автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Метод и технические средства для получения и применения в АПК электроактивированной биологически ценной воды

00348 Ю1и

На правах рукописи

АЖГАЛИЕВ Юрий Александрович

МЕТОД И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ В АПК ЭЛЕКТРОАКТИВИРОВАННОЙ БИОЛОГИЧЕСКИ ЦЕННОЙ ВОДЫ

Специальность 05.20.02 - «Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

? г, г~ у.'З

Москва 2009

003481010

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Московский государственный агроин-женерный университет имени В.П. Горячкина» и ФГОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова».

Научный руководитель кандидат технических наук, доцент Чесноков Борис Павлович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Башилов Алексей Михайлович

кандидат технических наук, профессор Голобородько Владимир Васильевич

Ведущая организация ФГОУ ВПО «Российский государственный аграрный университет-МСХА имени К.А. Тимирязева»

Защита диссертации состоится 16 ноября 2009 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д220.044.02 при ФГОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина» по адресу: 127550, Москва, ул. Лиственничная аллея, Д.16А, корп. 3, конференц-зал ИНТК.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО МГАУ.

Автореферат разослан « /6 » скг^^ЩпЛ 2009 г. и размещен на сайте www.msau.ru «_/{£_» 0/</>?^<Зр& 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

В.И. Загинайлов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Развитие сельского хозяйства - это проблема продовольственной безопасности страны. На сегодняшний день, важнейшей его задачей является повышение урожайности сельскохозяйственных культур, которая обеспечивается в первую очередь за счет стимуляции обменных процессов, происходящих в растениях. Эффективность такой стимуляции можно обеспечить путем получения соответствующих значений энтропии и структуры воды методом электроактивирования.

Известные методы электрической обработки, основанные на использовании магнитного поля, ультрафиолетового и радиационного облучения, электрического поля, электромагнитной энергии, не обеспечивают получение воды с измененными свойствами в большом количестве. Кроме того, известные методы недостаточно эффективны, они обладают высокими энергозатратами, низким кпд и длительностью обработки.

Поэтому разработка новых метода и технических средств, основанных на высоковольтном электрофизическом воздействии получения и применения электроактивированной биологически ценной воды в АПК, является актуальной и практически значимой задачей.

Работа выполнена по научному направлению МСХ № 264 «Стратегия машинно-технологической модернизации сельского хозяйства России на период до 2020 г.».

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является разработка электротехнологии и технических средств получения и применения электроактивированной биологически ценной воды, обеспечивающей повышение урожайности сельскохозяйственных культур.

Для достижения этой цели поставлены и решены следующие задачи: проведен анализ существующих методов получения элекгроактивированной воды и технических средств, применяемых в системах орошения для АПК;

разработаны методики проведения экспериментов и математическая модель гидродинамических процессов, протекающих в жидкости;

разработаны методики электрофизической обработки полиэтиленовых трубопроводов для полива, обоснованы режимы и исследована устойчивость к ультрафиолетовому облучению;

проведены экспериментальные исследования и дана экономическая оценка предлагаемого технического решения.

Объект исследования. Вода и технические средства для обеспечения полива сельскохозяйственных культур.

Предмет исследования. Закономерность изменения свойств электроактивированной воды и изменение характеристик полиэтиленовых трубопроводов для полива, под действием электрофизических методов обработки.

Методическая база и методы исследования. Решение поставленных задач проведено на основе моделирования гидродинамических процессов в воде при высоковольтном разряде. Также оценивалось влияние мощности электрофизической обработки на изменение свойств воды и трубопроводов для полива. Проверка полученных результатов осуществлена на реальных объектах.

Научная новизна:

разработана математическая модель гидродинамических процессов, протекающих в воде при высоковольтном электрическом разряде;

созданы методы исследования биологической активности электроактивированной воды;

разработан способ изготовления полимерных трубопроводов, сохраняющих свойства электроактивированной воды в условиях солнечного ультрафиолетового воздействия.

Практическая ценность включает:

разработку электрофизических методов, позволяющих целенаправленно влиять на процессы активирования воды и ее обеззараживания за счет электроимпульсной обработки;

целенаправленное формирование структуры полиэтиленовых трубопроводов для полива за счет управляемого воздействия цепными реакциями на нано-уровне в процессе электрофизической обработки.

Реализация результатов работы. Применение электроакгивированной воды на развитие и рост растений проводилось в лаборатории и полевых условиях при выращивании овса посевного в ТОО «Правда» п. Анкаты, Сырымского района Уральской области. Способ получения водопроводных труб из полиэтилена низкого давления с применением электрофизического воздействия на гранулированное сырье и готовые изделия прошел успешную апробацию в испытательной лаборатории Саратовского государственного технического университета, а также в ОАО «Саратовский трубный завод», г. Энгельс. Использование трубопроводов при поливе показало их высокую устойчивость к ультрафиолетовому облучению.

Достоверность и обоснованность результатов исследования подтверждена согласованностью теоретических результатов с экспериментальными исследованиями, а также испытаниями в полевых условиях при получении и применении биологически ценной воды.

Апробация результатов работы. Основные положения и результаты исследований были доложены, обсуждены и одобрены на следующих конференциях профессорско-преподавательского состава по итогам научно-исследовательской работы за 2004-2007 гг. Саратовского государственного аграрного университета им. Н.И. Вавилова; международной научно-практической конференции «Города России: проблемы строительства, инженерного обеспечения, благоустройства и экологии» (Пенза, 2004 г.); «Вавиловские чтения» (Саратов, 2005 г.); международной научно-практической конференции «Проблемы энергосбережения и экологии в промышленном и жилищно-коммунальном комплексах» (Пенза, 2007 г.); международной научно-практической конференции «Роль молодых ученых в реализации национального проекта «Развитие АПК» (Москва, 2007 г.).

Публикации. Основные положения научной работы отражены в 9 научных публикациях, в том числе в трех изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Изложена на 139 страницах машинописного текста, содержит 6 таблиц, 43 рисунка и 13 приложений.

Список литературы включает 104 наименования.

На защиту выносятся:

методика воздействия высоковольтного электрического разряда на изменение свойств воды;

математическая модель гидродинамических процессов в жидкости, обеспечивающих получение биологически ценной воды с использованием высоковольтных источников энергии;

способ и методика электрофизического воздействия на полимерное сырье и готовые полиэтиленовые трубопроводы для полива, а также режимы обработки, позволяющие получать технические средства, устойчивые к ультрафиолетовому облучению;

результаты лабораторных и промышленных испытаний.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, изложено краткое содержание глав диссертации, приведены цель и задачи исследования.

В первой главе приведен анализ существующих электротехнологий и технических средств по стимуляции роста и развития сельскохозяйственных культур, на основе которого разработана классификация (рис. 1).

Обоснован выбор метода электрофизического воздействия при получении биологически ценной воды в активном состоянии для орошения. Также рассмотрены технологические процессы получения полиэтиленовых трубопроводов для полива, стойких к ультрафиолетовому излучению и сохраняющих свойства электроактивированной биологически ценной воды.

Известны исследования по электрофизическому воздействию на биообъекты технологических процессов в сельскохозяйственном производстве, которые широко представлены в научных трудах И.Ф. Бородина, В.А. Баева, A.B. Будаговского, Д.А. Нормова, в работах JI.A. Юткина, Ю.И. Краснова, Ф.Р. Черникова, Ю.М. Ермолаева, Б.М. Родионова, A.A. Стехина, в которых освещены вопросы электрофизического воздействия на характер изменения свойств воды. В трудах В.А. Каргина, B.J1. Карпова, В.Д. Соколова, В.В. Шла-пацкой, В.Е. Ильенко изложены вопросы модифицирования полиэтилена для сохранения его свойств при ультрафиолетовом облучении.

В то же время результаты исследований этих авторов показали, что существующие способы электрофизического воздействия различных технологических факторов на изменение свойств веществ на молекулярном уровне носят эволюционный характер и не позволяют получать воду с целенаправленным формированием свойств и высокой биологической активностью воды.

