09; опубл. 10.01.12. Бюл.№1.

3. Пат. №2438445 РФ. МПК6 Н 02 1 3/24. Устройство для контроля эффективности энергоиспользования в потребительских энергетических системах / Карпов В.Н., Юлдашев З.Ш., Карпов Н. В., Халатов А.Н., Юлдашев Р.З.; -№201 1112532; заявл. 01.04.11; опубл. 10.08.12. Бюл. №22.

4. Пат. №123637 РФ. МПК6 А 01 в 25/09, в 01 В 9/28. Информационно-измерительная система для определения энергоэффективности дождевальных машин / В.Н. Карпов, З.Ш. Юлдашев, Н.В. Карпов, Р.З. Юлдашев, А.А. Юлдашев. -№2012117633; заявл. 27.04.12; опубл. 10.01.13. Бюл. №1.

Технический директор ООО «ВиЭлС»

Докт. техн. наук, профессор,

научный руководитель научной школы «Эффективное использование энергии» Санкт-Петербургского государственно^ аграрного университета г

обо ¡\fiji ^

(' /ЩлМ\ В.Н. Карпов

«СОГЛАСОВАНО» Ректор ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский государственный аграрный университет, ^И^офессор В

«УТВЕРЖДАЮ» Генеральный директор Таджикского научно-исследовательского института

гидротехники и мелиорации, доктор сельскохозяйственных наук.

+ Й - - - у О ТХА •

профессор

Я.Э. Пулатов ИЮАЯ 2013 г.

>р

•А. Ефимов _ ' дЦ

'Л тз, ТШ,

ШЗ

Акт

внедрении научных и практических результатов диссертационной работы Юлдашева Зарифджана Шарифовича

Научные и практические результаты диссертационной работы Юлдашева З.Ш., выполненная в Санкт-Петербургском государственном аграрном университете, в рамках основного научного направления «Энергосбережение», в соответствии с Постановлением Правительства РТ «О некоторых мерах по экономному использованию электрической энергии» от 31 августа 2009 г. № 492; Законом Республики Таджикистан «Об энергосбережении» от 10 мая 2002 г. №260; Постановлением Правительства Республики Таджикистан «О нормировании расхода тепловой и электрической энергии в народном хозяйстве РТ» от 31 декабря 1997г. № 572; Указом Президента Республики Таджикистан «О дополнительных мерах по экономному использованию энергии и энергосбережению» от 24 апреля 2009г. №653 приняты ТАДЖИКСКИМ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИМ ИНСТИТУТОМ ГИДРОТЕХНИКИ И МЕЛИОРАЦИИ к использованию при проведении экспериментальных исследований перспективных широкозахватных дождевальных машин и установок для полива сельскохозяйственных культур, в том числе хлопчатника, а также при проведении занятий (курсов) повышения квалификации специалистов-гидротехников и энергетиков по вопросам энергосбережения и энергетического аудита в АПК.

Объектом передачи являются следующие малые патенты Республики Таджикистан по энергосбергающим конструкциям дождевальных машин фронтального действия и возобновляющимся источникам энергии и программы и методики по проведению экспериментальных исследований широкозахватных дождевальных машин фронтального действия и энергоресурсосбережению в потребительских энергетических системах:

1. Малый патент №и363 Республика Таджикистан. МПК (2006) А 01 в 25/09. Энергосберегающее устройство автоматизированного управления многоопорной дождевальной машиной / Патентообладатель: З.Ш. Юлда-шев. Авторы: В.Н. Карпов. З.Ш. Юлдашев, Р.З. Юлдашев, Ш.И. Мирзоев. -№1000462, заявл. 05.05.2010.: опуб. 09.08.2010. Бюлл. №59(3). -7с.: ил.

2. Малый патент №TJ424 Республика Таджикистан. МПК (2006) А 01 G 25/09. Энергосберегающая автоматизированная дождевальная машина фронтального действия / Патентообладатель: В.Н. Карпов и З.Ш. Юлдашев. Авторы: В.Н. Карпов, З.Ш. Юлдашев, В.И. Алексеев, Р.З. Юлдашев. -№1000530, заявл. 02.11.2010.: опуб. 18.05.2011. Бюлл. №62(2).-5с.: ил.

