авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 | 3 | 4 |

Электороозонные технологии в семеноводстве и пчеловодстве

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

НОРМОВ ДМИТРИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

ЭЛЕКТОРООЗОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В

СЕМЕНОВОДСТВЕ И ПЧЕЛОВОДСТВЕ

Специальность: 05.20.02 – Электротехнологии и

электрооборудование в сельском хозяйстве

А В Т О Р Е Ф Е Р А Т

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Краснодар,2009

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет»

Научный консультант - академик РАСХН,

доктор технических наук,

профессор Бородин Иван Федорович

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор Сторчевой Владимир Федорович

- доктор технических наук,

профессор Ксенз Николай Васильевич

- академик РАСХН,

доктор сельскохозяйственных наук.

профессор Шевцов Виктор Михайлович

Ведущая организация- ФГОУ ВПО

«Ставропольский государственный аграрный университет»

Защита состоится 18 июня 2009 года в часов на заседании диссертационного совета Д220.038.08. при Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кубанский государственный аграрный университет» по адресу: 350044, г. Краснодар, ул. Калинина 13, КубГАУ, корпус факультета энергетики и электрификации, ауд. №4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет».

Автореферат разослан 2009 г

Ученый секретарь

диссертационного совета Д220.038.08.,

доктор технических наук,

профессор С.В. Оськин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Развитие сельского хозяйства – проблема экономической и продовольственной безопасности страны. На современном этапе эту проблему наиболее целесообразно решать за счет интенсивных факторов развития производства, внедрения новейших достижений науки, техники и передовой практики на основе радикальных изменений производственно-экономических отношений в обществе. Перед специалистами и учеными стоит важнейшая задача – повышение конкурентоспособности отечественной сельскохозяйственной продукции, в том числе растениеводства.

В настоящее время сельскохозяйственное производство России в полном объеме может обеспечить население страны продовольственной продукцией, используя научные достижения в области растениеводства и животноводства. Особую значимость приобретает использование наноэлектротехнологий, как совокупности новых методов и средств электрофизического воздействия на технологические процессы и сельскохозяйственные биообъекты. Благодаря использованию особых свойств электроэнергии, таких как многообразие форм ее проявления и видов преобразования, способности концентрации и легкой делимости, высокой гибкости и управляемости, повсеместной доступности и мгновенной передачи на большие расстояния, экологической чистоты и специфического взаимодействия с живыми организмами, наноэлектротехнологии будут являться основой для развития агропромышленного комплекса.



Одним из способов повышения эффективности ряда технологических процессов в сельскохозяйственном производстве является использование озоновоздушной смеси. Это обусловлено участием озона во многих биохимических процессах, являющихся основой обмена веществ и энергий в сельскохозяйственных биологических объектах. Итогом такого применения озоновоздушной смеси является повышение производительности, снижение энергоемкости, снижение бактериологического и вирусного угнетения, повышение урожайности, продуктивности и сохранности сельскохозяйственной продукции.

В связи с разнообразными областями использования озона особую актуальность приобретают задачи разработки научно обоснованной технологии применения электроозонирования в сельскохозяйственном производстве.

Разработка высокоэффективных озонных технологий и электроозонирующих устройств имеет большое значение и требует исследования теоретических положений и анализа экспериментальных данных, совокупность которых позволила бы развить научно-обоснованный методический аппарат проектирования данных систем с учетом требований, предъявляемых сельскохозяйственным производителем.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с госбюджетной темой КубГАУ «Разработка и исследование энергосберегающих технологий, оборудования и источников электропитания для АПК» на 2001–2005, 2006-2010 гг. (ГР № 012.001 13 477, № 012.006 06 851).

Цель работы разработать новые и усовершенствовать существующие технологии электроозонирования с заданными параметрами, получить способы и средства электроозонной обработки для повышения эффективности её использования в АПК.