Таким образом, анализ состояния вопроса позволил сформулировать цель и задачи настоящего исследования, реализация которых невозможна без разработки математической модели гидродинамических процессов в жидкости.

Вторая глава посвящена разработке математической модели электрического разряда в воде при вводе энергии в электрогидравлическое устройство в виде ряда последовательных импульсов. Схема такого процесса приведена на рис. 2.

Обеспечивает: обеззараживание; стерилизацию; устранение дурного запаха

Вызывает: переход к более плотной упаковке; изменение структуры; изменение ориентации дипольных моментов; увеличение энтропии; повышение люминисценции; увеличение электропроводности

Обеспечивает: обеззараживание; нарушение химических связей молекул

Электроозонирование

Омагничивание

Высоковольтный импульсный разряд

Электрофизические методы обработки воды

Ультрафиолетовое излучение

Радиационное облучение

Постоянный электрический разряд

Вызывает: изменение биологических свойств; повышение ионизации; ускорение коагуляции взвесей; увеличение смачивания водой твердых поверхностей; повышение адсорбции поверхностно-активных веществ; ускорение процессов кристаллизации и растворения; уменьшение образования различных отложений на твёрдых поверхностях.

С •>

3 Й

Я >

Вызывает: стерильность; радио-лиз; насыщение воды кислородом; увеличение реакционной способности; изменение структуры связанное с образованием кубических кристаллов; повышение энтропии; уменьшение люминесценции.

Вызывает: изменение щелочной реакции; снижение ОВП; уменьшение поверхностного натяжения; снижение количества растворённого азота и кислорода; возрастание концентрации водорода и свободных гид-роксильных групп; уменьшение электропроводности; изменение структуры не только гидратных оболочек ионов, но и свободного объёма воды.

Вызывает: увеличение кислотности; возрастание ОВП; уменьшение поверхностного натяжения; увеличение электропроводности; возрастание количества растворённого кислорода, хлора; уменьшение концентрации водорода, азота; изменение структуры; стерилизация; повышение энтропии; уменьшение люминесценции; образование молекул кубической структуры

Рисунок 1 - Классификация электроактивирования воды в сельском хозяйстве

Вода, предназначенная для орошения сельскохозяйственных культур, поступает в устройство, где между разнополярными электродами, форма которых выполнена в виде разделенного полого шара, подвергается воздействию высоковольтного электрического разряда. В зоне пробоя появляется кавитационная полость, сопровождающаяся ростом гидродинамических давлений, способствующих изменению биологической ценности воды. Каждый последующий электрогидравлический удар возможен после захлопывания кавитационной полости от предыдущего разряда. Таким образом, меняя частоту разрядов можно

управлять процессом обработки. С учетом этого дросселем 7 который передвигается соленоидом 8, был отрегулирован необходимый зазор прохода воды.

Рисунок 2 - Электрогидравлическое устройство: 1 - электроды; 2 - модифицированная полиэтиленовая труба; 3 - направления движений воды; 4 - кавитирующее кольцо; 5 - пузырьки кавитации; 6 - кавитационная полость; 7 - дроссель; 8 - соленоид

Электроактивирование и транспортировку обработанной воды до потребителя осуществляется по трубопроводам для полива полученные путем электрофизической обработки, которые сохраняют ее биологическую активность в условиях ультрафиолета солнца.

Для описания поставленной задачи рассмотрим соотношение вида

= (1)

где - функция зависимости энергии межмолекулярного взаимодействия от расстояния между микрочастицами; /-время, мкс; Д(0~закон изменения радиуса канала (полости) во времени, см; Кд(/)-скорость расширения полости канала электроразряда, м/с; (для непроницаемой границы равна производной от функции радиуса); Ря(,1)- функция давления в канале, кПа; Л'(') - закон ввода мощности в канал разряда, кВт.

Учтем волновое движение жидкости, описываемое соотношением

^2[Л(0Л(0Л(0,]=0, (2)

где Рг - функция, учитывающая волновое движение жидкости.

Решая совместно уравнения (1) и (2), определим динамические и кинематические характеристики электроразряда в жидкости. Это позволяет описать процессы, вызванные волновым полем давления на жидкость.

Примем движение жидкости в канале разряда с потенциалом скоростей Ф. Ограничиваясь рассмотрением разряда малой мощности, можно положить, что скорость расширения канала мала по сравнению со скоростью звука с0 в жидкости. Решение внешней гидродинамической задачи сводится к решению начально-краевой задачи математической физики с подвижными границами:

где г - радиус канала.

При начальном нулевом значении радиуса кавитационной полости Я(0) = Ло= 0 получим давление в ближней к полости зоне канала элекгроразряда

\2*

Р(г,0 = - Ро

дф+1(дф д(+2{дг

(4)

где р0- плотность жидкости; Р(г,1) - поле давлений.

Решая систему уравнений (3) в области Д(г) < г < с0/ с учетом нулевых начальных условий и условия излучения на бесконечности, получим

'о = '--,

(5)

(6)

где Ф(г, г) - потенциал скоростей. •

Используя (5) и (6), получим выражение Р¡Дг) для функции среднего давления на стенки канала разряда:

Ря(1) = Уя( О—^ехр

т

у 0*«,0

с0 йх

ехр

V Л

йх. (7)

При этом связь между функцией давления на стенки канала Р/((/) и функцией давления Рг в фиксированной точке волнового поля в общем случае будет иметь вид

к Щ) г

I-

Щ)

Со .

(8)

где /¿о— радиус канала; / -время.

Давление на стенки полости с учетом соотношения (8) представим в виде

?я(0 = Ли+Ла(0; (9)

1 + Мп

1+-

мп

>-(ш)-

Ря2(0 = М1 где га0 - круговая частота;

. 1 - М0 / -ч-О+Ш»)

С05щ(1-1т)--—Д 1 + *) /(/)

Мо 4 '

(10) (11)

со со По уо

Обозначив отношение амплитуд Аи,Ап давлений на стенки полости канала разряда через = Аи /Л12, а в волновой зоне - через К2 = А2[ / Л22, из соотношения (8) получаем

^«^(иг.)"', (12)

где Г, - период пульсаций на стенках канала;

(13)

Ло 2М1

где У0 - скорость линейного роста радиуса, м/с.

Из выражения (12) и (13) следует, что отношение амплитуд импульсов давления в точки волновой зоны всегда меньше, чем отношение соответствующих

амплитуд импульсов на стенках канала. Если К] > 1, но (1 + Г1) > Ки то К2 < 1.

= (14)

т (1+})У

Полагая, что в этом равенстве / = 7|, приходим к соотношению, связывающему периоды пульсаций в волновой зоне поля Т2 и на стенках канала 7):

Т2«Т1(1-М0). (15)

Данная зависимость означает, что в период следования импульсов давление в волновой зоне уменьшается, и, следовательно, частота пульсаций давления увеличивается по сравнению с соответствующими величинами на стенке канала. Результат (15) является следствием эффекта Доплера и подтвердился на экспериментальной установке. Решая (8>—(15) при значениях входных параметров, получим

М0 = ЗА/, =0,1; Т\ =5,0.

Установлены величины, характеризующие поле давления в волновой зоне, . которые соответствуют следующим значениям: К1=2, К2= 1/3, Тг = 0,97*1 =4,5 (удовлетворяющие условию при решении поставленной задачи).

Разработанная математическая модель гидродинамических процессов, протекающих в воде, позволила определить технические требования на установку и определила пути управления гидродинамическими характеристиками течения воды в канале, обусловленного электрическим разрядом в ней.

В третьей главе для проведения экспериментальных исследований была разработана передвижная установка высоковольтного импульсного разряда (ВЭР).

Вид экспериментальной установки представлен на рис. 3.

Рисунок 3 - Вид экспериментальной установки: 1 - трансформатор; 2 - блок выпрямителей; 3 - конденсатор; 4 - искровой промежуток; 5 - рабочая камера с высоковольтным разрядником; 6 - преобразователь

У?

