Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по техническим специальностям
На правах рукописи
Кушнир Валентина Геннадьевна
Повышение эффективности систем и технических
средств механизированного водоснабжения пастбищного животноводства
Специальность 05.20.01. - Технологии и средства механизации
сельского хозяйства
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
доктора технических наук
Оренбург - 2009
Работа выполнена в ФГОУ ВПО Оренбургский государственный аграрный университет и Костанайском государственном университете
им. А.Байтурсынова
Научный консультант Ц доктор технических наук, профессор
Константинов Михаил Маерович
Официальные оппоненты - | академик РАСХН, доктор экономических наук, профессор Морозов Николай Михайлович; |
доктор технических наук, профессор Квашенников Василий Иванович | |
доктор технических наук, профессор овчиков Александр Петрович |
Ведущая организация - | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) |
Защита состоится 30 января 2009 г. в 1000 часов на заседании диссертационного совета Д220.051.02 при ФГОУ ВПО Оренбургский государственный аграрный университет по адресу: 460795, г.Оренбург,
ул. Челюскинцев, 18. , корпус мехфака, ауд.500
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО Оренбургский государственный аграрный университет
Автореферат разослан л28 декабря 2008 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета М.М. Константинов
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Вековой опыт и международная практика показывают, что пастбищное животноводство- одна из самых рентабельных отраслей в производстве животноводческой продукции. Анализ показывает, что затраты на ее производство на 40-50% меньше, чем в условиях ограниченного содержания животных.
Пастбища можно использовать с наибольшим эффектом для развития отгонного животноводства только при наличии достаточного количества воды. В силу этого проблема обеспечения водой потребителей была и остается самой важной, причем капитальные вложения, направленные на обводнение и освоение пастбищ, окупаются в два раза быстрее, чем в других отраслях сельского хозяйства.
В улучшении обеспечения населения мясом, молоком, шерстью важная роль принадлежит дальнейшему развитию отгонного животноводства, которое по сравнению с производством указанной продукции на фермах имеет ряд преимуществ: продукция, получаемая в условиях пастбищ, более дешевая и требует меньших затрат труда; заготовка кормов в большинстве случаев исключается, так как животные в течение весенне-осеннего периода добывают их сами.
В решении поставленных правительством задач по развитию пастбищного животноводства, наряду с улучшением кормоемкости пастбищ, важную роль играет система механизированного водоснабжения. Механизация водоснабжения решает, по меньшей мере, три основные задачи: позволяет увеличить количество животных, выпасаемых в конкретных условиях, способствует повышению их продуктивности и высвобождает значительное количество обслуживающего персонала, занятого снабжением животных водой. Оптимальное решение этих задач возможно только на научной основе.
Разработка рациональных систем и технических средств механизированного водоснабжения пастбищного животноводства тесно связана с дефицитом и специфичностью энергетического обеспечения систем механизации. Для обеспечения энергией водоподъемных установок на водопойных пунктах, расположенных на обширной территории пастбищ, большая часть которых обводняется малодебитными шахтными колодцами глубиной до 30 м и более, в большинстве случаев нельзя ориентироваться на использование электрической энергии от централизованных источников или на широкое применение двигателей внутреннего сгорания. В связи с этим необходимы научно обоснованные рациональные и оптимальные системы механизированного водоснабжения (СМВ). Научные исследования и разработки, выполненные в рамках решений данной проблемы, являются основой диссертационной работы, которая соответствует заданию раздела федеральной программы по научному обеспечению АПК РФ: шифр 01.02. Разработать перспективную систему технологий и машин для производства продукции растениеводства и животноводства на период до 2015 г. Межведомственной координационной программы фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса Российской Федерации на 2001-2005 гг., одобренной Президиумом Российской Академии сельскохозяйственных наук 18 октября 2001 г. и тематическим планам НИР ОГАУ
Научное значение работы. Состоит в обосновании методов и технических средств, направленных на повышение надежности, эффективности функционирования систем механизированного водоснабжения; решение задач рационального сочетания основных, резервных и дополнительных средств водоподъема для стабильного функционирования в условиях пастбищного животноводства.
Научно-техническая гипотеза. В качестве гипотезы положены теоретические разработки автора и сформулировано предположение о возможности построения СМВ на основе принципов системности, адаптивности и оперативных оценок их экономической эффективности, в соответствии с которыми повышение качества готовой продукции и снижение эксплуатационных затрат может быть достигнуто за счет изменения структуры и режимов работы объекта.
Цель исследования. На основе многоуровневого системного подхода обосновать ресурсосберегающие параметры и режимы работы технических средств рациональных систем и технических средств механизированного водоснабжения пастбищного животноводства.
Объект исследования. Процесс механизированного водоподъема из закрытых, малодебитных источников и гарантированного водоснабжения пастбищного животноводства.
Предмет исследования. Закономерности взаимосвязей элементов в системе механизированного водоснабжения и их эффективного функционирования.
Задачи исследования.
1. Обосновать и разработать классификацию районирования территории пастбищ применительно к системе механизированного водоснабжения с использованием малодебитных источников по наиболее характерным признакам.
2. Выполнить анализ характеристик, структур и специфических особенностей построения и функционирования СМВ, обосновать основные параметры водоподъемного оборудования и технических требований к его элементам.
3. Теоретически обосновать режимы работы малодебитных шахтных колодцев, методы повышения коэффициента водоотдачи для гарантированного обеспечения животных водой и эффективной работы технических средств в системе механизации водоподъема.
4. Разработать математическую модель и определить основные параметры элементов системы механизированного водоподъема и обосновать варианты резервирования, сформулировать целевую функцию (критерий оптимальности), позволяющую решать задачи проектной и оперативной оптимизации по технико-экономическим показателям.
5. Провести теоретические и экспериментальные исследования различных систем механизированного водоснабжения и обосновать наиболее приемлемый вариант для конкретных условий пастбищ.
6. Дать технико-экономическую оценку различных систем механизированного водоснабжения при использовании малодебитных источников.
Методология и методика исследований. Научно-методологической основой исследований, разработки и оптимизации СМВ является системотехнический подход. Методологически осуществление этого подхода выражается в создании СМВ, построение которых состоит из анализа теоретических и информационных аспектов проектирования и управления, учитывающих специфику конкретных объектов. В работе использованы следующие системотехнические и математические методы: системного анализа, математического моделирования, теории систем, теории управления, теории вероятностей и математической статистики. Результаты теоретических исследований подтверждены экспериментальной проверкой на физических моделях, лабораторных и опытно-производственных установках. Сходимость результатов теоретических и экспериментальных исследований составила не менее 90%, погрешность опытов - не более 5%. Обработка результатов экспериментальных исследований осуществлялась на ПЭВМ с использованием пакетов программ Statistica, MathCAD, Excel. Достоверность результатов работы подтверждается сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований.
Научную новизну исследования составляют:
- разработанная система технических средств механизированного пастбищного водоснабжения на основе системного анализа, включающего основные элементы комплекса пастбище - водоисточник - энергетика - водоподъемник - потребитель;
- аналитические зависимости и закономерности притока воды в малодебитных шахтных колодцах;
- математическая модель описания процесса водообеспечения с учетом геодезических, технологических факторов и экономико-математическая модель оптимального формирования и эффективного использования систем механизированного пастбищного водоснабжения;
- рекомендации по резервированию СМВ и сервисному обслуживанию пастбищного водоснабжения при использовании малодебитных источников и определению технико-экономических показателей процесса.
- разработанные модели и методика расчета рациональных параметров водоподъемников;
- обоснованные конструктивные и режимные параметры рабочих органов ленточного водоподъемника;
- обоснованные режимы работы малодебитных шахтных колодцев, методы повышения коэффициента водоотдачи для гарантированного обеспечения животных водой и эффективной работы технических средств в системе механизации водоподъема.
Практическая ценность работы. Предложено научно-теоретическое, методическое и программное обеспечение работы, позволяющее существенно повысить функциональную надежность и эффективность систем механизированного пастбищного водоснабжения. Обобщена и развита теория и практика пастбищного водоснабжения, разработаны механико-технологические основы создания и проектирования водоподъемников, позволяющие обеспечить получение готового продукта зоотехнически требуемого качества с одновременным снижением удельной энерго- и металлоемкости в 1,4Е1,6 раза по сравнению с существующей технологией. Результаты исследований позволят ускорить разработку современного энергосберегающего оборудования для пастбищного водоснабжения.
Разработанные образцы водоподъемников прошли производственную проверку и актами хозяйственных комиссий рекомендованы к внедрению, что является основой для создания новых машин и оборудования для водообеспечения пастбищ.
Предложены рациональные системы механизированного водоснабжения пастбищ и способы их резервирования с учетом характерных признаков районирования территории пастбищ.
Разработаны рекомендации по повышению надежности, улучшению параметров элементов систем механизированного пастбищного водоснабжения.
Апробация. Основные положения работы доложены, обсуждены и одобрены на: международных научно-практических конференциях (Кокшетау, 1999г.), (Челябинск, 2004;2005гг.), (Оренбург, 2004-2008гг.), (Костанай, 2005;2006гг.), (Днепропетровск, 2005г.), (Рудный, 2005г.), межрегиональных научно-практических конференциях (Оренбург, 2000-2008г.г.); международных научных конференциях (Воронеж, 2007г.), (Москва, 2008г).
Реализация результатов исследований. Технические решения, отличающиеся существенно новизной и представляющие собой значимость для практики использованы Министерством сельского хозяйства Республики Казахстан, внедрены в сельскохозяйственных предприятиях, крестьянских хозяйствах Северного Казахстана. Рекомендации по использованию результатов в народном хозяйстве одобрены и утверждены Отделением механизации, электрификации и автоматизации РАСХН.
Разработанная методика инженерных расчетов основных параметров водоподъемников и техническая документация на их изготовление переданы в научно-конструкторские отделы ДГП ЦелинНИИМЭСХ.