3. Малый патент №TJ476 Республика Таджикистан. МПК (2011.01) А 01 G 25/09. Электрифицированная многоопорная дождевальная машина фронтального действия / Патентообладатель: В.Н. Карпов и З.Ш. Юлдашев. Авторы: В.Н. Карпов. З.Ш. Юлдашев, Р.З. Юлдашев. -№1100611. Дата подачи 10.06.2011. Бюлл. №67, 2011.

4. Малый патент №TJ266. Республика Таджикистан. МПК (2006) А 03 В 1/02. Передвижное ветроэнергетическое устройство комбинированного типа./ Патентообладатель: Карпов В.Н. и Юлдашев З.Ш. Авторы: В.Н. Карпов, З.Ш. Юлдашев и др. -№ 0900324, заявл. 16.06.2009.: опуб. 05.10.2009. Бюлл. №57(1). -6с.: ил.

5. Программа и методика проведения экспериментальных исследований широкозахватной дождевальной машины «Кубань-JI» с помощью экспериментального измерительного комплекса (ЭИК).

6. Программа и методика определения координат положения опорных тележек широкозахватных дождевальных машин фронтального действия типа «Кубань-Л».

7. Программа и методика экспериментальных исследований по определению энергоемкости результатов энерготехнологических процессов в потребительских энергетических системах в АПК.

8. Методика и пример обработки результатов экспериментальных исследований по определению энергоемкости энерготехнологических процессов в производственных потребительских энергетических системах АПК.

9. Методика определения энергетических параметров и проведения контрольных испытаний электродвигателей на испытательном стенде.

Ученый секретарь

Таджикского научно-исследовательского института гидротехники и мелиорации, ^ '" //''

д.б.н., профессор (Ц^^^у/Ду А.Э. Эргашев

2012 г. -Душанбе, 2012. -36 с.

3. Малый патент №ТЛ362. Республика Таджикистан. МПК(2006) в 01 Ь 3/24. Стенд для определения энергетических параметров электродвигателя./ Патентообладатель: Юлдашев З.Ш. Авторы: В.Н. Карпов, З.Ш. Юлдашев, Р.З. Юлдашев.- №1000455, заявл. 23.04.2010.: опуб. 09.08.2010. Бюлл. №59(3). -5с.: ил.

4. Малый патент №ТО425. Республика Таджикистан. МПК (2006) Н 02 J 3/06. Способ диагностики состояния энергетических элементов. /Патентообладатель: Карпов В.Н. и Юлдашев З.Ш. Авторы: В.Н. Карпов, З.Ш. Юлдашев, Х.С. Ниёзов, Р.З. Юлдашев. -№1000531, заявл. 02.11.2010.: опуб. 18.05.2011. Бюлл.№62(2).-7с.: ил.

Первый заместитель Генерального директора ЗАО «ЭНЕРГОРЕМОНТ}

Ш. Хушов

Соискатель

З.Ш. Юлдашев

Акт

о приеме к использованию результатов научных исследований кандидата технических наук Юлдашева З.Ш.

Тема исследований: «Методическое обоснование повышения уровня энергообеспечения и энергосбережения в сельскохозяйственном производстве в условиях Республики Таджикистан».

Исследовательская работа Юлдашева З.Ш., выполняемая в качестве диссертации в Санкт-Петербургском государственном аграрном университете, имеет заинтересованное использование среди научных сотрудников и аспирантов Академии Наук Республики Таджикистан (АН РТ). Центр исследования и использования возобновляемых источников энергии (ЦИИВИЭ) при ФТИ им. С.У.Умарова Академии Наук Республики Таджикистан, поддерживает предложения Юлдашева З.Ш. по вопросам энергосбережения и энергоаудита, изложенных в следующих источниках:

1. Малый патент Республики Таджикистан № TJ 370. МПК(2006) Н 02 J 3/06. Способ энергоаудита в потребительских энергетических системах. Патентообладатель: Карпов В.Н., Юлдашев З.Ш. Авторы: В.Н.Карпов, З.Ш. Юлдашев, Н.В. Карпов, Р.З. Юлдашев. -№1000495, заявл. 20.07.2010.: опуб.23.08.2010. Бюлл. .№59(3). -7с.: ил.