0-СИ

~и 0-

Рисунок 4 — Электрическая схема установки для воспроизведения электрогидравлического удара с одним формирующим промежутком: Т - трансформатор; {/] - первичное напряжение в сети; {/2- высокое напряжение; УВ - выпрямитель; С — емкость конденсатора; К - формирующий разрядник; Р„ - разрядник в камере; Л, -сопротивления

Технические характеристики установки

Род тока питающей сети.......................................переменный трехфазный

Напряжение силовых цепей управления, В.................................-220 ± 10 %

Напряжение цепей управления, В...............................................-220; -24 1

Режим работы системы электропитания.........................................ручной

Потребляемая мощность, кВт................................................не более 0,15

Емкость конденсатора, мкФ............................................................0,94

Напряжение заряда конденсатора, кВ.....................................................10

Длительность рабочего импульса, мкс.......................................от 10 до 25

Также изложены основные методы измерения, контроля и получения изучаемых веществ. Для изучения колебательного излучения молекулярных водных структур на субатомном уровне в естественном состоянии и после воздействия высоковольтного импульсного электрического разряда был использован

метод и аппаратура для трансрезонансной функциональной (ТРФ) топографии. Кроме того, для отработки режимов высоковольтной обработки был использован метод, основанный на спектроскопии высокого разрешения, который соизмерим с флуктуациями переходного состояния. Этот метод, основанный на трансмиссионно-резонансной КВЧ/СВЧ радиоспектроскопии, позволяет отслеживать воздействие высоковольтного импульсного разряда на характер электроактивирования воды благодаря проведенному анализу спектральных изменений. Методика потенциометрии использовалась для определения рН, и позволила дать количественную характеристику кислотности воды. Методика определения радиолюминесценции позволила измерить концентрацию кластеров. Методика структурного анализа воды дала возможность оценить изменение кластерного распределения молекул.

Четвертая глава содержит результаты экспериментальных исследований и производственных испытаний разработанной электротехнологии и технических средств получения и применения биологически ценной воды, а также оценку технико-экономической эффективности ее применения.

Под воздействием высоковольтных электрических разрядов вода приобретает особую биологическую ценность, которая объясняется ориентированным порядком кластеров, слитых в ассоциированную водную систему с синхронизированным и анизотропным потоком их радиоизлучения. Она участвует во всех жизненно важных процессах развития растений и дает на всех этапах онтогенеза, необходимую энергию, которая является одним из определяющих факторов, обеспечивающих повышение урожайности.

Проведенные микроскопические исследования свидетельствуют об изменениях в структуре воды под воздействием высоковольтного разряда. Результаты экспериментальных исследований по микроскопии образцов представлены на рис. 5.

Рисунок 5 - Структура воды до (а) и после высоковольтного электроимпульсного воздействия (б) увеличение х900

Из фотографий видно, что в воде после обработки высоковольтным электрическим разрядом (ВЭР) отсутствуют включения в виде крупных образований и формируется структура кластеров в виде сфероидов с высокой упорядоченностью,

создавая наименее хаотичное электромагнитное излучение, что делает такие образования устойчивыми и позволяют сохранять свойства в течение суток и более.

Методом спектроскопии (рис. 6) определено воздействие сильных возмущений, вызванных ВЭР на изменение свойств воды, раскрыты специфические особенности и закономерности на атомно-молекулярном уровне и зафиксирована разность частотных характеристик водной среды. Причем для возбужденных молекул воды характерно сужение спектральных линий, что свидетельствует о конформационных изменениях структуры. Также установлено, что на частоте 63 ГГц, появляется резонансный пик, свидетельствующий о возможности проведения технологических операций, в том числе и орошения сельскохозяйственных культур с высоким кпд.

При передаче импульса энергии водной среде колебания гексагонов и триад передаются кластерам, и их молекулярно-волновые колебания можно фиксировать, генерируя трансрезонансные волны на частоте 65 ГГц и регистрируя сигнал излучения кластеров воды в ДМ-диапазоне на частоте 1 ГГц. Воздействие на воду внешним фактором показало, что расположение атомов в ней не образует единственной характерной картины.

Рисунок 6 - Спектр воды до (1) и после (2) высоковольтного электроимпульсиого воздействия

Эти результаты были получены благодаря измерениям энтропии (рис. 7), которая определяет меру отсутствия порядка или наличия беспорядка. Чем выше энтропия, тем более беспорядочное распределение молекул, содержащихся в жидкофазной системе.

Количественное изменение концентраций кластерных образований в зависимости от величины воздействия импульсной обработки электрическим разрядом фиксировалось регистрацией энтропийного состояния по амплитуде ДМ-излучения.

Результаты исследований показали, что для электроактивирования воды при заданном режиме максимальный сигнал (для определенного режима обработки) достигается при семи импульсах и в дальнейшем остается постоянным достаточно длительное время, что вполне приемлемо при использовании ее в орошении для полива растений.

Для исследования изменений, происходящих в структуре воды, был использован радиолюминесцентный метод, который позволил регистрировать ее

собственное свечение и идентифицировать степень изменения светового потока собственного радиоизлучения в зависимости от характера воздействия на воду высоковольтного электроактивирования.

Эксперименты показывают изменение спектра энергетического состояния воды (рис. 8), а следовательно, пространственного расположения молекул, связанного с процессом перераспределения энергии.

7-г1

30 25-И

20 15+1

10

щ

Рисунок 7 - Характер изменения уровня энтропии воды до н после электроактивирования: 1 - исходная вода; 2, 3, 4 - вода, обработанная высоковольтными электрическими разрядами, соответственно 3-мя, 5-ю и 7-ю импульсами

Рисунок 8 - Зависимость величины собственного излучения воды (В) от количества импульсов при высоковольтной обработке (и): 1 - исходнаявода; 2, 3, 4 - вода, обработанная электрическими разрядами, соответственно 3-мя, 5-ю и 7-ю импульсами

Как видно из рис. 8, изменение дисперсности воды при электрическом разряде характеризуется формированием диффузионноотражающих слоев, приводящих к понижению общего светового потока. Причем с увеличением структурных изменений световая отдача снижается, а это свидетельствует об уменьшении количества кластеров и увеличении количества гексагонов. Таким образом, радиолюминесцентный метод зондирования молекул воды при высокой степени разрешения регистрирующей аппаратуры (Ю-13 Вт/В) позволил выявить закономерность изменения сигнала радиолюминесценции в зависимости от режима обработки в поле электроискрового разряда. Качественный анализ показал, что оптическая плотность увеличивается в 2,6 раза, о чем свидетельствует увеличение радиолюминесценции, и при этом наблюдается возрастание диффузионных процессов.

Измерения концентрации водородных ионов показали, что в исходной воде, имеющей рН = 6,2, после высоковольтного электроимпульсного воздействия, количество ионов водорода возрастает, вода гидроксилируется и становится слабощелочной рН = 7,84, у растений усиливается продуктивность, повышается устойчивость к действию неблагоприятных факторов внешней среды. Целесообразность применения данной обработки подтверждается экспериментальными исследованиями, представленными в таблице 1.

Сравнительный анализ свойств воды проводился на травянистых растениях семейства мятликовых. В качестве посевной культуры использовался овес.

На рис. 9 представлен график всхожести семян в зависимости от орошения водой с различной степенью обработки. Установлено, что при поливе электроактивированной водой усиливается процесс доставки элементов питания в растение тем самым повышая фотосинтетическую активную радиацию, и, как следствие, увеличивается зеленая масса.

Таблица 1 - Зависимость рН воды от уровня воздействия высоковольтной электроискровой обработки

Рабочее напряжение, кВ РН

7 6,2 6,3 6,8 7,1 7,4 7,4 7,35

8 6,2 6,4 7 7,2 7,4 7,2 7,25

10 6,2 6,5 7,1 7,84 7,4 7,3 7,3

Количество импульсов 0 3 5 7 9 12 14

Рисунок 9 - График всхожести семян в зависимости от обработки воды для полива:

1 - контрольная группа; 2, 3, 4 - орошение электроактивированной водой, обработанной высоковольтными электроискровыми разрядами соответственно 3-мя, 5-ю и 7-ю импульсами

Полевые исследования свидетельствуют об изменениях в развитии растений орошаемых водой с высокой активационной способностью. Основной полив осуществлялся в соответствии с требованиями, предъявляемыми к орошению зерновых культур. При посеве, в стадиях всхожести и колошения овса, вода; предназначенная для опытной партии подвергалась воздействию высоковольтного электрического разряда. Результаты полевых испытаний показали, что вегетационный период выращивания овса посевного сократился на 23 дня, (рис. 10), а урожайность увеличилась на 55 %.