Методические разработки по обоснованию основных параметров водоподъемного оборудования внедрены в учебном процессе Оренбургского государственного аграрного университета, Костанайского государственного университета, Челябинского государственного агроинженерного университета, Костанайского инженерно-экономического университета, Рудненского индустриального института. Отдельные разделы диссертационной работы используются преподавателями, аспирантами и студентами в качестве учебно-методического материала. Образцы водоподъемников изучаются студентами и слушателями факультетов повышения квалификации. Технические разработки демонстрировались и отмечены наградами Всероссийского выставочного центра.
На защиту выносятся следующие положения:
- концептуальные основы методики математического моделирования систем механизированного пастбищного водоснабжения;
- математическая модель процесса механизированного водоснабжения животных в пастбищных условиях;
- научно обоснованные рекомендации по выбору рациональной системы механизированного пастбищного водоснабжения и ее параметров;
- конструктивно-режимные параметры различных вариантов ленточных водоподъемных установок;
- рекомендации по определению оптимальных режимов работы технических средств и резервированию систем механизированного водоснабжения при использовании малодебитных водоисточников на пастбищах.
- новые технологические и технические решения по созданию водоподъемного оборудования для пастбищного водоснабжения;
- результаты энергетической и экономической оценки энергосберегающего процесса водоподъемного оборудования.
Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 54 печатных работах: монографиях, рекомендациях, учебных пособиях и 18 статьях в ведущих научных журналах РФ и РК. Новизна технических решений защищена 6 патентами на изобретение.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка использованной литературы из 308 наименований, изложена на 317 страницах машинописного текста, содержит 62 рисунка, 21 таблицу и приложения.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность проблемы, сформулированы цели и задачи, обоснованы объект, предмет исследования, представлены научная новизна, практическая ценность, апробация работы, реализация результатов научной работы, изложены основные положения, выносимые на защиту.
В первой главе Состояние проблемы. Цель и задачи исследования отмечаются основные условия и особенности водоснабжения на отгонных пастбищах, охарактеризованы пастбищные и водные ресурсы Северного Казахстана, определены основные варианты использования и водообеспечения пастбищ, приведена динамика поголовья животных (Рис.1).
Рис.1-Динамика поголовья основных сельскохозяйственных животных в Северном Казахстане
Приведен анализ существующих способов, технологий и технических средств водоснабженния животных в пастбищных условиях, выделено перспективное направление.
Основные положения водоиспользования рассматриваются в трудах Г.С. Гумарова, Р.Г. Гусейнова, С.Н. Гусева, В.В. Дацыкова, А.И. Завражного, В.Д. Забелина, Р.Н. Каплана, Х.К. Карешева, Н.А. Карамбирова, В.И. Квашенникова, Г.В. Копанева, В.Н.Кунина, М.М. Кундзич, М.В. Луговского, А.П. Мовсисянц, Н.М. Морозова, B.C. Оводова, С.В. Рыжова, В.М. Соколова, Л.Е. Тажибаева, С.Т. Тлеубергенова, Е.М. Фатеева, О.Б. Хелленова, Ю.А. Цой, Я.И. Шефтера, А.А. Яковлева, и др.
В результате их изучения, критического анализа и обобщения обоснована и разработана схема использования малодебитных источников воды в пастбищных условиях.
В настоящее время в условиях пастбищ для водоснабжения применяются практически все типы насосов и водоподъемников. Однако такие их недостатки, как чувствительность к содержанию механических применсей в воде, сложность и несовершенство отдельных узлов конструкции, низкая ремонтопригодность в условиях хозяйств, сложность эксплуатации, монтажа и демонтажа, сдерживают их внедрение при подъеме воды из малодебитных источников. Использование промежуточных энергетических установок и недостанточная надежность отдельных видов снижают эффективность их использования и обусловливают ограниченность применения. Исключение составляют ленточные водоподънемники, которым никакой тип водоподъемников на пастбищах не может оказать существенную конкуреннцию. Сложившиеся организационно-экономические условия АПК России и Казахстана предъявляют к водоподъемному оборудованию определенные требования. Это простота конструкции и монтажно-демонтажных операций, надежность, несложность в эксплуатации и технническом обслуживании, возможность использования возобновляемых источнников энергии, способность длительное время работать без квалифицированнонго надзора. В настоящее время этим требованиям наиболее полно отвечают капиллярные водоподъемники ленточного типа.
Представленные в главе структурные схемы систем механизированного водоснабжения пастбищ, общий анализ капиллярных водоподъемников и их конструктивно-технологических схем позволяют определить область применения ленточных водоподъемников при решении проблемы гарантированного, механизированного водоснабжения пастбищ.
Во второй главе Теоретические основы повышения эффективности систем механизированного водоснабжения теоретически обоснованы предпосылки и пути повышения эффективности механизированного водоснабжения пастбищ.
В рассматриваемой системе сезонного пастбищного содержания животных предполагается использование научно обоснованной системы машин, направленной на эффективное ее использование при наименьших приведенных затратах, где существенную роль определяет рациональное водоснабжение животных.
Валовое производство продукции животноводства определяется по выражению:
П = Nж Рж nк kн + П, (2.1)
где Nж - поголовье животных;
Pж - суточная продуктивность животных при существующей системе водоснабжения;
nк - количество календарных дней пастбищного периода;
kн - коэффициент, учитывающий неравномерность продуктивности животных;
П - дополнительная продукция.
Количество полученной дополнительно продукции за пастбищный период равно:
ΔП = Псп + Првп, (2.2)
где Псп - продукция, полученная в результате своевременного поения животных;
Првп - продукция, полученная в результате рационального размещения водопойных пунктов на пастбищах.
Максимальный выход основной продукции можно получить в результате организации нормального и своевременного поения животных путем уменьшения поломок и неисправностей элементов системы водоснабжения и представить как функцию надежности работы системы:
ΔПп = f(Нсв); f(Кг), (2.3)
где Нсв - надёжность работы системы водоснабжения, включающая влияние дебита водоисточника и подъема воды;
Кг - коэффициент готовности технологического оборудования.
Следовательно, затраты на водоснабжение животных целиком переносятся на себестоимость животноводческой продукции и составляют 27-32%, оказывают существенное влияние на ее величину. Таким образом, себестоимость продукции животноводства можно уменьшить за счет снижения затрат на водоснабжение животных в пастбищных условиях, с одной стороны, а с другой стороны, они оказывают существенное влияние на биологическое звено системы.
С учетом имеющейся информации и специфики решаемой проблемы разработана логическая структурно-композиционная инвариантная схема обеспечения водоснабжения пастбищ (рис.2)
Рис. 2 - Структурно-композиционная инвариантная схема обеспечения водоснабжения пастбищ: 1-при доставке воды по трубопроводу; 2- при доставке воды мобильным средством; 3- при использовании местного водоисточника с достаточным дебитом; 4- при использовании местного водоисточника с малым дебитом
В состав БТС при различных способах водоснабжения входит совокупность различных элементов, которые являются средствами достижения результата (реализации) производственного процесса. Каждый выделенный элемент дает обобщенное представление о реальных объектах, реализующих строго определенную функцию.
Внешней средой выступает подсистема кадрового (Кп), материального (Мп), информационного (Ип) и энергетического (Эп) обеспечения системы.
На основании логического анализа рассматриваемых вариантов можно сформулировать следующее заключение: процесс водоснабжения осуществляется механизированной системой водоснабжения (МСВ), которая представляет совокупность выделенных подсистем и элементов, определяемых локальными свойствами (характеристиками), которые подлежат исследованию.
Учитывая, что любой технический элемент водоподъемного механизма в процессе синтеза представляется в виде иерархии информационных моделей, на базе наиболее распространённых схем уровней возможно, описать жизненный цикл изделия от технической функции до технического решения (рис. 3).
Рис. 3 - Блок-схема моделирования процесса водообеспечения
Таким образом, речь идёт о реальном проведении априорной оценки функциональных элементов водоподъемных механизмов по определённым критериям, что позволит в случае необходимости повторить процесс синтеза модели, избегая ошибок уже на начальном этапе поиска технического решения.
Испытание водоподъемного оборудования в производственных условиях не всегда доступно и достоверно, так как оказывает отрицательное воздействие на качество воды и через него на биологический объект - животное, снижая продуктивность, вызывая заболевания. Использование вычислительной техники представляет возможность избегать жестких производственных экспериментов и использовать вычислительные ресурсы современных ЭВМ в моделях высокой степени сложности.
Чтобы исключить при создании водоподъемного оборудования жёсткий производственный эксперимент, во время проведения научно-исследовательских работ использовалось математическое моделирование.
Построение математической модели процесса механизированного водоснабжения животных начинается с описания процесса подъема воды. В большинстве случаев удовлетворительные результаты дает аппроксимация этого процесса отрезками прямых.
Разобьем на периоды роста интенсивности притока воды и тогда массу поднимаемой воды определим по формуле:
, (2.4)
где mВ(t) - подъем воды, м3/с;
В, Воп - значение притока воды в период её наибольшей интенсивности и при снижении последней, м3/с;
t1,t2,t3 - периоды роста интенсивности притока воды, его максимального значения и снижения, с;
τ1(t)- единично-ступенчатая функция
Для построения модели достаточно рассмотреть процесс в интервале от 0 до t3.
За геометрическую модель доли водоприемной части колодца примем полусферу радиусом R, колодец представим как цилиндр диаметром dк с каналом водоподъема воды в виде цилиндрического отверстия диаметром dв Уровень Н жидкости в водосборнике изменяется от до R.
Значение Н зависит от объема воды в водосборной емкости, и для установления этой зависимости необходимо (принимая Н за неизвестную) найти корни уравнения: ,
где V - объем воды в водосборной емкости, м3.
