Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по техническим специальностям
На правах рукописи
БЕЛЕНЬКИЙ ЮРИЙ ИВАНОВИЧ
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА ПУТЕМ ОПТИМИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ НА ЛЕСОСЕКЕ
05.21.01. - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук
Архангельск - 2012
Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном лесотехническом университете имени С.М. Кирова Научный консультант - доктор технических наук, профессор Заслуженный деятель науки и техники РФ Патякин Василий Иванович Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор Минаев Александр Николаевич доктор технических наук, профессор Рябухин Павел Борисович доктор технических наук, профессор Герц Эдуард Федорович Ведущая организация Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежская государственная лесотехническая академия г.Воронеж, ул.Тимирязева,
Защита диссертации состоится л___ 2012 г. в 1000 на заседании диссертационного Совета Д.212.008.01 при Северном (Арктическом) федеральном университете имени М.В. Ломоносова (163002, Архангельск, набережная Северной Двины, 17)
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.
Автореферат разослан л_____ ________________ 2012 г.
Ученый секретарь диссертационного Совета А.Е. Земцовский
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. В настоящее время лесопромышленный комплекс Российской Федерации прочно входит в список наиболее динамично развивающихся отраслей народного хозяйства. Лесозаготовительное производство является одной из основополагающих составных частей этого комплекса. Проводимая, Правительством РФ, политика на ограничение экспорта круглых лесоматериалов, способствовала увеличению перерабатываемых мощностей внутри страны, что привело к увеличению спроса на круглые лесоматериалы. Динамические условия рынка требуют максимального сокращения времени производства лесоматериалов, повышения их качества и эффективного использования отходов лесозаготовок. Поэтому многие лесозаготовительные предприятия перешли на сортиментную заготовку древесины. Процесс производства сортиментов на лесосеке в своей основе носит стохастический характер, вызванный случайным характером распределения деревьев и статистическими факторами согласованности работы машин и оборудования в системе.
Появление на рынке множества различных лесозаготовительных машин и оборудования, известных и малоизвестных фирм, рассчитанных на выполнение отдельных технологических операций, не позволяет формировать высокопроизводительные системы машин функционально взаимосвязанных между собой выполнением последовательных технологических операций в стохастической системе технология-лес и вписать их в известные технологии.
Наиболее информативными показателями эффективности технологий являются их удельная энергоёмкость и удельная производительность, которые должны определяться не по аддитивному принципу согласования операций, а по синергетичности их выполнения.
Технологический процесс на лесосеке в своей основе является статистическим, он вызван случайным характером распределения естественных древостоев и стохастичностью работы комплексов машин и механизмов.
Статистический характер выполнения работы определяется средними значениями параметров и их дисперсиями, которые служат критерием качества технологических операций. Необходима полная синхронизация последовательно выполняющихся технологических операций, чтобы свести к минимуму флуктуации во времени производственного процесса, не допуская простоя, или образования очередей.
Одной из основных операций на лесосеке является раскряжевка хлыстов. Объём сортиментной заготовки непрерывно увеличивается в виду её экономической выгодности и экологичности, поэтому разработка оптимального метода раскроя хлыстов на лесосеке востребована производителями лесоматериалов.
Отходы лесозаготовок являются важной частью природных ресурсов России, они должны стать основным сырьевым ресурсом для развития биоэнергетической промышленности, способной решать задачи энергетической и экологической безопасности регионов. На рынке представлен широкий спектр дизельных установок различной мощности, поэтому обеспечение их газогенераторными установками, производящими газогенераторный газ из отходов лесозаготовок, является экономически обоснованным.
К сожалению, до настоящего времени вопросу повышения эффективности лесозаготовительного производства круглых лесоматериалов в стохастической системе технология-лес, проведению специальных исследований в этом направлении уделялось недостаточно внимания и проблема остается нерешенной.
В современных экономических условиях динамика развития лесозаготовительного производства связана с решением целого комплекса задач, решаемых проблему совершенствования лесозаготовительного производства на основе формирования наиболее энергосберегающих технологий, как единых систем машин и оборудования, оптимизации последовательно выполняемых технологических операций в стохастической системе технология-лес, распределения ресурсов производства лесозаготовительных предприятий между технологиями, эффективного использования древесных отходов в условиях неистощительности, а в перспективе и расширенного воспроизводства лесных ресурсов и др.
Цель исследования: Повышение эффективности лесозаготовительного производства на основе оптимизации технологических процессов применяя принцип самоорганизации функционально взаимосвязанных машин, механизмов и оборудования, последовательно выполняющих технологические операции и путем использования отходов лесозаготовок в качестве сырья для газогенераторных установок с целью получения электрической энергии на лесосеке.
Основные задачи
исследования:
1.Обосновать критерии функциональной связанности лесозаготовительных машин при синхронизированной и десинхронизированной работе систем машин в стохастической системе технология-лес.
2.Определить критерий целостности, регулирования и качества технологических операций лесозаготовительного производства.
3.Сформулировать наиболее информативные критерии эффективности работы лесозаготовительных систем машин: производительность, мощность, удельную производительность, удельную мощность; - на основе которых производится оптимизация технологических процессов в стохастических условиях.
4.Построить математические модели распределения деревьев по площади в естественных древостоях, как однородного случайного поля и статистического технологического процесса как стационарного случайного поля.
5.Разработать методику оптимального раскроя хлыстов на лесосеке на основе методов нелинейного программирования на целочисленной решетке.
6.Раскрыть статистическую закономерность формирования дисперсности измельченной древесины в передвижных рубительных машинах.
6.Построить математическую модель сушки измельченной древесины в естественных условиях.
7.Разработать методику распределения общего объема производства лесозаготовительного предприятия между используемыми технологиями на основе минимизации общего функционала стоимости затрат, методом квадратичного программирования.
9.Создать опытную газогенераторную установку для проведения на ней экспериментальных исследований.
10.Разработать методику расчета основных массогабаритных и энергетических параметров газожидкостных установок с дизелем.
Методы исследований. Для решения поставленных задач использованы теория исследования систем, математические методы оптимизации, теория вероятностей и математической статистика, статистическая механика, методы нелинейного и квадратичного программирования, теория оптимального эксперимента.
Научная новизна работы:
1.Разработана математическая модель оптимизации работы систем машин лесозаготовительного производства на основе их самоорганизующейся функциональной взаимосвязанности в процессе выполнения технологических операций в стохастических условиях.
2.Определены значения наиболее информативных критериев эффективности работы лесозаготовительных систем машин, последовательно выполняющих технологические операции в статистической системе технология-лес.
3.Построены математические модели распределения деревьев по площади в естественных древостоях как однородного случайного поля и стохастического технологического процесса как стационарного случайного поля.
4.Разработаны методики расчета оптимального раскроя хлыстов на лесосеке методом нелинейного программирования и распределения ресурсов производства лесозаготовительного предприятия между используемыми технологиями методом квадратичного программирования.
5.Построены математические модели дисперсности щепы в передвижных рубительных машинах и ее атмосферной сушки.
6.Разработана методика расчета основных массогабаритных и энергетических параметров газогенераторных установок, работающих по газожидкостному циклу, используемых отходы лесозаготовок в качестве сырья для получения электрической энергии.
Значимость для теории и практики заключается в том, что технологический процесс лесозаготовок рассмотрен как динамический процесс, в котором времена циклов производства единицы продукции и затраты единицы энергии выступают основными регуляторами эффективности системы машин, участвующих в технологическом процессе лесозаготовительного производства. Построенная математическая модель влияния синхронизации и десинхронизации технологических операций на производительность лесозаготовительных комплексов позволяет определять наиболее эффективную технологию лесозаготовок с минимальным уровнем флуктуации выполняемых операций.
Предлагаемые методики расчета оптимального раскроя хлыстов на лесосеке и распределения ресурсов производства между технологиями позволяют лесозаготовительным предприятиям повысить эффективность лесозаготовительного производства на 8-10%.
Выполненные исследования дают возможность создавать газожидкостные энергетические установки задаваемой мощности из отходов лесозаготовок для получения электрической энергии, в том числе непосредственно на лесосеке, что позволит совершенствовать технологический процесс лесозаготовок и повысить его эффективности на 10-15%.
Основные научные и практические результаты, полученные лично автором:
1.обоснован синергетический принцип оптимизации работы систем механизмов, машин и оборудования, последовательно выполняющих технологические операции, и его критериальное представление;
2. сформулирована математическая модель определения наиболее информативных критериев оценки эффективности работы комплексов механизмов, машин и оборудования: эффективных производительности и мощности, эффективных удельных производительности и энергоемкости в стохастических условиях выполнения операций;
3.разработаны математические модели однородного поля деревьев в естественных древостоях и стационарного случайного динамического процесса производства на лесосеке;
4.разработаны методики расчета оптимального раскроя хлыстов на лесосеке и распределения ресурсов производства лесозаготовительного предприятия, между используемыми технологиями, методом квадратичного программирования;
5.исследована математическая модель формирования дисперсности щепы рубительными машинами и ее атмосферной сушки;
6.создание опытной газогенераторной установки с дизельным приводом и участие в многофакторном эксперименте с целью получения методики расчета основных массогабаритных и энергетических параметров газогенераторных установок работающих по газожидкостному циклу.
Апробация работы. Основные положения диссертации и отдельные ее разделы докладывались и обсуждались на международном семинаре Биоэнергетика-2004 (Пушкин, 2004 г.); Международной конференции Состояние и перспективы использования возобновляемых источников энергии в муниципальной энергетике (СПб, 2008 г.); Международной конференции Развитие инновационного и производственного сотрудничества между финскими и российскими средними и малыми предприятиями в секторе биоэнергетики (Котка, 2008 г.); первой международной научнопрактической Интернет конференции Леса России в XXI веке (СПб, 2009 г.); Международной научно-практической конференции Современные проблемы лесозаготовительных производств, производства материалов и изделий из древесины: пиломатериалы, фанера, деревянные дома, заводского изготовления, столярно-строительные изделия (СПб, 2009 г.);
Научно-технической конференции Наука и образование для лесопромышленного комплекса России (Москва, 2012 г.); и ежегодных научнотехнических конференциях СПбГЛТА в 1988-2011 гг.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, глав и заключения изложенных на 234 страницы, списка литературы включающего162 наименования, содержит 48 рисунков, 50 таблиц, приложения.