На основании вышеизложенного следует отметить перспективность использования электроактивированной воды на начальных стадиях инкубационного периода, так как полевые испытания показали высокую эффективность предлагаемого процесса орошения по сравнению с традиционным методом.

Таким образом, проведенные электрофизические методы исследования позволили вскрыть механизм воздействия предлагаемого технологического процесса обработки воды и оценить степень ее биологической активности и полезности для выращивания сельскохозяйственных культур.

Применение электроактивированной воды для орошения сельскохозяйственных культур возможно с использованием специальных трубопроводов из полиэтилена, которые сохраняют свойства электроактивированной биологически ценной воды при ультрафиолетовом воздействии.

и, дни

Рисунок 10 - Динамика вегетационного периода овса посевного: 1 - орошение необработанной водой 2 - орошение водой после электроискровой обработки

При получении трубопроводов для полива из полиэтилена низкого давления использовалось электрофизическое воздействие от линейного ускорителя электронов (ЭЛУ-4) со средней энергией электронов 2 МэВ и длиной волны 10",0м. Использование облучения на начальной стадии формирования изделий способствовало отрыву атомов водорода от углеродных цепочек и зарождению активных центров, которые обеспечивали их сшивание в процессе последующих технологических операций по всей энергетической глубине материала.

Микроскопические исследования показали, что облучение влияет на ход химических реакций в процессе их изготовления и получения сложных пространственных структур с анизотропными свойствами рис. 11(6).

В процессе полимеризации реакционно-активные центры способствуют формированию полимерных цепей в виде тонких нитей, прочно связывающих макромолекулы. Образованные при облучении полимеры в виде объемного сеточного строения с высокой степенью упорядоченности, характеризуются повышенной деформационной устойчивостью и жесткостью. Возрастание прочности происходит благодаря появлению волокон и их взаимному переплетению

(сетированию) и снижению напряжений в связующем звене (при радиационном сшивании), локализованных по концам волокон.

Рисунок 11 - Микроструктуры трубы из полиэтилена низкого давления, полученные по промышленной (а) и радиационной (б) технологиям (увеличение х2300)

При определении относительного удлинения при разрыве исследованию подвергались два вида водопроводных полиэтиленовых труб, полученных по промышленной и радиационной технологиям. Результаты экспериментов показали, что при приложении усилия в продольном направлении среднее значение силы составляло ^ = 118,7 кг/см2 при удлинении I = 798,8 % для промышленной технологии и /<" = 267,8 кг/см2 Ь = 945,4 % для радиационной технологии, а при поперечном разрушении F = 93,2 кг/см2 I = 645,8 % для промышленных образцов и = 118 кг/см2 I = 713,2 % для образцов, полученных по радиационной технологии. Таким образом, волокна, скрепляясь между собой в нити различного плетения, и, кроме того, отдельные слои, переплетаясь между собой, обеспечивают формирование объемнотканной структуры с равномерным распределением нагрузки по волокнам.

Рисунок 12 - График устойчивости трубопроводов для полива к ультрафиолету солнца, изготовленных по радиационной (1) и промышленной (2) технологиям

При визуальном контроле внешнего вида образцов труб полученных по различным технологиям и подвергнутых старению под воздействием ультрафиолето-

вого облучения, у образцов, полученных по радиационной технологии, наблюдается незначительное изменение стекловидного блеска их облучаемой поверхности.

Таким образом, в результате облучения на стадии сырья в технологическом процессе получения трубопроводов для полива из полиэтилена низкого давления происходит радиационное старение по всей энергетической глубине материала, после чего готовые изделия становятся более устойчивыми к ультрафиолетовому воздействию.

Сравнительный экономический эффект от полива сельскохозяйственных культур электроактивированной биологически ценной водой на участках площадью 1 га составил 49,63 тыс. р., а срок окупаемости - 0,6 года.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработаны новые метод и технические средства для получения и применения электроактивированной биологически ценной воды.

1. Существующие технологические процессы электрофизического воздействия на воду недостаточно эффективны и не отвечают современным требованиям. Предложены новый метод получения биологически ценной воды путем воздействия на нее высоковольтным разрядом, позволяющий сократить вегетационный период выращивания овса посевного на 23 дня а урожайность увеличить на 55 %.

2. Разработаны передвижная установка высоковольтного импульсного разряда и математическая модель гидродинамических процессов, протекающих в воде при высоковольтном электрическом разряде, которая позволила установить, что динамика изменения давления, вызывающая формирование структуры воды, способствующей усилению диффузионных процессов в растениях лежит, в пределах от 27 до 28 кПа, что в импульсе составляет до 10 кВ, при подведенной мощности 10 кВт. Это предопределило установление технических требований на технические средства (установку) обработки воды высоковольтным разрядом.

3. Методом СВЧ/КВЧ спектроскопии удалось подтвердить увеличение активности воды под воздействием высоковольтного разряда и установить что на частоте 63 ГГц появляется резонансный спектр, который свидетельствует о возможности проведения технологических операций с высоким кпд.

4. Предложен метод ТРФ-топографии, обеспечивающий регистрацию информации об энтропии. Данный метод позволил определить оптимальные режимы обработки: начальное напряжение - 9 кВ, число импульсов - 7.

5. Разработан способ электрофизической обработки сырьевых материалов и готовых изделий из полиэтилена с использованием облучения от электронного линейного ускорителя (ЭЛУ-4) энергией не более 2 МэВ, применительно к промышленному производству, позволяющий при наноуровневом воздействии управляемо формировать микрохаракгеристики твердого тела, что дает возможность увеличить срок эксплуатации водопроводных труб под ультрафиолетом солнца.

6. Сравнительные исследования процессов синтеза полимерных материалов, получаемых по промышленной и радиационной технологиям, показали правомочность применения разработанного метода, который позволил в готовых изделиях изменить изотропные свойства на анизотропные. Микроструктурный

анализ показал, что для структур полимерных образцов, изготовленных по радиационной технологии, характерно наличие объемного сеточного строения.

7. Годовой экономический эффект от обработки сельскохозяйственных культур электроактивированной биологически ценной водой на участках площадью 1 га равен 49,63 тыс. р. при сроке окупаемости 0,6 года. Экономический эффект от использования в системе орошения трубопроводов для полива из модифицированного полиэтилена, составляет 11546 р. за один поливной сезон.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах

Статьи в сборниках научных трудов, рекомендованных ВАК РФ

1. Ажгалиев Ю.А. Влияние высоковольтного электрического разряда на структуру воды для систем орошения / Ю.А. Ажгалиев, Б.П. Чесноков, В.И. Петросян, Г.П. Ерошенко, Е.В. Чеснокова, С.А. Тужилина // Вестник СГАУ им. Н.И. Вавилова. - 2009. - № 2. - С. 41-46 (0,8/0,3 печ. л.).

2. Ажгалиев Ю.А. Радиационная модификация полимерных материалов / Ю.А. Ажгалиев, Б.П. Чесноков, А.Н. Вайцуль, Ю.А. Зайкин // Вестник СГАУ им. Н.И. Вавилова. - 2007. -№ 4. - С. 20-21 (0,15/0,06 печ. л.).

3. Ажгалиев Ю.А. Влияние облучения на полимерные материалы / Б.П. Чесноков, Ю.А. Ажгалиев // Вестник СГАУ им. Н.И. Вавилова. - 2007. -№ 5. - С. 68 (0,14/0,07 печ. л.).

