Введение к работе
Актуальность проблемы. За последние годы состояние животноводства в стране значительно ухудшилось. Резко снизилась численность скота, объемы производства животноводческой продукции. С каждым годом изменяется диспаритет цен на сельхозтехнику и продукцию не в пользу сельского товаропроизводителя. Используемая техника на животноводческих фермах морально и физически стареет. Цены на новую технику не позволяют сельхозпредприятиям всех форм собственности приобретать новые машины, оборудование, а заводы-изготовители из-за отсутствия спроса находятся в кризисном состоянии. Усугубляет ситуацию и опережающий рост тарифов и цен на энергоресурсы, в связи с этим доля энергозатрат в себестоимости животноводческой продукции возросла с 4...8 % до 10...30 %.
В то же время продовольственный рынок все в большей степени заполняется импортными продуктами. В этих условиях конкурентоспособность отечественного товаропроизводителя может быть достигнута лишь путем снижения себестоимости продукции за счет повышения эффективности использования техники и снижения энергопотребления.
По вопросам повышения эффективности использования техники выполнено не мало научных работ. Однако разработанные в последние годы новые методические подходы к оценке эффективности использования техники относятся, в основном, к машинно-тракторному парку. Применительно к животноводческим фермам вопросы эффективности использования энергогехнологических установок (вентиляционно-отопительных систем, средств локального обогрева, водо-паро-теплоснабжения) исследовались не системно и охватывали лишь отдельные частные вопросы.. В этой связи перед учеными стоит актуальная проблема обоснования новых, более результативных методов и средств повышения эффективности использования существующих энерготехнологических установок животноводческих ферм.
Теоретическая и практическая значимость указанной проблемы предопределили основные направления данной диссертационной работы.
Целью работы является снижение материальных и энергетических затрат на животноводческих фермах путем обоснования рациональных режимов работы энерготехнологических установок и методов их эффективного использования.
Объектом исследования являются тепло-массообменные процессы и режимы работы энерготехнологаческих установок.
Научную новизну работы составляют:
метод обоснования границ эффективного использования сие тем вентиляции, общего отопления, средств локального обогрева в по метениях для содержания молодняка животных;
закономерности функционирования тепло-массообменных ал паратов для централизованной раздачи воздуха и теплоты, аналитически зависимости для расчета их параметров;
'-*' метод обоснования рациональных режимов работы и конструктивно-технологических схем существующих и усовершенствованных де-централизо-ванных вентиляционно-отопительных установок;
метод оценки эффективности использования проточных водонагревателей;
обоснование нового способа нагрева воды в проточных и емкостных водонагревателях;
методика обоснования режимов работы и параметров универсального водогрейного агрегата.
Новизна технических решений по созданию энерготехнологических установок защищена 4-мя авторскими свидетельствами и 4-мя патентами на изобретения.
Методы исследования. Научно-методическими основами настоящего исследования явились труды ведущих ученых в области использования техники: Ф.С. Завалишина, Н.М. Морозова, И.Т. Коврикова, Н.П. Тишанинова. В области механизации животноводческих ферм и энергосбережения: гА.А. Артюшина, В.И. Анискина, И.Ф. Бородина, Н.Н. Белянчихова, ,.Т.И. Бремера, Е.Н Базарова, ЮМ. Бабаханова, А.С. Герасимова, ;А.В. Демина, В.Н. Делягина, А.Г. Елизарова, Л.П. Кррмановского, В.Г. Коба, В.Н. Карпова, А.П. Коршунова, Н.С. Канакина, О.Я. Кокорина, И.Ф. Кудрявцева, А.К. Лямцова, А.А. Лебедя, И.Д. Мартьшенко, Ю.А. Меновщикова, В.К. Мурзина, А.М. Мусина,;.,АА Овчинникова, Л.Г. Прищеп, СП. Рудрбашта, В.Н. Расстригина, В.И. Сыровагки, Д.С., Стребкова, P.M. Славина, А.В. Тихомирова, В,М. Исаковского, Ю.А. Цоя, Я.И. Якобсона и других.
В процессе исследования использовались методы математического моделирования, экономико-математические методы, основы аэродинамики эжектирующих устройств, гидродинамики, теории тепломассообмена, вентиляции, планирования многофакторного эксперимента.
Экспериментальные исследования выполнены с применением
современной измерительной аппаратуры. Статистическая обработка экс
периментального материала" и исследования математических моделей
проведены на ПЭВМ. ' :'
Практическая значимость работы заключается в разработке совокупности мероприятий, направленных на повышение эффективности использования энерготехнологических установок за счет снижения расхода металла, топлива, энергии, трудозатрат, аппаратуры управления, строительных материалов. Результаты исследований явились научной основой для разработки 14 нормативно-технических документов (рекомендаций, положений, нормативов, утвержденных МСХ СССР, Госкомсельхозтехникой СССР, Госагропромом СССР, Минсельхозпродом РФ), 9 зоотехнических требований с включением разработок в общесоюзную Систему машин на 1981-1990 годы, часть II "Животноводство".
Результаты исследований математической модели тепло-массообменных процессов при термической обработке кормов позволили обосновать технологические, геометрические параметры аппаратов многофункциональной энерготехнологической установки.
Разработанный метод оценки эффективности использования проточных водонагревателей позволил создать высокоэффективный блочно-модульный полносборный комплект оборудования для нагрева воды на животноводческих фермах."
Внедрение результатов исследований
Материалы теоретических и экспериментальных исследований использовались при создании новых и модернизированных энерготехно-погических установок. Исходные технические требования (технические задания) на 8 энерготехнологических установок приняты организациями промышленности для проведения ОКР, 5 из них, с участием автора, прошли государственные приемочные испытания и поставлены на серийное производство. Саморегулируемый водонагреватель на конкурсной эснове Межведомственным экспертным советом Минсельхозпрода РФ іризнан лучшим и рекомендован к серийному производству (Москва, 1996 г.).
Апробация работы:
результаты исследований докладывались и обсуждались на сове-цании Стран Экономической Взаимопомощи (г. Потсдам, Германия, 1974 г.), на НТС МСХ РСФСР (1978 г.), МСХ СССР (1987 г.), на заседали научно-технического совета Росагропромэнерго (1989 г.), на мёжве-юмственном экспертном совете Минсельхозпрода РФ (1995г 1996 гг.), на Всесоюзных и Всероссийских научно-технических конференциях: Смо-генск (1977 г.), Саратов (1983 г.), Москва (1978, 1981, 1985, 1990, 993...1997, 1999 гг.), С.-Петербург (1989 г.), Симферополь (1992 г.), Там-юв (1987, 1990, 1993, 1995, 1996 гг.). Все результаты исследований рас-мотрены на Ученом Совете ВИИТиН (г. Тамбов, 1973-1999 гг.).
Разработанные энёрготехнологические установки демонстрйро-іались на ВДНХ СССР, ВВЦ, и были отмечены золотой, тремя серебря-
ными, бронзовой медалями и медалью ВВЦ. Завершенные результаты исследований представлялись на Всероссийские конкурсы и были отмечены первой, третьей и поощрительной премиями.
Публикация работ:
всего опубликовано 109 работ, из них 83 по теме диссертации, в том числе 2 книги в соавторстве (одна из них издана в Москве, издательство "Колос", и переиздана на болгарском языке в Софии), 4 авторских свидетельства и 4 патента, издан справочник энергетика (г. Минск) и 14 брошюр, одна из них издана в Нью-Йорке (ООН).
Объем и структура работы.
Изложена актуальность проблемы исследования и общая характеристика работы.