Для выполнения поставленной цели необходимо решить ряд задач:

  • провести общий анализ применения озона в сельскохозяйственном производстве как средства воздействия на технологический объект;
  • разработать классификацию общего использования электроозонных технологий, выявить их особенности и определить основные требования к технологическому оборудованию электроозонирования АПК;
  • определить причинные и функциональные связи взаимодействия параметров в технологических процессах электроозонной обработки в семеноводстве и пчеловодстве;
  • разработать и обосновать технологические требования к озонаторам для электроозонных технологий на примере предпосевной обработки семян озонированием и применения озона в пчеловодстве;
  • определить пути и методы разработки и расчета технологического процесса для повышения продуктивности биообъекта, разработать метод электротехнологической обработки семян озоном и обосновать основные требования к устройствам электроозонного оборудования;
  • определить основные функциональные зависимости для определения режимных параметров технологического процесса и разработать соответствующие математические модели;
  • экспериментально определить режимы обработки сельскохозяйственных объектов озоновоздушной смесью для повышения посевных качеств семян и стимуляции пчелосемей;
  • провести технико-экономический анализ эффективности выполненных исследований.

Объект исследования – технологические процессы электроозонирования для предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур и стимуляции пчелосемей.

Предмет исследования технологические параметры озоно-воздушной обработки сельскохозяйственных семян и пчелосемей.

Методы исследований. В работе использованы аналитические и экспериментальные методы, в основу которых положен системный подход. Разработка методических основ расчета, проектирования и решения комплексной проблемы, имеющей инженерно-технические, биологические и агротехнологические аспекты, базировалась на математическом моделировании электротехнических, термодинамических, динамических и кинетических процессов, устройств и установок обработки семян и пчелосемей. Использован математический аппарат теоретических основ электротехники, теории электрического разряда, математическая теория планирования многофакторного эксперимента, натурный эксперимент, методы теории вероятностей и математической статистики с применением современного математического пакета компьютерного моделирования MathCad.

Научную новизну работы составляют:

  • классификация применения электроозонных технологий в сельскохозяйственном производстве;
  • параметры электроозонных технологий и режимов при обработке сельскохозяйственных объектов;
  • математическая модель влияния озонирования на степень развития пчелосемей;
  • теоретические зависимости напряженности электрического поля в разрядном промежутке от профиля пластин разрядного устройства;
  • регрессионные модели влияния концентрации озона, времени обработки и времени отлежки на энергию прорастания и всхожесть семян сахарной свеклы и кукурузы;
  • регрессионные модели влияния параметров озонирования на степень развития пчелосемей.

Практическую значимость работы представляют:

  • выбор параметров технологических процессов и установок для электроозонной обработки семян позволяет увеличить всхожесть семян до 15-20%, энергию прорастания до 10-15%, для электроозонной обработки пчелосемей позволит увеличить весеннее развитие пчелиных семей до 40%;
  • разработаные методика расчета и номограмма для определения эффективной дозы обработки семян электроозонированием, позволяющие улучшить посевные качества семян, стимулировать процес всхожести семян, их отчистку от микроорганизмов, вредителей, ускорить метаболические процессы;
  • результаты экспериментальных исследований влияния озоно-воздушной обработки на посевные качества семян сахарной свеклы и кукурузы, а также на степень развития пчелосемей;
  • параметры и режимы электроозонной предпосевной обработки семян сахарной свеклы и кукурузы, а также обработки пчелиных семей.

Разработанные способы и устройства защищены 24 патентами РФ.

На защиту выносятся следующие основные положения:

  • классификация электроозонных технологий в сельскохозяйственном производстве, позволяющая систематизировать и типизировать технологическое оборудование;
  • метод расчета технологического оборудования при электроозонной обработке семян и пчелосемей, а также математическая модель влияния озонирования на степень развития пчелосемей;
  • методика расчета профиля пластин разрядного устройства для получения максимальной напряженности электрического поля;
  • регрессионные модели влияния концентрации озона, времени обработки и времени отлежки на энергию прорастания и всхожесть семян сахарной свеклы и кукурузы, а также регрессионные модели влияния параметров озонирования на степень развития пчелосемей.
  • параметры и режимы электроозонной предпосевной обработки семян сахарной свеклы и кукурузы, а также обработки пчелиных семей.