2. Малый патент Республики Таджикистан № TJ 266 МПК(2006) А 03 В 1/02. Передвижное ветроэнергетическое устройство комбинированного типа. Патентообладатель: Карпов В.Н., Юлдашев З.Ш. Авторы: В.Н. Карпов, 3. Ш. Юлдашев, A.M. Мадалиев, Р.З. Юлдашев, М.Б. Мадалиев. № 0900324, заявл. 16.06.2009.: опуб. 05.10.2009. Бюлл.№57(1). -6с.: ил.

Отмечается, что многопрофильное народное хозяйство республики является энергонасыщенным сектором с перспективой дальнейшего развития. Поэтому ЦИИВИЭ при ФТИ им. С.У.Умарова АН PJ принимает к применению вышеназванных изобретений к.т.н. Юлдашева

Директор Физико-технического и

им. С.У.Умарова АН РТ,

член корреспондент АН РТ, д. ф-м

X. Муминов

Руководитель Центра исследования и использования ВИЭ при ФТИ им. С.У.Умарова АН РТ, Ст. научный сотрудник, канд. техн. наук К. Кабутов

Ст. научный сотрудник, канд. техн. наук

А. Мадалиев 2..О/г.'К

«СОГЛАСОВАНО» Ректор ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский

«УТВЕРЖДАЮ»

:й аграрный даофессор Жщ, Ефимов

%%Щ 2012г.

Начальник Государственной службы по надзору в области энергетики ^Ре^публ^от Таджикистан

Келдиёрова

«

2012г.

АКТ

о передачи научных и практических результатов диссертации Юлдашева З.Ш. на тему «Методическое обоснование повышения уровня энергообеспечения и энергосбережения в сельскохозяйственном производстве в условиях Республики Таджикистан».

Научные и практические результаты диссертационной работы Юлдашева З.Ш., выполняемой в Санкт-Петербургском государственном аграрном университете, в рамках основного научного направления «Энергосбережение», приняты к использованию в Государственную службу по надзору в области энергетики при проведении приборного энергоаудита энерготехнологических процессов промышленного и сельскохозяйственного назначения.

Объектами внедрения являются:

1. Малый патент Республики Таджикистан № Т1 296. МПК(2006) 0 010 9/00; в 01 Б 9/28; Н 02 I 3/06. Локальный универсальный модуль информационно-измерительной системы. Патентообадатель: Юлдашев З.Ш. Авторы: В.Н. Карпов, З.Ш. Юлдашев, Р.З. Юлдашев, Ю.А. Старостенков, 3.3. Юлдашев, Ш.И.Мирзоев, А.Н. Халатов, В.А. Подберезский . -№ 0900396, заявл. 29.12.2009.: опуб. 16.02.2010. Бюлл.№57(1). -6с.: ил.

2. Малый патент Республики Таджикистан № ТО 297. МПК(2006) С 01 О 9/00; Э 01 Б 9/28; Н 02 ] 3/06. Универсальный многоканальный электронный регистратор. Патентообладатель: Юлдашев З.Ш. Авторы: В Н. Карпов, З.Ш. Юлдашев, Р.З. Юлдашев, А.В. Котов, Ю.А. Старостенков, 3.3. Юлдашев, Ш.И. Мирзоев. -№0900397, заявл. 29.12.2009.: опуб. 16.02.2010. Бюлл. №57(1). -5с.: ил.

Главный специалист

Зам. директор

С^еег^Г- с- Ш-Шарипов

н-Хомидов

Н. Хомидов

Соискатель

л

З.Ш. Юлдашев

«СОГЛАСОВАНО» Ректор ФГБОУ ВПО

«УТВЕРЖДАЮ»

Начальник Государственной службы по надзору'области энергетики

V-'......эС^/^Л У!_

уфК Таджикистан

Келдиёрова Ъ.З 2012г.

о передачи научных и практических результатов диссертации Юлдашева З.Ш. на тему «Методическое обоснование повышения уровня энергообеспечения и энергосбережения в сельскохозяйственном производстве в условиях Республики Таджикистан».

