автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Электрооптический преобразователь с вращающимся оптическим полем для подкормки рыбы на выростных прудах

~003456207

На правах рукописи

Бабаев Алексей Дмитриевич

ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С ВРАЩАЮЩИМСЯ ОПТИЧЕСКИМ ПОЛЕМ ДЛЯ ПОДКОРМКИ РЫБЫ НА ВЫРОСТНЫХ ПРУДАХ

Специальность 05.20.02 - Электротехнологии и электрооборудование

в сельском хозяйстве (по техническим наукам)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидат технических наук

Зерноград - 2008

003456207

Диссертация выполнена Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Азово-Черноморская

государственная агроинженерная академия».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Газалов Владимир Сергеевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Семенихин Александр Михайлович

кандидат технических наук, доцент Ивашина Александр Валентинович

Ведущее предприятие: «ФГОУ ВПО Кубанский государственный

аграрный университет» (г. Краснодар)

Защита состоится « » декабря 2008 г. в 1430 часов на заседании диссертационного совета ДМ220.001.01 при Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии по адресу: 347740, г. Зерноград Ростовской области, ул. Ленина 21 (аудитория 201, корпус 5).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО АЧГАА.

Автореферат разослан « /9 » HO&fipfr 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Биологические ресурсы Мирового океана и сопряженных с ним пресноводных бассейнов являются важнейшим источником питания населения нашей планеты и поставщиком кормовой и технической продукции, а также сырья для медицинских препаратов.

Высокий уровень производства товарной рыбы достигается главным образом за счет интенсификации и внедрения новых организационно-технических мероприятий, а также продуктивного использования естественной кормовой базы озер, рек, прудов и водохранилищ.

Эффективной технологией подкормки рыбы живыми кормами является установка электрооптических преобразователей над водной поверхностью прудов. Однако, уже имеющиеся установки для такой подкормки обладают недостатками, сдерживающими их широкое применение на средних и крупных (от 1 га и более) прудах. Недостаточная изученность закономерностей привлечения комаров на оптическое излучение делает работы в этом направлении весьма актуальными.

Целью работы является обоснование параметров и режимов работы электрооптического преобразователя для подкормки рыбы на выростных прудах.

Объект исследования: технологический процесс подкормки рыбы с использованием электрооптического преобразователя с вращающимся оптическим полем.

Предмет исследования: зависимость процесса привлечения насекомых к водной поверхности прудов от цветности излучения газоразрядных ламп и параметров вращающегося оптического поля.

Методы исследований: в работе использованы методы математического анализа, элементы математической статистики, теории планирования экспериментальных исследований и регрессионного анализа, методы светотехнического и электротехнического расчётов. Результаты исследований обрабатывались с применением программы STATISTIC и MS Exel.

Научная новизна работы заключается в повышении эффективности привлекающего излучения электрооптического преобразователя для подкормки рыбы на выростных прудах комарами и их личинками использованием быст-ровращающегося оптического поля, анализа и обобщения теоретических и экспериментальных исследований, в результате которых установлены:

- зависимость эффективности привлечения насекомых от цветовых характеристик линейных газоразрядных ламп;

- влияние типов оптического поля (вращающегося и статического) на эффективности привлечения насекомых;

- параметры и режимы работы электрооптического преобразователя для подкормки рыбы на выростных прудах комарами и их личинками

Практическая ценность заключается в разработке электрооптического преобразователя с вращающимся оптическим полем для подкормки рыбы на выростных прудах комарами и их личинками, использование которого позволяет:

- увеличить количество привлеченных насекомых на 16 %;

- увеличить кратность посадки рыбы на выростных рыбоводческих прудах до 5,8 по сравнению с нормальной;

- получить чистый дисконтированный доход от использования разработанной установки в размере 71649 рублей на 1га площади пруда

На защиту выносятся:

- математическая модель влияния цветности смеси видимого излучения газоразрядных ламп с УФ - излучением областей А и В на эффективность привлечения комаров;

- методики определения эффективности линейных газоразрядных ламп - аттрактантов электрооптического преобразователя;

- параметры и режимы работы электрооптического преобразователя с вращающимся оптическим полем для подкормки рыбы на выростных прудах комарами и их личинками.