Содержание работы Во введении представлена общая характеристика работы, ее актуальность, научная новизна, значимость для теории и практики и основные задачи исследования.
В первой главе произведен обзор и анализ литературных источников по системам машин для лесосечных работ, и группе технологических процессов сортиментной заготовки древесины. Рассмотрены общие принципы компоновки систем машин для машинной и механизированной заготовки древесины, проанализированы основные технические и технологические характеристики систем машин БП+БП+ТТ+БП, БП+БП+БП+Ф, БП+ТТ+МОСР, ВТМ+МОСР, ВПМ+ТПЗ+МОСР, Х+Ф, и ряда других.
Большой вклад в решение технических, экологических и технологических проблем лесозаготовительного производства, оптимизации состава технологических процессов, систем машин и режимов их работы внесли отечественные ученые Г.М. Анисимов, В.И. Патякин, В.Н. Меньшиков, В.Г. Кочегаров, А.К. Редькин, В.К. Курьянов, М.М. Овчинников, В.С. Сюнев, И.Р. Шегельман, С.М. Базаров, Э.Ф. Герц, П.Б. Рябухин, О.Н. Бурмистрова, Ю.А. Ширнин, И.В. Григорьев, В.А. Макуев, В.А. Иванов, В.М.
Котиков, В.П. Корпачев, В.Н. Андреев, Ю.Ю. Герасимов, И.Р. Шегельман, А.И. Никифорова, ученые МГУЛ, СПбГЛТА, ВГЛТА, УГЛТУ, ПетрГУ, САФУ, БрГУ, ЦНИИМЭ, ГСКБ ОТЗ, КарНИИЛПКа, и др.
Анализ ранее выполненных научных работ показал, что выполненные исследования касались как изучения отдельных лесозаготовительных машин и технологических операций, так и энергетических свойств систем машин без учета стохастического характера самого процесса производства, вызванного статистическим полем состояния естественных древостоев и статистичной работой оборудования.
Поиску оптимального раскроя хлыстов посвящены многие работы таких отечественных ученых как Анучин Н.П., Дворецкий И.Т., Степаков Г.А., Якубицкий В.А., Вильке Г.А., Батин Н.А., Петровский В.С., Червинский В.А., Залгаллер И.А., и др.
В основе этих работ лежит изучение закономерностей профиля хлыста, решение задач оптимизации раскряжевки хлыстов для стационарных раскряжевочных установок расположенных на нижних складах. Задачи оптимизации раскроя хлыстов на лесосеке методами линейного и квадратичного программирования ими не исследовались и не рассматривались.
Кроме этого, не достаточно изучены технологии эффективного использования вторичного сырья.
Поэтому комплексное решение проблемы совершенствования применяемой техники и технологий является актуальным и востребованным динамикой развития отрасли. Актуальность выбранного направления подтверждается принципами развития лесной промышленности, включающими снижение энергоемкости, повышение производительности систем машин, повышение экологичности производственных процессов. Поэтому необходимо от существующих статических принципов управления работой комплексами машин переходить к динамическим, основанных на синергетическом принципе, как наиболее оптимальном и эволюционирующем.Аналитический обзор указывает на необходимость формулировки наиболее информативные критериев эффективности работы машин при выполнении технологических операций, учитывающих сложную динамику протекания процессов лесозаготовительного производства.
Научно-техническая проблема повышения эффективности лесозаготовительного производства является достаточно сложной. Ее решение становится возможным только на основе комплексного подхода, включающего построение математических моделей, адекватно отражающих сложные процессы производства лесоматериалов в системе технология-лес и формулирующих принципы оптимизации технологических процессов. Так же необходимо совершенствование энергетического оборудования, приспособленного к работе на измельченной древесине из лесосечных отходов.
2. Математическое моделирование стохастического процесса производства Стохастический характер производства круглых лесоматериалов на лесосеке складывается из однородного случайного поля древостоев и стационарного случайного технологического процесса, которые образуют единую взаимосвязанную систему технология-лес.
Статистические закономерности распределения деревьев в естественных древостоях. Деревья древостоя естественного происхождения образуют поле дискретного вероятностного распределения, но в случае высокой плотности его можно рассматривать как непрерывное. Дискретными распределениями являются биномиальное и пуассоновское, а непрерывными считаются экспоненциальное, нормальное, а так же связанные с ними распределения.
Стохастический характер производства сортиментов на лесосеке складывается из однородного случайного поля древостоев и стационарного случайного технологического процесса, которые образуют единую взаимосвязанную систему.
Модель однородного поля естественных древостоев. Древостои образуют дискретное естественное однородное случайное поле.
Корреляционная функция однородного поля имеет вид:
Bri, rk dcр d*ri dcр d*rk . (1) ср ср где dcp - средний диаметр, отклонение от среднего значения d* Поэтому можно записать 2 2 2 2 Br,r dcр d*r dср dср sd dср2, (2) ср ai ср и определить среднее квадратическое значение диаметра выражением sd dср2 dср 1 2 . (3) dср При анализе статистик важной характеристикой является не только среднее значение случайной величины, но и дисперсия (sd2).
Технологические операции, выполняемые системой машин, со статистических позиций можно рассматривать как стационарные случайные процессы с определяющими и сопутствующими факторами. Время выполнения операции соответствующим оборудованием определяет его производительность.
Корреляционная функция однородного поля Bti,tk t0cр t0*ti t0cр t0*tk . (4) ср ср где t0cp - среднее время выполнения операции, отклонение от среднего значения t0*; t0 - время операции ; t - время, можно от дискретной статистической модели технологического процесса перейти к непрерывной.
Поэтому можно записать 2 2 2 2 Bt,t tcр t0*t t0ср t0ср td t0ср2, (5) ср bi ср и определить среднее квадратическое значение времени выполнения операции выражением st2 t0ср2 t0ср1 t0ср . (6) Таким образом, как и в случае однородного поля в стационарном случайном процессе выполнения технологических операций их время следует определять как среднее квадратическое, зависящее от среднего значения и дисперсии.
3. Производительность машин и механизмов в статистическом производстве 3.1. ВПМ. На производительность ВПМ влияют: средний объем хлыста, запас древесины на 1 га, скорость движения при переходах с одной позиции на другую, производительность чистого пиления ЗСУ, и др.. С увеличением запаса леса на 1 га и ширины полосы леса, разрабатываемой машиной за один проход, производительность возрастает, т.к. с одной рабочей позиции ВПМ спилит большее число деревьев.
Vn Vxn Средний объем пачки запишем в виде, (7) где Vx - средний объем хлыста, n - число хлыстов.
Производительность ВПМ можно представить в виде Vx П tx, (8) где tх - время заготовки среднего объема дерева.
Согласно (29) можно определить среднее время заготовки 1 м3 древесины tx t*x Vx. (9) Для удельной производительности можно записать выражение Vxn п , (10) T c Vx n или txN*, (11) N* NKN Kt. (12) здесь мощность представлена выражением Соответствующая формула для удельной энергоемкости примет вид Tc N* g Vn, (13) tx N* g или Vx. (14) На основании (12) можно определить время, затрачиваемое оборудованием на производство единицы энергии t*N N*. (15) С учетом (15) можно определить время заготовки единицы объема древесины при затрате единицы мощности tx t*N t*xt*N Vx N*. (16) Работа машины носит статистически детерминированный характер, поэтому формулы для расчета производительности и времени заготовки 1 мсоответственно примут вид 1 sv 2 st2 2 П Vx 1 tx 1 2 , (17, а) Vx2 tx 1 2 2 Vx sV tx st2 t*x . (17, б) 1 1 П Vx2 tx При линейной оценке формул (17, а) и (17, б) они принимают вид sV st1 П Vxtx11 2 Vx2 2 tx , (17, в) 1 sV 1 st t*x Vx1tx 1 и соответственно 2 Vx2 2 tx . (17, г) Здесь влияние случайных факторов, влияющих на работу машины, оценивается дисперсиями распределения древостоев по объему и времени циклов выполнения операции.
3.2. Трелевочные машины. Производительность трелевочных машин определяется по формуле Vx N П , (18) S S tпр t0 v0 vg где VxN=Vn - средний объем трелюемой пачки, м3; S - среднее расстояние трелевки, м; v0 - средняя скорость движения без груза; vg - средняя скорость движения с грузом; tnp - время на формирование пачки, с; t0 - время на сброс пачки, с; N - число деревьев в пачке.
Формулы для расчета удельной производительности и удельной энергоемкости трелевочных тракторов соответственно принимают вид Vn П , (19) S S V tпр t0 N* VV x S S V tпр t0 N* VV x g . (20) Vn Статистически детерминированный характер выполнения операций машиной может быть оценен формулами, аналогичными (17, в) и (17, г).
3.3. ВТМ. Производительность ВТМ можно оценить формулой 104Vxn S S П Vx N t1 Vx f pH 1,3 t2 t3N t4 Qbv1 v2 v3 Vx П или tx, (21) 104Vx N S S tx N t1 Vx f pH 1,3 t2 t3N t4 , (22) где Qbv1 v2 v3 здесь: N - среднее число деревьев в пачке; Q - эксплуатационный запас древесины на 1 га; b - ширина полосы леса, разрабатываемой машиной за один проход; v1 - среднее скорость движения машины при переездах с одной позиции на другую; t1 - время на подготовку дерева к спиливанию; f - видовое число ствола; =0,7Ц0,8; p - производительность чистого пиления срезающего механизма; H - средняя высота деревьев в насаждениях; t2 - время на повал спиленного дерева; t3 - время на укладку спиленного дерева; S - среднее расстояние трелевки; v2 - средняя скорость движения машины с грузом; v3 - средняя скорость движения машины без груза; t4 - время сброса пачки на погрузочном пункте.
