Введение к работе
Актуальность проблемы
Анализ тенденций развития сельскохозяйственного производства п СНГ и в 'осейи показывает, что рост затрат на производство продукции растениеводства основные фонды) опережает рост урожайности. Основная концепция увеличения іроизводства продукции и повышения производительности труда в сельском созяйстве за счет использования более тяжелой и мощной техники привела к 'величению потребления энергетических и материальных ресурсов и показала в 'словиях современной экономической политики свою несостоятельность. Причины подобной экстенсивной формы развития во многом кроются в >рганизационно-правовой и организационно-технологической структурах «временного сельскохозяйственного производства, для которого, на наш взгляд, іау кой еще не сформулированы основные принципы оптимального сопряжения ікологических и антропогенных энергетических потоков в существующих >егиональішх эколого-биологических системах.
Многообразие факторов, определяющих увеличение продуктивности при '.облюдении качества в растениеводстве, обуславливает необходимость тістємного подхода при решении вопросов энерготехнологического обеспечения юзделывания и обработки продукции, которые представляют систему организационных, структурных, агротехнических и методологических іероприятий, регламентирующих выбор технологии, сроков применения ехнологических приемов, их последовательность и взаимосвязь, комплектование ехническими средствами с учетом природно-климатических, и производственных словий, особенностей возделываемых культур.
Эколого-энергетический подход и. системный анализ методов, ехнологических приемов и технических средств для их осуществления направлены на увеличение продуктивности в растениеводстве и, как производной, животноводстве, раскрывают нерешенную проблемную ситуацию, возникшую іежду необходимостью увеличения урожайности и снижения при этом нергетических и материальных ресурсов в сельскохозяйственном производстве, тем самым приводят к постановке научной и народнохозяйственной проблемы - интенсификации растениеводства при снижении энергоматериальных затрат.
Актуальность решения этой проблемы связана не только с разработкой и спользованием энергоэкономичных электротехнологических приемов, но и с азработкой в организационно-практическом плане для зональных технологий, аучно обоснованных технологических комплексов с включением в них ельскохозяйственных растений и животных с более высоким биоэнергетическим .п.д.
Теоретические исследования, выполненные в этом направлении течественными и зарубежными учеными: И.С. Шатиловым, А.А. Красновским, 1.Х. Чайлахяном, Ю.Ф. Новиковым, Ю. Одумом, Г. Одумом, И.И. Свентицким, .Д. Терсковым, В.А. Кубышевым, В.Д. Шеповаловым, М.Н. Летошневым, [.Ф. Бородиным, В.И. Тарушкиным, В.В. Бледных, А.М; Басовым, Ф.Я.
Изаковым, Г.Т. Павловским, И.Е. Кожуховским, А.И. Климком, В.Л. Злочевским П.М. Заики, Е.С. Гончаровым, Э.А. Камениром, A.M. Худоноговым, охватываю широкий круг задач по изучению увеличения продуктивності программированием урожаев и использованием различных эффективны: технологических агроприемов. Однако в них недостаточно полно раскрываютс причинные и функциональные взаимосвязи между явлениями, возникающим при взаимодействии энергетических и продуктивных потоков в технологически процессах, и применением этих связей при решении практических задач п интенсивному развитию энергоэкономичных электротехнологических комплексо подготовки семян.
В связи с этим сформулирована и решается научно-техническая проблем "Разработать основные положения энергетической системы формирования развития структуры электротермических ВЧ и СВЧ комплексов подготовки семя к посеву, повышающих продуктивность растений при снижени энергоматеряальных затрат». Работа выполнена по тематическим плана Красноярского ГАУ, региональным программам и заданиями ГКНТ.
Цель диссертационной работы: Разработать методологические основ энергетической системы интенсификации технологических процессов и паучнь методы формирования и развития структуры электротермических комплексов В и СВЧ обработки семян, обеспечивающих повышение продуктивное! растениеводства при снижении энергоматериальных затрат.