Решив это уравнение, получим:
. (2.5)
Объем воды есть функция времени, следовательно, уровень Н(V) также есть функция времени. При водоснабжении уровень воды постоянно меняется в зависимости от объема её поступления и водоподъема. Поскольку течение воды в водоподъемном канале имеет ламинарный режим, её поднимаемый объем можно представить как функцию от Н:
, (2.6)
где VУБ (H) - объем воды, убывающий из водосборной емкости в единицу времени, м3/с;
рВК - внутреннее давление водоприемной части колодца, Па;
рВП - внутреннее давление водоподъемного канала, Па.
Таким образом, используя приведенные выражения, можно найти рекомендуемое внутреннее давление водоподъемного канала рВП. Однако параметр рВП характеризует не общее внутреннее давление водоподъемного канала внутри подъемного канала, а лишь его часть, так как воздействие, оказываемое этим давлением, обусловливает силу подъема воды из водоприемной части колодца и продвижения её по каналу. Следует также отметить, что dВ канала водоподъема - величина условная и зависит от многих физических и механических переменных.
Определить значение рВП при проектировании водоподъемных установок с регулируемым внутренним давлением водоподъемного канала можно исходя из равенства объемов воды, убывающей из водосборной емкости и поступающей в нее. При этом уровень Н остается постоянным, и его легко определить.
При проектировании водоподъемной установки с постоянным внутренним давлением водоподъемного канала необходимо использовать соотношение
VУБ =VB max , где VB max - объем воды, поступающий в водосборную емкость в единицу времени в период максимальной интенсивности притока воды.
Как указано выше, величина рВП является частью внутреннего давления водоподъемного канала. Чтобы оценить полное значение этого давления, необходимо описать некоторые стороны процесса движения воды по водоподъемному каналу. Если принять, что вода движется только в момент движения рабочего органа водоподъемника, и промежутками между этими движениями пренебречь, то, учитывая, что водоподъем в основном определяется условно-периодической работой, можно утверждать, что в интервале времени, соответствующем росту интенсивности водоподъема, вода движется с определенным ускорением а1, вектор которого направлен в сторону, противоположную движению.
Силу трения, возникающую между водой и водоканалом, Н можно определить:
, (2.7)
где μ- коэффициент трения;
L(t)- длина водоканала, м;
Т - его толщина, м;
dK(t)-диаметр колодца, м;
dBK- диаметр внутренней части водоподъемного канала, м.
Функция dK(t) определяет диаметр колодца при водопритоке, ее можно найти экспериментально. В интервале [t1; t2] можно считать, что вода движется равномерно, тогда:
, (2.8)
где рК - общее внутреннее давление в водоканале, Па;
SК - площадь поперечного сечения внутренней части водоканала, м2; m - масса подвесной части водоподъемника, кг;
FПВ - сила притока воды, пропорциональная рВП , Н;
FТР - сила трения возникающая между водой и водоканалом, Н.
Для упрощения расчетов можно принять, что сила трения постоянна (хотя реально, согласно уравнению 2.7, из-за увеличения длины водоканала она незначительно растет). На этом участке допустимо силу трения приравнять к ее статическому значению и исходя из этого определить внутреннее давление рК в водоканале.
Интервал [t2; t3] характеризуется движением воды с ускорением а2, тогда величина L(t) может быть описана следующим образом:
(2.9)
здесьHB - начальная скорость движения воды по водоподъемному каналу, равная:
, (2.10)
где tB - время, прошедшее с момента движения рабочего органа водоподъемника до начала действия силы трения, возникающей при движении воды по водоподъемному каналу, с;
pHB- начальное внутреннее давление в канале, Па.
Из приведенных выше уравнений найдем ускорение:
, (2.11)
где
Величины рК и FПВ могут быть как постоянными (для водоподъемников с постоянным внутренним давлением), так и зависеть от времени (для водоподъемников с регулируемым внутренним давлением). Сила FПВ пропорциональна рВП. Характер изменения величины рК можно задавать с учетом влияния этого параметра на эффективность водоснабжения животных (в границах максимального и минимального значений). Следовательно:
(2.12)
где pИВ - внутреннее давление в период интенсивного водоподъема, Па; pHB - начальное внутреннее давление в канале, Па; pM - внутреннее давление при малом водоподъеме, Па.
Выбрав начальные значения pИВ, pHB и pM , можно определить скорость воды в точке t1:
(2.13)
Постоянная интегрирования С1 определяется для следующих начальных условий: t=0; НВ (t)=НВ.
Далее находят среднее ускорение а1ср и перемещение S1 воды по водоподъемному каналу в интервале [0; t1]:
, (2.14)
. (2.15)
Поскольку принято, что в период максимальной интенсивности водоподъема вода движется равномерно, то её перемещение по водоподъемному каналу:
. (2.16)
Используя приведенные выражения, находим ускорение а2:
. (2.17)
В такой же последовательности находим скорость воды в точке t3 и длину её перемещения по водоподъемному каналу в период окончания работы:
, (2.18);
. (2.19)
Постоянную интегрирования С2 в этом выражении определяем для начальных условий
t=t2; 2(t)=1(t1) .
Общая длина перемещения воды по водоподъемному каналу за период [0; t3]:
S = S1 + SРП + S2 . (2.20)
Сформулирована задача оптимизации длины водоподъемного канала и дебита водоисточника, в которой необходимо найти значения параметров m, μ, Т, dВК, pНВ, рИВ, pМ при определенных ограничениях на них и допуски на эти параметры.
Результатом решения задачи является оптимальный план, компонентами которого служат определения конструктивно-режимных параметров водоподъемного оборудования, на основе чего появляется возможность создания качественно новых технических средств, обладающих максимальным соответствием зоотехническим требованиям и высокой экономической эффективностью водоснабжения животных применительно к условиям пастбищ и их особенностям.
В третьей главе Районирование пастбищ применительно к системам механизированного водоснабжения основные признаки пастбищ классифицированы и районированы применительно к СМВ. Приводятся технико-эксплуатационные параметры машин и оборудования СМВ, которые обеспечивают высокую эффективность использования их в условиях различных районов. Водоподъемные агрегаты, установленные без учета данных районирования, значительную часть времени не используются или не обеспечивают ожидаемый экономический эффект.
Рис. 4 - Районирование пастбищ применительно к системе механизированного
водоснабжения.
Районирование пастбищ применительно к СМВ разработано на основе классификации факторов, влияющих на параметры водоподъемно-энергетических установок, их эксплуатацию и техническое обслуживание.
Суточное водопотребление. Объем его зависит в основном от нормы водопотребления животными в сутки и поголовья скота, находящегося на водопойном пункте, и определяется по формуле:
Вс = bn / 1000 + x / 1000 м3, (3.1)
где b - норма водопотребления в сутки, л;
nЦ поголовье скота на водопойном пункте;
х - расход воды на хозяйственные нужды на водопойном пункте, л.
При сезонном использовании пастбищ объем воды, потребляемый поголовьем, определяется по формуле:
Всез = Тсез (bn / 1000 + x / 1000) м3, (3.2)
где Тсез - число дней в сезоне.
Суммарное водопотребление на пастбищах круглогодового использования для одного водопойного пункта рассчитывается по формуле:
Вг = 0,001 (Всезв + Всезл + Всезо + Всезз) м3, (3.3)
где индексы: в, л, о, з - времена года (весна, лето, осень, зима).
Для районирования территории пастбищ по параметрам водоисточников изучены и обобщены данные по глубине, дебиту, высоте слоя воды и объему наполнения водосборной части. В результате построена диаграмма распределения основных параметров водоисточников на пастбищах (рис. 5).
Рис. 5 - Диаграммы распределения основных параметров водоисточников на пастбищах: nкЦколичество водоисточников,%; НкЦглубина водоисточников, м; q-дебит водоисточников, м3/сут; hсл-высота слоя воды в водоисточниках, м; Vв-объем водоприемной части водоисточников, м3
Наряду с другими факторами эффективность работы системы механизированного водоснабжения определяет оптимальный режим работы водоподъемника и водоисточника с малым дебитом. Такой режим устанавливается в том случае, если известны технические параметры водоподъемного устройства, дебит, глубина и толщина слоя воды, объем водосборной части водоисточника. Наиболее сложную связь параметра водоисточника имеет его текущий дебит, зависящий, в первую очередь, от максимального дебита и статического уровня воды.
Текущий дебит шахтного водоисточника в первом приближении можно определить так:
, (3.4)
где R - обратное значение удельного дебита водоисточника;
Нс, Нд Цсоответственно статический и динамический уровень воды в источнике, м.
Если , то .
Принимая , запишем уравнение (3.4) так:
qi = qм (1 - h) . (3.5)
Если приток qi рассмотреть за время τ, то qi τ = W = S H, отсюда
, (3.6)
где S - площадь водоприемной части водоисточника, м2.
Принимая, что , умножив и разделив уравнение (3.6) на величину статического уровня воды Нс, получим:
, (3.7)
где Wм = SHсЦ максимальное наполнение водоприемной части, м3 .
При совместном решении уравнений (3.5) и (3.7) получим:
. (3.8)
При делении полученного равенства на максимальный часовой дебит водоисточника qм получим: или
Если , то .
Отношение обозначим через у, тогда:
1 - h = у . (3.9)
Дифференцируя уравнение (3.9) относительно у, имеем: dу = - dh или ,
отсюда: . Интегрируем: .
В результате решения получаем: t = -lnу + C, а после некоторых преобразований:
у = уо е-t (3.10)
Значение уо при t = 0, равно
у0 = 1 - hо . (3.11)
При совместном решении уравнения (3.9) и (3.11) получим:
1 - h = (1 - hо) е-t . (3.12)
Учитывая, что и .
После подстановки имеем: .
Умножая обе части равенства на Но , получим:
Нс - Нд = (Нс - Но) е-t или Нд = Нс - (Нс - Но) е-t .
Зная, что , получим уравнение для определения динамического уровня воды в водоисточнике:
Нд = Нс - (Нс - Но) е-t , (3.13)
где Но - минимальный уровень воды в водоисточнике, при котором водоподъемная установка уже не может работать.