Реализация результатов исследования. Электрооптический преобразователь был внедрен на выростных прудах в ОАО «Агрофирма «Кагальницкая»».

Апробация работы. Основные результаты исследования доложены на научно-технических конференциях ФГОУ ВПО АЧГАА в 2003 - 2007 годах, ФГОУ ВПО Ставропольского ГАУ в 2006, 2007 годах, ВНИПТИМЭСХ в 2003 году.

По результатам исследований получены два патента, подана заявка на патент, опубликованы 8 статей в сборниках научных трудов ФГОУ ВПО АЧГАА, ФГОУ ВПО Ставропольского ГАУ, в том числе рецензируемом ВАК журнале «Механизация и электрификация сельского хозяйства».

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы, включающего 119 наименований, в том числе 9 на иностранных языках. Содержит 139 страниц основного текста, 76 рисунков, 25 таблиц, приложения на 20 страницах включают графики и копии акта внедрения и патентов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении отражена актуальность работы, сформулированы цель, объект и предмет исследования, научная новизна и практическая значимость.

В первой главе «Существующие электротехнологии и электрооптические преобразователи для подкормки рыбы» рассмотрена значимость живых кормов в технологии прудового рыбоводства, проведен анализ электротехнологий подкормки рыбы живыми кормами при искусственном выращивании. Анализируются типы электрооптических преобразователей и источники- аттрак-танты для привлечения комаров к водной поверхности и получения личинок комаров для подкормки рыбы.

Эффективность применения оптического излучения для привлечения насекомых рассмотрена в трудах ученых Л.Г. Прищепа, E.H. Живописцева, Г.Н. Горностаева, К.А. Бреева, Н.М. Симонова, B.C. Газалова, В.В. Яременко В.А. Степанова и других ученых.

В результате анализа технологий и средств привлечения комаров к водной поверхности и получения личинок комаров для подкормки рыбы установлено, что:

- для получения полноценной и здоровой рыбы в выростных прудах рекомендуется регулировать плотность посадки рыбы таким образом, чтобы доля естественной пищи составляла для сеголетков - 20 ^ 25 %;

- наиболее эффективной технологией подкормки является технология привлечения к водоёмам взрослых особей комаров для откладки ими яиц и получения хирономид.

- основными недостатками установки, реализующей технологию привлечения к водоёмам взрослых особей комаров для откладки ими яиц и получения хирономид являются высокая стоимость, малая единичная мощность, низкий световой поток от единичного источника излучения и меньший, по сравнению с газоразрядными и лампами накаливания, радиус действия электрооптических преобразователей;

- при площади выростных прудов от 10 до 20 га наиболее эффективными будут электрооптические преобразователи с газоразрядными источниками-аттрактантами;

- необходимо дальнейшее изучение вопросов привлечения к электрооптическим преобразователям насекомых для того, чтобы иметь возможность увеличить кратность посадки рыбы в прудах за счет увеличения количества живого корма.

Анализ предшествующих исследований дает основание сформулировать научную гипотезу о возможности увеличения количества привлекаемых к электрооптическому преобразователю насекомых быстровращающимся оптическим полем (более 50 Гц), усиливающим фототропную реакцию'фасеточного глаза насекомого.

Рабочая гипотеза: быстровращающееся оптическое поле можно получить, создав сдвиг между токами двух симметрично пересекающихся линейных газоразрядных ламп.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- разработать модель эффективности привлечения комаров к электрооптическому преобразователю в зависимости от цветности излучения линейных газоразрядных ламп-аттрактантов;

- разработать методики определения эффективности привлечения комаров в зависимости от цветности излучения линейных газоразрядных ламп-аттрактантов;

- выполнить теоретическое обоснование разомкнутой оптической системы с вращающимся излучением-аттрактантом;

- разработать конструкцию и определить рациональные системы электроснабжения электрооптического преобразователя с газоразрядными источни-ками-агграктантами для подкормки рыбы на выростных прудах.