Статистически детерминированный характер выполнения операций ВТМ может быть оценен формулами, аналогичными (17, в) и (17, г).
3.4. Производительность форвардеров рассчитывается по формуле M П t1 t2 t3 t4 , (23) где: М - рейсовая нагрузка; t1 - время формирования воза; t2 - время грузового хода; t3 - время холостого хода; t4 - время разгрузки.
Рейсовую нагрузку можно записать в виде M Vx N, (24) Vx П тогда tx, (25) где время цикла транспортировки одного хлыста t1 t2 t3 t4 tx . (26) N Здесь так же статистический характер производства можно оценить суммарной дисперсией времени выполнения операций.
3.5. МОСР. Производительность МОСР определяется по формуле Vx П , (27) t1 t2n t3 tnn t4n t5 где: Vх - объем хлыста; t1 - время захвата и подачи дерева в срезающее устройство; t2 - время зажима дерева; t3 - время протаскивания дерева через сучкорезное устройство; tn - время отпиливания сортимента; n - количество выпиливаемых сортиментов с хлыста; t4 - время на открытие захвата протаскивающего устройства; t5 - время возвращения в исходное положение.
Время на заготовку 1 м3 древесины равно П Vx1t1 t2n t3 tnn t4n t5. (28) 3.6. ВСРМ. Производительность ВСРМ (хaрвестеров) находится по формуле Vx fП , (29) t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 где: Vх - объем хлыста; t1 - время наведения харвестерной головки на дерево; t2 Цвремя захвата дерева; t3 - время срезания; t4 - время подтаскивания дерева к машине; t5 - время раскряжевки; t6 - время смены рабочей стоянки; t7 - время протаскивания через ножевую головку; f1 - коэффициент использования рабочего времени.
Время на заготовку 1 м3 сортиментов харвестером можно оценить формулой:
П Vx f1 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7. (30) 3.7. БП. Производительность БП определяется по формуле:
Vx П tx, (31) tx t1 t2 t3 t4n t5 t6 t7 t8, (32) где: t1 - время на подпил, спиливание и сталкивания дерева; t2 - время на переход к следующему дереву; t3 - время на подготовку рабочего места; t - время одного пропила при раскряжевке на п сортиментов; t5 - время на обрезку сучьев; t6 - время окучивания сортиментов; t7 - время на маркировку сортиментов; t8 - время на перенос и укладку сучьев на волок.
Время на заготовку 1 м3 древесины бензиномоторной пилой можно определить по формуле:
t* Vx1tx. (33) 4. Эффективность работы системы машин 4.1. Эффективная производительность. При представлении технологии сортиментной заготовки древесины виде аддитивной структуры машин и оборудования удельная производительность равна Пп , (34) Ni П0 N0 Пi 1 или п , (35) g0 g gi где: П0 - производительность базовой машины; N0 - мощность базовой машины; Пi - производительность машины в выбранной технологии; Ni - мощность машины в выбранной технологии; i=1, 2, 3,Е - число машин в технологии; gi - удельная энергоемкость i-той машины.
Для рассматриваемого подхода устанавливается связь между удельной производительностью технологии и ее удельной энергоемкостью. Формулам удельной производительности можно построить в соответствие представление удельной энергоемкости Ng , (36) N0 Пi П0 Ni 1 g или. (37) n0 п ni Формулы (34)Ц(37) указывают на неопределенность производительности и мощности технологии, т.к. в качестве базовой машин можно принять любую.
При аддитивном подходе к анализу эффективности работы систем машин для сортиментной заготовки древесины зависимость удельной производительности и удельной энергоемкости от объемов хлыста представлена для наиболее производительных вариантов: ВПМ+ТПЗ+МОСР и Х+Ф.
Анализ зависимости удельной производительности и удельной энергоемкости для рассматриваемых технологий производства сортиментов показывает, что с ростом объемов хлыста удельная производительность технологии увеличивается, а удельная энергоемкость уменьшается.
Комплекс машин, последовательно выполняющий производство сортиментов, с позиции системного подхода является единым целым, качественно другим, чем простое суммирование свойств составляющих его машин. Если для отдельной машины важным показателем ее эффективности служит время цикла производства продукции и соответствующая ему производительность, то для синхронизированной технической системы его аналогом является общее время производства единицы продукции последовательным комплексом и соответствующая ему производительность Т0 , i 1,2,3,...
, (38) ti Т0 где, (39) П где П - производительность системы машин.
ti , (40) Пi где Пi - производительность отдельной машины.
С учетом (34)Ц(36) производительность синхронизированного комплекса машин следует определять по формуле:
П . (41) Пi Согласно формулы (37) для системы производства сортиментов, состоящей из двух машин, производительность равна П1ПП , (42) П1 П2 П1П2ПП из трех машин:, (43) П1П2 П1П3 П2 П3 П1П2 П3ПП из четырех машин:
П1П2 П3 П1П2П4 П1П3П4 П2П3П4 , (44) и т.д.
С учетом ранее построенных обобщенных формул определения производительности машин и механизмов лесозаготовительного производства Vx Пi , i=1,2,Е, j=1,2Е (45) t j Время на заготовку среднего объема хлыста комплексом машин и механизмов равно:
Т , i=1,2,Е, j=1,2Е (46) tij поэтому производительность системы следует определять по формуле:
Vx П , (47) Т Для стохастического процесса выполнения технологических операций лесозаготовки время технологического цикла заготовки среднего объема хлыста машиной в комплекс можно оценить выражением sn Т ntc 1 , (48) tc где s2 - дисперсия в стохастическом цикле комплекса.
n Среднее время выполнения операции цикла машиной и механизмом tc n. (49) tij В стохастических циклах работы комплекса машин и оборудования время следует оценивать по формуле Т Тс S, (50) где среднее время цикла выполнения операций комплексом машин и оборудования Тс ntc, (51) tс ij дисперсия технологического цикла системы nSij S . (52) 2T c При стохастическом процессе производства лесоматериалов производительность комплекса следует определять на основании выражения Vx П Т S, (53) с S Vx 1 Тс которое можно оценить выражением: П . (54) Тс Из (54) видно, что дисперсия времени выполнения технологических операций комплексом является негативным фактором, уменьшающим его производительность. Качество работы комплекса по производительности П Kn можно оценить значением коэффициента П, (54, а) i как отношение производительности комплекса к сумме производительностей составляющих его машин.
4.2. Эффективная мощность. Так же как при определении производительности синхронизированной системы машин, выполняющих производство и доставку сортиментов, необходимо определение суммарного времени производства единицы продукции (1 м3), для определения потребной мощности этого комплекса так же необходимо вычисление суммарного времени, которое тратится при производстве единицы работы Тп t, i=1,2,3Е,Е (55) ni где Тn время производства единицы работы отдельной машиной в комплексе tni Ni, (56) где Ni - мощность i-той машины.
Тогда мощность системы машин следует определять по формуле n N Тn, (57) n N или. (58) Ni Согласно формулы (58) для системы, состоящей из двух машин, мощ2N1NN ность равна, (59) N1 N2 3N1N2NN из трех машин N1N2 N1N3 N2N3, (60) 4N1N2 N3NN из четырех машин, (61) N1N2N3 N1N2 N4 N1N3N4 N2 N3N4 и т.д.
Для стохастического процесса лесозаготовительного производства потребную мощность комплекса можно оценить выражением N Sn , (62) tcn 1 2 2tcn ntcn где, (63) 1 Ni S2 - дисперсия, вызываемая неравенством мощностей машин в комплексе.
n Видно, что здесь дисперсия так же является негативным фактором, т.к.
вызывает снижение мощности комплекса, и для выполнения операции мощность машин следует повышать. Качество работы комплекса машин по мощности можно оценить значением коэффициента N K , (64) N Ni как отношение мощности комплекса к суммарной мощности составляющих его машин и оборудования.
4.3. Удельные производительность и энергоемкость. Удельная производительность системы последовательно выполняющих операции лесозаготовки машин определяется формулой П п , (65) N или с учетом ранее полученной формулы (75) для стохастического цикла S Vx 1 Тс п , (66) ТсN N g удельная энергоемкость, (67) П S g V или x. (68) 1 Тс N Тс Видно, что дисперсия цикла заготовки лесоматериалов уменьшает удельную производительность и соответственно увеличивает удельную энергоемкость. Совместное качество производительности и затрачиваемой работы цикла комплекса можно оценить коэффициентом KПN KKN g * п *, (69) N g* где, (70) Пi П n* и. (71) Ni Анализ зависимости удельной производительности и удельной энергоемкости для рассматриваемых технологий производства сортиментов показывает, что с ростом объемов хлыста удельная производительность технологии увеличивается, а удельная энергоемкость уменьшается, и указывает на отличие значений критериев эффективности аддитивной и системной моделей.
5. Исследования систем машин для сортиментной заготовки древесины 5.1. Комплексы на базе бензиномоторных пил и форвардеров. Экспериментальные исследования стохастичности работы комплекса производства сортиментов на лесосеке бензомоторная пила + форвардер были выполнены на базе нормирования производительности пяти смен в ОООКириши Леспром летом 2009 г. В качестве примера, в табл. 1 представлены результаты нормировки первой смены работы комплекса бензомоторная пила-форвардер, среднее расстояние трелевки сортиментов 5м. График зависимости времени цикла заготовки 1 м3 сортиментов во время первой смены работы бригады от времени выполнения технологических операций показан на рис. 1.