С помощью уравнения (3.13) можно определить динамический уровень воды в водоисточнике для любого времени t, если известен максимальный часовой дебит qм и максимальное наполнение Wм.
На рис. 6 представлен график Нд = f (t) для различных значений Нс - статического уровня воды, из которого видно, что динамический уровень воды в водоисточнике Нд в начале наполнения водоприемной части растет интенсивно, а затем замедляется при приближении к статическому уровню Нс. График позволяет определить Нд для любого времени суток.
Если правую и левую части уравнения (3.13) умножить на S, то получим:
Нд S = Нс S - (Нс S - Но S) е - (qм / Wм) t ,
где Нд S=Wд Цтекущее наполнение водоприемной части водоисточника,м3;
Но S = Wо - остаточный объем воды, который водоподъемник не может поднимать, м3.
Рис. 6 - Изменение динамического уровня воды в водоисточнике: для кривой 1 - Нс = 0,8 м; для кривой 2 - Нс = 1,2 м; для кривой 3 - Нс = 1,6 м; для кривой 4 - Нс = 2 м; для кривой 5 - Нс = 3 м; для кривой 6 - Нс = 6 м
Подставляя эти значения в уравнение, имеем:
Wд = Wм - (Wм - Wо) е - qм / Wм. (3.14)
Для практического использования проведены расчеты по определению Wд в зависимости от qм, Wм, t.
Совместное решение уравнений (3.5) и (3.12) дает:
qi = qм (1 - Но / Нс) е - (qм / Wм) t . (3.15)
По уравнению (3.15) можно определить текущий дебит водоисточника в зависимости от максимального часового притока воды qм, статического уровня воды в водоисточнике Нс и времени t. Для различных значений qм, Нс и t произведены расчеты, и полученные данные приведены на рис. 7.
Рис. 7- Изменение текущего дебита водоисточника:
1Ц qм = 0,8⋅10-4 м3/c, Нс = 0,8 м; 2 - qм = 0,8⋅10-4 м3/c, Нс = 6,0 м; 3 - qм =1,9⋅10-4 м3/c, Нс = 0,8 м; 4 - qм = 1,9⋅10-4 м3/c, Нс = 6,0 м;5 - qм = 3,5⋅10-4 м3/c, Нс = 0,8 м; 6 - qм = 3,5⋅10-4 м3/c, Нс = 6,0 м
По уравнению (3.15) определен также текущий дебит водоисточника в зависимости от h = Нд / Нс (рис. 8).
Рис. 8 - Влияние относительной толщины слоя воды на величину дебита:
1- qм = 0,8⋅10-4 м3/c; 2 - qм = 1,9⋅10-4 м3/c; 3 - qм = 3,5⋅10-4 м3/c.
Уравнение для определения притока воды в водоисточнике при работе водоподъемного агрегата:
qi - Q = S Нс dh / dt, (3.16)
где Q - подача водоподъемной установки, м3/ч.
Подставляя значения qi из уравнения (3.5) в уравнение (3.16) и зная, что h=Нд/Нс, получим:
qм (1Цh)Ц Q = SНс dh/dt = Wм dh /dt. (3.17)
Разделив на qм , будем иметь:
, если = К = const,
тогда 1 - h - К = или
у = 1 - h - К . (3.18)
При t = 0 уравнение (3.18) имеет вид:
У0 = 1 - h0 - К. (3.19)
Совместное решение уравнений (3.10), (3.15) и (3.19) дает:
1 - h - К = (1 - h0 - К) е Цt или
1 - h = К + (1 - h0 - К) е Цt . (3.20)
Решая уравнения (3.5) и (3.19) совместно, получим:
qi = qм [К - (1 - h0 - К)] е Цt.
Подставляя значения К, h0 и t, найдем уравнение текущего притока воды в водоисточнике:
. (3.21)
Сравнение расчетных данных с экспериментальными подтвердило правильность выведенного уравнения по определению qi в зависимости от qм, Нс и t.
При совместной работе системы шахтный водоисточник - водоподъемная установка возможны следующие варианты: запас воды в водоприемной части больше суточного потребления, то есть Wм > Вс Кнер, в этом случае проводится одноразовая откачка воды (первый режим); при Wм < Вс Кнер, после откачки запаса воды при больших значениях притока можно, не прерывая работы установки, поднимать недостающее количество воды (второй режим); Wм < Вс Кнер и текущий приток воды имеет небольшую величину, следует поднимать воду с перерывами, за время которых в колодце будет накапливаться необходимое количество воды (третий режим) (рис. 9).
Рис. 9 - Варианты совместной работы водоподъемника и водоисточника
при различных расходах воды
Опыт эксплуатации водоисточников показывают, что наиболее эффектив-ным является первый режим. В случае одноразовой откачки выбирается необходимое количество воды. Работа установки в этом случае хорошо согласуется с графиком водопотребления.
Производительность ветронасосных установок зависит не только от запаса воды в водоисточнике, но и от периодичности рабочих скоростей ветра. Несмотря на это, весьма выгодно использовать их на водопойных пунктах, где Wм > Вс Кнер (рис. 10).
Рис. 10 - Характерный режим работы ветроустановки и водоисточника в зависимости от скорости ветра: 1,3,5 - не рабочие периоды ветроагрегата; 2,4,6 - рабочие периоды
Основные режимы работы системы водоподъемник - водоисточник исследованы в производственных условиях пастбищ, результаты рекомендованы для экспериментального определения дебитов шахтных водоисточников.
Для установления обоснованности и уровня надежности предлагаемых расчетных методов проведено экспериментальное изучение дебита шахтных водоисточников, где на основе сопоставления результатов расчетов и экспериментов установлено их полное совпадение, что послужило основой разработки малодебитных водоисточников.
Дебитом водоисточника принято считать количество воды, откачиваемого в единицу времени при установившемся динамическом уровне (когда приток воды равен ее расходу). Однако у малодебитных водоисточников с незначительным статическим уровнем воды определение дебита указанным методом затруднено.
В этом случае из описанных методов наиболее приемлемым для определения дебита малодебитных водоисточников является измерение притока воды с помощью самописца уровня.
Полученные количественные значения на ленте послужили исходными данными по подсчету количества воды, поступившей в водоисточник за текущее время, после очередной откачки. Приток воды в первом водоисточнике с увеличением Нд снижается значительно, а во втором водоисточнике - медленно (рис. 11). Это объясняется разностью напоров водоносных пластов и фильтрацией воды в водоисточниках.
Рис. 11 - Изменение дебита и наполнения водоприемной части водоисточника: 1к и 2к - номера водоисточников
При интенсивном притоке воды в водоисточник (например, первый водоисточник) для удовлетворения потребителей на водопойном пункте недостающую воду можно поднимать, продолжая работу водоподъемника на текущем дебите или повторной откачкой после накопления необходимого объема (запаса). Такой режим определяется природными условиями водоносного горизонта и принятой схемой механизированного водоснабжения на конкретном водопойном пункте.
На примере КХ Крысин В разработан и испытан рациональный режим работы водоподъемников и шахтных водоисточников. Нами установлено, что целесообразнее и выгоднее эксплуатировать такую систему водоподъемник - водоисточник с перерывами (режим 3).
На рис. 12 и 13 приведены сравнительные данные (фактические и расчетные) по текущему дебиту qi = f(t), текущему запасу водоприемной части Wgi = f(t) и динамическому уровню Нgi = f(t).
Рис. 12 - Сравнение расчетных и экспериментальных данных по динамическому уровню воды в водоисточнике: - экспериментальные; расчетные.
Рис. 13 - Сравнение расчетных и экспериментальных данных qi=f(t) и Wgi=f(t):
- экспериментальные; - расчетные
Анализ показывает, что кривые по всем диапазонам изменения аргумента t дают погрешности, не превышающие 10%, что не выходило за допустимые значения, приемлемые для практических расчетов систем водоснабжения.
Это еще раз подтверждает, что рациональный режим работы систем механизированного водоснабжения по зонам пастбищ республики можно выбрать путем экспериментальных данных и аналитических расчетов.
В четвертой главе Экспериментальные исследования систем механизированного водоснабжения в условиях пастбищ представлены результаты и испытания технических средств водоподъема и всей системы пастбищного водоснабжения в целом, включающей организацию процесса, эксплуатацию, техническое обслуживание, удаленность и характер транспортных связей, квалификацию обслуживающего персонала, характер энергоносителей. Наряду с этим была изучена возможность использования водоподъемников различных типов на глубоких и наливных шахтных водоисточниках.
Результатом этого раздела явилось обоснование системы эксплуатации и обслуживания, разработка технических требований к водоподъемно-энергетическим установкам, наиболее полно отвечающим условиям пастбищ, получены исходные данные для определения параметров и расчетов технико-экономических показателей систем механизированного водоснабжения и водоподъемных агрегатов.
В период производственных испытаний фиксировались время работы и простоев, причины простоев и неполадок, количество поднятой установкой и расходуемой воды, объем и характер работ по устранению неполадок, поломок, состояние смазки в узлах установки. После окончания сезонных работ с целью определения технического состояния машин проводилась заключительная экспертиза.
Для эффективного использования ветроагрегатов важное значение имеет скорость ветра Vо, при которой они начинают работать. Особенно это важно на пастбищах, где среднегодовая скорость ветра составляет от 2,5 до 4,5 м/с.
Сопоставление вычисленной и фактической повторяемости скоростей ветра для среднесезонных скоростей ветра (летнего и осеннего сезонов) дало следующие коэффициенты корреляции: для летнего сезона - 0,98, для осеннего - 0,97. Так как коэффициенты высоки, то по уравнениям, приведенным в работе, можно вычислить не только годовую повторяемость рабочих скоростей ветра, но и сезонную повторяемость.