Во второй главе «Теоретическое обоснование модуля электрооптических преобразователей для подкормки рыбы» проведено теоретическое обоснование

конструкции электрооптического преобразователя с газоразрядными источниками- аттрактантами для подкормки рыбы и систем его электроснабжения.

При работе на стандартной частоте питающего напряжения 50 Гц с электромагнитными ПРА, газоразрядные лампы низкого давления обладают таким недостатком как пульсация потока фототропного излучения. А пульсация, как доказано многочисленными исследованиями, ведет к снижению эффективности привлечения насекомых к установкам.

Устранение этого недостатка достигается за счет создания вращающегося оптического поля, которое образуется при совмещении определенным образом пульсирующих световых потоков от двух линейных источников излучения.

Если две лампы ЛЭ-15 расположить перпендикулярно друг другу и включить их со стандартным ПРА типа УБИ по схеме на рисунке 1, то распределение потока излучения во времени будет происходить так, как показано на рисунке 2.

КРЕПЛЕНИЯ ЛАА К КОРПУСУ ЭОП

ОТРАЖАТЕЛЬ

ЛАМПЫ-АТТР АКТ АНТЫ КОРПУС ПРА

1 х- ELI J i

х- EL2 J 4

3) б) Рисунок 1 - Общий вид (а) и электрическая схема (б) электрооптического преобразователя с газоразрядными лампами-атграктантами.

Если ток, протекающий через лампу можно представить как

i = i„„r sin cot = im,„ sin ЮОтй,

то поток излучения лампы будет

Ф = Фср+\ Фтах 2 Фт'" j • sin\200nt - ~ |.

(1)

(2)

В этом случае перед отражателем создается пульсирующее с частотой 100 Гц оптическое поле с двумя зонами максимального потока излучения, расположенными перпендикулярно друг другу по длине каждой из ламп. На рисунке 2 эти зоны изображены в виде овалов с горизонтальной и вертикальной штриховкой в момент времени 1=0,005с.

Воздействие на омматидии глаза насекомого оптического излучения в этом случае будет неравномерным и пульсирующим.

1=0,005с

<1>2

7

Ф,

Г=Ос; 1=0,01с

П

!К

! ! — Ф/

яг ~т -----1_Т1-------

Ф.

т

I I

н

Ф1=Фг=Ф„

Рисунок 2 - Распределение потока излучения электрооптического преобразователя в разные моменты времени Для создания вращающегося оптического поля в схему на рисунке 1 включим конденсатор (рисунок 3), который создаст такой сдвиг по фазе между токами ламп, что максимуму излучения одной лампы будет соответствовать минимум излучения другой (рисунок 4).

УЬ1 I

гФ1

1X1

Е1Л

И

гч

I

С1

Ы2

ЕЬ2 ЕЬЗ

Рисунок 3 - Схема включения двух ламп для создания вращающегося оптического поля

Рисунок 4 - К определению сдвига по фазе между токами ламп двухлампового электрооптического преобразователя

Вместе с конденсатором в схему в качестве активного балластного сопротивления для лампы ЕЬ 2 включается лампа накаливания, работающая на пониженном напряжении.

При включении схемы к сети 220 В, происходит следующее. Световой поток каждой лампы будет пульсировать с частотой в два раза превышающей частоту тока ламп, т.е. 100 Гц при питании от стандартной сети. В результате, при работе преобразователя, в его фронтальной плоскости перед отражателем создаются две диаметральные зоны максимальных потоков оптического излучения, вращающихся навстречу друг другу со скоростью 6000 об/мин.

Два световых потока, вращаясь, последовательно освещают омматидии глаз насекомых, что предотвращает уход насекомых с траектории полета к электрооптическому преобразователю.

Как следует из рисунка 4, токи лампы можно представить в виде

',,/ = 1,1 тах ^пМ; (3)

(4)

Тогда потоки излучения будут равны

Ф,, = ФСР.„ + ■ зт^ООта - 0 (5)

Ф,2 = ФСР,2 + Фтах"2 ~2Фтт*2 ■ *т[200м +(6)

На рисунке 5 показан процесс формирования одного периода вращающегося оптического поля при работе электрооптического преобразователя от питающей сети с частотой 50 Гц.