Научные и практические результаты диссертационной работы Юлдашева З.Ш., выполняемой в Санкт-Петербургском государственном аграрном университете, в рамках основного научного направления «Энергосбережение», приняты к использованию в Государственную службу по надзору в области энергетики при проведении приборного энергоаудита энерготехнологических процессов промышленного и сельскохозяйственного назначения.

Объектами внедрения являются:

1. Малый патент Республики Таджикистан № Т1 370. МПК(2006) Н 02 ] 3/06. Способ энергоаудита в потребительских энергетических системах. Патентообладатель: Карпов В.Н., Юлдашев З.Ш. Авторы: В.Н.Карпов, З.Ш. Юлдашев, Н.В. Карпов, Р.З. Юлдашев. -№1000495, заявл. 20.07.2010.: опуб.23.08.2010. Бюлл. .№59(3). -7с.: ил.

2. Программа и методика контрольных испытаний по определению относительной энергоемкости работы электродвигателей, используемых в сельскохозяйственном производстве. Интеллектуальный продукт. Регистрационный номер № 019917, от 06.01.2010 г. г. Душанбе. -С.25.

3. Малый патент Республики Таджикистан №Т1 362. МПК(2006) О 01 Ь 3/24. Стенд для определения энергетических параметров электродвигателя. Патентообладатель: Юлдашев З.Ш. Авторы: В.Н. Карпов, З.Ш. Юлдашев, Р.З. Юлдашев. -№1000455, заявл.24.03.2010.: опуб.09.08.2010.

Бюлл.№59(3). -5с.: ил.

Зам. директор

С. Ш.Шарипов

Главный специалист

Н. Хомидов

Соискатель

З.Ш. Юлдашев

Ассоциация энергетиков Республики Таджикистан

Ассотс и атсияи э нергетик^ои ЙУМ р и и Т04 и ки сто н

Респ^икаТаджикистан, г Душанбе ул. Ак Раджабовых 31 Теп ([phone] JP

Акт

о передаче научных и практических результатов диссертационной работы Юлдашева Зарифджана Шарифовича на тему «Методическое обеспечение повышения уровня энергообеспечения и энергосбережения в сельскохозяйственном производстве в условиях Республики Таджикистан».

Научные и практические результаты диссертационной работы Юлдашева З.Ш., выполняемой в Санкт-Петербургском государственном аграрном университете, в рамках основного научного направления «Энергосбережение», в соответствии с Постановлением Правительства РТ «О некоторых мерах по экономному использованию электрической энергии» от 31 августа 2009г. № 492; Законом Республики Таджикистан «Об энергосбережении» от 10 мая 2002 г. №260; Постановлением Правительства Республики Таджикистан «О государственной службе по надзору в области энергетики» от 3 апреля 2007г. № 180; Постановлением Правительства Республики Таджикистан «О нормировании расхода тепловой и электрической энергии в народном хозяйстве РТ» от 31 декабря 1997г. № 572; Указом Президента Республики Таджикистан «О дополнительных мерах по экономному использованию энергии и энергосбережению» от 24 апреля 2009г. №653, по плану научно-исследовательской работы СПбГАУ на период 2005-2015 гг. приняты АССОЦИАЦИЕЙ ЭНЕРГЕТИКОВ ТАДЖИКИСТАНА к использованию при проведении занятий (курсов) повышения квалификации специалистов-энергетиков по вопросам энергосбережения и энергетического аудита в АПК.

Объектом передачи являются следующие малые патенты Республики Таджикистан по возобновляемым источникам энергии, способы диагностики и энергоаудита в потребительских энергетических системах и программы и методики ио энергоресурсосбережению в энергетических установках:

1. Малый патент №TJ370. Республика Таджикистан. МПК(2006) Н 02 J 3/06. Способ энергоаудита в потребительских энергетических системах./ Патентообладатель: Карпов В.Н. и Юлдашев З.Ш. Авторы: В.Н. Карпов, З.Ш. Юлдашев, Н.В. Карпов, Р.З. Юлдашев. -№1000495, заявл. 20.07.2010.: опуб. 23.08.2010. Бюлл.№59(3).-7с.: ил.