По результатам исследований ветрового режима и расчетным данным, на значительной территории пастбищ существуют благоприятные условия для использования энергии ветра с целью механизации водоподъема из шахтных водоисточников.
Для сравнения и анализа были определены затраты энергии для различных водоподъемных агрегатов.
Таблица 1. Затраты энергии для различных водоподъемных агрегатов.
Тип водоподъемно-силового агрегата | Удельная мощность, 10-2 кВт/м | КПД | Сред- нее значе-ние КПД | |||
на 1 м высоты подъема | Сред- нее значе-ние | на 1 м создава-емого напора | Сред- нее значе-ние | |||
енточные водоподъемники | 0,065-0,45 | 0,2 | 0,75-2,8 | 1,04 | 0,10-0,65 | 0,55 |
Водоструйные насосы | 1,05-1,86 | 1,7 | 10,9-24,3 | 19,3 | 0,19-0,22 | 0,20 |
Центробежные насосы | 2,19-102,2 | 31,1 | 1,17-925,0 | 387,9 | 0,13-0,39 | 0,26 |
Винтовые насосы | 0,181-0,9 | 0,4 | 2,6-2,9 | 2,8 | 0,20-0,34 | 0,25 |
Диафрагменные насосы | 6,7 | - | 1,74 | - | 0,10-0,30 | 0,27 |
Вибрационные водоподъемники | 0,29-1,33 | 0,95 | 1,5-19,6 | 12,6 | 0,13-0,26 | 0,22 |
Пневмокамерные водоподъемники | 0,97-1,56 | 1,1 | 5,8-11,2 | 9,7 | 0,08-0,14 | 0,10 |
Поршневые насосы | 0,78 | - | 6,1 | - | 0,10-0,70 | 0,50 |
У ленточных водоподъемников наименьший расход энергии при высоком значении КПД.
В процессе работы ленточных водоподъемников основной и наиболее ответственной операцией является отвод поднятой воды с ленты, так как от этого зависит величина подачи водоподъемника и расход потребляемой энергии.
Объемная подача водоподъемника является основным показателем его работы и определяется по формуле:
Qv = S uср , (4.1)
где: S - площадь живого сечения слоя жидкости на ленте, м2;
uср - средняя скорость движения слоя жидкости, м/с.
Действительная величина объемной подачи водоподъемника определяется по формуле:
Qg = k Qv , (4.2)
где k - объемный КПД; учитывающий потери поднятой воды, обусловленные несовершенством конструкции.
Исходя из вышеизложенного, с учетом анализа существующих конструкций и исследований ленточных водоподъемников с целью повышения их подачи
предлагается применить усовершенствованный ленточный водоподъемник. Новизна его конструкции подтверждена российскими патентами и Республики
Казахстан.
Рис. 14 - Принципиальные схемы: а- усовершенствованный ленточный водоподъемник; б- поджимной ролик с прямыми поперечными ребрами; в- с извилистыми поперечными ребрами; г- с прямыми продольными ребрами; д- с V-образными ребрами
Ленточный водоподъемник работает следующим образом. Верхний барабан 1, вращаясь от двигателя 11 по часовой стрелке, перемещает ленту 3. При движении последней частицы воды за счет ее вязкости, образуя тонкий слой на поверхности ленты, увлекаются из водоисточника вверх внутренней и внешней поверхностями восходящей ветви подъемника. Под действием центробежной силы вода сбрасывается в водосборный лоток 8 с внутренней поверхности ленты 3 в зоне поджимного ролика 4. Вода на внешней поверхности восходящей ветви ленты частично вытесняется в поперечном и продольных направлениях на поджимном ролике 4 различными видами ребер 5. Остаток жидкости после прохода через поджимной ролик, опять располагаясь тонким слоем, сбрасывается при тех же условиях у верхнего барабана 1 в водосборный лоток 9. Из водосборных лотков 8 и 9 вода поступает в сборный резервуар или на потребление.
На основании опытов были построены кривые зависимости коэффициента трения скольжения μ. Оказалось, что эти зависимости носят весьма неопределенный характер в данных пределах изменений параметров; возможно, что здесь сказалась недостаточная точность опытов. Исходя, из этих соображений зависимости коэффициентов трения скольжения μ от этих параметров, были осреднены и построены единые кривые. По результатам этих осредненных данных составлены графики зависимости коэффициента трения скольжения μ от скорости скольжения (интенсивности проскальзывания ленты на ведущем барабане) ϑск и массы натяжного устройства m (рис. 15 и 16) и выведена эмпирическая формула, характеризующая вид этой зависимости:
μ = а / α ϑкск есϑ/m , (4.3)
где а,к,с - константы, зависящие от прилагаемой нагрузки и условий трения;
α - угол обхвата; m - масса натяжного устройства, кг;
ϑск - скорость скольжения рабочего органа (ленты) на ведущем барабане, м/сек.
Рис. 15 - Зависимость коэффициента трения скольжения μ от скорости скольжения ϑск при угле охвата α = 1800 и усилия натяжения t: 1 - 5,5кг, 2 - 9,5кг, 3 - 13,5кг, 4 - 17,5кг, 5 - 21,5кг, 6 - 25,5кг, 7 - 29,5кг, 8Ц 33,5кг
Рис. 16 - Зависимость коэффициента трения скольжения μ от скорости скольжения ϑск при угле охвата α = 2700 и усилия натяжения t: 1 - 5,5кг, 2 - 9,5кг, 3 - 13,5кг, 4 - 17,5кг, 5 - 21,5кг, 6 - 25,5кг (снизу вверх)
С увеличением скорости скольжения ϑск коэффициент трения скольжения μ падает; при малых нагрузках t падение проявляется более интенсивно, особенно на малых скоростях скольжения. С увеличением нагрузки кривые имеют тенденцию к выпрямлению, в частности, при максимальных нагрузках они приближаются к прямым.
Снижение коэффициента трения с увеличением скорости объясняется с нашей точки зрения, сокращением продолжительности действия фрикционной связи и, соответственно, уменьшением площади касания, которая не успевает увеличиваться, пока относительная скорость скольжения равна нулю.
При увеличении скорости рабочего органа количество подаваемой воды увеличивается, но при этом возникает гидродинамическая подъемная сила, вызывающая всплывание (подъем) скользящей ленты и уменьшение контактной поверхности с ведущим барабаном.
Экспериментальные исследования по определению величины скорости ленты и коэффициента относительного скольжения в зависимости от частоты вращения ведущего барабана проводились на экспериментальной установке.
Исследованиями установлено, что в серийном водоподъемнике с увеличением частоты вращения ведущего барабана от 3,75 до 7,91 с-1 действительная скорость ленты по сравнению с теоретической понижается и максимальной разницы в 1,08 раза достигает при n = 7,91 с-1. При этом коэффициент относительного скольжения увеличивается в 2,4 раза и при n = 7,91 с-1 значение ε = 7,72%.
Анализ экспериментальной кривой 1 (рис. 17) показывает, что в серийном водоподъемнике действительная скорость ленты достигает своего критического значения υ = 6,11 м/с при частоте вращения ведущего барабана n = 7,91 с-1.
Рис. 17 - Зависимости скорости ленты и коэффициента относительного скольжения ленты от угловой скорости ведущего барабана при Нд = 4 м и Нр = 0,5 м: 1,2- скорость ленты серийного и предлагаемого водоподъемника; 3,4 - Коэффициент относительного скольжения ленты заводского исполнения и предлагаемого водоподъемников;__•__ расчетный;__*__ экспериментальный
При дальнейшем увеличении частоты вращения ведущего барабана наблюдается резкое снижение действительной скорости ленты. Это объясняется тем, что с увеличением частоты вращения барабана вода с внутренней поверхности ленты начинает затягиваться между лентой и футеровкой барабана, обуславливая неупругое скольжение ленты. В дальнейшем под действием центробежной силы инерции эта вода при изменении направления движения оказывает давление от центра барабана на ленту, что в итоге приводит к буксованию барабана, следовательно, и к резкому снижению действительной скорости ленты. Кривая 2 (рис. 17) показывает, что в предлагаемом водоподъемнике, действительная скорость ленты увеличивается с увеличением частоты вращения ведущего барабана, причем величина действительной скорости ленты меньше теоретической и при n = 9,025 с-1 разница составляет в 1,04 раза. Это свидетельствует о том, что поджимной ролик улучшает условия трения между лентой и футеровкой. Снижение скорости ленты при увеличении частоты вращения ведущего барабана выше n = 9,5 с-1 объясняется ухудшением связи между лентой и барабаном, вследствие незначительного скольжения ленты.
Экспериментальными исследованиями установлено, что в предлагаемом водоподъемнике с увеличением частоты вращения ведущего барабана от 3,75 до 9,025 с-1 коэффициент относительного скольжения увеличивается в 1,8 раза и при n = 9,025 с-1, значение ε = 4,15%.
Производительность ленточного водоподъемника определялась на различных скоростных режимах усовершенствованного ленточного водоподъемника. Опыты проводились при различных частотах вращения ведущего барабана для следующих конструктивных схем: теоретическая, заводская, с поджимным роликом с продольными прямыми ребрами, с поджимным роликом с продольными извилистыми ребрами, с поджимным роликом с поперечными прямыми ребрами, с поджимным роликом с V-образными ребрами. По опытным данным построен общий график кривых зависимостей производительности водоподъемника от скорости ленты для различных конструктивных схем ленточного водоподъемника.
Из приведенных графиков следует, что наибольшая производительность свойственна варианту 6 (Рис. 18), следовательно, за основу надо принять конструктивную схему ленточного водоподъемника, с предложенным поджимным роликом - V-образными ребрами.
Рис. 18 - Зависимость производительности водоподъемника от скорости ленты: 1Цтеоретическая конструктивная схема, 2-серийная, 3Цс поджимным роликом с продольными прямыми ребрами, 4Цс поджимным роликом с продольными извилистыми ребрами, 5Цс поджимным роликом с поперечными ребрами, 6Цс поджимным роликом с V-образными ребрами
После реализации плана многофакторного эксперимента и статистической обработки опытных данных получена математическая модель процесса подъема воды ленточным водоподъемником.