Статьи в других изданиях

4. Ажгалиев ЮА. Очистка воды с помощью высоковольтного разряда / Б.П. Чесноков, Г.П. Ерошенко, О.В. Наумова, Ю.А. Ажгалиев //Города России: проблемы строительства, инженерного обеспечения, благоустройства и экологии: сб. материалов 6-й Межд. практ. конф. - Пенза, 2004. - С. 140-143 (0,2/0,128 печ. л.).

5. Ажгалиев Ю.А. Очистка воды для орошаемого земледелия / Б.П. Чесноков, О.В. Наумова, Ю.А. Ажгалиев, Е.В. Спиридонова // Вавиловские чтения- 2005: материалы Всерос. научно-практ. конф., посвященной 118-й годовщине со дня рождения академика Н.И. Вавилова, СГАУ. - Саратов, 2005. - С. 101-103 (0,3/0,12 печ. л.).

6. Ажгалиев Ю.А. Модификация полиэтилена низкого давления облучением / Ю.А. Ажгалиев // Проблемы энергосбережения и экологии в промышленном и жилищно-коммунальном комплексах: сб. статей 8-й Межд. научно-практ. конф. - Пенза, 2007. - С. 296-297 (0,09/0,09 печ. л.).

7. Ажгалиев Ю.А. Влияние ионизирующего излучения на свойства полимера/Ю.А. Ажгалиев, Б.П. Чесноков, А.Н. Вайцуль//Роль молодых ученых в реализации национального проекта «Развитие АПК»: сб. материалов межд. конф., ФГОУ ВПО МГАУ. - М.; 2007. - С. 121-123 (0,2/0,07 печ. л.).

8. Ажгалиев Ю.А. Электротехнологический процесс получения полимерных материалов / Б.П. Чесноков, Ю.А. Ажгалиев, Г.Г. Угаров, А.Н. Вайцуль // Вестник СГТУ. - 2007. - № 4 (29). - С. 35-39 (0,7/0,2 печ. л.).

9. Ажгалиев Ю.А. Способ получения изделий из полимеров / Б.П. Чесноков, А.Н. Вайцуль, Ю.А. Ажгалиев, Е.Г. Вашенков, Ю.А. Зайкин, Б.А. Алиев, Б.А. Тронин//Описание к патенту, заявка№ 2007127531(029978).

Подписано в печать 15.10.2009. Формат 60x84/16. Печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 463.

Отпечатано в издательском центре ФГОУ ВПО МГАУ: 127550, Москва, ул. Тимирязевская, д. 58. Тел.: (495) 976-02-64.

РЕФЕРАТ.

СОДЕРЖАНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Требования, предъявляемые к орошаемому земледелию.

1.2. Структура воды и её влияние на развитие растений.

1.3. Анализ и перспектива использования электроимпульсной обработки воды в агропромышленном комплексе.

1.4. Трубы и основные особенности их применения в мелиорации.

1.5. Основные способы полива и требования к оросительным машинам.

1.6. Обзор существующих и перспективных направлений использования полимеров в промышленности и сельском хозяйстве.

1.7. Постановка вопроса, цель и задачи исследований.

1.8. Выводы.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРО ИМПУЛЬСНОЙ ОБРАБОТКИ НА СВОЙСТВА ВОДЫ

2.1. Количественное описание процессов, происходящих при высоковольтном электрическом разряде.

2.2. Качественное описание процессов заряда и разряда конденсатора.

2.3. Методика и пример расчета основных параметров импульсной установки.

2.4. Установка для высоковольтного электроимпульсного разряда.

2.5. Явления, происходящие в жидкости при электрогидравлическом эффекте.

2.6. Математическая модель гидродинамических процессов протекающих в воде.

2.7. Выводы.

3. МЕТОДИКИ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Определение энтропии воды методом Транс-резонансной функциональной топографии.

3.2. Характер изменения спектральных характеристик методом КВЧ/СВЧ радиоспектроскопии.

3.3. Характер изменения концентрации водородных ионов pIT.

3.4. Методика определения спектра мутности.

3.5. Структурный анализ воды.

3.6. Методика выращивания овса посевного.

3.7. Методика радиационного модифицирования полиэтиленовых труб.

3.8. Испытания полиэтилена низкого давления на растяжение.

3.9. Определение показателя, текучести расплава термопластов.

3.10. Дифференциальный термический анализ.

3.11. Исследование внутреннего трения в полиэтилене.

3.12. Инфракрасная спектроскопия как методика определения упорядоченности структуры.

3.13. Структурный анализ полиэтилена низкого давления.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ АНАЛИЗ

4.1. Анализ исследований трансмисионно-резонансной функциональной топографии.

4.2. Анализ исследований трансмиссионно-резонансной

КВЧ/СВЧ радиоспектроскопии.

4.3. Определение рН, воды.

4.4. Определение спектра мутности.

4.5. Структурный анализ воды.

4.6. Определение влияния активной воды на вегетационный период овса посевного.

4.7. Результаты введения облучения в технологический процесс изготовления полиэтиленовых труб.

4.8. Определения относительного удлинения при разрыве.

4.9. Определение индекса расплава.

4.10. Результаты исследований ДТА.

4.11. Результаты исследований внутреннего трения.

4.12. Результаты микроскопии полиэтилена.

4.13. Результаты инфракрасной спектроскопии.

4.14. Результаты исскуственного старения полиэтилена.

4.15. Выводы.

5. РАСЧЁТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

5.1. Технико-экономическая эффективность обработки воды высоковольтным импульсным разрядов.

5.2. Технико-экономическая эффективность использования в оросительных сооружениях труб из радиационно-модифицированного полиэтилена.

5.3. Выводы.

Увеличение производства сельскохозяйственной продукции, улучшение снабжения населения продовольствием — такова важнейшая задача, стоящая перед народным хозяйством.

Интенсивные технологии, используемые для повышения урожайности сельскохозяйственных культур, превратили плодородный слой Земли в мёртвую почву из-за бесконтрольного использования химических элементов и неорганических веществ. А если учесть, что с орошаемых земель при несоблюдении нормы полива ежегодно вымывается около 16 млн. т солей, то таким образом, химизация сельского хозяйства привела к нарушению питательного слоя. Поэтому приоритеты отдаются тем технологиям, которые позволяют восстановить плодородие почвы и при этом увеличить урожайность и качество продукции. В качестве основы повышения жизнедеятельности природных ресурсов может выступать вода, которая выполняя роль материального носителя, позволит изменить сложившуюся ситуацию. Но по своим свойствам вода должна обладать достаточной энергетикой для повышения активности питательных веществ внутри клеток растений, что в значительной степени оказывает воздействие на развитие, рост и созревание сельскохозяйственных культур.

Основным свойствам воды посвящено много работ [1-3], однако до настоящего времени не удавалось определить такие её свойства как взаимосвязь между изменением структуры жидкой составляющей и её влияние на плодородие почвы. Это вызвано тем, что существующие стандарты оценки качества воды являются несовершенными, т.к. учитывают только химический состав, степень очистки и обеззараживания без учёта характера структурных изменений [63,64].

Загрязнение природной воды стоками и другими источниками техногенного характера изменяет структуру и представляет серьёзную проблему как в экологическом плане, так и при использовании её в системах мелиорации. При загрязнении органическими отходами, вода в процессе использования становится питательной средой для патогенных микроорганизмов и практически становится непригодной не только для бытовых нужд, но и для полива. Следовательно, необходимы меры борьбы с загрязнениями, а выбор способа очистки воды зависит от её физико-химических свойств, ионного и газового состава. Кроме того вода, используемая в системах орошения должна быть не только чистой, но и обладать активационной способностью которая связана особенностями изменения молекулярной структуры, чтобы принимать участие в процессе метаболизма живых клеток. Следует также учесть и тот факт, что недостаточные запасы природной воды в Заволжье требуют бережного отношения к ней при мелиорации земель, а следовательно, разработки способа экономного расхода воды.

В работах учёных Краснова Ю.И., Ермолаева Ю.М., Стехина А.А, Родионова Б.Н., Родионова Р.Б., показана перспективность использования электрофизических методов обработки воды на процесс её структурирования, что позволило повысить урожайность сельскохозяйственных культур. Разработанный Красновым Ю.И. преобразователь энергии, обеспечивающий облучение воды продольными электромагнитными волнами позволяет изменять структуру, энергетические свойства воды и влиять на её биологическую активность^ 1,62].