2. Малый патент №TJ266. Республика Таджикистан. МПК(2006) А 03 В 1/02. Передвижное ветроэнергетическое устройство комбинированного типа./ Патентообладатель: Карпов В.Н. и Юлдашев З.Ш. Авторы: В.Н. Карпов, З.Ш. Юлдашев и др. -№ 0900324, заявл. 16.06.2009.: опуб. 05.10.2009. Бюлл.№57(1). -6с.: ил.

3. Малый патент №TJ362. Республика Таджикистан. МГЖ(2006) G 01 L 3/24. Стенд для определения энергетических параметров электродвигателя./ Патентообладатель: Юлдашев З.Ш. Авторы: В.Н. Карпов, З.Ш. Юлда-шев, Р.З. Юлдашев,- №1000455, заявл. 23.04.2010.: опуб. 09.08.2010. Бюлл. №59(3). -5с.: ил.

4. Малый патент №TJ425. Республика Таджикистан. МПК (2006) Н 02 J 3/06. Способ диагностики состояния энергетических элементов./ Патентообладатель: Карпов В.Н. и Юлдашев З.Ш. Авторы: В.Н. Карпов, З.Ш. Юлдашев, Х.С. Ниёзов, Р.З. Юлдашев. -№1000531, заявл. 02.11.2010.: опуб. 18.05.2011. Бюлл.№62(2).-7с.: ил.

5. Программа и методика контрольных испытаний по определению относительной энергоемкости работы электродвигателей, используемых в сельскохозяйственном производстве./ В.Н. Карпов, З.Ш. Юлдашев, Р.З. Юлдашев.// Свидетельство о регистрации интеллектуального продукта № 0199TJ, 06.01.10. Республика Таджикистан, г. Душанбе. -25 с.

6. Программа и методика проведения энергетических обследований предприятий и организаций в АПК./ В.Н. Карпов, З.Ш. Юлдашев, Р.З. Юлдашев.// Депонирована в Национальном патентно-информационном центре Республики Таджикистан под №06(1869) от 13 апреля 2012 г. -Душанбе, 2012.-36 с.

«СОГЛАСОВАНО» Ректор ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский государствен н ы й аграрный

«УТВЕРЖДАЮ» Председатель дехканского (фермерского) хозяд£1ва «Хазрати Султон»

Хатлонской области

аджикистан \ С. Хакимов

о принятии к использованию научных и практических результатов диссертационной работы Юлдашева Зарифджана Шарифовича на тему «Методическое обеспечение повышения уровня энергообеспечения и энергосбережения в сельскохозяйственном производстве в условиях Республики Таджикистан»

Научные и практические результаты диссертационной работы Юлдашева З.Ш., выполненной в Санкт-Петербургском государственном аграрном университете, в рамках основного научного направления «Энергосбережение», в соответствии с Постановлением Правительства Республики Таджикистан «О государственной службе по надзору в области энергетики» от 3 апреля 2007г. № 180; Законом Республики Таджикистан «Об энергосбережении» от 10 мая 2002 г. №260; Постановлением Правительства Республики Таджикистан «О нормировании расхода тепловой и электрической энергии в народном хозяйстве РТ» от 31 декабря 1997г. № 572; Указом Президента Республики Таджикистан «О дополнительных мерах по экономному использованию энергии и энергосбережению» от 24 апреля 2009г. №653 приняты к использованию дехканским (фермерским) хозяйством «Хазрати Султон» Яванского района Хатлонской области Республики Таджикистан для повышения энергоэффективности используемого энерготехнологического оборудования при производстве сельскохозяйственной продукции.

Объектами передачи к использованию являются следующие разработки соискателя:

1. Программа и методика контрольных испытаний по определению относительной энергоемкости работы электродвигателей, используемых в сельскохозяйственном производстве./ В.Н. Карпов, З.Ш. Юлдашев, Р.З. Юлдашев.// Свидетельство о регистрации интеллектуального продукта № 0199TJ, 06.01.10. Республика Таджикистан, г. Душанбе. -25 с.