В кодированном виде математическая модель имеет вид:
у = 29,46 + 2,13Х1Ц 5,68Х2Ц 5,66Х3+ 5,01Х1Х2+ 8,30Х1Х3Ц 8,9Х2Х3Ц 3,84Х22 + 7,13Х32 .(4.4)
Поверхности отклика математической модели процесса подъема воды ленточным водоподъемником исследованы с помощью двумерных сечений, в результате чего изучены ее свойства и получены рациональные интервалы значений конструктивных параметров ленточного водоподъемника.
Представленные двумерные сечения поверхности отклика обеспечивают достоверное представление о зависимости производительности водоподъемника от скорости вращения ленты от конструктивных параметров ленточного водоподъемника, о способах и путях снижения проскальзывания рабочего органа по ведущему барабану.
Выявленные интервалы рациональных значений конструктивных параметров ленточного водоподъемника повышенной производительности использованы при настройке водоподъемника в проведении производственных испытаний.
Результаты сравнительных испытаний усовершенствованного ленточного водоподъемника с базовым ВЛМ-100А свидетельствует о том, что за счет установки поджимного ролика с V-образными ребрами производительность увеличилась до 42 %.
На рис. 19, 20, 21, представлены поверхности отклика и графики двумерных сечений функций отклика.
а) б)
Рис. 19- а) поверхность отклика характеризующая Кб в зависимости от Х1 и Х2; б) график двумерного сечения функции отклика (Y) в координатах: масса балласта на ведомом натяжном барабане (m), скорость ленты
(ϑ)
Рис. 20- а) поверхность отклика характеризующая Кб в зависимости от Х2 и Х3; б) график двумерного сечения функции отклика (Y) в координатах: масса балласта на ведомом натяжном барабане (m), расстояние поджимного ролика по горизонтали (l)
а) б)
Рис. 21- а) поверхность отклика характеризующая Кб в зависимости от Х1 и Х3; б) график двумерного сечения функции отклика (Y) в координатах: скорость ленты (ϑ), расстояние поджимного ролика по горизонтали (l) .
Анализ результатов энергетической оценки работы водоподъемника показывает, что удельная энергоемкость в 1,3 раза меньше, а коэффициент полезного действия на 11,5 % больше, чем у базового ленточного водоподъемника ВЛМ-100А.
С целью определения оптимального режима работы предлагаемых водоподъемников на основе опытных данных были построены их рабочие характеристики.
На основе анализа можно заключить, что рациональный режим работы для предлагаемого водоподъемника следует считать при скоростях движения ленты находящихся в пределах 4,5-8,5 м/с, так как при этих скоростях движения ленты, коэффициент полезного действия имеет наибольшие значения.
Рис. 22 - Рабочие характеристики предлагаемых ленточных водоподъемников: 1 - потребляемая мощность; 2 - коэффициент полезного действия; 3 - подача.
Оптимальная скорость движения ленты υ = 7,75 м/с, что соответствует максимальному к п д. водоподъемника.
В пятой главе Обоснование параметров насосно-силового оборудования для малодебитных шахтных колодцев установлено, что с технической и экономической точек зрения для различных зон пастбищ нельзя рекомендовать единую схему механизированного водоподъема, необходимо выбирать оптимальные схемы для каждого конкретного района с учетом их особенностей.
Выполненные научно-исследовательские работы показали, что на пастбищах целесообразно использовать следующие схемы механизированного водоподъема (рис. 23): 1 - стационарные водоподъемные установки с приводом от стационарных, индивидуальных энергетических средств. В этом случае стационарный водоподъемник или насос приводятся в действие с помощью механического, электрического и пневматического приводов; 2 - стационарные насосные установки с приводом от передвижной энергоустановки; 3 - передвижные водоподъемные агрегаты, установленные на транспортных средствах повышенной проходимости.
Рис. 23 - Варианты схем механизированного водоподъема
Эти схемы следует рассматривать как принципиально возможные для применения в условиях пастбищ. Однако следует рассмотреть перспективы их использования, исходя из современного уровня развития техники и экономических предпосылок.
Критерии выбора параметров установки - приведенные затраты Зпр, поскольку они учитывают комплекс технических и экономических показателей водоподъемных агрегатов. Поэтому приведенные затраты можно принять критерием выбора насосно-силового оборудования для условий пастбищ. Оптимальным считается тот агрегат, приведенные затраты которого имеют минимальную величину, то есть:
, (5.1)
где ΣЗ - суммарные эксплуатационные затраты;
ρн - нормативный коэффициент эффективности, равный 0,15.
Для обеспечения бесперебойного снабжения потребителей водой необходима высокая надежность водоподъемной установки, а также наличие в системе механизированного водоснабжения резервирующих устройств, гарантирующих заданную обеспеченность животных водой, в том числе и при выходе из строя отдельных элементов системы водоснабжения.
В пастбищном водоснабжении резервирование систем можно осуществлять в основном с помощью наземных резервуаров для запаса воды, запасных комплектов оборудования и комбинированной водоподъемной установки, работающей от ветродвигателя и теплового двигателя в одной агрегатной схеме (рис.24.). В каждом конкретном случае для выбора способа резервирования СМВ проводятся сравнительные расчеты.
Рис. 24 - Варианты резервирования систем механизированного водоснабжения
В схеме 1 механизированного водоподъема - стационарный водоподъемник с приводом от индивидуального теплового двигателя резервирование можно осуществлять с помощью наземного резервуара и резервного оборудования, предназначающихся для группы водопойных пунктов.
В случае использования комбинированной водоподъемной установки (схема 2) прослеживается возможность многовариантного резервирования СМВ - наземный резервуар, тепловой двигатель и резервное оборудование.
При использовании передвижной энергетической установки (схема 3) на группе водоисточников также можно произвести запас воды в наземном резервуаре на каждом водопойном пункте. При выходе из строя электрической части передвижной энергоустановки можно использовать в качестве водоподъемной лебедки емкость (рис25). Для критического момента имеется резервная установка.
Рис. 25 - Зависимость объема наземного резервуара от степени обеспеченности потребителей водой, Vс=2,9 м/с, Wм=8,4 м3, q1=6,5 м3/сут, q2=13 м3/сут, q3=19,5 м3/сут; 1,2,4 - q1, q2, q3 при В1=0,25q; 3,5,6 - q1, q2, q3 при В2=0,5q
Учитывая дальность расположения водопойных пунктов, зооветеринарные требования к поению овец в условиях пастбищ и малодебитность водоисточников, объем наземного резервуара определяется:
Wн = (2Е4)( Wм + qi ti + Vi) + Wнзт , (5.2)
где Wнзт - необходимый объем наземного резервуара по зооветеринарным требованиям, объем которого не ниже суточного водопотребления на данном водопойном пункте, м3.
Характер кривых Wн = f(Об) и Wн = f(t0) показывает, что их можно выразить показательной функцией типа:
Wн = а + вехОб (5.3)
Wн = а + вехto (5.4)
Для аналитического описания кривых Wн = f(В) были взяты различные типы функций. Наибольшей адекватностью может быть представлена показательная функция вида:
Wн = а(в)В . (5.5)
Коэффициенты а, в, х определяются хозяйственными, ветровыми, гидрогеологическими и другими условиями. Формулы (5.3, 5.4, 5.5) на всем диапазоне изменения аргумента характеризуются погрешностью по объему Wн, не
превышающей 10%, что приемлемо для практических расчетов(рис.26).
Рис. 26 - Зависимость емкости наземного резервуара от интенсивности ветра; q1=6,5 м3/сут, q2=13 м3/сут; 1,3 - q2, q1 при Об1=75%; 2,4 - q2, q1 при Об2=85%
Вариантные расчеты для определения схемы резервирования системы механизированного водоснабжения рассматривают резервирование воды в наземном резервуаре; работу водоподъемника от теплового двигателя в одной агрегатной схеме с ветродвигателем; резервную установку для группы водопойных пунктов и подъем воды с помощью емкости с использованием передвижной энергетической установки.
Расчеты показали, что для нормального обеспечения потребителей водой: по схеме 1 резервирование СМВ необходимо осуществлять наземным резервуаром, объем которого равен 3- 4 - суточному водопотреблению - Wн = 3Вс; по схеме 2 необходимо иметь наземный резервуар, равный 2 - суточному водопотреблению - Wн = 2Вс; по схеме 3 необходимо иметь наземный резервуар объемом, равным 4 Цсуточному водопотреблению - Wн = 4Вс.
Эффективный выбор схемы резервирования СМВ позволяет увеличить обеспеченность потребителей водой, поэтому затраты на резервирование СМВ окупаются в течение 1-1,5 лет.
В шестой главе Оценка технико-экономической эффективности систем и технических средств механизированного водоснабжения пастбищного животноводства отмечено, что для разработки рекомендаций по широкому внедрению того или иного варианта в отгонное животноводство необходимо определить технико-экономические показатели, учитывающие влияние различных факторов пастбищного содержания животных, с учетом которых разработана методика технико-экономических расчетов.
Все технико-экономические расчеты велись методом вариантности, т.е. разработано 4 варианта систем водоснабжения с различным количеством пастбищных участков. Для выбора варианта применялся метод определения сравнительной экономической эффективности. При этом сравниваемые виды были приведены к сопоставимому виду. Это обеспечивалось применением в расчетах единых укрупненных показателей капитальных вложений и действующих цен, тарифов и норм.
Рис. 27 - Экономико-математическая модель выбора оптимального варианта системы водоснабжения
Для оценки экономической эффективности систем механизированного водоснабжения и сравнения их между собой необходимо определить капитальные вложения, годовые эксплуатационные расходы и приведенные расчетные затраты. При выполнении расчетов, кроме основных, учитываются показатели затрат на их техническое обслуживание и резервирование.