Для реализации математической модели влияния цветности излучения газоразрядных ламп на эффективность привлечения комаров к водной поверхности требуется знание координат цветности "х" и "у" источника-аттрактанта. Однако, как показывают исследования, цветность излучения по длине газоразрядной лампы неодинакова.

С учетом этого, определить эффективность привлечения линейных источников комаров к водной поверхности можно по трем методикам: методике усредненных цветовых характеристик, методике отрезков светящихся линий, методике усредненной эффективности привлечения комаров.

В соответствии с методикой усредненных цветовых характеристик, принимаем допущение, что распределение освещенности по длине лампы есть величина постоянная Е(1) =сопз1.

Тогда усредненные характеристики газоразрядной лампы по цветности излучения можно представить в виде:

\х(1 )-сИ \у{1)-с11

—иу=—• (8)

)си \т

о о

■ 1 . Я

, 5Ш\ Ю? Н--

2

ф ,-ф ,

гТ> — ([) тах! тпт!

2

ф2 = фср2 + Ф"""2-^ШШ.

2

= ФсР2 +~(ФтаП ~Фтш)

1ZZZZZZ

\ZZZZi

ш:

Ф1=Фср,+

®тах I ^тт I

ПЗг

Ф,=Фср, + — (Фта,1 -Фты)

_^тах 2 ^тт 2

? ~ ^ср2 -

Ф:=ФсР2— ~(Ф,

тах 2 ^шш 2 )

н

I I I I I I I I

3!Иег1Щ9В№

ф, =ф,

ср1

с::

Ф, =Ф,

ср!

и::

Н д)

Рисунок 5 - Процесс формирования одного периода вращающегося оптического поля с шагом 0,00125 с.

Ф, =ФсР,+~-(Фтах1-Фтт1) 42

Ф2 = Фср2 -—(ФтаХ2 -Фтш)

Ф> =Фсп,— '~(Ф,

тах 1 ***тт 1) \

Ф2 =Фсп2+—(Ф,

яzzzz

тах 2 ^т/п 2 )

Для повышения точности определения усредненных характеристик лампы по цветности излучения введем в подынтегральное выражение числителя и знаменателя дроби функцию Е~/(1).

Тогда усредненные координаты цветности излучения газоразрядной лам-пы-аттрактанта можно представить в виде

\x(l)-E(l)-dl

\y(l)-E(l)-dl

yep

и У yep =

(9)

\Е(1)-а1 \Е(1)-а

о о

Подставив полученные усредненные координаты цветности излучения в полученную уточненную математическую модель, получаем эффективность привлечения комаров электрооптическим преобразователем к поверхности пруда.

В соответствии с методикой отрезков светящихся линий, линейная лампа-атграктант разбивается по длине на три отрезка светящихся линий. Координаты цветности на первом, втором и третьем отрезках соответственно представляют собой зависимости:

(10)

= ДО. Iх! = const fx, = ДО [У/ = ДО ' [У/ = const ' (j/j = ДО ' Для упрощения расчетов на первом и третьем участках можно принять цветность излучения с координатами х/ср, у1ср и х3ср, у3ср.

Для определения характеристики лампы по цветности излучения, необходимо ввести относительные весовые характеристики в зависимости от длины лампы:

_ х1ср ■ I/ + ■ + х3ср ■ 13

У ср

У1ср-11+У2-12+Узср-13

(П)

_ ✓ Icp

1,+12+13

Однако полученная система уравнений не учитывает изменение освещенности по длине лампы, которая так же неравномерна по длине лампы.

Для упрощения расчетов на первом светящемся отрезке заменим переменную освещенность £/=/(7) на усредненную Е1ср, а на третьем участке -Е3=/(1) на Е3ср. После этого введем относительные весовые категории по освещенности отрезков светящихся линий в выражения (11) для уменьшения погрешности определения интегральной характеристики лампы по цветности излучения. В итоге получаем:

к1ср

■h

Eicp + х2 ' h

Е2ср + Х3ср ' h '

''Зср

EIcp ' h + Е2ср ' h + ^зер

h

У ср

Уlep -h ■ ¡ср

2ср + У Зср ' h ' Езср

Jlcp

l,+E2cp-l2+E.