Известны исследования по электрофизическому воздействию на биообъекты технологических процессов в сельскохозяйственном производстве, которые широко представлены в научных трудах И.Ф. Бородина, В.А. Баева,

A.В. Будаговского, Д.А. Нормова. В работах JI.A. Юткина, Ю.И. Краснова, Ф.Р. Черникова, Ю.М. Ермолаева, Б.М. Родионова, А.А. Стехина освещены вопросы электрофизического воздействия на характер изменения свойств воды. В трудах В.А. Каргина, B.JI. Карпова, В.Д. Соколова, В.В. Шлапацкой,

B.Е. Ильенко изложены вопросы модифицирования полиэтилена для сохранения его свойств при ультрафиолетовом облучении.

В тоже время, результаты исследований этих авторов показали, что в существующих способах электрофизического воздействия различных технологических факторов на изменение свойств веществ на молекулярном уровне носят эволюционный характер и не позволяют получать воду высокой однородности с целенаправленным формированием свойств биологической активности воды. В связи с этим разработана аппаратура, проведены исследования по использованию высоковольтного электрического разряда в воде основанного на эффекте Юткина JI.A. Результаты свидетельствуют о возможности получения структурированной воды с высокой биологической активностью. Правомочность поставленной задачи подтверждается исследованиями И.М. Федоткина разработавшего теорию структурирования жидкости, которая объясняет изменения физических свойств исследуемых объектов [62].

Предлагаемый мною подход основан на восстановлении и реализации информационного потенциала воды, через гармонизацию её материальной структуры воздействием высоковольтным электрическим разрядом, на внутримолекулярном, молекулярном и кластерном уровне. Как следствие этого происходят изменения физико-химических свойств орошаемой воды.

Получение электроактивированной воды потребовало для её транспортировки использования трубопроводов для полива из диэлектрических материалов. В этом плане представляет интерес использование трубопроводов из полиэтилена выпускаемых в Саратовском регионе. Однако применение этих трубопроводов для орошения не представляется возможным в виду их разрушения под воздействием ультрафиолета солнца. Поэтому пришлось решать проблему в комплексе, включая и разработку технологии получения трубопроводов для полива из полиэтилена низкого давления устойчивых к ультрафиолетовому излучению.

Полимерные материалы давно и прочно заняли одно из важнейших мест среди других материалов для использования в качестве различных трубопроводов. Важным обстоятельством является прямое влияние объёма используемых полимерных трубопроводов на экономию материальных затрат [65,66]. Для решения этих проблем был издан федеральный закон об энергосбережении и Постановление Правительства Российской Федерации о Федеральной целевой программе энергосбережения России на 1998-2005гг. В силу вышеперечисленных проблем были проведены исследования по повышению физико-химических и механических характеристик труб, из полиэтилена низкого давления с использованием линейного ускорителя электронов (ЭЛУ

4).

Ускоренное развитие радиационной физики связано с возможностью кардинального изменения свойств различных материалов под воздействием электронов или ионизирующих излучений. Сущность радиационной технологии заключается в инициировании химических процессов за счёт отрыва атомов водорода при действии гамма-лучей и соединения углеродных цепочек под влиянием ускоренных электронов [67,68]. Радиационные технологии обеспечивают снижение энергетических затрат (в сравнении с термическими процессами), экономию рабочих площадей, снижение себестоимости единицы продукции, высокие качества изделий и экологическую безопасность.

Существующие источники: гамма-установки и ускорители электронов обеспечены эффективными средствами автоматики биологической защиты, блокировки и контроля, полностью безопасны для обслуживающего персонала [55].

Актуальность настоящей диссертационной работы определяется необходимостью обеспечения развития сельскохозяйственного производства, благодаря ускорению научно-технического прогресса и перехода на интенсивные электротехнологии.

Цель исследований: разработка электротехнологии и технических средств получения и применения электроактивированной биологически ценной воды, обеспечивающей повышение урожайности сельскохозяйственных культур.

Предмет исследования. Закономерность изменения свойств электроактивированной воды и изменение характеристик полиэтиленовых трубопроводов для полива, под действием электрофизических методов обработки.

Научная новизна работы:

- разработана математическая модель гидродинамических процессов, протекающих в воде при высоковольтном электрическом разряде;

- созданы методы исследования биологической активности электроактивированной воды;

- разработан способ изготовления полимерных трубопроводов, сохраняющих свойства электроактивированной воды в условиях солнечного ультрафиолетового воздействия.

Практическая ценность работы

- разработку электрофизических методов позволяющих целенаправленно влиять на процессы активирования воды и её обеззараживания, за счёт электроимпульсной обработки;

- целенаправленное формирование структуры полиэтиленовых трубопроводов для полива за счёт управляемого воздействия, цепными реакциями на на-ноуровне в процессе электрофизической обработки.

Реализация результатов работы: Применение электроактивированной воды на развитие и рост растений проводилось в лаборатории и полевых условиях при выращивании овса посевного в ТОО «Правда» п. Анкаты, Сы-рымского района Уральской области; Способ получения трубопроводов для полива из полиэтилена низкого давления, с применением электрофизического воздействия на гранулированное сырьё и готовые изделия, прошёл успешную апробацию в испытательной лаборатории Саратовского государственного технического университета, а также ОАО «Саратовский трубный завод», г. Энгельс, с получением трубопроводов для полива устойчивых к ультрафиолетовому облучению.

Научные положения, выносимые на защиту:

- методика воздействия высоковольтного электрического разряда на изменение свойств воды;

- математическая модель гидродинамических процессов в жидкости, обеспечивающих получение биологически ценной воды с использованием высоковольтных источников энергии;

- способ и методика электрофизического воздействия на полимерное сырьё и готовые полиэтиленовые трубопроводы для полива, а также режимы обработки позволяющие получать технические средства устойчивые к ультрафиолетовому облучению; ,

- результаты лабораторных и промышленных испытаний.

Апробация работы: Основные положения и результаты исследований были доложены, обсуждены и одобрены на следующих конференциях: профессорско-преподавательского состава по итогам научно-исследовательской работы за 2004-2007г. Саратовского государственного аграрного университета им. Н.И. Вавилова; международной научно-практической конференции (Города России: «Проблемы строительства, инженерного обеспечения, благоустройства и экологии». (Пенза 2004г.); «Вавиловские чтения» (Саратов 2005г.); международной научно-практической конференции «Проблемы энергосбережения и экологии в промышленном и жилищно-коммунальном комплексах». (Пенза, 2007г.); международной научно-практической конференции «Роль молодых учёных в реализации национального проекта «Развитие АПК» (Москва, 2007 г.).

Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в 9 печатных работах общим объёмом 1,9 п.л., из которых на долю соискателя приходится 1,1 п.л. т.ч. в трёх изданиях, рекомендованных ВАК.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработаны новые метод и технические средства для получения и применения электроактивированной биологически ценной воды.

1. Существующие технологические процессы электрофизического воздействия на воду недостаточно эффективны и не отвечают современным требованиям. Предложены новый метод получения биологически ценной воды путём воздействия на неё высоковольтным разрядом.

2. Разработана математическая модель гидродинамических процессов, протекающих в воде при высоковольтном электрическом разряде, которая позволила установить, что динамика изменения давления, вызывающая формирование структуры воды, способствующей усилению диффузионных процессов в растениях лежит в пределах от 27 до 28 кПа при напряжении 100 В., подведённой мощности 10 кВт. Это предопределило установление технических требований на технические средства (установку) обработки воды высоковольтным разрядом.

3. Методом СВЧ/КВЧ спектроскопии удалось подтвердить увеличение активности воды под воздействием высоковольтного разряда и установить что на частоте 63 ГГц, появляется резонансный спектр, который свидетельствует о возможности проведения технологических операций с высоким КПД.

