AGRIS - 

2023

Apazhev, A.K. | Shekikhachev, Yu.A. | Khazhmetov, L.M. | Shekikhacheva, L.Z.

A possibility to reduce erosion processes accompanying crop sprinkling is considered. It is supposed that there is a maximum permissible amount of one-time precipitation for each soil type, at which breaks in sprinkling lead to an increase in the irrigation rate compared to positional continuous sprinkling. The most effective is synchronous pulse sprinkling, the principle of which is to accumulate a certain volume of water in the hydraulic accumulators of pulse sprinklers and then release it under the pressure of compressed air. To reduce erosion processes that can develop during sprinkling, it is necessary to study the kinematic parameters of artificial rain drops. Objects of research are the soils of the Kabardino-Balkarian Republic and sprinkling facility. The research grounds are the analysis results of the soil ecological state assessing methods, the results of agro-ecomonitoring based on the study and generalization of statistical materials. The studies were carried out on filtration sites in field and laboratory conditions. Pressure arises due to air resistance when a water drop is movimg in the air. The pressure acts only on the frontal surface of the moving drop and, according to Pascal's law, deformation (flattening) of the drop occurs up to its division. As the research result, an expression was obtained for calculating the maximum diameter of an artificial rain drop. Calculations have shown that with a surface tension coefficient of 0.07286 N/m and a volumetric weight of water of 9810 N/m3, it will be equal to 6.67 mm, which is consistent with the experimental data (6-7 mm). The dependence of the critical speed of raindrops on the drop diameter and the drop movement resistance coefficient, as well as the permissible rain intensity at various slope grades and for various crops has been established. | Рассмотрена возможность снижения эрозионных процессов при проведении дождевания с.-х. культур. Предполагается, что для каждой почвы существует предельно допустимая величина разового слоя осадков, при которой перерывы в дождевании приводят к увеличению поливной нормы по сравнению с позиционным непрерывным дождеванием. Наиболее эффективно синхронное импульсное дождевание, принцип которого заключается в накоплении в гидроаккумуляторах импульсных дождевателей определенного объема воды и последующего выброса его под действием сжатого воздуха. Для снижения эрозионных процессов, которые могут развиться при проведении дождевания, необходимо исследовать кинематические параметры капель искусственного дождя. Объекты исследования – почвы Кабардино-Балкарской Республики, технические средства для дождевания. Исследования базируются на результатах анализа методов оценки экологического состояния почв, результатов агроэкомониторинга на основе изучения и обобщения статистических материалов. Исследования проведены на фильтрационных площадках в полевых и лабораторных условиях. При движении капли воды в воздушной среде под влиянием сопротивления воздуха возникает давление, которое действует только на лобовую поверхность движущейся капли и, согласно закону Паскаля, происходит деформация (расплющивание) капли вплоть до ее разделения. В результате исследований получено выражение для расчета максимального диаметра капли искусственного дождя. Расчеты показали, что при коэффициенте поверхностного натяжения 0,07286 Н/м и объемном весе воды 9810 Н/м3 он будет равен 6,67 мм, что согласуется с опытными данными (6-7 мм). Установлена зависимость критической скорости капель дождя от диаметра капли и коэффициента сопротивления движению капли, а также допустимая интенсивность дождя при различных уклонах и для различных с.-х. культур.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2020

