![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Совокупные затраты энергии
Сравнительную оценку эффективного внедрения в сельскохозяйственное производство ресурсосберегающих технологий, производительных и экономичных машин и агрегатов проводят по эксплуатационным и приведенным затратам, расходу топлива, затратам труда и другим показателям, исчисляемых в денежном выражении. В настоящее время [34] начинает применяться оценка затрат энергии на производство продукции и её энергоёмкости в показателях работы в джоулях (1 Дж = Нм) или в мегаджоулях (1МДж = 106 Дж). Энергетический критерий в отличии от стоимостного не зависит от политики ценообразования и конъюнктуры рынка. При этом энергозатраты на производство продукции и её энергосодержание выражается в одних единицах – МДж. В литературных источниках энергию выражают в различных физических единицах. Ниже приведены соотношения некоторых единиц энергии: 1 кВт∙ ч = 103 Вт·ч = 103·1Вт·3600с = 3, 6·106 Дж = 3, 6 МДж; 1 л.с. = 0, 736 кВт, 1л.с.·ч = 0, 736 Вт ·3, 6 МДж = 2, 65 МДж; 1 кал. = 4, 19 Дж, 1 ккал. = 4, 19 кДж = 4, 19·103 МДж; 1 кг д.т. (дизельного топлива) ≈ 42, 5 МДж; 1 кг а.б. (автомобильного бензина) ≈ 43, 9 МДж; 1 кг у.т. (условного топлива) = 7000 ккал = 29, 33 МДж. Ресурсосберегающие технологии, выполняемые в сельскохозяйственном производстве оценивают по общим (совокупным) затратам энергии, отнесённым к единице обработанной площади (МДж/га) или к единице массы полученной продукции (МДж/т). Совокупные затраты энергии выражают суммой составляющих Е = Ер+Ео+Еж+Ем+Епр, (12.1) где Ер – энергозатраты на рабочий процесс машин; Ео – овеществлённые затраты энергии на семена, консерванты, удобрения, химикаты, воду; Еж – энергозатраты живого труда трактористов, водителей, комбайнеров и вспомогательных рабочих; Ем – энергия, потребная на производство и обслуживание машин и оборудования; Епр – затраты энергии на использование траншей жилых, производственных, подсобных помещений и пр.
По этим энергозатратам сравнивают технологии, агрегаты и машины. При выполнении дипломных проектов по величине совокупных затрат энергий Е оценивают эффективность проектируемых технологий (объектов), сравнивая их с аналогами. Рассмотрим составляющие совокупных затрат. 12.1.1 Затраты энергии на рабочий процесс. Энергию Ер находят по сумме затрат: энергии Ек на перекатывание мобильных агрегатов, самоходных комбайнов, автомобилей и др. машин, энергии Ехх на холостой ход и энергии Етп на технологический процесс, т.е. Ер = Ек+Ехх+Етп (12.2) 12.1.2. Энергозатраты Ек на перекатывание машин равны произведению силы Рк, необходимой для перекатывания машин, и пути l1 или l2
где l1 – путь, проходимый машиной при обработке 1 га площади поля, м; l2 – путь машин при уборке урожая, внесении удобрений, химии катов, семян и т.д., м; А – урожайность, т/га.
Так как l 1 = 10000/ В, а l 2 = 10000/ВА, то
где В – ширина захвата агрегата, м.
С учетом КПД двигателя, трансмиссии и потери на буксование энергозатраты на перекатывание можно записать
где
В – ширина захвата агрегата, м. Величина коэффициента сопротивления перекатыванию Массу определяют по формуле
где
Эффективный КПД дизельных двигателей
12.1.3 Энергозатраты Ехх на холостой ход рабочих органов машин. Их учитывают для агрегатов с приводом рабочих органов от вала отбора мощности (ВОМ) тракторов, а также для самоходных комбайнов, сушилок, зерноочистительных и других машин. Энергозатраты Ехх зависят от ширины захвата машины В и от её номинальной пропускной способности
где
12.1.4 Энергозатраты на технологический процесс (Етп) в зависимости от мощности, затраченной на взаимодействие рабочих органов машин с объектом обработки (переработки) можно выразить формулами:
где Значения энергозатрат на холостой ход рабочих органов машин Ехх и на технологический процесс Етп приведены в таблицах 12.1 и 12.2. Таблица 12.1–Средние значения удельной мощности, потребляемой на привод рабочих органов.