Таблица Производственные показатели работы комплекса бензопила-форвардер № Марка пилы Часы Часы ГСМ, л Сортимент, м3 ИТОГО зв раб раб за смеен пил, бенз. масло осина ель бе- ну, ма мин смесь реза 1 Хускварна 357 8.30-13.Хускварна 256 14.00-17.00 312 7 2,5 29,41 16,52 0,27 46,2 Хускварна 357 8.30-13.Хускварна 357 14.00-17.00 330 8,5 3 55,16 6,43 0,31 61,3 Хускварна 359 8.30-13.Хускварна 357 14.00-17.00 318 9 4 25,52 2,21 13,8 41,4 Хускварна 359 8.30-13.Хускварна 357 14.00-17.00 300 7 3 19,63 9,64 5,25 34, 184, Диз.топливо, л Трелевка Джон Дир 1110 14 мото.час 148,5 1Рис. 1. Зависимость времени цикла заготовки 1 м3 сортиментов от времени выполнения технологических операций для первой смены комплекса бензиномоторная пилафорвардер S Показатель стохастичности =0,001, указывает на соответствую2T c щее снижение производительности комплекса, в связи с увеличением времени цикла. В табл. 2 представлены показатели эффективности комплекса за пять смен работы.
Таблица Показатели эффективности комплекса бензопила-форвардер № смены Производ. Мощность Уд.производ. Уд.энергоем. Стохастичн.
м3/час кВт м3/кВтчас кВтчас/м3 S 2T c 1 14,7 50 0,3 3,4 110-2 15,0 50 0,3 3,3 110-3 10,0 50 0,2 5,0 0,4 9,1 50 0,18 5,6 0,5 10 50 0,2 5,0 0,Таблица Показатели эффективности комплекса бензопила-форвардер Состав комплекса Производ. Мощность Уд.производ. Уд.энергоем. Стохастичн.
м3/час кВт м3/кВтчас кВтчас/м3 S 2T c БП+ТБ+БП 2,8 4,5 0,6 1,6 0,БП+ТБ+МОСР 3,7 10,0 0,4 2,5 0,0ВПМ+ТПЗ+МОСР 4,8 78,9 0,06 16,7 0,ВПМ+ТПЗ+БП 3,3 9,4 0,4 2,5 0,ВТМ+МОСР 5,0 67,0 0,07 14,3 0,ВТМ+БП 50,0 0,07 14,3 0,04 50,Х+Ф 5,0 95,2 0,05 20,0 0,Средний объем хлыста при разработках составил 0,4 м3, поэтому анализ эффективности последующих технологий выполнен для этого объема и среднего расстояния трелевки 500 м. В частности, проанализирован стохастический характер работы комплексов БП+ТБ+БП, БП+ТБ+МОСР, ВПМ+ТПЗ+МОСР, ВПМ+ТПЗ+БП, ВТМ+МОСР, ВТМ+БП, Х+Ф. В табл.
3 представлены показатели эффективности работы этих комплексов.
Анализ результатов данного этапа работы (табл. 3) показал, что уровень стохастичности, характеризующий степень десинхронизации работы комплексов машин и механизмов производства сортиментов на лесосеке, изменяется от 0,001 до 0,25; он в свою очередь определяет уменьшение эффективной производительности технологии. При сравнении стохастичности машинных комплексов: ВПМ+ТПЗ+МОСР и Х+Ф, второй является более синхронизированным (стохастичность 0,09), чем первый (уровень стохастичности 0,13).
При сравнении стохастичности машинного комплекса в составе ВТМ+МОСР с машинно-механизированным - ВТМ+БП, выявляется, что уровень десинхронизации у них совпадает и составляет 0,04. Достаточно низким уровнем десинхронизации 0,003, обладает комплекс, составленный из БП+ТБ+МОСР.
Технологии заготовки сортиментов на лесосеке на базе бензиномоторных пил могут обладать низкой стохастичностью в условиях согласования их производительности с производительностью дополняющих их машин.
Построенная математическая модель работы комплексов позволяет определять зависимость производительности комплекса и по аналогии потребной мощности от степени десинхронизации его работы.
6. Разработка математической модели оптимизации производства 6.1. Экспериментальные исследования зависимости диаметра хлыстов от длины для различных пород древесины. Экспериментальные исследования зависимости диаметра хлыста от длины для различных пород древесины проводились в производственных условиях в Иркутской области осенью 2007 г. путем проведения пассивного эксперимента. Измерения выполнены для следующих пород древесины: сосны, лиственницы, ели, пихты, березы, кедра и осины. Полученные данные обрабатывались методом статистического анализа пакетом Statgraphics. В результате статистической обработки получены квадратичные регрессионные зависимости диаметра ствола от его длины для представленных пород древесины на дискретном уровне достоверности 0,95. Полученные данные дали необходимую информацию для оптимизации раскроя хлыстов.
6.2. Методика оптимизации раскроя хлыстов. Раскрой хлыстов является важной составляющей рационального использования заготовленной древесины, поэтому поиск математического метода его оптимизации является актуальным. Основной исходной информационной составляющей для этого является пространственный профиль хлыста, подлежащего раскрою.
Целевой функцией оптимального раскроя хлыста становится наибольший выход круглых лесоматериалов в стоимостном выражении. В общем случае решаемая задача является нелинейной и представление ее решения становится востребованным. Для каждого хлыста задача оптимального раскроя методом нелинейного программирования (НЛП) ставится следующим образом: найти максимум нелинейной целевой функции li xi max, (72) ci при ограничениях, (73) l xi L i, (74) v xi V i где V, L - соответственно объем и длина хлыста, v, l - соответственно объем и длина сортимента, xN (N - множество положительных целых чисел), с - стоимость 1 м, зависящая от диаметра лесоматериала.
Задача может быть дополнена обязательствами по портфелю заказов xi Ni.
Условие оптимизации раскроя хлыста на сортименты сводится к максимальному значению функционала стоимости 2 dk d0 d0 c 1812,5 max, (75) dl 1 L где dk - диаметр в комлевом сечении; do - минимально допустимое значение вершинного диаметра; Lo- длина ствола.
После интегрирования (101) с учетом граничных условий получаем d 9 2 2 2 2 2 c 805,6L0d d0 dk d0 1 d0 k k L0, тогда оптимальному раскрою хлыста соответствует максимальное значение функционала (75) 1 li xi 2 d 9 2 d0 2 2 c 805,6L0d d0 dk 1 d0 k k max. (76) L0 Видно, что максимальному условию (102) соответствует условие li xi i 1 1 , получаем значение максимальной l xi L0 min. При Lстоимости хлыста 9 2 dk2 d0 c 805,6L0d d0 k. (77) Формула (75) показывает зависимость стоимости хлыста от длины, диаметра в комлевом сечении и минимального диаметра вершинной части, определяющего минимальный диаметр сортимента.
Задачу оптимального раскроя хлыстов можно сформулировать как задачу квадратичного программирования: найти минимум целевой функции 1 C li x min. (78) ci j В этом случает задача решается аналитическим методом Лагранжа, путем нахождения стационарного значения вспомогательной функции 1 F C li xi li xi L, (79) ci путем решения системы уравнений (80) и (81) F 0, i 1,2,3,...
(80) xi F xi L . (81) li С учетом (79) система уравнений принимает вид F C li xi cili li, (82) ci xi Система уравнений является линейной и замкнутой по числу неизвестных xi и , поэтому её решение находится по формуле Крамера di X i, (83) d где d - определитель основной матрицы системы уравнений (79) и (82), di - определитель матрицы, получающейся из определителя основной матрицы путем замены I-того столбца столбцом из свободных членов.
Полученные формулы определяют область на целочисленной решетке оптимального раскроя хлыстов на сортименты. Выполненные исследования показывают, что решение задачи оптимального раскроя хлыстов методом нелинейного программирования сводится к нахождению узлов N - мерной целочисленной решетки, примыкающих к N-мерной гиперплоскости (N - общее число типоразмеров сортиментов), определяемой уравнениxi L, I 1,2,3,...N ем, а целевая функция указывает на область цеli лочисленной решетки (верхнюю или нижнюю), где находится оптимальное решение. Поэтому основным информативным параметром решения поставленной задачи являются длина хлыста и числа типоразмеров сортиментов, на которые надо раскряжевать.
6.3. Квадратичное программирование. Линейное программирование (ЛП) является одним из востребованных методов решения оптимизационных задач, как в научных исследованиях, так и в практической деятельности: распределение ресурсов между машинами, оборудованием, бригадами, оптимизация технологических операций, экономических задач и др. В задачах, решаемых этим методом, целевая функция и область ограничения задаются линейными функциями. В стандартной форме задачи ЛП формулируются в виде: найти экстремум целевой функции (min или max) F ci xi c2x2 ... cn xn min(max), (84) - при заданной системе ограничений a11x1 a12x2 ... a1n xn Ca21x1 a22x2 ... a2n xn C (85)...
ak1x1 ak 2x2 ... aknxn Ck x 0, c .
Это задача поиска экстремума линейного функционала на линейных ограничениях.
инейное программирование на линейных формах отображается на программирование квадратичных форм как квадратов длин векторов целевой функции при ограничениях на линейных формах, и становится возможным сделать переход от методов не дифференциального исчисления линейного программирования к дифференциальным.
На квадратичных формах целевой функции и линейных форм ограничений задача оптимизации ставится следующим образом: найти минимум целевой функции как минимальной длины вектор (минимальный квадратичный функционал) 2 2 2 2 2 2 Ф V c1 x1 c2 x2 ... cn xn min, (86) a11x1 a12x2 ... a1nxn C1, a21x1 a22x2 ... a2nxn C2, при ограничениях (87)...