Mirzoyanz, Yu.A., Institute of Mechanization of Animal Husbandry, Moscow

Water plays an important role in viability of any organism, including farm animals. Specific sanitary requirements are placed on water used to feed animals. A procedure of calculating innovative water supply machine technology in livestock production is shown. To calculate the declared technological process on an animal entity, a calculated theoretical model is built as required by known demands. It is necessary to take into account: average and maximum daily water flows; maximum hourly and second water flows; pumping installation daily consumption; to optimally select a water pump and required power of its drive. The water pressure losses at pipeline's supply consisting of friction losses along the length of the pipeline and local resistance are determined; the total head losses in the pipeline are determined as the total pressure friction losses along the length and in resistance places. According to the calculated values of the water supply free head for a given height in the water supply network and pressure-regulating structures, there are determined: pumps, pumping installations, pressure-regulating structures, water towers and automated turretless water lifting installations, watering equipment was chosen and the number of watering equipment was calculated. The proposed method of calculating water supply innovative machine technology in livestock production will allows farms to improve the production efficiency by using information and communication systems and select facilities that would ensure target using the resources and accurate control of production processes. | Вода играет важную роль в жизнедеятельности любого живого организма, в т.ч. с.-х. животных. К воде, используемой для поения животных, предъявляются определенные санитарные требования. Показана методика расчета инновационной технологии водоснабжения в животноводстве. Для расчета заявленного технологического процесса на животноводческом объекте по известным требованиям строится расчетная теоретическая модель. Необходимо учесть средний и максимальный суточные расходы воды, максимальный часовой и секундный расходы воды, суточный расход насосной станции, оптимально выбрать водяной насос и потребную мощность его привода. Определены потери напора при подаче воды по трубопроводу, состоящие из потерь на трение по длине трубопровода и местные сопротивления; общие потери напора в трубопроводе определяются как суммарные потери напора на трение по длине и в местах сопротивления. По расчетным значениям свободного напора для подачи воды на заданную высоту в водопроводной сети и напорно-регулирующих сооружениях подбраны насосы, насосные станции, напорно-регулирующие сооружения, водонапорные башни и автоматизированные безбашенные водоподъемные установки, проведен выбор и расчет количества водопойного оборудования. Предлагаемая методика расчета инновационной машинной технологии водоснабжения в животноводстве позволит хозяйствам увеличить эффективность производства продукции за счет применения информационных и коммуникационных систем и выбрать технические средства, которые позволят обеспечить целенаправленное использование ресурсов и точный контроль производственных процессов.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2020

Knyazeva L.G. | Dorokhov, A.V. | Kur'yato, N.A., All-Russia Research and Development Inst. of Use of Machinery and Petroleum Products in Agriculture, Tambov

Расход консервационных материалов (КМ) влияет на стоимость противокоррозионной защиты и зависит от толщины защитной пленки (ТП). Изучали теоретический расход КМ на основе минеральных масел: индустриального И-20А, трансформаторного ТКп, моторного М10Г2(к) (товарного и отработанного - ММО) - и ингибиторов коррозии Cortec VpCI-368 и Cortec VpCI-369 в концентрации 3, 5, 7, 10 масс.%. Покрытия получали окунанием образцов из стали Ст3 в КМ и последующим формированием в течение суток. ТП определяли гравиметрически. Максимальные величины ТП получили из составов на основе ММО, что соответствовало и максимальному защитному эффекту, минимальные - из трансформаторного масла. Значения ТП, получаемых из составов на основе И-20А и М10Г2(к), оказались близкими по величине. Наблюдали уменьшение ТП всех исследуемых КМ на стали с ростом температуры их нанесения и уменьшением концентрации ингибиторов. Зависимость ТП минеральных масел от температуры носила практически линейный характер в диапазоне 40 – 70 град. С. По экспериментальным зависимостям, связывающим ТП с кинематической вязкостью составов в логарифмических координатах, удовлетворительно соответствующим упрощенной формуле уравнения Левича, получены эмпирические уравнения. Установлено, что теоретический расход КМ из расчета получения покрытия заданной толщины на единицу площади без учета безвозвратных потерь мало зависит от природы исследованных ингибиторов коррозии и не превышает 20 – 21 г/м2, а расход ингибитора не превышает 1,0 – 1,1 г/м2. | The consumption of preservation materials (PM) affects the cost of anti-corrosion protection and depends on the thickness of a protective film (FT). The theoretical consumption of PM based on mineral oils was studied: industrial I-20A, transformer TKp, motor M10G2 (k) (commercial and waste oils - CWO) and corrosion inhibitors Cortec VpCI-368 and Cortec VpCI-369 at a concentration of 3, 5, 7, and 10 wt %. The coatings were obtained by dipping samples of steel St3 in PM and subsequently forming during the day. The FT was determined gravimetrically. The maximum FT values were obtained from compositions based on CWO, which corresponded to the maximum protective effect, and the minimum values were obtained from transformer oil. The FT obtained from compositions based on I-20A and M10G2 (k) turned out to be close in value. A decrease in the FT of all studied PMs on steel with an increase in the temperature of their application and a decrease in the concentration of inhibitors were observed. The dependence of the FT of mineral oils on temperature was almost linear in the range 40 – 70 deg. С. Empirical equations are obtained from the experimental dependences associating the FT with the kinematic viscosity of the compositions in logarithmic coordinates, which satisfactorily corresponds to the simplified formula of the Levich equation. It has been established that the theoretical consumption of PM based on the production of a coating of a given thickness per unit area without taking into account expendables depends little on the nature of the corrosion inhibitors studied and does not exceed 20-21 g/m2, and the consumption of the inhibitor does not exceed 1 - 1.1 g/m2.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2019

Romantsova, S.V., Tambov State Univ.