Таблица 12.2–Средние значения удельной мощности, потребной на технологический процесс переработки объекта.
Для почвообрабатывающих и других машин без привода рабочих органов от ВОМ трактора (плуги, бороны, лущильники, культиваторы и др.) N хх=0. Тогда расчет проводится по затратам энергии на технологический процесс. При вспашке 1 га поля на глубину “ а ” при ширине захвата плуга “ В ” энергозатраты на технологический процесс равны
а при бороновании, лущении, посеве, культивации и др. процессах где К1, К2 – удельные сопротивления соответственно плугов (кН/м2), борон, лущильников, сеялок, культиваторов и др. машин (кН/м). Значения удельных сопротивлений приведены в приложении 13. Энергозатраты на перекатывание и на рабочий процесс агрегата от расходуемого топлива на 1 га обработанного поля или на 1 т полученной продукции можно определить по формулам:
где gт – энергосодержание (низшая теплота сгорания) топлива (таблица 12.3); α тд – затраты энергии на производство, доставку и хранение топлива (энергетический эквивалент: для дизельного топлива α тд =10, 0 МДж; для автомобильного бензина α тд = 10, 5 МДж); Нг, Нт – нормы расхода топлива соответственно на 1 га обработанного поля и на 1т получаемой или израсходованной продукции [2].
Таблица 12.3–Теплота сгорания топлива [18]
При этом методе расчёта показатели энергозатрат при проектных работах получаются менее достоверными. 12.1.5 Овеществленные энергетические затраты. К овеществленным энергозатратам Е0 относят консерванты зерна и кормов, удобрения, ядохимикаты и другие добавки. Энергию, овеществленную в них, включают в энергозатраты на процессы обработки, уборки и хранения сельскохозяйственных культур. Величину этой энергии определяют по формулам
где
Энергетические эквиваленты веществ, применяемых минеральных удобрений для консервирования кормов 12.1.6 Энергозатраты живого труда. Трактористы, комбайнеры, водители, сушильщики, вспомогательные рабочие и др. затрачивают энергию Еж , которую можно определить по формуле
где Wч – часовая производительности агрегата, га/ч, т/ч;
По нормам ФАО (продовольственная сельскохозяйственная организация ООН) эквивалент 12.1.7 Затраты энергии на производство и обслуживание машин и оборудования. Тракторы, комбайны, рабочие машины, вспомогательные средства включают энергию (энергоёмкость), затраченную на их производство, ремонт и затраченную на их производство, ремонт и техническое обслуживание. Часть этой энергии переносится в совокупные энергозатраты, определяемые по формуле
где α м – энергетический эквивалент, определяющий затраты энергии на производство 1 кг массы машины, МДж/кг; mм – конструктивная масса машин, кг [20]; aa, ар – доли отчислений от полных энергозатрат соответственно на производство, ремонт и обслуживание машин (Приложение 4); Т – нормы годовой загрузки машин, ч; Wч – часовая производительность, га/ч, т/ч [9]. Для тракторов, самоходных комбайнов и автомобилей энергетический коэффициент α м принимают равным 120, а для прицепных и навесных машин α м =104 МДж/кг. Энергозатраты Ем на перевозку автомобилями грузов массой mг на расстоянии L определяют по формуле
Нормы отчислений для автомобилей грузоподъемностью 2 т и более составляют аа = 3·10-6 1/км, ар =2·10-6 1/км.
|