Публикации автора

Проблема и цель. Целью настоящей работы было исследование математической модели дождя шлангового дождевателя позиционного действия, предназначенного для орошения небольших участков. Дождь моделируется потоком отдельных капель воды и статистической обработкой их траекторий методом статистических испытаний.

Методология. Математическая модель дождя основана на модели движения сферической капли в атмосфере с учетом сопротивления воздуха, которое рассчитывается по известной аэродинамической модели. Расчет движения проводился с использованием численного интегрирования уравнений движения методом Рунге-Кутты-Мерсона. Исследование заключалось в определении статистического закона распределения размеров, начальных скоростей и углов вылета капель из насадки в результате формирования факела дождя. При этом расчетное значение зависимости интенсивности дождя от расстояния до насадки сравнивалось с экспериментальными результатами. Таким образом, поскольку формирование факела определяется конструкцией насадки, то предлагаемая модель может использоваться для установок с одинаковой конструкцией сопел.

Результаты. В результате исследований было показано хорошее соответствие расчетных и экспериментальных результатов, что говорит об адекватности модели представления дождя в виде потока изолированных капель. При этом были получены матожидание и дисперсия размеров, скоростей и углов вылета капель, вылетающих из сопла при использовании нормального закона распределения. Также был смоделирован полив участка при перемещении дождевателя по участку с учетом наклона участка и наличия ветра. Показано, что неравномерность полива соответствует агротехническим требованиям при наличии ветра до 5 м/с, что соответствует известным экспериментальным результатам.

Заключение. Предложенная модель может быть использована для исследования конструкций дождевателей с целью их оптимизации с точки зрения качества полива. При этом различные насадки должны быть исследованы на предмет статистических зависимостей распределения размера, скоростей и углов вылета капель дождя на выходе из насадки.

Проблема и цель. Экструдирование зерна кукурузы является важным процессом в производстве кормов для животных и пищевых продуктов для людей. В процессе экструдирования зерна кукурузы происходит высокотемпературная обработка, которая позволяет улучшить пищевую ценность продукта, увеличить его срок хранения и улучшить его вкусовые качества. Основные параметры и конструкции выпускной головки напрямую влияют на качество и свойства выходящей продукции. С изменением строения выпускающей головки экструдера изменяются режимы работы агрегата. Цель исследований определение оптимальных параметров выпускающей головки экструдера на основе сравнительного анализа производительности прямоточной выпускающей головки и головки с конфузором.

Методология. Для анализа выпускающих головок в экструдере при экструдировании зерна кукурузы используются различные математические модели и методы измерения, которые позволяют оптимизировать процесс экструзии и получать продукты с желаемыми свойствами.

Результаты. Проведенные теоретические исследования позволили определить, что оптимизация процесса экструзии зерна кукурузы позволяет получить продукт с желаемыми свойствами, такими как высокая питательность, хорошие вкусовые и текстурные качества, долгий срок хранения и устойчивость к различным воздействиям.

Заключение. Таким образом, подбор выпускающей головки в экструдере при экструдировании зерна кукурузы является важным фактором, влияющим на качество и свойства продукта. Подбор выпускающей головки может значительно улучшить характеристики продукта и снизить затраты на производство. Оптимизация процесса экструзии зерна кукурузы позволяет получить продукт с желаемыми свойствами, такими как высокая питательность, хорошие вкусовые и текстурные качества, долгий срок хранения и устойчивость к различным воздействиям.

Проблема и цель. Обогрев ветрового стекла - достаточно длительный процесс, в течение которого двигатель автомобиля работает, расходуя топливо и загрязняя атмосферу отработавшими газами. С целью снижения расхода топлива и загрязнения атмосферы испытано устройство для ускорения обогрева ветрового стекла.

Методология. Эксперименты по определению продолжительности времени обогрева ветрового стекла в зависимости от температуры наружного воздуха проводились по трем вариантам: вариант I - обогрев лобового стекла осуществлялся штатной системой отопления и вентиляции автомобиля УАЗ-236021 «Профи»; вариант II - разработанным устройством; вариант III - комбинация вариантов I и II. Фиксировалось время с момента запуска двигателя и устройства до полного удаления запотевания и наледи с лобового стекла. Вентиляторы подключались в максимальный режим.

Результат. В варианте II экспериментов время обогрева ветрового стекла сокращается в 1,5 раза, в варианте III - в 2 раза в сравнении с вариантом I. Это объясняется тем, что источники тепла предлагаемого устройства нагреваются намного быстрее, чем охлаждающая жидкость двигателя, поступающая в радиатор отопителя. Получены уравнения, описывающие зависимость времени обогрева ветрового стекла от температуры наружного воздуха, решая которые, можно определить время обогрева лобового стекла при конкретной температуре наружного воздуха.

Заключение. Проведённые исследования подтверждают эффективность разработанного устройства. Его применение существенно сокращает время обогрева лобового стекла, что способствует снижению расхода топлива, объема отработанных газов, выбрасываемых автомобилем в атмосферу в режиме обогрева стекла, и повышению безопасности дорожного движения.

Цель исследования - определение путевого расхода топлива грузового автомобиля сельскохозяйственного назначения в процессе движения по дороге с высоким сопротивлением качению с учетом комбинированного регулирования мощности дизельного двигателя. Для определения путевого расхода топлива предложена методика определения многопараметрической характеристики дизельного двигателя с учетом комбинированного регулирования мощности посредством изменения состава смеси и угла закрытия впускных клапанов. Представлена методика определения путевого расхода топлива груженного автомобиля при движении по дороге с высоким коэффициентом сопротивления качению. Путем теплового расчета получена многопараметрическая характеристика двигателя КАМАЗ 740.50-360 с традиционным и комбинированным регулированием мощности. Определены потребные затраты мощности при движении автомобиля КАМАЗ-6460 с полуприцепом СЗАП-95171К по грунту. Построена топливно-экономическая характеристика автомобиля, буксирующего по горизонтальной грунтовой дороге полуприцеп с полной загрузкой. Получено снижение путевого расхода топлива при движении автомобиля на низших передачах. Благодаря комбинированному регулированию мощности двигателя достигнуто снижение путевого расхода топлива при движении автомобиля на первой передаче на 13 %, что соответствует снижению расхода топлива на 0,0151 л/(т км) по сравнению с автомобилем мощность двигателя, которого регулируется качественно. Комбинированное регулирование мощности дизельного двигателя представляет собой инновационный подход к контролю мощности двигателя, который сравнивается с традиционным качественным регулированием. При пониженной скорости движения автомобиля комбинированное регулирование мощности позволяет снизить расход топлива, а при движении автомобиля под уклон способствует снижению расхода топлива. Предложена методика расчета эффективных параметров двигателя с комбинированным регулированием мощности. Обоснованы диапазоны качественного и количественного регулирования мощности. Предложенный способ регулирования позволяет снизить путевой расход топлива автомобиля при работе двигателя с низкой нагрузкой в условиях движения на низких передачах.

Отдельные режимы движения автомобиля сельскохозяйственного назначения при вывозе сельхозпродукции с поля требуют высоких затрат мощности двигателя, увеличить которую можно за счет интенсификации газообмена цилиндров двигателя с окружающей средой. Для интенсификации газообмена планируется увеличить скорость открытия и закрытия клапанов двигателя. Аккумуляторный гидравлический привод клапанов газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания с электронным управлением обеспечивает закон перемещения клапанов двигателя, близкий к трапециевидному. Привод обеспечивает практически постоянную скорость открытия и закрытия клапанов и допускает регулирование моментов начала открытия и закрытия клапанов. Гидравлический привод позволяет получить значение фактора «время - сечение» клапанов большее, чем при традиционном приводе. Рассмотрен процесс газообмена цилиндра двигателя внутреннего сгорания с окружающей средой. С помощью моделирования определена зависимость коэффициента наполнения цилиндра от скоростного режима работы двигателя. Рассчитан максимально доступный коэффициент наполнения при регулировании угла закрытия впускного клапана. Показано преимущество трапециевидного закона перемещения клапанов по коэффициенту наполнения цилиндра свежим зарядом при скорости открытия и закрытия органов газораспределения по сравнению с законом работы клапанов, приводимых в движение безударными кулачками распределительного вала. Преимущество проявляется в скоростном диапазоне работы двигателя до 2000 об/мин при скорости открытия и закрытия клапанов 2 м/с и более. Улучшение наполнения цилиндра приводит к увеличению эффективной мощности двигателя при низкой скорости вращения вала на величину порядка 6%, в зоне средней частоты - на 3%, при высокой частоте вращения - на 2%.