2. Программа и методика проведения энергетических обследований предприятий и организаций в АПК./ В.Н. Карпов, З.Ш. Юлдашев,

Р.З. Юлдашев.// Депонирована в Национальном патентно-информационном центре Республики Таджикистан под №06(1869) от 13 апреля 2012 г. -Душанбе, 2012. -36 с. 3. Малый патент №TJ266. Республика Таджикистан. МПК(2006) А 03 В 1/02. Передвижное ветроэнергетическое устройство комбинированного типа./ Патентообладатель: Карпов В.Н. и Юлдашев З.Ш. Авторы: В.Н. Карпов, З.Ш. Юлдашев и др. -№ 0900324, заявл. 16.06.2009.: опуб. 05.10.2009. Бюлл.№57(1). -6с.: ил.

Руководитель производственного участка дехканского (фермерского) хозяйства «Хазрати Султон»

/

f

X. Охунов

Консультант по производству, канд. техн. наук.

Соискатель

А- Мадалиев

З.Ш. Юлдашев

J

/рте

¡ев Б.Г

АКТ

Ыы, кикеподшсавщиеся, представитель гадедры АСХД ЛСШ Зарятщий B.C., о одной стороны и представитель СКЪ ДМ "Доздь" Челноков ВД. с другом стороны, составили на стоящий акт фан, что в соответствия с договором $ 34-2 от Iu.I2.84 кадедра АСХП изготовила измерительный кошлекс для испытании и записи параметров ILj&i "Кубаиь-Л". После проведения проверки работоспособности комплекса и проведения записей параметров измерительный коъшлекс передан заказчику СКЪ ДЩ "доздь".

Комплекс использовался при проведении испытаний 1ЩЦ "Кубань-Л" в учхозе ^Краснодарское" г.Краснодара. jJ процессе испытании с использованием комплекса была получена информация оО основных параметрах доэдевальной машины при ее работе в полевых условиях. j дальнейшем комплекс будет использован для пабора статистических данных о параметрах движения Еда.

Приложение: состав измерительиохх) кооплекса на I л.

Руководитель CH.U1 [начальник отдела & 30

.Зарищшй

^ Д. челноков

Ответственный исполнитель Яе Г .А. Коренькова

Состав передаваемых заказчику СКБ М "Доздь" элементов измерительного комплекса ИК-1М.

I. Регистрирующие приборы:

1.1. Индикатор отметок времени Н358 с напряжением питания 220В 50Гц для регистрации рабочих ходов гидроцилиндров, пройденных путей опорных тележек, поступления сигналов "коррекция" и "авария" в системе автоматики ШДМ "Каравелла"

1.2. Прибор Н352 для записи сигналов датчиков отклонения

штанг прибора ПСК

4 шт,

- I шт

- 4 шт.

2. Датчики первичной информации:

2.1. Линейный потенциометр ШШ для измерения отклонения штанг ПСК Ц1ЭД направляющим тросом

2.2. Датчик давления ЫД-6Т класса точности 1,5 с верхним пределом измерения 0,6 МПа - 3 шт.

2.3. Датчик количества циклов на базе ртутного переключателя ПР-20 " 20шт-

2.4. Измеритель пути с электрическим импульсным выходным

- 16шт.

сигналом

3. Ьлок коммутации и управления ШУ

4. Блок соединительный БС

5. Ьлок подключения регистраторов ШР

6. Коммутационные элементы (кабели)

- I шт.

- I шт.

- I шт.

- I ком

Оборот справки

Краткий расчет ожидаемого годового экономического

эффекта

Экономический аффект достигается за счет уменьшения затрат труда при проведении необходимых измерений при испытании одной дождевальной машины с помощью разработанного измерительного комплекса

расчете полагаем, что при отсутствии Ж испытания проводились с помощью 8-и исполнителей (Нб=8) в течение 4-х месяцев (пг>=4х28=86дн.), а при наличии ИК - с помощью 3-х испытателей (Нн=3) в течение 18 дней (пн=18дн.). Заработная плата одного испытателя с учетом командировочных расходов составляет 280 руб. (311-980)

""Расчет ожидаемого годового экономического эффекта производится по"формуле: Эг=Пб - Пн, где Пб и Пн - соответственно приведенные затраты базового и нового средства труда.

Исходные данные для расчета

Показатели

Капиталовложение (стоимость одного ИК)