Реализация результатов исследования.

Материалы научно-исследовательской и опытно-конструкторской работы рекомендованы научно–техническим советом департамента науки и образования Краснодарского края к внедрению. Результаты научно-исследовательской работы переданы в Краснодарский НИИСХ им. П.П. Лукьяненко для использования в технологическом процессе предпосевной обработки семян кукурузы.

Разработанная технология и оборудование внедрены в технологический процесс предпосевной обработки семян сахарной свеклы ОАО «Тбилисский семенной завод» и семян кукурузы в УЧХОЗ «Кубань», Краснодарского края.

Результаты исследований используются в технологическом процессе предпосевной обработки семян в КНИИСХ им. П.П. Лукьяненко, СПК «Колхоз-племзавод «Россия», ООО «Агрофирма-Флайт» Краснодарского края.

Изданы монографии «Электроозонирование в сельском хозяйстве», «Электроозонаторы для предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур», «Параметры электроозонирования для предпосевной обработки семян кукурузы», которые используются в учебном процессе КубГАУ.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены и обсуждены на ежегодных научных конференциях КубГАУ «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» в 2002 - 2007 гг.; на межвузовской научной конференции факультетов механизации, энергетики и электрификации «Энергосберегающие технологии и процессы в АПК» в г. Краснодаре (КубГАУ, 2005-2007 гг.); на научной конференции «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» в г. Зернограде (АЧГАА, 2005 г.); на Российской научно-практической конференции «Физико-технические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе» в Ставрополе (СГАУ, 2005-2007 гг.); на Всероссийской выставке НТТМ в Москве (ВВЦ, 2005-2007 гг.); на Международном экономическом форуме в г. Сочи (2005-2007 гг.); на Международном инвестиционном форуме «Дни Краснодарского края в Германии», г. Мюнхен,2006 г; на Международном инвестиционном форуме «Дни Краснодарского края в Австрии», г. Вена, 2007 г.; на VII Московском международном салоне инноваций и инвестиций ВВЦ, 2007 г.; на 10 Всероссийской выставке «Золотая осень» в Москве (ВВЦ, 2008 г.) технология отмечена золотой и серебряной медалями.





Публикации.

По теме диссертационной работы опубликованы 83 научные учебно-методические работы, включая 3 монографии, 24 патента РФ, в том числе в изданиях, рекомендованных ВАК, 13 статей.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении раскрывается актуальность проблемы, сформулированы цель работы, научная новизна, практическая значимость и основные положения, выносимые на защиту. Приведены сведения об использовании и внедрении результатов исследований.

В первом разделе проведен анализ применения современных электротехнологий в сельскохозяйственном производстве, использования озона для обработки сельскохозяйственных объектов и способов предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур, а также конструктивных особенностей современных электроозонирующих устройств, тенденций их дальнейшего развития.

В работах И.А. Рапопорта, Н.Г. Малюги, И.Т. Трубилина, В.М. Шевцова, А.С. Найдёнова даётся оценка эффективности применения химических и биологических стимуляторов ростовых процессов и предложены ряд основополагающих технологических приёмов предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур в семеноводстве.

В последние десятилетия под руководством видных российских ученых нарастающими темпами ведутся научные исследования по разработке наноэлектротехнологий применительно к сельскохозяйственному производству.

Значительными достижениями увенчались исследования и разработки электротехнологических процессов в сельскохозяйственных целях, проведенные под научным руководством ведущих ученых: И.Ф. Бородина, А.М.Басова, В.И. Баева, Г.В. Билеткова, В.И. Загинайлова, Н.В. Ксёнза, Е.В. Колесникова, П.Л. Лекомцева, С.В. Оськина, В.И. Пахомова, В.Н. Полунина, И.А. Потапенко, Д.С. Стребкова, В.Ф. Сторчевого, Г.П. Стародубцевой, Т.П. Троцкой, Н.В. Цугленок, и др.

В работе проанализировано использование электротехноло-гических приемов для интенсификации сельскохозяйственных процессов, разработана общая классификация методов и областей применения электротехнологий в сельскохозяйственном производстве. Приведен анализ существующих электрофизических способов воздействия на сельскохозяйственные объекты в растениеводстве и животноводстве. Показана необходимость исследований по использованию для этих целей электроозонных технологий.

Показано, что озон улучшает метаболические процессы, протекающие в сельскохозяйственном объекте, обеспечивает эффективное использование питательных веществ, и, в то же время, является эффективным фунгицидом и инсектицидом. Однако при достаточно большом количестве исследований, посвященных использованию озона для обработки биообъекта и наличию широкого спектра электроозонирующей техники, широкого внедрения эти способы не находят. Такое положение дел связано с тем, что нет окончательно разработанной технологии процесса предпосевной обработки семян озоном, как и технологии использования электроозонирования в пчеловодстве, нет методов расчета конструктивных параметров технологического оборудования, концентрация и дозы обработки определены для лабораторных условий и должны корректироваться для производственных условий. Таким образом, отсутствует комплексно сформированная технология обработки сельскохозяйственных объектов электроозонированием. Следовательно, создание высокоэффективных технологий и соответственно электроозонирующих устройств, имеет большое значение и требует разработки теоретических положений и анализа экспериментальных данных, совокупность которых позволила бы развить научно-обоснованный методический аппарат проектирования данных систем с учетом требований, предъявляемых сельскохозяйственным производителем. Анализ и сравнение электроозонных технологий в сельском хозяйстве позволил выявить их существенные недостатки и сформулировать цели и задачи исследования.

Во втором разделе разработана классификация электроозонных технологий в сельскохозяйственном производстве, представлены теоретические положения о влиянии озонирования на степень развития пчелосемей и математическое описание распространения озона в слое семян, приведены методики расчета системы подачи озона в бункер для обработки семян и дозы озонирования при предпосевной обработке семян, разработана структурно-логическая схема разработки электроозонных технологий в сельскохозяйственном производстве.

Для расширения исследований по разработке и применению электротехнологий в сельскохозяйственном производстве необходимо создание классификации объектов и средств электротехнологического воздействия с целью выявления типовых решений, очередности, объема и перечня используемых средств.

При разработке классификационной структуры электротехнологий в сельскохозяйственном производстве мы исходили из того, что классификация должна отражать общие главные взаимосвязи и закономерности, охватывать возможно большее число основных качественных признаков и аналогичных свойств по классам и группам, быть полезной в научном и практическом отношении, помогать выявить и сформулировать требования к объектам и средствам электротехнологического воздействия.

С целью развития исходных положений вышеуказанных ученых по электрофизическим и озонным технологиям была составлена классификационная схема применения электротехнологий и электроозонирования в АПК по пяти существенным для технологического процесса признакам (рис.1):

  1. по отраслевому назначению;
  2. по виду технологического цикла;
  3. по назначению воздействия (стимулирующее, подавляющее, активизирующее);
  4. по используемым концентрациям;
  5. по агрегатному состоянию обрабатываемого материала.

Классификация по отраслевому назначению электроозонных технологий способствует разработке общего решения задачи, без обращения к частным особенностям. Кроме этого, различные технологические циклы, например в растениеводстве, носят ярко выраженный сезонный характер. Классификация дает возможность полноценно планировать использование электротехнологического оборудования в течение всего года, т.к. большинство сельскохозяйственных предприятий являются многоотраслевыми и сезонными.

 Рисунок 1- Применение-0

 Рисунок 1- Применение электроозонирования-1

Рисунок 1- Применение электроозонирования в аграрном производстве



Pages:   || 2 | 3 | 4 |
 

Похожие работы:










 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.