Для достижения поставленной цели необходимо решить общую научну задачу: «Установить причинные и функциональные связи между явлениям наблюдаемыми при взаимодействии энергетических и продуктивных потоков технологических процессах растениеводства, и применением этих связей щ решении практических задач по интенсивному развитию электротермических В и СВЧ комплексов подготовки семян к посеву »,
Задачи исследований:
-
Провести системный анализ существующих и разрабатываемь технологий и комплексов машин по эффективному энергоиспользованию и і энергетическому совершенству.
-
Разработать теоретическую модель причинных и функционалын взаимосвязей между явлениями, возникающими при взаимодєйстві энергетических и продуктивных потоков, в технологических процессах с-производства.
3. Разработать теоретические модели формирования и развит
электротермических методов ВЧ и СВЧ обработки семян при взаимодейств:
энергетических и продуктивных потоков в рабочих камерах машин и механизме
-
Разработать общую методику формирования и развития сгрукту] электротермических методов и определить эффективные режимы ВЧ и СІ обработки семян.
-
Разработать и изготовить нестандартное оборудование и провес исследования по определению эффективных режимов ВЧ и СВЧ обработки сем;
6. Разработать методику расчета технико-технологических параметров
бочих камер машин и механизмов, изготовить промышленные ВЧ и СВЧ
імплексьі и провести их испытания в производственных условиях.
7. Определить эффективность электротермических ВЧ п СВЧ комплексов
рдготовки семян к посеву.
Научную новизну составляют следующие положения:
-систематизация существующих и разрабатываемых технологий и мплексов машин по эффективности их энергоиспользования для: управления потерями энергии на дыхание растений; управления фотосинтетически активной энергией роста растений в период вегетации;
-теоретическая модель причинных и функциональных взаимосвязей между лениями, возникающими при динамическом взаимодействии энергетических и юдуктивных потоков, в технологических процессах возделывания различных льтур и сортов применительно к конкретным агрозкологическим зонам;
-основная динамическая модель интенсификации и взаимодействия ергопродуктивиых потоков в каждом звене электротермического комплекса, взывающая воедино основные параметры процесса и позволяющая определить
воздействие на продуктивность и эффективную металлоемкость и ергоемкость машин;
-модель энерготехнологического прогнозирования структуры ВЧ и СВЧ мплексов подготовки семян к посеву;
-общая методика формирования и развития структуры и определения іфективньїх режимов ВЧ и СВЧ обработки семян;
-результаты исследования по формированию и развитию ВЧ и СВЧ методов определению эффективных режимов ВЧ и СВЧ обработки семян;
-методика расчета и проектирования ВЧ и СВЧ! комплексов подготовки уіян к посеву, повышающих урожайность сельхозкультур при снижении ергоматериальных затрат.
На защиту представлены:
-модель энергетической системы управления энергопродуктивностью стениеводства, позволяющая но целевым функциям энергетического и эимостного доходов с единых методологических позиций и теоретического дхода оценить взаимодействие энергетических и продуктивных потоков в цовом эколого-биотехнологическом цикле растениеводства и выбрать ергетически совершенный комплекс структуры растениеводства с ергоэкономичной системой машин;
-математические модели взаимодействия энергетических и продуктивных токов в рабочих камерах машин и механизмов, позволяющие рассматривать «юлогические комплексы ВЧ и СВЧ обработки семян как суммарную систему следовательных энергетических воздействий в общепроизводственном или ологическом циклах для заданного структурно-качественного изменения одукта;
-методика исследований по проверке основных теоретических положеь биоэнергетической системы формирования термовысокочастотных комплекі подготовки семян к посеву;
-исследования по формированию рациональной структу электротермических ВЧ и СВЧ комплексов и определению эффективных режиі\ ВЧ и СВЧ обеззараживания семян зерновых и овощных культур;
-методика расчета основных технико-технологических параметров > проектирования ВЧ и СВЧ модулей.