При выполнении экономических расчетов рассмотрены различные варианты использования техники и организации системы механизированного водоснабжения.
По результатам расчетов выбраны наиболее эффективные системы механизированного водоподъема в зависимости от комплекса факторов, влияющих на рациональную работу водоподъемных установок.
Приведенные расчетные данные позволяют произвести выбор системы механизированного водоснабжения для той или иной зоны пастбищ с наименьшими эксплуатационными затратами.
Внедрение предлагаемых водоподъемников повышенной производительности для подъема воды в условиях небольшого объема работы, в частности крестьянских и фермерских хозяйствах, позволяет экономить затраты на электроэнергию, топливо и затраты труда посредством повышения производительности.
Срок окупаемости предлагаемой системы механизированного водоснабжения, по расчетам, составил 0,78 года.
Удельные приведенные затраты, экономия, получаемая при внедрении предлагаемого варианта системы механизированного водоснабжения и срок окупаемости новой техники могут быть использованы в технико-экономических расчетах.
Внедрение новой техники в условиях пастбищ направлено на повышение производительности труда и снижение эксплуатационных затрат, снижающих себестоимость получаемой продукции животноводства.
По разработанной методике даны технико-экономические расчеты для различных вариантов систем механизированного водоснабжения, включающих ленточные водоподъемники, винтовые, пневматические насосы, водоструйные, ветровые установки и тепловые энергоустановки, которые отражены в рекомендациях 2008 года утвержденных РАСХН.
Применение данного оборудования снизило эксплуатационные расходы за счет сокращения количества обслуживающего персонала, уменьшения отчислений на амортизацию оборудования, ТСМ и др.
Затраты на 1 м3 воды снизились с 122 руб. до 56 руб. Внедрение системы дало экономию 530 тыс. руб. в год на один водопойный пункт.
Общие выводы и рекомендации
1. Анализ и обобщение результатов ранее выполненных НИР и опубликованных патентных материалов показывают, что в области создания рациональных систем механизированного водоснабжения на пастбищах отгонного животноводства научные изыскания выполнялись лишь по отдельным элементам системы, без учета их внутренних взаимосвязей, что приводило к недооценке таких факторов, как продуктивность малодебитных водоисточников, влияющих на эффективность систем механизированного водоснабжения.
Использование комплексов систем механизированного водоснабжения на пастбищах отгонного животноводства показывает, что низкая реализация технико-экономического потенциала систем не позволяет обеспечить своевременность и качество процесса водоснабжения при сложившихся методах их проектирования. Поэтому исследонвание закономерностей функционирования элементов водоснабжения, устанновление взаимосвязей параметров машин, режимов их использования с учентом показателей качества продукции и технического потенциала являются важной научной и производственной проблемой
2. Разработанная математическая модель процесса механизированного водоснабжения животных с использованием малодебитных водоисточников, позволяет определить технологические и режимные параметры процесса водоподъема, в зависимости от изменения динамического уровня воды. Интенсивность его изменения определяет закономерность режимов работы водоподъемного агрегата от дебита и оптимизацию длины водоподъемного канала. При уменьшении дебита время перерывов в работе водоподъемного агрегата увеличивается, что позволяет использовать на водопойном пункте менее производительные водоподъемники.
3. Предложенная классификация факторов, влияющих на параметры систем механизированного водоснабжения, и схема районирования территории пастбищ применительно к СМВ с использованием малодебитных водоисточников по наиболее характерным признакам позволила установить процентное соотношение колодцев по глубине, дебиту, высоте слоя воды, объему водоприемной части и закономерности сочетания типов водоподъемного оборудования, их оптимальные режимы работы и методику оценки эффективности и повышения надежности водообеспечения отгонных пастбищ.
4. Исследования процесса взаимодействия различных параметров водоисточника позволили установить аналитические зависимости, отранжающие процесс изменения текущего дебита водоисточника от максимального часового притока и статического уровня воды, что позволило разработать конструктивно-технологические модели водообеспечения с использованием малодебитных водоисточников и выбрать соответствующие средства водоподъема. С увеличением максимального часового притока и статического уровня воды возрастает текущий дебит водоисточника.
5. На основе районирования территорий пастбищ по среднегодовым скоростям ветра обоснована целесообразность использования тихоходных ветроустановок в районах со скоростями ветра 2,5-4,0 м/с, для привода ленточных водоподъемников и быстроходных, работающих при скоростях более 4 м/с, для привода винтовых и вихревых насосов. На основании исследований установлены оптимальные варианты совместной работы водоисточника и водоподъемной установки при различных значениях максимального текущего дебита, запаса воды в водоприемной части и суточного водопотребления.
6. Запатентованные конструкции водоподъемных агрегатов создали базовую платформу проведения теоретических и экспериментальных исследований, в результате которых установлена целесообразность изменения конструктивно-технологических параметров ленточных водоподъемников, обеспечивающих увеличение производительности и снижение удельных энергозатрат за счет изменения угла обхвата лентой ведущего барабана и коэффициента трения. Увеличение угла обхвата приводит к повышению коэффициента трения скольжения на 22-28%, производительности на 42% и снижению удельных энергозатрат на 17-22%.
7. На основе теоретических и экспериментальных исследований обоснованы закономерности формирования конструктивно-технологических схем и режимных параметров водоподъемников с целью повышения надежности водоснабжения отгонных пастбищ. Производительность водоподъемника изменяется по выпуклой кривой, которая характеризует ее возрастание до оптимальной скорости ленты, а затем уменьшается за счет проскальзывания ленты.
8. Предложенная методика рационального варианта резервирования систем механизированного водоснабжения с помощью экономико-математической модели позволяет установить объемы наземных резервуаров. Установлено, что для водоподъемных установок, работающих от тепловых и электрических двигателей, объем резервуара должен быть равен двух- или трехкратному суточному расходу водопойного пункта, для ветровых - трех или четырех кратному. Эффективный выбор схемы резервирования СМВ позволяет обеспечить бесперебойное и качественное обеспечение водой потребителей.
9. Обоснована методика определения технико-экономической эффективности систем и технических средств механизированного водоснабжения пастбищного животноводства при использовании малодебитных водоисточников. Экономический эффект от внедрения рекомендаций по предложенной методике составляет 530 тыс. рублей в год на один водопойный пункт.
Результаты разработок внедрены в ТОО Алтын-2006, Даскорн-к, Алекс и К/58, КХ Крысин В.И., отражены в методических материалах, изданных Россельхозакадемией, используются в учебном процессе сельскохозяйственных вузов России и Казахстана с применением компьютерных технологий, позволяющих проводить расчет и моделирование процесса водоснабжения, а также совершенствовать существующие конструкции и разрабатывать новые, экономически обоснованные.
Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:
Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ
1. Кушнир, В.Г. Теоретические основы повышения эффективности систем механизированного водоснабжения / М.М.Константинов, В.Г.Кушнир. // Вестник КрасГАУ. -2008.- №3. -С.248-252.
2. Кушнир, В.Г. Технические средства водоснабжения пастбищ /В.Г.Кушнир, М.М.Константинов. // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - М., 2008. - №6.- С.12-15.
3. Кушнир, В.Г. Проектирование процесса механизированного водоснабжения животных/ В.Г.Кушнир, М.М.Константинов, // Вестник РАСХН.-М, 2008, - №4.- С.11-12.
4. Кушнир, В.Г. Определение объема резервуара для резервирования систем механизированного водоснабжения. / М.М.Константинов, В.Г.Кушнир. // Техника в сельском хозяйстве. - М., 2008.- №4. С.53- 54.
5. Кушнир, В.Г. Выбор и расчет параметров водоподъемно- энергетического оборудования/ М.М.Константинов, В.Г.Кушнир. // Техника в сельском хозяйстве. - М., 2008. - №5. -С.16- 17.
6. Кушнир, В.Г. Применение энергии ветра для водоснабжения пастбищ / В.Г.Кушнир, М.М.Константинов. // Механизация и электрификация сельского хозяйства.- М, 2008. - №7. -С.18- 19.
7. Кушнир, В.Г. Природно-хозяйственные условия пастбищ, состояние и перспективы их обводнения / М.М.Константинов, В.Г.Кушнир. // Международ-ный сельскохозяйственный журнал. - М., 2008. - №1.-С.54- 55.
8. Кушнир, В.Г. Предпосылки и пути повышения эффективности процесса механизированного водоснабжения пастбищ. / В.Г.Кушнир, М.М.Константинов. // Известия Санкт-Петербургского ГАУ.- 2008. №9. -С.14- 16.
9. Кушнир, В.Г. Обоснование путей совершенствования эксплуатации систем механизированного водоснабжения на пастбищах /В.Г.Кушнир// Известия Санкт-Петербургского ГАУ. -2008.- №9. -С.17-19.
10. Кушнир, В.Г. Повышение надежности водообеспечения потребителей путем резервирования систем механизированного водоподъема / В.Г.Кушнир //Труды11-й Международной научной конференции.-М.:МГАУ, 2008, С.89-93.
Рекомендации для науки, производства и образования
11. Кушнир, В.Г. Повышение эффективности систем механизированного водоснабжения пастбищ: монография./ В.Г.Кушнир // - М.: Колос, 2008.-160с.
12. Кушнир, В.Г. Рекомендации по совершенствованию и использованию ленточных водоподъемников в условиях отгонных пастбищ. / С.А.Соловьев, М.М. Константинов, В.Г. Кушнир // - М.: РАСХН, 2008.-44с.
13. Кушнир, В.Г. Механизация водоснабжения в животноводстве / В.Г.Кушнир // Уч. пособие. Костанай, КГУ, 2006.-53с.
14. Кушнир, В.Г. Водоподъемные агрегаты для водоснабжения животноводства / В.Г.Кушнир // уч. пособие.- Костанай, КГУ, 2005.-60с.