.ak1x1 ak 2x2 ... aknxn Ck.
Здесь целевая функция Ф обладает непрерывными частными производными первого и второго порядка по своим аргументам.
В рассматриваемых условиях задачу оптимизации, как минимизации целевой функции, можно решать методом множителей Лагранжа Решения (86), (87) позволяют выстраивать оптимальную организацию лесозаготовительного процесса при наличии нескольких технологий, имеющих различную себестоимость единицы лесопродукции. В этом случае с - стоимость 1 м3 лесопродукции для отдельной технологии, х - объем лесопродукции, производимой отдельной технологией, а С - общий объем заготовки древесины. В том случае, когда имеется информация о производительности каждой операции, можно найти комплексную норму времени каждой операции, обеспечивающую минимальные затраты выполнения всего комплекса работ:
xi ti ni, (88) где ni - производительность отдельной технологии в комплексе.
Решение задачи оптимизации методом квадратичного программирования возможно при минимальном числе условий ограничения (к=1), что в принципе невозможно при линейном программировании. В тоже время множество задач линейного программирования можно решать представленным методом квадратичного программирования.
Глава 7. Использование древесных отходов лесозаготовок в качестве биотоплива для газогенераторных установок 7.1. Производство щепы на лесосеке может выполняться по нескольким технологическим схемам. Первая схема предусматривает выполнение рабочих операций бензиномоторными пилами с последующей трелевкой трактором с сортировкой по диаметрам: крупные - к сучкорезной машине, тонкомерные - к передвижной рубительной машине. Передвижная рубительная машина, продвигаясь вдоль штабеля тонкомерных деревьев, при помощи манипулятора захватывает деревья за вершинную часть и направляет их в рубительную машину для измельчения. Произведенная щепа загружается в контейнеры, которыми комплектуются автощеповозы.
Вторая группа технологических процессов осуществляется ВПМ или ВТМ с бесчокерной трелевкой.
Третья группа технологических операций включает в себя применение комплекса для сортиментной заготовки - Х+Ф. Древесное сырье после раскряжевки собирается в кучи и сортируется по пути следования машины.
После обработки всех деревьев на пасеке и транспортировки круглых лесоматериалов мобильными машинами собирают порубочные остатки, измельчают их и отвозят щепу к месту хранения.
Для выбора технологии сбора и утилизации лесосечных отходов имеют значение площади покрытия или вырубок. Большое влияние на степень покрытия вырубок лесосечными отходами оказывает влияние способ трелевки и сезон заготовки. Наибольшая степень покрытия наблюдается при трелевке хлыстов, наименьшая после трелевки деревьев.
7.2. Атмосферная сушка древесных отходов. Атмосферный воздух можно использовать в качестве естественного источника тепла для сушки древесины. Несмотря на недостатки: большое время сушки и сезонность атмосферная сушка является эффективной, особенно для промежуточных складов лесозаготовительных предприятий. Если выдерживать древесину длительное время на воздухе при постоянной температуре и влажности, то в ней устанавливается определенная для этих условий равновесная влажность. Время достижения материалом древесины равновесной влажности зависит от начальной влажности, породы, температуры и относительной влажности воздуха.
Древесина обладает сложной капиллярно-пористой структурой водопроводящих путей. Для решения практических задач движения жидкости и газа в материале древесины выстраиваются упрощенные модели проницаемой структуры. Построение структурной модели начинается с представления поперечного сечения полости, у лиственных пород оно имеет форму, близкую к кругу, а у хвойных прямоугольника. Длина капилляра, как правило, на два порядка больше поперечного размера. При упрощенной модели проницаемости материала древесины водопроводящие пути рассматриваются как продольно-радиальная система капилляров и пор.
Формула атмосферной сушки лесоматериалов получена в виде W Wp Wн Wp exp 2ct. (89) 1 r n c Vm Dps1 2 RT где коэффициент, характеризу kn L kr d ет стационарные условия сушки.
Время сушки можно оценить формулой lnWн Wpw Wp t . (90) 4cАбсолютное снижение влажности древесины при атмосферной сушке определяется формулой W Wp Wн Wpexp 2ct. (91) Построенные формулы учитывают все основные параметры, характеризующие атмосферную сушку лесоматериалов: коэффициента диффузии D, парциальное давление насыщенного пара рs, начальную влажность древесины Wн, гигроскопическую влажность Wp, относительную влажность воздуха, толщину материала d(L).
Для круглых лесоматериалов имеет место условие: длина много больше диаметра, поэтому в условиях атмосферной сушки коэффициент с принимает значение c ca VmDps 1 1 r RT, (92) krd и влага удаляется в основном с боковой поверхности.
В процессе испарения влаги диффузная составляющая непрерывно увеличивается, а капиллярная уменьшается.
Для щепы торцовая поверхность много меньше боковой, поэтому коэффициент с можно определять выражением c ca VmDps 1 r RT. (93) k d r Формулы определяют процесс атмосферной сушки щепы при учете двух составляющих: диффузионного и капиллярного. На их основе можно формулировать условия получения качественной топливной щепы и ее хранения.
Складирование древесного топлива. Древесина в качестве биотоплива может храниться в виде кусковых отходов, круглых лесоматериалов, щепы. Местом его хранения могут служить: лесосека, верхний склад, специализированный склад, нижний склад. Выбор места складирования во многом зависит от проходимости дорог в период потребления в качестве топлива. При производстве небольших объемов щепы в пределах лесосеки ее специальное хранение будет неэффективно.
Дробление высушенной древесины можно производить перед ее непосредственным использованием в тепло-энергетической установке. Переработка лесосечных отходов на топливную щепу эффективна при их выдержке на лесосеке в летний период. Недробленые порубочные остатки, уложенные в небольшие штабели, могут достигать пределов гигроскопической влажности, достаточной для их эффективного использования в качестве топлива. Складирование порубочных остатков у лесовозных дорог наиболее эффективно, т.к. потери биомассы незначительны из-за отсутствий необходимости их транспортировки на длительные расстояния. Такие штабели могут быть в уплотненном состоянии. Их хранение возможно до процесса измельчения.
Время естественной сушки отходов раскряжевки как минимум на порядок меньше времени сушки стволовой древесины.
7.3. Исследование качества щепы. Поступающее топливо может сильно различаться по теплотворной способности, поскольку разные породы древесины и разные части ствола имеют различные свойства.
Качество древесного топлива имеет решающее значение для хранения и горения. Важнейшими качественными показателями являются: влажность; фракционный состав; доля мелких фракций; содержание золы;
удельный вес; теплосодержание.
Основные требования к топливной щепе, используемой в теплоэнергетических установках формулируются ТУ 13-73-83 Щепа техническая из тонкомерных деревьев и сучьев: размеры щепы: длина не более 100 мм, толщина не более 20 мм; массовые доли коры, гнили и зелени не регламентируются; массовая доля минеральных примесей не должна превышать 8%; остаток на ситах анализатора с отверстием 30 мм не более 50%, с отверстиями 20, 10 и 5 мм не регламентируется; дифференциация по породному составу.
Удельный расход энергии на производство одного плотного кубометра щепы для дисковых машин составляет 2,5Ц3,0 кВт/ч, барабанных - 4,0-5,кВт/ч. Топливная щепа от этих машин содержит значительную долю мелких фракций, которые затрудняют работу энергетических установок.
Экспериментальные исследования качества щепы проводились в Тосненском районе ЛО, на базе Лисинского ЛХТ. Щепа получалась из свежесрубленной стволовой древесины разных пород и кустарника, и определялись фракционный состав, содержание коры, породный состав.
Производство щепы производилось стационарной рубительной машиной МРН20-1 на территории нижнего склада и передвижной рубительной машиной Валмет-1100 на лесосеке. В качестве сырья для получения топливной щепы на нижнем складе использовалась свежесрубленная низкокачественная древесина.
Образцы длиной 1 м и диаметром 12, 16, 20, 34, 40 см рассортировывались по породам. Бревна диаметром больше 24 см раскалывались.
На лесосеке щепа заготавливалась из порубочных остатков зимней и летней заготовки. Породный состав определялся по формуле древостоя.
Результаты исследования после обработки по программе Statistica представлены в табл. 4 и 5.
С целью определения статистических закономерностей процесса измельчения древесины передвижными рубительными машинами следует рассмотреть его с позиции теории статистических инвариантов, как характеристик однородности неоднородных структур, и являющейся основой в статистической механике. Формируемую множественную щепу можно представить в виде динамической системы с большим числом степеней свободы, роль которых выполняют параметры, описывающие ее состояние. В стационарных условиях такие системы стремятся к своему предельному наиболее вероятному состоянию.