Практическая ценность диссертации - в использовании научных ociros динамических моделей причинных и функциональных связей, возникающих г взаимодействии энергетических и продуктивных потоков, в технологичеа процессах, позволяющих обосновать эффективную структуру энергетичесю совершенного комплекса растениеводства с энергоэкономической систе\ машин; в разработанной модели электротехнологического прогнозирован позволяющей оптимизировать структуру ВЧ и СВЧ комплексов подготовки сен к посеву при включении их в систему машин; в разработанной методике расчг используемой при проектировании ВЧ и СВЧ модулей; в разработке эффективн режимов ВЧ и СВЧ обработки семян.
Реализация результатов исследований. Результаты исследоваь использованы в методических рекомендациях «Интенсификация теплов процессов подготовки семян к посеву энергией ВЧ и СВЧ полей», утвержденн на НТС Госагропрома СССР.
Разработанная методика расчета основных технико-технологичеы параметров использовалась для конструирования ВЧ и СВЧ модулей.
Разработанные и изготовленные промышленные образцы ВЧ и С оборудования испытаны и используются в поточных линиях по обработке сер зерновых и овощных культур, корнеплодов и картофеля в производствен* условиях.
Результаты теоретических и экспериментальных исследований включені монографию «Энерготехнологическое прогнозирование», рекомендована Минсельхозпродом в качестве учебного пособия для аграрных вузов России.
Результаты исследований включены в систему ведения сельского хозяйс зоны Сибири.
Апробация работы
Основные положения диссертации представлялись и обсуждались международных, всероссийских и региональных конференциях, симпозиуї» совещаниях и семинарах, в частности: на совещаниях Всесоюзн координационного совета по проблеме «Электронно-ионная техноло процессов сельскохозяйственного производства» (Челябинск, 1976 г.; Кі 1977 г.); на вузовских научных конференциях (Красноярский ГАУ, 1981-2000 МИИСП, 1972-1989 гг.; ЧИМЭСХ, 1975 г.); на Всесоюзных научно-техничес конференциях, и совещаниях по электрификации, автоматизации теплоснабжению сельскохозяйственного производства (Владимир, 1980 Орджоникидзе, 1982 г.; Львов, 1983 г.; Смоленск, 1985 г.); на Всесоюзном науч методическом совещании секции «Применение электрической энергии в сельс:
хозяйстве» и Бюро отделения механизации и электрификации сельского хозяйства ВЛСХНИЛ (Москва, 1983 г.; Ташкент, 1984 г.); на ігаучно-практической конференции «Электротехнология в решении продовольственной программы СССР» (Челябинск, 1984 г.); НИИ защиты растений, Ленинград 1983-1995 гг.; Научная конференция ЧИМЭСХ, 1983 г.; ВНИИ ТВЧ, Ленинград, 1983-1985 гг.; VIII Всесоюзный симпозиум по водному режиму растений, Ташкент, 1984 г.; Киевское специальное проектно-конструкторскос бюро "Укрсортсемовощ", Киев, 1986 г.; ГПО "Союзлекраспром", Ленинград, 1987 г.; Научно-технический Совет Госагропрома СССР, Москва, 1988-1989 гг.; региональная научно-техническая конференция "Ресурсосберегающие технологии" в Волгоградском СХИ в 1988 г.; «учные конференции КрасГАУ, Красноярск 1983-1990 гг.; Всероссийская «учно-практическая конференция с международным участием "Достижения «уки и техники — развитию сибирских регионов", Красноярск, 1997-1999 гг.
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано п 103 іечатньїх работах и в 39 описаниях изобретений к авторским свидетельствам и патентам.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 7 глав, іаключения, выводов, списка литературы (311 наименований, в том числе 11 іа иностранных языках), 2 приложений. Работа содержит 386 страниц машинописного текста, который включает 87 рисунков и 53 таблицы.