Biodiesel fuel (BF) has a renewable raw material base, has better environmental properties and greater operational safety than petroleum. Several BF samples from various vegetable oils were synthesized and analyzed. The influence of the composition of BF on its physical-chemical and operational properties was studied. It has been determined that BF has a higher density, viscosity, degree of unsaturation, low temperature characteristics than hydrocarbons of petroleum fuels, which can degrade the performance of a diesel engine. The physicochemical characteristics of BF depend on the ratio of medium- and long-chain radicals of fatty acids, as well as on the degree of their unsaturation. It was shown that in order to improve the pour point and cloud point of BTBF in its composition, the proportion of unsaturated acid residues should be increased, but this can worsen its oxidative stability. It was revealed that for balance, the presence of unsaturated acid radicals with one double bond (oleic and palmitooleic acids) is required in BF molecules. The content of residues of linoleic and linolenic acids (with two double bonds) should be minimal. It was found that limiting radicals of small length increase oxidative stability and cetane number, but worsen the low-temperature properties of BF. It has been shown that a change in the fatty acid composition of BF by adding separately synthesized low molecular weight esters to it requires an expansion of the raw material base for BF production and new hardware for the esterification reaction. Another way to change the composition of triacylglycerols of vegetable oil is to modify the plant itself by selection or genetic engineering. | Биодизельное топливо (БТ) имеет возобновляемую сырьевую базу, обладает лучшими экологическими свойствами и большей безопасностью в эксплуатации, чем нефтяное. Были синтезированы и проанализированы несколько образцов БТ из различных растительных масел. Изучали влияние состава БТ на его физико-химические и эксплуатационные свойства. Определили, что БТ имеет более высокую плотность, вязкость, степень непредельности, низкотемпературные характеристики, чем углеводороды нефтяных топлив, что может ухудшить характеристики работы дизельного двигателя. Физико-химические характеристики БТ зависят от соотношения средне- и длинноцепочечных радикалов жирных кислот, а также от степени их непредельности. Показали, что для улучшения температур застывания и помутнения БТ в его составе следует увеличить долю непредельных остатков кислот, но это может ухудшить его окислительную стабильность. Выявили, что для соблюдения баланса требуется наличие в молекулах БТ радикалов непредельных кислот с одной двойной связью (олеиновая и пальмитоолеиновая кислоты). Содержание остатков линолевой и линоленовой кислот (с двумя двойными связями) должно быть минимальным. Установили, что предельные радикалы небольшой длины увеличивают окислительную стабильность и цетановое число, но ухудшают низкотемпературные свойства БТ. Изменение жирнокислотного состава БТ путем добавления к нему отдельно синтезированных низкомолекулярных предельных сложных эфиров, требует расширения сырьевой базы производства биодизеля и нового аппаратурного оформления для реакции этерификации. Другой способ изменения состава триацилглицеринов растительного масла – модификация самого растения путём селекции или генной инженерии.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2018

Bondar', V.N. | Malozemov, A.A. | Kukis, V.S., South-Ural State Univ., Chelyabinsk

Presented are the results of calculation and theoretical research, aimed at ensuring the compliance of diesel engines with the requirements of regulatory technical documents for starting characteristics. In course of the study, the mathematical model of chemical kinetics, ignition processes and fuel combustion in the combustion chamber was developed. Model can be used for predicting diesel engine starting characteristics. Model was realized as separate software. The developed mathematical model is implemented in the three-dimensional gas-dynamic model of processes in combustion chamber. During fuel combustion reactions chemical kinetics computational studies on diesel start-up modes, it was determined, that to ensure ignition of fuel in combustion chamber, required gases local temperature should be at least 1350 deg. K. The permissible proportion of carbon oxide in the gases, produced by intake air heater, should not exceed 40%. It is shown, that increase of compression ration, at a constant gas temperature, has little effect on the chemical kinetics of pre-flame processes and combustion reaction rate. It is revealed, that temperature of the combustion chamber walls has a prevailing effect on the possibility of fuel ignition. The wall temperatures, which are required to heat the diesel engine using pre-start heating and start facilitating tools for various environmental temperatures, crankshaft rotational speeds, compression ratios and concentration of the intake air heater combustion products, were determined. The developed mathematical model and software are used in current research and development work to create new and modernize existing diesel engines of various types, produced by Chelyabinsk tractor plant. | Представлены результаты расчетно-теоретического исследования, направленного на обеспечение соответствия дизелей требованиям нормативно-технических документов к пусковым качествам. В ходе исследования создана и реализована в виде отдельного программного обеспечения математическая модель химической кинетики процессов воспламенения и горения топлива в камере сгорания, которая может быть использована при прогнозировании пусковых качеств дизеля. Разработанная математическая модель имплементирована в трехмерную газодинамическую модель процессов в камере сгорания. В ходе расчетного исследования химической кинетики реакций горения топлива на режимах пуска дизеля установлено, что для обеспечения воспламенения топлива в камере сгорания необходимая величина локальных температур рабочего тела должна составлять не менее 1350 град. К. Допустимая доля оксида углерода в рабочем теле на режиме сопровождения подогревателем воздуха на впуске не должна превышать 40%. Показано, что увеличение степени сжатия при постоянной температуре газов мало влияет на химическую кинетику предпламенных процессов и скорость реакции горения. Выявлено, что температура стенок камеры сгорания имеет превалирующее влияние на возможность воспламенения топлива. Установлены значения температур стенок, до которых необходимо разогреть дизель с применением средств предпусковой подготовки и облегчения пуска для различных температур среды, частот вращения коленчатого вала, степени сжатия, концентрации продуктов сгорания подогревателя воздуха на впуске. Разработанные математическая модель и программное обеспечение используются в текущих научно-исследовательских и опытно-конструкторских работах по созданию новых и модернизации существующих дизелей ООО "ЧТЗ-Уралтрак" различных типов.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2017

