В статье рассматриваются вопросы оптимального размещения предпускового подогревателя с тепловым аккумулятором на основе материалов с фазовым переходом (ТАФП) в системе охлаждения дизельного двигателя. Целью работы является анализ различных схем подключения подогревателя для повышения эффективности прогрева двигателя в условиях низких температур. Применение ТАФП позволяет значительно улучшить теплообмен, уменьшить время прогрева и минимизировать износ компонентов двигателя. В отличие от традиционных подогревателей, ТАФП системы не зависят от внешнего источника энергии и обеспечивают автономную работу, что делает их идеальными для эксплуатации в удаленных местах. В ходе исследования использовалось моделирование в среде SolidWorks Flow Simulation для анализа теплотехнических характеристик при различных схемах подключения подогревателя. Подключение теплового аккумулятора по схеме A-C и C-B обеспечивают наибольшую эффективность прогрева, достигая температуры до 78 °C, что способствует более равномерному прогреву всех цилиндров двигателя и снижению расхода топлива. Приведены сравнительные расчеты расхода топлива двигателем при предпусковом подогреве, без него и с тепловым аккумулятором. Исследование показало, что использование системы топливного автономного подогрева позволяет сократить расход топлива при предпусковом прогреве за счет уменьшения времени его продолжительности. Внедрение данных систем может значительно увеличить надежность и экономическую эффективность дизельных двигателей, особенно в условиях северных климатических зон. При использовании теплового аккумулятора в системе охлаждения двигателя (схема A-C) и температуре окружающей среды -20 °C расход топлива в режиме прогрева дизеля снижается на 0,22 кг/мин.
В статье представлено решение актуальной для агропромышленного комплекса (АПК) проблемы обеспечения качества электроэнергии, вырабатываемой дизель-генераторными установками (ДГУ), при работе в условиях динамически изменяющихся нагрузок, характерных для современных сельскохозяйственных предприятий. Нестабильность электроснабжения критична для работы животноводческих комплексов (доильных установок, систем вентиляции), зерноочистительных и сушильных линий, а также другого технологического оборудования. В качестве основного метода повышения стабильности предложено использование малоинерционного электронного регулятора позиционного типа, осуществляющего коррекцию топливоподачи по комбинированному сигналу, учитывающему как изменение частоты вращения коленчатого вала, так и величину приложенной электрической нагрузки. В рамках проведенного исследования была создана комплексная математическая модель, описывающая динамические процессы в дизельном двигателе. Разработка модели базируется на принципах структурно-функционального анализа и положениях теории автоматического регулирования. Ключевой возможностью предложенной модели является установление и математическое описание взаимосвязей между изменением режимов функционирования силового агрегата и уровнем неравномерности крутящего момента, создаваемого нагрузкой на валу генератора. Для апробации теоретических положений проведены сравнительные экспериментальные исследования на базе двигателя Д144 с использованием штатного механического и разработанного электронного регуляторов. Результаты натурных испытаний подтвердили высокую эффективность апробируемого технического решения. В условиях нагрузки, составляющей 80% от номинала, было зафиксировано снижение перерегулирования частоты вращения до 70 мин 1 при длительности переходного процесса менее 2 с. Наряду с этим отмечен значительный рост энергоэффективности, напрямую влияющий на себестоимость сельскохозяйственной продукции: мощность возросла на 13,5%, а эффективный удельный расход топлива снизился на 23,8% Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что динамические качества модернизированной ДГУ с разработанной системой управления не только полностью соответствуют строгим требованиям стандартов для систем первого класса точности, но и отвечают специфическим потребностям сельского хозяйства в надежном, экономичном и качественном автономном энергоснабжении, что способствует повышению технологической дисциплины и рентабельности агропромышленного производства.
Статья посвящена разработке и исследованию многогенераторной сверхвысокочастотной (СВЧ) установки непрерывного действия, предназначенной для термической обработки и обеззараживания слизистых субпродуктов жвачных животных, которые далее могут быть использованы как непосредственно для кормления животных и рыб, так и для приготовления комбикормов. Основное внимание уделено формированию управляемой псевдобегущей волны в коаксиальном резонаторе со встроенной спиральной замедляющей системой, позволяющей существенно повысить равномерность распределения электромагнитного поля по рабочему объёму, что непосредственно сказывается на воздействие поля на весь обрабатываемый продукт. Разработан многогенераторный коаксиальный резонатор, а также математическая модель, включающая модовое описание, параметры фазового замедления, тепловой баланс и кинетику микробиологического обеззараживания при комбинированном СВЧ-УФ-озонном воздействии. Многокритериальная оптимизация показала возможность снижения коэффициента стоячей волны, повышения энергоэффективности установки и уменьшения перегревов в сырье. Экспериментальные испытания подтвердили эффективность предложенной конструкции. При мощности 1,5 кВт плотность потока электромагнитной энергии в рабочей зоне не превышала гигиенических нормативов, обеспечивая безопасность эксплуатации. Температура обрабатываемого сырья достигала 100-105 °С за 8-10 минут, степень вытопки жировой фракции достигала 82%, а общее микробное число снижалось до 4,5-7,2*103 КОЕ/г при полном отсутствии бактерий группы кишечной палочки. Сравнение с традиционной паровой обработкой показало сокращение энергетических затрат на 27% и снижение ОМЧ более чем в 2 раза. Полученные результаты подтверждают перспективность многогенераторных СВЧ-технологий для переработки биологического сырья.