4. Предложен метод ТРФ — топографии, обеспечивающий регистрацию информации об энтропии. Данный метод позволил определить оптимальные режимы обработки: начальное напряжение - 9кВ, а количество импульсов - 7.

5. Разработан способ электрофизической обработки сырьевых материалов и готовых изделий из полиэтилена с использованием облучения от электронного линейного ускорителя (ЭЛУ-4) энергией не более 2 Мэв, применительно к промышленному производству, обеспечивающий при наноуровне-вом воздействии управляемо формировать микрохарактеристики твёрдого тела, что позволяет увеличить срок эксплуатации водопроводных труб под ультрафиолетом солнца.

6. Сравнительные исследования процессов синтеза полимерных материалов получаемых по промышленной и радиационной технологиям показали правомочность применения разработанного метода, который позволил в готовых изделиях изменить изотропные свойства на анизотропные. Микроструктурный анализ показал, что для структур полимерных образцов изготовленных по радиационной технологии характерно наличие объёмного сеточного строения.

7. Годовой экономический эффект от обработки сельскохозяйственных культур электроактивированной биологически ценной водой на участках площадью 1 га равен 49,63 тыс. руб. при сроке окупаемости 0,6 года. Экономический эффект от использования в системе орошения трубопроводов для полива, из модифицированного полиэтилена, составляет 11546 руб. за один поливной сезон.

1. Зацепина Г.Н. Свойства и структура воды. М.: МГУ. 1974. 167 с.

2. Кульский JI.A. Обеззараживание и очистка воды хлором. М. - JL: Министерство коммунального хозяйства РСФСР. 1947.

3. Журавлёва Л.П. Основы теории и опыт эффективной очистки сточных вод. Саратов.: Аквариус. 2001.

4. Абдразаков Ф.К., Горюнов Д.Г. Состояние технической базы оросительных систем Саратовской области и пути повышения её эффективности // Механизация строительства. Саратов.: 2000. №5. С. 5 - 7.

5. Абдразаков Ф.К., Дусаева А.С. Автоматизация полива сельскохозяйственных культур дождевальными машинами ДДА — 100MA. Вестник Саратовского госуниверситета им. Н.И. Вавилова. Саратов.: СГАУ 2006. №1. С. 32-34.

6. Абдразаков Ф.К., Горюнов Д.Г., Соловьёв Д.А. Эксплуатация мелиоративных насосных станций и пути сбережения энергоресурсов. Механизация строительства. Саратов.: 2001. №8. С. 18 — 22.

7. Кружилин И.П., Боровой Е.П., Вольская О.Н. Вакуумно-эжекционный метод активации подземных вод для повышения урожайности сельскохозяйственных культур. // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова. Саратов.: СГАУ. 2007. №5. С. 40 - 41.

8. Широносов В.Г., Минаков В.В., Широносов О.В., Широносова Г.И., Иванов В.Б. Приготовление питьевой воды высшего качества.// Экология и промышленность России. М.: 2008. С. 4 — 7.

9. Почему растения любят тепло / Курьер науки и техники // Знание-сила.-М: 1987. №10. С. 17.

10. С.В. Тучин, В.И. Петросян, Н.И. Синицын, В.А. Ёлкин, О.В. Башкатов, В.В. Киреева. Влияние резонансного КВЧ излучения на ростовые характеристики проса посевного // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. М.: 2002. № 1. С.74 - 75.

11. С.А. Даабуль О структурированной воде // Экологический вестник России. М.: ООО Предприятие ЛиДа инж». 2008, №6. С. 32-33.

12. А.Н. Смирнов, А.В. Сыроешкин, В.Б. Лапшин и др. Субнадмолекулярные комплексы воды // Российский химический журнал. М: 2004. т.48.

13. Масару Эмото Послание воды: Тайные коды кристаллов льда Пер. с англ. М.: Издательский дом «София», 2007, 96с.

14. Масару Эмото Энергия воды для самопознания и исцеления Пер. с англ. М.: Издательский дом «София», 2007, 96с.

15. Н.И. Синицин, В.И. Петросян, В.А. Ёлкин «СПЕ эффект». Радиотехника,-М.: 2000. №8.

16. Яворовский Н.А., Соколов В.Д. и др. Очистка воды с применением электроразрядной обработки. // Водоснабжение и санитарная техника. М.: 2000. №1. С. 12-14.

17. Нагель Ю.А., Зарков О.А. и др. Электроимпульсное обеззараживание сточных вод. // Водоснабжение и санитарная техника, М.: 1997. №6. С. 26 - 27.

18. Юткин Л.А. Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности. Л.: Машиностроение, 1988. 253с.

19. Крыжановский В.К., Бурлов В.В., Крыжановская Ю.В. Технические свойства полимерных материалов. Справочник. М.: 2003. С. 45.

20. А.С. 14580 СССР, МКИ С 02 F 3/28, 11/04.

21. Хватова Т.П., Глебко А.С., Болтхова В.Д. Структурирование ПЭНД ор-ганосиланами // Пласт. Массы. М.: 1986. №7. С. 23 - 24.

22. Чесноков Б.П., Ажгалиев Ю.А., Угаров Г.Г., Вайцуль А.Н. Электротехнологический процесс получения полимерных материалов //Вестник

23. СГТУ. Саратов.: 2007.С. 35 - 39.

24. Берштейн В.А., Егоров В.М. Дифференциальная сканирующая калориметрия в физико — химии полимеров. Д.: Химия, Ленинградское отделение. 1990. С. 32.

25. Китайгородский А.И. Структура полимеров. М.: Знание 1958. С. 56 — 58.

26. Феттес Е. Химические реакции полимеров. — М.: Мир. 1974.

27. Санитарно-гигиенические нормы допустимой напряжённости ЭСП . Приказ МЗ СССР №1757-77 от 10.10.1997.

28. Михайлова В.В. Методические указания по выполнению практических работ по дисциплине «Организация и планирование производства в сельскохозяйственных предприятиях». Саратов 1997. 34с.

29. Павлов Н.Н. Старение пластмасс в естественных и искусственных условиях. М.: 1982. С. 13.

30. Лившиц А.Л., Рогачев И.С. Генераторы периодических импульсов сильного тока. М'.: Госэнергоиздат. 1959.

31. Шумихин Ю.А. Введение в импульсную технику. — М.: Госэнергоиздат. 1952.

32. А.Е. Каплянский, А.П. Лысенко, Л.С. Полотовский Теоретические основы электротехники. М.: Высшая школа. 1972. 445с.

33. Спиридонова Е.В. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата наук. Разработка технологии и оборудования для переработки биоорганических отходов на основе электрического разряда. — Саратов.: СГАУ 2003.

34. Петрович Н.Т., Козырев А.В. Генерирование и преобразование электрических импульсов. — М.: Советское радио. 1954.

35. Крылов Н.Н. Импульсная техника. — М.: Связьиздат. 1950.

36. Бабочов М.А. и др. Техника высших напряжений. М.-Л.: ГЭИ. 1955.

37. Лившиц А.Л., М.Ш. Отто Импульсная электротехника. М.: Энергоатомиздат. 1983. 343с.

38. Юткин J1.A. Электрогидравлический эффект. М. - Л.: Машгиз, 1955. 52 с.

39. А.С. 105011.416898 СССР, МКИ С 02 F 3/28, 11/00.

40. Юткин Л.А. Перспективы применения электрогидравлической обработки. // Новое в электрофизической и электрохимической обработке материалов. М. - Л.: Машиностроение, 1966. С. 249 — 270.

41. Вовенко А.И., Коваль В.Г., Поздаев В.А. Гидродинамические характеристики электрического разряда в жидкости при вводе энергии в сферический канал в виде повторяющихся импульсов // Прикл. Гидромех. 2001. №3. С. 19-25.

42. Поздаев В.А. Прикладная гидродинамика электрического разряда в жидкости. -Киев.: Наук, думка. 1980. 192 с.

43. Вовенко А.И. Исследование характеристик подводного искрового разряда при параметрическом изменении электрических характеристик разрядной цепи //Техн. электродинам. -М.: 1983. №1. С. 13 — 16.