Таблица Качественные показатели щепы, произведенной стационарной рубительной машиной МРН 20-1 из колотой древесины Порода Диаметр Остаток на ситах анализатора, % Содержание, % древесины по групподдон коры гнили 30 20 10 пам, см Ель 8 5,5 42,0 46,0 5,0 2,0 10 12 4,0 49,0 41,0 4,5 1,5 10 - 20 4,5 53,0 37,0 4,5 1,0 9 - 34 4,0 22,0 47,0 15 9,5 9 - Сосна 12 4,5 60,0 29,5 5,0 1,5 8 - 16 5,5 52,0 35,5 4,5 1,0 8 - 20 6,5 53,0 33,5 4,5 1,0 9 - 40 6,0 43,0 37,0 7,0 7,0 10 Осина 12 6,0 59,5 28,5 4,5 2,0 12 - 20 5,0 57,0 32,0 5,0 1,0 12 - 34 6,0 61,0 29,0 2,5 1,5 11 40 6,6 41,0 31,5 15 7,0 11 береза 8 4,0 35,0 51,0 6,0 3,5 12 - 12 6,5 36,0 50,0 5,0 2,5 13 - 16 8,5 48,0 37,5 5,0 1,0 12 - 20 8,5 50,0 34,5 6,0 1,0 14 - Таблица Качественные показатели щепы, произведенной передвижной рубительной машиной Валмет-11Вид древесно- Макси- Остаток на ситах анализатора, % Содержание го сырья мальный коры, % диаметр 30 20 10 5 Подсырья, см дон Вершинник 16 19,0 40,5 25,5 7,1 7,9 Придорожный 10 24,0 21,0 40,0 7,5 7,5 кустарник Совокупность измельченной древесины можно рассматривать как своего рода условное фазовое пространство, состоящее из числа ячеек, равного числу дискретных значений j размеров щепы. В каждой ячейке содержится количество nj щепы размером lj, характеризующейся энергией образования ej. Поэтому задача исследования ставится следующим образом:
найти наиболее вероятное распределение щепы от ее размера в стационарных статистических условиях её образования при выполнении равенств N const, (94) n j n E const, (95) e j j первое равенство отражает условие постоянства общего количества образующейся измельченной древесины в единицу времени, а второе характеризует постоянство энергии образования за это время (мощности). Вероятность заполнения ячеек фазового пространства описывается зависимостью вида N! Pj . (96) Пn ! j n! nnen С учетом формулы Стирлинга, справедливой при n1,, S ln Pj N ln N ln nj. Таким образом, наиболее можно записать j n j вероятное распределение обусловлено равенствами dS ln Pj n dnj , (97) j d ln j dN , (98) dnj dE dn . (99) e j j Для построения решения системы уравнений воспользуемся методом неопределенных множителей Лагранжа путем умножения (98) на - , а (99) на , после суммирования получаем уравнение ln n ej dnj , (100) j ln n e из которого следует условие его выполнения, поэтому j j n exp exp e решение (опуская нижний индекс) принимает вид, из exp N условия нормировки получаем значение, поэтому можно заn N e писать. (101) Механическая энергия е образования щепы является суперпозицией двух конкурирующих энергий поверхностной и объемной: при уменьшении размеров первая увеличивается, а вторая уменьшается (и наоборот).
Поэтому энергия образования измельченной древесины в зависимости от размеров имеет экстремум. Функция распределения количества щепы по размерам имеет трех параметрический вид n nm exp l lm , (102) ее можно записать в безразмерном виде, как однопараметрическую, опираясь на модальные значения n* exp l *l, (103) где n* =n/nm, = l2.
m Трех параметрическое распределение (103) принимает вид двух параметрического нормального распределения в условиях, когда nm 2 2 ,, (104) а однопараметрическое становится нормальным, когда =.
Сравнение результатов расчета по формуле (103) с опытными данными показано в табл. 6 (числитель - опытное значение, знаменатель - расчет).
Таблица Качественные показатели щепы, нарубленной на передвижной рубительной машине Валмет - 1Вид древесного Максимальный Остаток на ситах анализатора, % сырья диаметр сырья, см 30 мм 20 мм 10 мм 5 мм Вершинник 16 19,0/20,0 40,5/40,0 25,5/20,0 7,1/7,8. Разработка газогенераторной установки работающей по газожидкостному циклу 8.1.Экспериментальные исследования на опытной газогенераторной установке. Перспективным направлением утилизации щепы является ее использование в тепло-энергетических установках для получения электрической энергии и тепла в виде горячей воды и пара. При переходе на древесное топливо происходит улучшение экологической обстановки за счет снижения выбросов в атмосферу и повышение КПД самой установки, т.к.
используется тепло уходящих газов и охлаждающей жидкости.
На рынке представлен широкий спектр дизельных установок различной мощности, поэтому обеспечение их газогенераторными установками, производящими газогенераторный газ из измельченных отходов лесозаготовок, является экономически обоснованным. При этом достигается рентабельная автономность энергетических и тепловых модулей и обеспечивается экологическая безопасность региона.
Для разработки методики обеспечения газогенераторной установки необходимым количеством щепы, из которой производится генераторный газ, была создана опытная газогенераторная установка на которой были проведены экспериментальные исследования. Исследования выполнены в лаборатории ДВС и ДУ СПбГМТУ на базе ГИПХ газогенератора и вихре- камерного дизеля 248,5/11 мощностью 8 кВт. Задачей исследования являлось изучение особенностей рабочего процесса при использовании газогенераторного газа, получаемого из различных видов древесного сырья в виде щепы.
Принципиальна схема опытной газогенераторной установки показана на рис. Рис. 2. Принципиальная схема опытной газогенераторной дизельной установки:
1 - газогенератор, 2 - циклон, 3 - циклон, 4 - радиатор, 5 - тонкий очиститель, 6 - вентилятор, 7 - дизель, 8 - ресивер, 9 - смеситель Установка включает в себя следующие элементы и системы: газогенератор, способный газифицировать древесные отходы, и обеспечивающий выход генераторного газа с наименьшим количеством смол; системы охлаждения и очистки, предназначенные для снижения температуры генераторного газа и его очистки от вредных примесей, к числу которых относятся зола, сажа, смолистые вещества, сернистые соединения и влага; систему розжига, обеспечивающую пуск газогенератора; систему воспламенения и сжигания газогенераторного газа; системы управления, измерения и регистрации параметров работы при проведении испытаний.
Участвующий в исследованиях газогенератор относится к типу газогенераторов, обеспечивающих обращенный процесс газификации. Воздух подается в среднюю по высоте часть камеры, в которой происходит процесс горения древесных отходов. Образующиеся газы отсасываются вниз и затем через кольцевое пространство между корпусом и бункером поступают в системы очистки и охлаждения через газоотборный патрубок, расположенный в верхней части газогенератора. Активная зона расположена в камере газификации от места подвода воздуха до нижнего среза, ниже расположен зольник. Зона сухой перегонки и зона подсушки располагаются выше активной зоны, но влага древесных отходов и летучие компоненты не могут выйти из газогенератора, минуя активную зону. Проходя через активную зону с высокой температурой, продукты сухой перегонки подвергаются разложению, в результате которого количество смол в выходящем из генератора газе незначительно.
Для грубой очистки генераторного газа в принятой схеме используется двухступенчатый очиститель вихревого типа. Для повышения плотности заряда газовоздушной смеси необходимо охлаждать газ перед его подачей в систему питания двигателя. Для охлаждения используются радиаторы, где происходит охлаждение и доочистка. Тонкий очиститель предназначен для максимальной очистки газа от водяных паров и вредных примесей перед его поступлением в систему питания двигателя. Система розжига (и отбора) генераторного газа, включающая в свой состав электровентилятор, предназначена для розжига газогенератора. Система воспламенения и сжигания генераторного газа используется при автономной стендовой отработке двигателя и включает в себя эжектор и воспламенитель.
На основе экспериментальных данных установлено, что оптимальная скорость газа на входе в циклон должна составлять 18-20 м/с, при больших скоростях возрастают потери напора на циклоне, а при меньших ухудшается очистка. Для опытной установки принято: расходы газа 15-35 м3/ч;
скорость газа на входе в установку 10-250 м/с; скорость газа на выходе из установки 4-7 м/с; скорость газа во внутреннем цилиндре 1,5 м/с; максимальные суммарные потери напора 100-540 мм вод.ст; температура корпуса циклона 200-250С.
Окончательная очистка газа от пыли, смол, конденсата и т.п. производится в тонком очистителе, который выполнен в виде цилиндра с размещенным внутри фильтром. Под фильтром расположен отстойник для конденсата со сливным отверстием. В качестве фильтрующего материала применена древесная шерсть (тонкая стружка сечением 0,4х2,5 мм), которая обладает развитой поверхностью контакта и обеспечивает высокие параметры очистки газа, толщина ее набивки составляет 100 мм. В качестве охладителя принята радиаторная схема с прямоугольными ребрами, как наиболее подходящая для данных условий работы и облегчающая очистку охладителя от загрязнений. Параметры ребер радиатора: материал, легированная сталь; толщина стенки ребра 1-1,5 мм; внутреннее сечение ребра 71х13 мм; длина ребер 600 мм; всего ребер 12 шт.; расстояние между внешними стенками ребер 40 мм. Потери напора на радиаторе не превышали 35-40 мм вод.ст.
8.2. Результаты экспериментов. Критерием качества газогенераторного газа является содержание в нем основного горючего компонента окиси углерода СО, оно существенно зависит от конструкции и режима работы, а так же от характеристик древесного топлива: породы, влажности, фракционного состава и др. Пробные пуски и начальные исследования газогенератора показали, что для получения газа с достаточным для работы двигателя содержанием окиси углерода необходимы работы по доводке некоторых конструктивных элементов и накопление навыков его эксплуатации, утерянных после 50-х годов ХХ века.
В результате исследования было установлено: исследуемый диапазон содержания СО в генераторном газе шире, чем у газогенераторных установок 30-50-х годов ХХ века на дровяном топливе; с ухудшением качества газогенераторного топлива изменяются теплофизические свойства рабочего тела двигателя, что приводит к снижению температуры в цикле и давлений при фиксированных значениях доли жидкого топлива; при номинальном давлении в цикле (0,585 МПа) максимальные температуры в газодизеле выше на 300-350С, чем у базового дизеля, как результат уменьшения количества воздуха при сгорании топлива; с ухудшением качества генераторного газа цикловые подачи дизельного топлива, необходимые для достижения в газодизеле номинального давления, увеличиваются и составляют 24-80% от номинальной дозы топлива базового дизеля. Уменьшение одной сотой (1%) содержания СО приводит к увеличению доли жидкого топлива на 0,02 (2%); на номинальном режиме работы газодизеля соотношение требуемых расходов вторичного и первичного воздуха с ухудшением состава генераторного газа увеличивается в 1,35 раза; соотношение расходов вторичного воздуха и сухого генераторного газа при ухудшении качества газа увеличивается с 2,36 до 4,00; скорость воздуха из фурм является важным фактором, влияющим на весь процесс газификации, а, следовательно, на экономичность газодизеля; время пребывания СО2 в реакционной зоне не должно превышать 0,6 секунды.