зср ' h

Подставив в уточненную математическую модель полученные х=хср и У—Уф получим эффективность привлечения комаров электрооптическим преобразователем.

Наиболее точно эффективность привлечения комаров электрооптическим преобразователем к водной поверхности пруда определяется с помощью методики усредненной эффективности привлечения комаров. Основой этого метода является то, что распределение цветности излучения по длине лампы определяет изменение эффективности привлекающего действия

Изменение координат цветности по длине светящейся линии определяется зависимостями:

Г* = /(/),

Получив зависимости (13), можно определить расчетное значение эффективности привлекающего действия IV] по длине лампы 1У'=/(1):

Эффективность привлекающего излучения точки люминесцентной лампы определяется как

Ж'= а0 +аI -х + а2 -у + а3 -х2 +а_, -х-у + йз -у2, (14)

или

\¥'{1)=а0 +а, ■х(1)+а2 ■ у{1) + а3 ■ [*(/)]г + а4 ■ х{1)-у{})+а5-[у{1)]2. (15)

Расчетное значение интегральной эффективности привлекающего излучения определяется как

} И" (!)с11 ! [а0 + а, ■ х(1) + а} ■ у{1) + а3 • [х(/)]г +

иг>=°_=°_

£ Л

\<И \сИ

о о

+ а,-х{})-у(1)+а5Ш] (16)

I

]с11

о

Расчетное значение интегральной эффективности привлекающего излучения можно уточнить, введя весовые коэффициенты распределения потока излучения по длине лампы

1 [а0 + а, • х(1)+ а2 ■ у{})+а3 ■ [*(/)]' +

\E(!).dl

о

+ a,.x(l)-y(l) + as-[y(l)}2\E(l)dl О7)

\E{l)-dl

о

Учитывая состояние и динамику развития прудового рыбоводства в России, можно сделать вывод, что наиболее вероятными системами электропитания для электрооптических преобразователей будут системы на базе фотоэлек-

трических полупроводниковых преобразователей, дизельных (бензиновых) электростанций и централизованная система электроснабжения от ЛЭП 0,38 кВ.

Две схемы с обмотками, которые можно использовать при изготовлении асинхронных генераторов для питания электрооптических преобразователей с электромагнитными ПРА, представлены на рисунке 6.

Представленные обмотки при работе в режиме электродвигателя являются обычными четырёхполюсными обмотками, но при работе в генераторном режиме вектор напряжения нагрузки отстаёт на 90° от напряжения возбуждения генератора (рисунок 7) в отличии от обычной асинхронной машины, работающей в режиме генератора, у которой вектор напряжения нагрузки является вектором напряжения генератора.

Рисунок 6 - Схема однослойной (а) и двухслойной (б) обмоток асинхронного генератора

Эффект поворота вектора напряжения нагрузки достигается за счёт нестандартного соединения катушечных групп между собой в каждой из фазных обмоток. В результате такого соединения, при подключении нагрузки к средним точкам обмотки, совместно протекающие по фазной обмотке машины токи нагрузки разных фаз (рисунок 7) не должны оказывать размагничивающего действия на генератор, так как реактивная составляющая этих токов будет со-направлена с намагничивающим током.

Суммарная нагрузка от электрооптического преобразователя носит смешанный (активно-индуктивный) характер. Картина ЭДС и токов нагрузки при работе с такой нагрузкой показана на рисунке 8.

Ен Iа

?А+Рв

Рисунок 7 - Ток нагрузки в половинах фазной обмотки и его реакция при активно-индуктивной нагрузке

В третьей главе «Методика проведения экспериментальных исследований по анализу работы электрооптических преобразователей для подкормки рыбы» изложена методика проведения экспериментальных исследований по анализу работы электрооптического преобразователя с вращающимся оптическим полем для подкормки рыбы и исследования энергетических характеристик солнечного излучения на территории г. Зернограда.

Для исследования цветовых характеристик источника - аттрактанта электрооптического преобразователя использовался разработанный стенд, основным элементом которого является прибор колориметр «ТКА - ИЦТ».

Для определения эффективности привлечения насекомых к водной поверхности газоразрядными лампами-аттрактантами были выбраны люминесцентные лампы, координаты цветности которых равномерно разбросаны по области исходных данных для планирования эксперимента - Cool Wite (х = 0,367; у = 0,382), Fluora (х = 0,355; у = 0,245), Universal Wite (х = 0,395; у = 0,385), Warm Wite (х = 0,460; у = 0,405), ЛБ (х = 0,422; у = 0,405), FSL Уг18ЫК26(ДЦ) (х = 0,450; у = 0,420), ЛЭ (х = 0,288; у = 0,238).

Для исследования энергетических характеристик солнечного излучения на территории г. Зернограда были проведены экспериментальные исследования с использованием разработанного стенда. Стенд позволяет изменять наклон солнечной батареи под различными углами в пределах от 0 до 90° и угол ориентации плоскости солнечной батареи от а=180° до а=-180° по отношению к направлению на юг (рисунок 9).

flffiPfpH I i 2Я11Я

тштшъ ■ ■- ЛЁ iifiiiiiiij ЩИ .f \|||1|

ЗЩ^щ!!!!

Рисунок 9 - Определение электрической мощности солнечной батареи и освещенности, создаваемой солнечным излучением

Для проведения производственных испытаний разработанного электрооптического преобразователя были изготовлены два электрооптических преобразователя с одинаковой конструкцией за исключением того, что оптическое поле одного (контрольного) пульсировало, а другого (экспериментального) вращалось. Установки располагались на расстоянии 10 метров друг от друга на берегу пруда у водной поверхности.

Перед электрооптическими преобразователями располагались экраны, на которых производился подсчет привлеченных насекомых.

В четвертой главе «Лабораторно—производственные исследования эффективности режимов и параметров работы электрооптических преобразователей для подкормки рыбы» описаны лабораторные исследования и производственные испытания электрооптических преобразователей для подкормки рыбы.

В результате обработки экспериментальных данных в программе БТА-Т1БТ1СА было получено уравнение регрессии второго порядка, выражающее интенсивность лёта комаров на смесь видимого излучения газоразрядных ламп с УФ-А и УФ-В в зависимости от координат цветности привлекающего излучения на диаграмме МКО:

\V = -2,4882+18,3179х+4,5211 -у-75,7251-х2+112,9356х-у-76,3287-у2, (7)

где IV- эффективность привлечения комаров к водной поверхности, шт.; х, у — координаты цветности излучения газоразрядной лампы по атласу цветности.

Плоская модель графической интерпретации уравнения приведена на рисунке 10.

□ 0,9-1

■ 0,&4),9 00.7-0,8

■ 0,->0,1 О 0.5-0.6

■ 0.4-0.5

□ 0.5-0.4

□ 0.2-0.5

■ 0.1-0.2 ВН!

Рисунок 10 - Привлекающее действие на комаров цветности излучения газоразрядных ламп в смеси с излучением УФ-А и УФ-В Эта модель, так же, позволяет оценить лампы, выпускаемые промышленностью. Результаты расчетов приведены на рисунке 11.

W, o.e. 1,00

1,00 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00

Рисунок 11 - Эффективность привлечения насекомых излучением газоразрядных ламп

Анализ графической интерпретации модели в канонической форме с целью определения координат оптимума показывает, что точка, в которой эффективность привлечения максимальна имеет координаты цветности х = 0,319; у = 0,266. При выборе источника-аттрактанта можно принять допуск для его координат цветности по оси х порядка ±0,08, по оси у ±0,03, что практически не влияет на интенсивность лёта комаров. При отклонениях по оси х свыше ±0,12 и по оси у свыше ±0,05 происходит резкое уменьшение интенсивности лёта комаров.

Из анализируемого ряда газоразрядных ламп наиболее эффективными являются эритемные лампы типа ЛЭ.

Определение эффективности газоразрядных источников-аттрактантов производилось по методикам, изложенным во второй главе. Предварительно, по методике описанной в третьей главе, были получены графики распределения координат цветности и освещённости по длине газоразрядной лампы при включении лампы от электронного и электромагнитного ПРА на напряжение питания 198 В, 203 В, 209 В, 220 В, 237 В, 242 В.

Графики зависимостей x=f(l) и y=f(l) для двух типов ПРА при работе на номинальном напряжении питания U=220B представлены на рисунках 12а и 126. На этих же рисунках изображены графики изменения освещенности органов зрения насекомых по длине лампы ЛЭ-15.

Графики зависимости интегральной эффективности привлекающего излучения для двух типов ПРА от величины напряжения питания показаны на рисунке 13.

а) б)

Рисунок 12 - Распределение освещенности и координат цветности по длине лампы при питании её по схеме с ЭПРА (а) и ЭМПРА (б) при ип=220 В

-*-Y=f(l)-Х=ВД —I— E=f(I)

-*-Y=f(l)-X=f(l) —I— E=f(l)

1,0 0,98 0,96 0,94 0,92 0,90 0,88

W, о. е.

\¥эпра \¥эмпра

Рисунок 13 — Зависимость эффективности привлекающего излучения от величины напряжения питания

U, В

195 205 215 225 235 245

Анализ эффективности электрооптического преобразователя с вращающимся оптическим полем проводился в соответствии с правилами биометрии.

Величина повышения эффективности была определена как сумма отношений разностей между средними значениями относительных эффективностей опытной и контрольной установок в каждом парном опыте к средней относительной эффективности контрольной установки.

Так как характер распределения обработанных опытных данных отличался от нормального, то, в соответствии с существующими рекомендациями, для проверки нулевой гипотезы был использован непараметрический критерий — ранговый Т - критерий Уилкоксона. Определив по опытным данным фактически установленную величину Т- критерия Тф= Р^=71, сравниваем её с табличным значением для соответствующего числа опытов и принятого уровня значимости - Г„ = 148.

Эта величина превосходит фактическое значение Г - критерия из чего следует, что нулевая гипотеза для обрабатываемых данных отвергается и разность в 14,6% между двумя выборками статистически значима.

В пятой главе «Определение экономической эффективности применения электрооптических преобразователей для подкормки рыбы на выростных прудах» приведено технико-экономическое обоснование применения электрооптических преобразователей с вращающимся оптическим полем для подкормки рыбы.

Как показали расчеты, чистый дисконтированный доход 179160 руб. На 1га площади пруда чистый дисконтированный доход составит 35832руб.

Общие выводы

1. На выростных прудах площадью 10+-20 га наиболее эффективными установками для подкормки рыб хирономидами будут электрооптические преобразователи с газоразрядными источниками-аттрактантами, так как они, по сравнению с СИД обладают большим световым потоком от единичного источника излучения, большим радиусом действия, а также является относительно более дешевым источником привлекающего излучения. Наиболее эффективными источниками фототропного излучения являются лампы типа ЛЭ (х = 0,288, у = 0,238), Fluora (х = 0,355, у = 0,245) и ЛЭР (х = 0,250, у = 0,250).

2. Разработанные методики определения эффективности привлечения комаров к водной поверхности (методика усредненных цветовых характеристик, методика отрезков светящихся линий и методика усредненной эффективности привлечения), позволяют оценить эффективность привлекающего действия линейных газоразрядных ламп, при этом точность оценки повышается на 5%.

3. Для получения вращающихся оптических полей при двух перпендикулярных симметрично пересекающихся лампах необходимо создать смещение токов ламп по фазе на 90°, а потоков оптического излучения - на 180°. Так, например, для ламп мощностью 15 Вт в качестве фазосдвигающего элемента необходим конденсатор емкостью 6,22 мкФ. Применение вращающегося оптического поля повышает количество привлеченных комаров к водной поверхности пруда в среднем на 14,6% по сравнению с пульсирующим полем.