15. Кушнир, В.Г. Курсовое проектирование по сельскохозяйственным машинам: учебное пособие / М.М. Константинов и др.; под редакцией проф. М.М.Константинова. - Оренбург, 2007.- 180 с
Публикации в материалах конференций и сборниках научных трудов
16. Кушнир, В.Г. Обоснование параметров насосно-силового оборудования. / В.Г. Кушнир. // Труды 6-й Международной научно-технической конференции. - М. ГНУ ВИЭСХ., 2008.-Часть 3.- С.242 - 246.
17. Кушнир, В.Г. Альтернативная энергия ветра для подъема воды. / В. Г. Кушнир. // Труды международной конференции. - Воронеж 2007. - С. 119 - 122.
18. Кушнир, В.Г. Возможности использования энергии ветра для механизации водоподъема. / В.Г. Кушнир. // Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана. №8.-Алматы: ТОО Издательство Бастау, 2006.-С.57-58.
19. Кушнир, В.Г. Исследование ветроагрегатов для подъема воды. / В.Г. Кушнир. // Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана. №1.-Алматы: ТОО Издательство Бастау, 2007.-С.59-61.
20. Кушнир, В.Г. Ленточный водоподъемник с прижимным роликом / Ж.А. Нурписов, В.Г. Кушнир, О.А Бенюх. // Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана. №10.-Алматы: ТОО Издательство Бастау, 2007.-С. 63.
21. Кушнир, В.Г. Совершенствование конструкции ленточного водоподъемника. / В.Г. Кушнир. // Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана. №3.-Алматы: ТОО Издательство Бастау, 2005.-С.59-60.
22. Кушнир, В.Г. Рабочие характеристики усовершенствованного ленточного водоподъемника. / В.Г. Кушнир. // Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана. №4.-Алматы: ТОО Издательство Бастау, 2005.-С.58-59.
23. Кушнир, В.Г. Исследование и обоснование параметров ленточного водоподъемника. / В.Г. Кушнир. // Научный журнал министерства образования и науки. Поиск №2.-Алматы, 2005.-С.263-265.
24. Кушнир, В.Г. Применение поджимного барабана с ребрами V-образной формы в конструкции ленточного водоподъемника / В.Г. Кушнир, Ж.А. Нурписов, О.А. Бенюх. // Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана. №1.- Алматы: ТОО Издательство Бастау, 2008, С.61-62.
25. Кушнир, В.Г. Экспериментальные исследования ленточного водоподъемника с прижимным роликом. / В.Г. Кушнир, Ж.А. Нурписов, О.А. Бенюх. // Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана. №4.-Алматы: ТОО Издательство Бастау, 2008,С.53-54.
26. Кушнир, В.Г. Пути изменения конструкции ленточного водоподъемника. / В.Г. Кушнир, Ж. А. Нурписов. // Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана. №6.- Алматы: ТОО Издательство Бастау, 2008. С.58-61.
27. Кушнир, В.Г. Методика выбора параметров водоподъемно-энергетических установок / М.М.Константинов, В.Г.Кушнир. // Известия ОГАУ. №2(18).- Оренбург: ОГАУ, 2008.-с.100-101.
28. Кушнир, В.Г. Моделирование процесса механизированного водоснабжения животных / М.М.Константинов, В.Г.Кушнир. // Известия ОГАУ. №4(16).- Оренбург: ОГАУ, 2007.-с.74-77.
29. Кушнир, В.Г., Влияние усилия прижатия ролика на выходные параметры ленточного водоподъемника. / Ж.А. Нурписов, В.Г. Кушнир, О.А. Бенюх // Известия ОГАУ. №1(9).-Оренбург: ОГАУ, 2006.-С.112-113.
30. Кушнир, В.Г. Районирование пастбищ применительно к системам механизированного водоснабжения. / В.Г. Кушнир // Известия ОГАУ. №4(16).-Оренбург, 2006.-С. 91-94.
31. Кушнир, В.Г. Проблемы механизированного водоснабжения пастбищ отгонного животноводства. / В.Г. Кушнир // Труды Оренбургского регионального отделения Российской инженерной академии. Вып.4. Издание Оренбургского регионального отделения РИА.- Оренбург, 2004.-С.109-116.
32. Кушнир, В.Г. Обоснование критерия малодебитности шахтных колодцев / В.Г. Кушнир // Труды Оренбургского регионального отделения Российской инженерной академии. Вып.7.- Оренбург: ОГАУ, 2006.-С.167-170.
33. Кушнир, В.Г. Водоподъемные средства и области их применения. / В.Г. Кушнир // Материалы международной научно-технической конференции. Челябинск: ЧГАУ, 2004.-С.26-30.
34. Кушнир, В.Г. Совершенствование конструктивно-технологической схемы ленточного водоподъемника повышенной производительности. / В.Г. Кушнир // Известия ОГАУ. №2.- Оренбург: ОГАУ, 2004.-С.55-58.
35. Кушнир, В.Г. Факторы, влияющие на производительность ленточного водоподъемника. / В.Г. Кушнир // Материалы международной научно-технической конференции.- Челябинск: ЧГАУ, 2005.-С.84-88.
36. Кушнир, В.Г. Давление ленты на ведущий барабан ленточного водоподъемника при работе на повышенных скоростях. / Ж.А. Нурписов,
В.Г Кушнир, О.А. Бенюх. // Материалы международной научно-технической конференции.- Челябинск: ЧГАУ, 2005.-С.69-74.
37. Кушнир, В.Г. Состояние и сущность проблемы пастбищного водоснабжения. / Ж.А. Нурписов., В.Г. Кушнир // Материалы международной научно-технической конференции.- Костанай: КинЭУ, 2005.-С.22-23.
38. Кушнир, В.Г., Проскальзывание ленты у ленточного водоподъемника при работе на повышенных скоростях. / Ж.А. Нурписов., В.Г Кушнир.,
О.А. Бенюх // Материалы международной научно-технической конференции.- Костанай: КинЭУ, 2005.-С.19-22.
39. Кушнир, В.Г. Особенности механизации водоснабжения мелких потребителей на примере крестьянских хозяйств при пастбищном содержании животных. / Ж. А. Нурписов, В.Г Кушнир, О.А Бенюх // Сборник докладов международной научно-практической конференции. рудный: РИИ, 2005.-С.391-393.
40. Кушнир, В.Г. Анализ некоторых параметров средств механизации подъема воды. / Ж.А. Нурписов. В.Г. Кушнир. О.А. Бенюх. // Материалы республиканской
41. Кушнир, В.Г. Различные схемы работы ленточных водоподъемников и результаты их испытаний / Ж.А. Нурписов, В. Г. Кушнир. // Материалы международной научно-практической конференции. - Кокшетау: Кокшетауский университет, 1999.-С.28-29.
42. Кушнир, В.Г. Сравнительные экспериментальные исследования производительности ленточного водоподъемника. / Ж.А Нурписов, В. Г Кушнир // Труды сотрудников и преподавателей факультета механизации сельского хозяйства.- Оренбург: ОГАУ, 2003.-С.68-69.
43. Кушнир, В.Г. Обоснование выбора и классификация ленточных водоподъемников. / Ж. А. Нурписов., В. Г. Кушнир. // Вестник науки КГУ. №3- 4.-Костанай: КГУ, 2001. -С.32- 35
44. Кушнир, В.Г. Обоснование конструкции поджимного ролика ленточного водоподъемника. / Ж. А Нурписов., В. Г. Кушнир. // Вестник науки КГУ.№3-4.-Костанай: КГУ, 2002.-С.11-13.
45. Кушнир, В.Г. Теоретическое исследование рабочего процесса ленточного водоподъемника. / В. Г. Кушнир // Вестник науки КГУ. №7. -Костанай: КГУ, 2002.- С. 100- 103.
46. Кушнир, В.Г. Предпосылки совершенствования конструктивно-технологической схемы ленточного водоподъемника. / Ж. А Нурписов, В. Г. Кушнир. // Вестник науки КГУ.№2.-Костанай: КГУ, 2003. -С.50-53.
47. Кушнир, В.Г. Сравнение принципиальных схем ленточных водоподъемников / Ж.А. Нурписов, В.Г. Кушнир. // Вестник науки КГУ. №4. -Костанай: КГУ, 2003.-С.66-69.
48. Кушнир, В.Г. Обоснование диаметра поджимного ролика ленточного водоподъемника. / Ж.А. Нурписов., ВГ Кушнир. // Вестник науки КГУ.№2.-Костанай: КГУ, 2004.-С.57-59.
49. Кушнир, В. Г. Особенности работы ленточных водоподъемников. / Ж. А. Нурписов., В.Г Кушнир, О.А. Бенюх // Вестник науки КГУ.№3.-Костанай: КГУ, 2004.-С.21-24.
Патенты
50. Ленточный водоподъемник: Патент РК № 12018. -Бюл. №9, 2001. / Нурписов Ж.А., Кушнир В.Г., Демина Н.Ф.
51. Ленточный водоподъемник: Патент РК № 18650. -Бюл. №7, 2007. / Нурписов Ж.А., Кушнир В.Г., Анашко Ю.П., Бенюх О.А.
52. Ленточный водоподъемник: Патент РК № 18538. -Бюл. №6, 2007. / Нурписов Ж.А., Кушнир В.Г., Бенюх О.А.
53. Ленточный водоподъемник: Патент РК № 19479.-Бюл. №5, 2008г. / Нурписов Ж.А., Кушнир В.Г., Бенюх О.А.
54. Ленточный водоподъемник: Патент РК № 19937.-Бюл. №8, 2008г. / Нурписов Ж.А., Кушнир В.Г., Демина Н.Ф., Бенюх О.А.
55. Система механизированного водоснабжения с использованием малодебитного источника. Патент РК №19043. -Бюл. №2, 2008г / Нурписов Ж.А., Кушнир В.Г., Бенюх О. А.
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по техническим специальностям