Полученные результаты позволяют сформулировать пути совершенствование газогенераторов с дизелем, работающих по газожидкостному циклу с использованием измельченной древесины: оптимизацию режимов розжига следует производить при наличии пускового регулируемого вентилятора производительности 20 м3/час; повышение температуры в реакционной зоне газогенератора и интенсификацию процесса образования СО2 в районе фурменного пояса следует производить путем увеличения;
скорости первичного воздуха на выходе из фурм, за счет варьирования диаметра и числа отверстий в поясе; для увеличения времени пребывания СО2 в реакционной зоне и полноты восстановления углекислого газа до окиси углерода СО, как основного топливного компонента, необходимо, увеличивать высоту реакционной зоны, т.е. расстояние от пояса фурм до зольника; пыль и зола, содержащиеся в производимом газогенераторном газе, способствуют износу деталей поршневой группы двигателей внутреннего сгорания, на выходе из газогенератора они находятся в твердом состоянии, поэтому эффективно сухое пылеудаление; повышенная влажность топлива понижает температуру процесса газификации, приводя к увеличению содержания в нем негорючего компонента СО и понижению теплотворной способности газа, а следовательно и коэффициент полезного действия газогенератора поэтому желательно иметь влажность топлива не более 25 %; при использовании древесного топлива естественной влажности расход жидкого топлива увеличивается на 45%.
Очистка производимого генераторного газа является важной составляющей работы газодизеля. Для выполнения эффективной очистки следует учитывать следующее: перед охладителем достаточно иметь один циклон с увеличенной приемной емкостью для отделения пыли и золы; требуется увеличивать размер раздающих и сборных коллекторов охладителя для очистки газа и сбора примесей; после охладителя необходимо устанавливать фильтр тонкой очистки, в качестве насадки можно использовать кольца из активированного угля, при любой конструкции тонкого фильтра необходимо за смесителем располагать дополнительный фильтр ультратонкой очистки, которым может быть стандартный масляный фильтр, способный самоочищаться, что позволит увеличивать его ресурс; оптимизацию системы очистки следует производить путем натурных исследований на опытном стенде.
8.3. Технические возможности создания газогенераторных установок работающих по газожидкостному циклу.
Исследованиями установлено, что объемный состав генераторного газа в зависимости от типа газогенератора, особенностей процесса газификации, исходного топлива может меняться в пределах (в % по массе): Н2=220,7; СН4=1,47-6,0; СпНп=0-0,5; СО=13-29; СО2=5,6-14,6; N2=44,6-60;
O2=0-1,0 либо N2+ O2=50,4-56,23.
Колебания объемной доли горючих компонентов может быть значительным в зависимости от особенностей процесса газификации и укладываются в следующий предел (Н2+СН4+СО)=23 Ц50% и более, что дает разброс данных по теплоте сгорания генераторного газа в диапазоне 4190-4820 кДж/м3.
От качества исходного твердого топлива зависит содержание балластных примесей в газе. Древесное топливо является твердым топливом с большим содержанием смол и летучих компонентов. Содержание золы, пыли и воды в топливе не может быть строго нормировано и гарантировано в узких пределах при эксплуатации. Поэтому газ после газогенератора должен подвергаться тщательной очистке и глубокому охлаждению. Для надежной очистки генераторного газа приходится устанавливать достаточно громоздкие мокрые и сухие очистители газа, т.к. в газе после газогенератора может находиться до 50-500 г/м3 влаги, 10-20 г/м3 пыли и 40 г/мсмолистых веществ. Такой газ подавать в двигатель нельзя, поэтому должна быть очистка до 0,03-10 г/м3 пыли и до 0-0,5 г/м3 по смолам. При сложной очистке, возможно снижение содержание пыли до 0,01 г/м3, но это требует значительного объема мокрого очистителя.
Перевод дизеля на чисто газовый процесс является сложной задачей, связанным с внесением в конструкцию двигателя коренных конструктивных переделок и изменений при неизбежном падении мощности. Перспективным и экономически целесообразным является перевод дизеля на генераторный газ по газожидкостному типу с впрыском запального дизельного топлива в количестве 5-15% от цикловой номинальной подачи. Проблемы калорийности, очистки и охлаждения генераторного газа при этом остаются, но конструктивные изменения двигателя минимальные, а при определенных условиях удается обеспечить возможность работы газожидкостного двигателя по исключительно дизельному циклу, т.к. при дозе запального жидкого топлива более 10% от номинальной, возможно использовать штатный ТНВД, поэтому основные изменения в конструкции связаны с установкой смесителя, органа регулирования подачи газа, изменением регулировок по опережению подачи жидкого топлива и др.
При сохранении штатного высокого наддува удается достаточно быстро перевести двигатель на жидкое топливо, что является важным эксплуатационным преимуществом. Стабильная и надежная работа газожидкостного двигателя достигается за счет тщательного перемешивания воздуха и газа на впуске и надежного выбора дозы и опережения подачи запального топлива, минимизацией перепада давления в смесителях.
На основании выполненных исследований можно сформулировать основные параметры, необходимые для проектирования газожидкостной энергетической установки задаваемой мощности: удельный расход измельченной древесины q1=1,4 кг/кВтчас; удельный расход газа q2 =3,м3/кВтчас; удельный расход воздуха q3=3,4 м3/ кВтчас; удельная высота активной зоны h=20 мм/кВтчас; удельная энергоемкость измельченной древесины g1=0,71 кВтчас/кг; удельная энергоемкость газа g2=0,кВтчаc/м3; удельная энергоемкость воздуха g3 =0,29 кВтчас/м3; удельная энергоемкость высоты активной зоны g4=0,24кВтчас/мм.
На основании значений представленных параметров можно дать оценку массогабаритных показателей промышленной газогенераторной установки работающих по газожидкостному циклу.
Расчеты показывают, что для газодизеля мощностью 180-220 кВт необходимо дополнительное оборудование со следующими размерами: газогенератор 7 м3, высотой 4,0 м и диаметром 1,5 м; охладитель 0,9 м3, высотой 3,0 м, диаметром 0,6 м; скруббер 5,4 м3, высотой 3,5 м, диаметром 1,4 м;
газосборник 0,4 м3.
Суммарный габаритный объем оборудования газогенераторной установки становится равным примерно 12,7 м3, его масса составляет 2,4-4,0 т.
Газоходы, объединяющие элементы установки, должны иметь диаметры около 22,5-35,0 см. Расход технической воды в оборотном контуре установки должен быть равен 73-77 л/мин.
Эффективному КПД газодизеля, равному 25%, соответствуют следующие часовые расходы топлива: щепы 308 кг/час; жидкого дизельного топлива 9,7 кг/час. Экономия дизельного топлива составляет 85% от номинальной дозы.
Заключение На основании выполненных комплексных исследований по проблеме совершенствования лесозаготовительного производства и эффективного использования отходов лесозаготовок представлены концептуальные выводы и рекомендации 1. В результате комплексного исследования функциональной взаимосвязи системы машин, механизмов и оборудования, выполняющих последовательные технологические операции производства лесоматериалов, определены направления повышения эффективности лесозаготовительного производства на основе повышения производительности, снижения мощности и рационального использования вторичного сырья.
2. Построенная математическая модель для определения наиболее информативных критериев эффективности работы комплексов машин, как единой и взаимосвязанной системы, выполняющей последовательные технологические операции при стохастических условиях протекания динамического процесса, актуальна для лесной отрасли.
3. На основе анализа эффективных удельных производительности и энергоемкости лесозаготовительных машин, работающих в стохастической системе технология-лес, становится возможным формировать из них энергосберегающие высокопроизводительные системы машин.
4. Установлено, что критерием качества динамической системы производства лесоматериалов служит степень десинхронизации, определяемая величиной дисперсии времени цикла производств в стохастическом технологическом процессе; она вызывает соответствующее снижение его производительности.
5. Экспериментально установлено, что уровень степени десинхронизации работы комплексов производства сортиментов на лесосеке изменяется в пределах от 0,001 до 0,25.
6. Выполненный анализ показал, что степень синхронизациидесинхронизации работы комплексов определяется стохастическим характером лесозаготовительного производства на лесосеке, обусловленным статистичностью системы технология- лес: вероятностными законами распределения деревьев в естественных древостоях, образующих локальные однородные случайные кластерные структуры, и стационарным (нестационарным) случайным процессом.
7. Построена на основе квадратичного программирования математическая модель позволяет лесозаготовительным предприятиям оптимально распределять объемы лесозаготовок между используемыми технологиями, что приведет к увеличению эффективности лесозаготовительного производства на 8-10 %.
8. Показана необходимость применения математических методов оптимизации как технологических операций производства лесопродукции, так и распределения ресурсов между технологиями в стохастических условиях.
Предлагаемые методы нелинейного и квадратичного программирования позволяет решать эту задачу.
9. Установлено, что путем оптимизации раскроя хлыстов на лесосеке на основе методов нелинейного и квадратичного программирования, можно увеличить выход наиболее ценных сортиментов на 5 %.
10. Показано, что эффективным решением задачи экологической и энергетической безопасности лесопромышленных регионов является использование древесных отходов в качестве сырья для газогенераторных установок с дизелем, для получения электрической энергии.
11. Экспериментально получены значения удельный расход измельченной древесины q1=1,4 кг/кВтчас; удельный расход газа q2 =3,2 м3/кВтчас;
удельный расход воздуха q3=3,4 м3/ кВтчас; удельная высота активной зоны h=20 мм/кВтчас; удельная энергоемкость измельченной древесины g1=0,71 кВтчас/кг; удельная энергоемкость газа g2=0,31 кВтчаc/м3; удельная энергоемкость воздуха g3=0,29 кВтчас/м3; удельная энергоемкость высоты активной зоны g4=0,24 кВтчас/мм., позволяют решать как прямую, так и обратную задачу при проектировании газогенераторных установок работающих по газожидкостному циклу.
12. Аналитическое обобщение эксплуатации газогенераторных установок прошлых лет и выполненные экспериментальные исследования на опытной газогенераторной установке позволяют разработать на базе широко распространенного дизеля Д12 промышленную газодизельную установку работающую по газожидкостному циклу, мощностью 180-220 кВт со следующими габаритными объемами: газогенератор 7 м3, высотой 4,0 м и диаметром 1,5 м, скруббер 5,4 м3, высотой 3,5 м и диаметром 1,4 м, газосборные 0,4 м3.При этом экономия дизельного топлива составит 85-90% от номинальной дозы.
Основное содержание диссертации опубликовано:
В изданиях по перечню ВАК 1. Патякин В.И., Кацадзе В.А., Беленький Ю.И., Бит Ю.А., Меньшиков В.Н. Основные концепции повышения эффективности лесозаготовок в Северо-Западном регионе. // Известия СПбГЛТА. - Вып. 166. 2000 г. С. 173-176.
2. Базаров С.М., Иванов В.А., Беленький Ю.И. Математическая модель повреждения подроста при работе машин технологии лесозаготовок. // Вестник КрасГАУ. № 1.
2008. С. 23-26.
3. Базаров С.М., Беленький Ю.И., Букалов Д.А. Выбор эффективного критерия формирования технологического процесса лесозаготовительного производства. // Вестник КрасГАУ. № 5. 2008. С. 279-281.
4. Беленький Ю.И., Букалов Д.А. Особенности представления эффективного критерия формирования технологического процесса лесозаготовительного производства. // Известия СПбГЛТА. Вып. 185, 2008 г. С. 81-85.
5. Базаров С.М., Беленький Ю.И., Кожемякин А.В. Статистический анализ эффективной производительности и мощности систем механизмов, машин и оборудования лесозаготовительного производства. // Известия СПбГЛТА. Вып. 190, 2009 г. С.
142-148.
6. Базаров С.М., Беленький Ю.И., Тарабан М.В. Возможности квадратичного программирования. // Известия СПбГЛТА. Вып. 193, 2010 г. С. 282-287.
7. Базаров С.М., Беленький Ю.И., Парфенопуло Г.К. Обоснование стратегии эффективной работы систем лесозаготовительных машин на основе вероятностной модели. // Известия СПбГЛТА. Вып. 194, 2010 г. С. 150-155.
8. Базаров С.М. Беленький Ю.И. Использование возможностей квадратичного программирования. Вестник КрасГАУ. № 3. 2010. С. 18-20.
9. Базаров С.М., Беленький Ю.И., Парфенопуло Г.К.Стратегия эффективной работы систем машин на основе вероятностной модели. // Вестник КрасГАУ. № 6. 2011. С.
135-141.
10. Беленький Ю.И., Рыков С.П., Парфенопуло Г.К. К стратегии эффективной эксплуатации систем лесозаготовительных машин на основе вероятностных моделей. // Системы. Методы. Технологии. № 2, 2011. С. 108-110.
11. Беленький Ю.И. Оценка технических возможностей создания газогенераторных установок с дизелем. Вестник КрасГАУ. № 10. 2011 г. С. 184-189.
В монографиях:
12. Беленький Ю.И., Глядяев С.О. Использование древесных отходов лесозаготовок в качестве биотоплива газогенераторных установок. (Монография). СПб.: СПбГЛТА, 2009. 72 с.
13. Бит Ю.А., Беленький Ю.И. Производство древесного топлива. (Монография).
СПБ.: СПбГЛТА: 2001. 60с.
14. Базаров С.М., Беленький Ю.И., Кожемякин А.В. Системный анализ работы комплексов механизмов и машин заготовки круглого леса на лесосеке. (Монография).
СПб.: СПбГЛТА, 2010. 88 с.
15. Беленький Ю.И., Куницкая О.А. Повышение энергетической и экономической эффективности лесозаготовительного производства. (Монография). СПб.: СПбГЛТУ, 2012. 170 с.
В прочих изданиях 16. Беленький Ю.И. Исследование процесса резания древесины в рубильных машинах при подаче сырья параллельно оси вращения рабочего органа. / В кн.: Станки и инструменты деревообрабатывающих производств. Межвуз. сб. научн.тр. Л: ЛТА:
1988. С. 98-101.
17. Беленький Ю.И., Ворон И.Ю. Расчет и изготовление геликоидальной поверхности межножевого сектора диска рубительной машины. // Лесоэксплуатация и лесосплав, № 4, 1989. С. 7-8.
18. Бойков С.П., Беленький Ю.И., Лаутнер Э.М. Параметры геликоидального диска. / В кн.: Механизация лесозаготовок и транспорта леса. Межвуз. сб. научн.тр.,Л: ЛТА:
1988. С. 13-19.
19. Бойков С.П., Беленький Ю.И., Ильенко Б.К., Ворон И.Ю.Раскряжевка хлыстов с автоматической сортировкой по диаметрам. / В кн.: Лесосечные, лесоскладские работы и транспорта леса. Межвуз. сб. научн.тр. Л: ЛТА: 1989. С. 9-11.
20. Беленький Ю.И., Румб В.К. Обоснование возможности создания промышленной газогенераторной дизельной установки для утилизации древесных отходов. / В кн.:
Современные проблемы развития поршневых ДВС.Межвуз. сб. науч.тр. СПБ.:
СПбМТУ. 2004. С. 34-36.
21. Бит Ю.А. Беленький Ю.И. Производство биотоплива и его использование на деревообрабатывающих предприятиях. / Материалы международного семинара Биоэнергетика -2004. Пушкин, 2004 г. С. 56-60.
22. Есенбаев Б.Т., Мурашкин Н.В., Беленький Ю.И. Состав производственной системы, как объект стратегического управления. / В кн.: Безопасность жизнедеятельности. Сб. научн. тр. Выпуск 12, СПБ: МАНЭБ, 2007. С. 40-47.
23. Беленький Ю.И. Повышение эффективности использования биотоплива, произведенного на основе древесного сырья. / Материалы международной конференции Состояние и перспективы использования возобновляемых источников энергии в муниципальной энергетике СПб, 2008 С. 45-50.
24. Базаров С.М., Беленький Ю.И., Букалов Д.А. Математическая модель техникоэкономической оптимизации лесозаготовительного производства. / В кн: Технология и оборудование лесопромышленного комплекса. Сб. научн. тр. Выпуск 1. СПб.:
СПбГЛТА, 2008. С. 35-38.
25. Беленький Ю.И., Глядяев С.О. Система машин для переработки древесных отходов на технологическую щепу на лесосеке. / В кн: Технология и оборудование лесопромышленного комплекса. Сб. научн. тр. Выпуск 1. СПб.: СПбГЛТА, 2008. С. 4345.
26. Базаров С.М., Беленький Ю.И. Статистические закономерности распределения деревьев в естественных древостоях. / В кн: Технология и оборудование лесопромышленного комплекса Сб. научн. тр. Выпуск 1. СПб.: СПбГЛТА, 2008. С. 45-48.
27. Григорьев И.В., Григорьева О.И., Жукова А.И., Беленький Ю.И. Оценка экологической эффективности лесоэксплуатации. / В кн: Технология и оборудование лесопромышленного комплекса. Сб. научн. тр. Выпуск 2. СПб.: СПбГЛТА, 2008. С.
3-10.
28. Беленький Ю.И. Обоснование возможности перевода работы котельной с мазута на древесное сырье в п. Пчевжа Ленинградской области. / Материалы Международной конференции Развитие инновационного и производственного сотрудничества между финскими и российскими средними и малыми предприятиями в секторе биоэнергетики. г. Котка (Финляндия) 2008. С. 17-26.
29. Беленький Ю.И., Глядяев С.О. Возможности применения газогенераторных установок на лесосеке в качестве автономного энергетического модуля. / Материалы международной научно- практической конференции Современные проблемы лесозаготовительных производств, производства материалов и изделий из древесины:
пиломатериалы, фанера, деревянные дома, заводского изготовления, столярностроительные изделия. СПб.: НП НТО МТД, том 2. 2009. С. 126-129.
30. Базаров С.М., Беленький Ю.И., Букалов Д.А. Критерии эффективности технологии лесозаготовительного производства. / Материалы международной научно- практической конференции Современные проблемы лесозаготовительных производств, производства материалов и изделий из древесины: пиломатериалы, фанера, деревянные дома, заводского изготовления, столярно-строительные изделия. СПб.: НП НТО МТД, том 2. 2009. С. 134-136.
31. Беленький Ю.И., Ржавцев А.А. Перспективы использования низкосортной древесины и отходов лесозаготовок с целью получения тепловой и электрической энергии. / Материалы международной научно- практической конференции Современные проблемы лесозаготовительных производств, производства материалов и изделий из древесины: пиломатериалы, фанера, деревянные дома, заводского изготовления, столярно-строительные изделия. СПб.: НП НТО МТД, том 2. 2009. С. 136141.
32. Базаров С.М., Беленький Ю.И., Кожемякин А.В. Синергетический анализ эффективности функционирования систем механизмов, машин и оборудования лесопромышленного производства. / В кн: Технология и оборудование лесопромышленного комплекса. Сб. научн. тр. Выпуск 5. СПб.: СПбГЛТА, 2010. С. 5-8.
Просим принять участие в работе диссертационного Совета Д.212.008.01 или прислать Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями по адресу: 163002, Архангельск, набережная Северной Двины 17 Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В.Ломоносова.Факс:8-818-2-28-76-
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по техническим специальностям