Mustafaev, Zh.S. | Kozykeeva, A.T., Kazakh National Agrarian Univ., Almaty

The problem of effective and rational use of water, land, energy and other resources causes the need to improve the drip irrigation system (DIS). The technologies of low volume low-pressure DIS providing more effective and economical distribution of water and nutrients strictly to the root zone of the plants take more spreading. The aim of this work is the development of methods of determination of hydraulic parameters of low-pressure DIS on the basis of the equation of Darcy-Weisbach allowing to evenly distribute the water flow in drip lines. The advantages, reliability and the existing drawbacks of DIS were identified for irrigation of agricultural crops in different climatic zones, gravity-flow DIS was developed which provides uniform distribution of water along the length of irrigation pipeline on the land surface with a small difference. Low-pressure DIS works through the use of slope providing irrigation pipelines a constant flow of water when filling the cross section of the pipe. The limit of filling the pipeline depends on the design of micro water outputs, i.e. droppers and the lower limit of the filling is determined by the minimum allowable flow rate of the pipeline in the terminal part. Uniform distribution of irrigation water dripper provides almost the same pressure in them which is equal to the sum of the depth of filling of the pipeline and the height of tank overflow. The reliability and uniformity of water flow in drip pipelines is characterized by the pressure loss and uniform flow along the length of the irrigation tubing. The system of equations to determine the linear pressure losses along the length of the irrigation tubing from drippers, allowing to estimate the pressure losses and uniformity of water flow along their length when designing low-pressure DIS is obtained. | Проблема эффективного и рационального использования водных, земельных, энергетических и других ресурсов вызывает необходимость совершенствовать системы капельного орошения (СКО). Все большее распространение приобретают технологии малообъемной и низконапорной СКО, которые обеспечивают более эффективную и экономную доставку воды и питательных веществ непосредственно к корневой зоне растений. Цель работы - разработка методики определения гидравлических параметров низконапорной СКО на основе уравнения Дарси-Вейсбаха, позволяющей равномерно распределять расход воды в капельных трубопроводах. Определены достоинства, надежность и существующие недостатки СКО для полива с.-х. культур в различных природно-климатических зонах, разработана безнапорная СКО, обеспечивающая равномерное распределение воды по длине поливного трубопровода на землях с небольшим поверхностным перепадом. Низконапорная СКО работает за счет использования уклона местности, обеспечивающего в поливных трубопроводах постоянный ток воды при заполнении сечения трубы. При этом предел наполнения трубопровода зависит от конструкции микроводовыпусков, т. е. капельницы, а нижний предел наполнения определяется минимально допустимым расходом трубопровода в концевой части. Равномерное распределение поливной воды между капельницами обеспечивает практически одинаковый напор в них, который равен сумме глубины наполнения трубопровода и высоты емкости водовыпуска. Надежность работы и равномерность расхода воды в капельных трубопроводах характеризуется потерями напора и равномерностью расхода по длине поливного трубопровода. Получена система уравнений для определения линейной потери напора по длине поливного трубопровода с капельницы, позволяющая оценивать потери напора и равномерность расхода воды по их длине при проектировании низконапорных СКО.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation