Введение к работе
Актуальность работы. Повышение темпов роста сельхозпродукции, особенно продукции животноводства, является одной из приоритетных задач в программе национального проекта «Развитие АПК». Продукция АПК должна быть конкурентоспособной как по качеству, так и по стоимостным показателям относительно продукции зарубежных стран. Это позволит снизить продовольственную зависимость нашей страны от других стран.
Учитывая, что поставки многих видов продукции животноводства из-за рубежа достигают 70%, увеличение производства животноводческой продукции и снижение ее себестоимости являются актуальными и неотложными.
На продуктивность животных, стоимость продукции непосредственно или косвенно влияет рациональное использование базовых ресурсных составляющих (корма, вода, энергетика, технологическое оборудование, трудовые ресурсы). Вода в этом перечне занимает особое место, так как ее использование непосредственно связано с продуктивностью животных и эффективным использованием кормовой базы. Учитывая, что водные ресурсы постоянно сокращаются, а сельскохозяйственное производство является одним из основных потребителей воды, всё острее становится проблема рационального использования водных ресурсов.
До настоящего времени проблема использования воды на животноводческих объектах решалась несистемно. Водообеспечение технологических процессов и использование средств механизации рассматривалось отдельно в рамках одного технологического процесса или операции, что не позволяло более полно использовать источники экономического эффекта. Это потребовало новых концептуальных подходов к эффективному использованию воды, как основной ресурсной составляющей.
Настоящая работа посвящена разработке технологических основ создания ресурсосберегающей системы водообеспечения основных процессов обслуживания КРС
Работа выполнена в соответствии:
с программой РАСХН фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса Российской Федерации на 2006-2010 годы;
тематикой НИР ФГОУ ВПО «Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия» 06.01.01 «Технологии и технические средства производства, хранения и переработки сельхозпродукции».
Цель исследований - снижение потерь воды, энерго- и трудозатрат за счет совершенствования и разработки эффективных ресурсосберегающих экологически чистых технологических процессов водообеспечения на фермах и комплексах крупного рогатого скота.
Объект исследований - технологические процессы обслуживания КРС, их структура, параметры и режимы функционирования.
Предмет исследований - закономерности, способы и средства обеспечивающие совершенствование, разработку и эффективное функционирование технологий и технических средств водообеспечения технологических процессов обслуживания КРС.
Методика исследований. Решение проблемы осуществлялось на основе базовых элементов системы водообеспечения КРС путем теоретического анализа с последующей экспериментальной проверкой их достоверности и работоспособности в лабораторных и производственных условиях.
В аналитических исследованиях использованы методы системного подхода, математического анализа, статистического моделирования, теории поточных линий, массового обслуживания, технической гидромеханики, теплотехники и теории вероятностей.
Экспериментальные исследования проводились по стандартным и специальным методикам с применением современной измерительной и регистрирующей аппаратуры, а также экспериментальных разработок технологических линий водоснабжения, их отдельных элементов и лабораторных установок.
Результаты исследований обрабатывались с помощью методов математической статистики с использованием ЭВМ.
Научную новизну работы составляют:
системный анализ технологических процессов, комплексов машин и оборудования для водообеспечения КРС;
структурная и обобщенная операторная схемы системы водообеспече- ния технологических процессов обслуживания крупного рогатого скота;
статистические модели рабочего процесса системы автопоения и групповых средств автопоения КРС;
закономерности распределения временных характеристик потоков требований по водообеспечению процесса обслуживания крупного рогатого скота;
комплексные функционально-технологические модели по обоснованию режимов работы и параметров элементов системы водообеспечения;
уточненные аналитические зависимости расходных, гидравлических и теплотехнических характеристик системы, отдельных подсистем и элементов водообеспечения процесса обслуживания крупного рогатого скота;
рациональные параметры и инженерные методики расчета системы и ее составляющих элементов;
статические и динамические характеристики датчиков с твердым наполнителем применительно к процессу управления тепловыми процессами и расходными характеристиками элементов системы водообеспечения.
Практическая ценность работы. Разработаны базовые принципы создания единой системы водообеспечения разнородных технологических процессов обслуживания крупного рогатого скота, адаптированной к технологическим особенностям животноводческого объекта.
Предложены методы расчета и совершенствования перспективных технологий, механизированных систем и средств водоснабжения, обеспечивающих снижение расхода воды, кормов, подстилки, электроэнергии и затрат труда на производство продукции крупного рогатого скота. Разработаны объемно-планировочные решения линий водоснабжения вновь проектируемых и реконструируемых ферм и комплексов КРС.
Реализация результатов исследований. Теоретические положения и технические решения использованы КБ ВНИПТИМЭСХ, ГСКБ «Минжив- маш» для разработки опытных и серийных образцов базовых элементов линий водоснабжения КРС. Производство средств группового автопоения осуществлялось на заводе кузнечно-прессового оборудования, г. Сальск, на заводах Минживмаша (завод Челябинскживмаш; Чадыр-Лунгский опытно- экспериментальный завод).
Поилка АГТ-4 прошла Государственные испытания на Сев.-Кав. МИС (г. Зерноград), а результаты исследований термосиловых устройств использованы Ставровским заводом автотракторного оборудования при конструктивной доработке выпускаемых им устройств сельскохозяйственного назначения.
Результаты исследований процесса автопоения животных были использованы проектной организацией ООО «Гарант», г. Ставрополь, и АЧГАА при разработке проекта модульной фермы КРС на 100 голов, а также в учебном процессе Волгоградской сельскохозяйственной академии, Азово-Черномор- ской государственной агроинженерной академии, Московского государственного института технологий и управления (филиал г.Ростов-на-Дону) и др.
Апробация. Основные положения диссертационной работы доложены на научно-технических конференциях ВНИПТИМЭСХ (г. Зерноград, ), АЧГАА (г. Зерноград, ), Ставропольского ГАУ (г. Ставрополь, ), ВНИИМЖ (г. Подольск, ), РИПКК АПК (г. Зерноград, ).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 83 работы, в том числе 11 работ в рекомендованных ВАК изданиях для докторских диссертаций, монография, учебное пособие, получено 17 авторских свидетельств и патентов на изобретения.
На защиту выносятся:
-
-
Концептуальные аспекты разработки системы водообеспечения технологических процессов автопоения крупного рогатого скота и санитарной обработки вымени коров.
-
Математические модели рабочего процесса подсистем автопоения и санитарной обработки вымени коров.
-
Закономерности распределения временных характеристик потоков требований по водообеспечению процесса обслуживания КРС.
-
Закономерности процесса теплообмена и гидравлики в линиях водо- обеспечения.
-
Ресурсосберегающая технология санитарной обработки вымени коров.
-
Новые технические решения базовых элементов линий водообеспече- ния, накопительных емкостей, средств автопоения, транспортной магистрали и подмывочного устройства, устройств регулирования температурного режима потребляемой воды.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения (общих выводов), списка использованной литературы и приложений. Диссертация изложена на 403 страницах в компьютерном наборе и включает 223 рисунка, 19 таблиц, 7 приложений. Список использованной литературы включает 175 наименований, в том числе 20 на иностранных языках.
Похожие диссертации на Ресурсосберегающие системы водообеспечения технологических процессов по обслуживанию крупного рогатого скота
-