4. При подкормке рыбы живыми кормами единичными, далеко друг от друга расположенными электрооптическими преобразователями целесообразно использовать систему питания от ФЭП. Для интенсивной подкормки рыбы живыми кормами при помощи электрооптических преобразователей, целесообразно объединять все установки в сеть, питающуюся от ЛЭП или асинхронного генератора со специально разработанными обмотками.

5. Повышение естественной рыбопродуктивности рыбоводческих прудов за счет увеличения биомассы зообентоса позволяет увеличивать плотность посадки рыбы в выростных прудах пропорционально увеличению плотности естественного живого корма - в 7+10 раз.

Основные положения диссертации изложены в следующих опубликованных работах:

- в изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Бабаев, А.Д. Обоснование конструкции электрооптического преобразователя с газоразрядными источниками-аттрактантами для подкормки рыбы [Текст] / А.Д. Бабаев, B.C. Газалов // ж. Механизация и электрификация сельского хозяйства. - № 10 - 2007. - С. 30-31.

- в сборниках научных трудов вузов:

1. Бабаев, А.Д. Определение цветовых характеристик линейных газоразрядных ламп методом отрезков светящейся линии [Текст] / А.Д. Бабаев, B.C. Газалов // По мат. научно-практич. конф.: Методы и технические средства повышения эффективности применения электроэнергии в сельском хозяйстве: сборник научных трудов. - Ставрополь: АГРУ С: 2006. - С. 64-67.

2. Бабаев, А.Д. Электрооптический преобразователь с газоразрядным ис-точником-атграктантом для подкормки рыбы [Текст] / А.Д. Бабаев, B.C. Газалов // В сб. научн. трудов АЧГАА: Актуальные проблемы агропромышленного комплекса: Международ, сб. науч. тр. - Зерноград, 2005. - С.59-61.

3. Бабаев, А.Д. Определение эффективности привлекающего действия ламп-аттрактантов [Текст] / А.Д. Бабаев, B.C. Газалов // В сб. научн. трудов АЧГАА: Электротехнологии и электрооборудование в сельскохозяйственном производстве: сб. науч. тр. - Зерноград, 2007. - Т.1. - С.26-29.

4. Бабаев, А.Д. Газоразрядные источники-аттрактанты электрооптического преобразователя для подкормки рыб [Текст] / А.Д. Бабаев, B.C. Газалов // В сб. научн. трудов АЧГАА: Электротехнологии и электрооборудование в сельскохозяйственном производстве. - Зерноград, 2005. - Т.1. - С.5-7.

6. Бабаев, А.Д. Статистическая оценка фототаксисного воздействия вращающего оптического поля [Текст] / А.Д. Бабаев, B.C. Газалов // В сб. научн. трудов АЧГАА: Электротехнологии и электрооборудование в сельскохозяйственном производстве. - Зерноград, 2007. - С. 110-112.

7. Бабаев А.Д. Электрооптический преобразователь с вращающимся фототак-сисным полем для подкормки рыбы [Текст] / А.Д. Бабаев // ж. Вестник аграрной науки Дона. - Зерноград. - №3 - 2008.-С. 47-49.

8. Пат. RU 2252474, МПК Н 02К17/12, 3/28 Статорная обмотка четырехпо-люсного асинхронного генератора / Ванурин В.Н., Бабаев А.Д., Хариборько И.Н.; Опубл. 20.05.05; Бюл. №14. - 5с.: ил.

9. Пат. RU 2262176, МПК Н 02К17/14, 3/28 Четырехполюсная статорная обмотка / Ванурин В.Н., Бабаев А.Д., Богатырев Н.И..;Опубл. 10.10.05; Бюл. №28. -5с.: ил.

ЛР 65 - 13 от 15.02.99. Подписано в печать 13.11.2008. Формат 60x84/16. Уч.-изд. л. 1,1. Тираж 100 экз. Заказ № 520.

РИО ФГОУ ВПО АЧГАА 347740, г. Зерноград Ростовской области, ул. Советская, 15.