44. Поздаев В.А. Метод нелинейного преобразования времени в краевых задачах теории потенциала с подвижными границами для линейного волнового уравнения // ПММ. М.: 1991. № 6. С. 1055 - 1058.

45. Крутиков B.C. О границах применимости решений волнового уравнения в областях с подвижными проницаемыми границами в задачах импульсной гидродинамики и акустики // Акуст. Ж. М.: 1996. 42. №4. С. 534 -540.

46. Бескаравайный Н.М., Дыхта В.В., Ковалёв В.Г., Тульский В.В. Прикладная гидродинамика электровзрыва. — К.: Наук, думка. 1992. 200с.

47. Тюлин В.Н. Введение в теорию излучения и рассеяния звука. — М.: Наука. 1976. 256 с.

48. Бейтс Р. Определение рН теория и практика / пер. с нем. Б.П. Никольского. Л.: Химия. 1972. 398 с.

49. Алексеевский В.Б., Бардин В.В. и др. Физико-химические методы анализа. Л.: Химия, 1988. С.176-217.

50. Феттес Е. Химические реакции полимеров. М. Мир. 1974.

51. Шибаев В.П., Валуев Л.И. Методические разработки к практическим работам по химическим превращениям и модификации полимеров. 1977. С. 23-27.

52. Платэ Н.А., Литманович А.Д., Ноа О.В. Макромолекулярные реакции. -М.: Химия. 1977. С. 45.

53. ГОСТ 11262-80. Пластмассы. Метод испытаний на растяжение.

54. ГОСТ 11645-73 Пластмассы Определение текучести расплава термопластов.

55. Зайкин Ю.А. Рассеяние упругой энергии в радиационно повреждённых твёрдых телах// Учебное пособие, Алматы: КазНУ. 2003. С. 323.

56. Петросян В.И., Майбородин А.В., Дубовицкий С.А., Власкин С.В., Благо даров А.В., Мельников А.Н. Резонансные свойства и структура воды. Миллиметровые волны в биологии и медицине. 2005. №1. С. 18-31.

57. Петросян В.И., Громов М.С., Власкин С.В., Благодаров А.В. Трансрезонансная функциональная топография. Биофизическое обоснование. Миллиметровые волны в биологии и медицине. - Саратов.: 2003. №1 (29).

58. Михайлова В.В. Методические указания по выполнению практических работ по дисциплине «Организация и планирование производства в сельскохозяйственных предприятиях». Саратов.: 1997. 34с.

59. Каганов И.Л. Курсовое и дипломное проектирование. М.: Колос, 1980.1. С.316-342.

60. Ю.М. Ермолаев, Б.Н. Радионов, Р.Б. Радионов, А.А. Стехин Основы оценки степени активации и управление свойствами водной среды / / httprwww. С society. Ru/data/200703/egiglobalxnogovyg.doc.

61. Ю.И. Краснов Структурированная вода как основа принципиально новых сельскохозяйственных технологий / конференция / http:www. Prom west. Info/354/1231/.

62. Гуман A.K. Особенности талой воды. Структура и роль воды в живом организме. JL: издательство ЛГУ. 1966. Вып. 1. С. 64-68.

63. Антонченко В.Я., Давыдов Н.С., Ильин В.В. Основы физики воды. — Киев.: Наукова думка. 1991. -667 с.

64. Бухин В.Е. Перспективы развития пластмассовых трубопроводов в России // Трубопроводы и экология. 2001. - №3. С. 19 — 23.

65. Машов Я. Сшитый полиэтилен. Новое поколение полимерных материалов // Журнал «Полимерные трубы» №2. Апрель 2004. С. 3 — 6.

66. Джагацпанян Р.В., Косоротов В.И., Филиппов М.Т. Введение в радиации онно химическую технологию М: Атомиздат, 1979. С. 236-243.

67. Каргин В.А., Акутин М.С., Вонский Е.В. Энциклопедия полимеров, т.1, 842-859, Москва 1972. С.45.

68. Гулый Г.А. Научные основы разрядно-импульсных технологий. Киев: Наукова думка. 1990. - 320 с.

69. Жаров А.Н., Григорьев А.И. (2002). О капиллярных колебаниях и устойчивости заряженного пузырька в диэлектрической жидкости // ЖТФ. М.-.2001. Т.71. №11. С. 12-20.

70. Жаров А.Н., Григорьев А.И. (2004). О влиянии движения газа внутри заряженного пузырька в жидкости на параметры его осцилляций // ЖТФ. М.: 2004. Т.74. №11. С. 13-21.

71. Жаров А.Н., Григорьев А.И., Жарова И.Г. (2006). Нелинейные капиллярные колебания заряженного пузырька в идеальной диэлектрической жидкости // ЖТФ. М.: 2006. -Т.76. -№10. С. 41-50.

72. Григорьев А.И., Жаров А.Н. (2000). Устойчивость равновесных состояний заряженных пузырей в диэлектрической жидкости // ЖТФ. М.: 2000. - Т.70. - №4. - с.8-13.

73. Слюсаренко В.В. Направление и перспективы развития мелиорации в Саратовской области // Совершенствование машиноиспользования и технологических процессов в АПК: Сборник научных трудов Поволжской межвузовской конференции.- Самара, 2001. С.134-136.

74. Чесноков Б.П., Кирюшатов А.И. и др. Нетрадиционный метод водопод-готовки для систем теплоснабжения // Актуальные проблемы развития систем теплоснабжения и вентиляции: Межвуз. науч. сб. Сарат. гос. агр. ун-т. Саратов.: СГАУ 1998. С. 12- 15.

75. Володин В.П. Экструзия профильных изделий из термопластов. 2006.

76. А.С. 225799 СССР, МКИ С 02 F 1/48.

77. А.С. 960130 СССР, МКИ С 02 F 3/28.

78. Пат. 2144003 РФ, МПК С 02F1/46, 1/467, 1/48.

79. Методика определения экономической эффективности использования всельском хозяйстве. Результаты научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. Киев.: Урожай. 1986. 255 с.

80. ГОСТ 12020-72. Пластмассы. Методы определения стойкости к действию химических сред.

81. ГОСТ 17170-71. Пластмассы. Методы испытаний на старение под воздействием искусственных климатических факторов.

82. Ажгалиев Ю.А., Чесноков Б.П., Вайцуль А.Н., Зайкин Ю.А. Радиационная модификация полимерных материалов. Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова. Саратов.: СГАУ. 2007. №4. 20 с.

83. Ажгалиев Ю.А., Чесноков Б.П., Вайцуль А.Н. Влияние ионизирующего излучения на свойства полимера. // Роль молодых учёных в реализации национального проекта «Развитие АПК». Сб. материалов Международной конференции. -М.: ФГОУ ВПО МГАУ. 2007. С. 121 123.

84. Ажгалиев Ю.А. Модификация полиэтилена низкого давления облучением // Проблемы энергосбережения и экологии в промышленном и жилищно-коммунальном комплексах: Сб. статей 8-й Международной научно-практической конференции. Пенза.: 2007. С. 296 — 297.

85. Чесноков Б.П., Ажгалиев Ю.А. Влияние облучения на полимерные материалы. Вестник СГАУ им. Н.И. Вавилова, Саратов.: 2007. №5 - С.68.

86. Варнавский И.Н., Бердышев Г.Д., Волга В.А., Плитин В.Н. Структура воды и её биологическое значение. Киев.: 1998.

87. Бут А.И. Электронно-ионные процессы водных структур живых организмов и продукты их переработки. М.: 1992. 155 с.

88. Оборудование и технические процессы с использованием электрогидравлического эффекта. Под ред. Г.А. Гулого. М.: Машиностроение. 1977.320 с.

89. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей и Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановокпотребителей. М.: Энергоиздат. 1989. 431с.

90. Правила эксплуатации электроустановок потребителей. М.: Энерго-атомиздат. 1992. 288с.

91. Санитарно-гигиенические нормы допустимой напряжённости ЭСП . Приказ МЗ СССР №1757-77 от 10.10.1997г.

92. Аристов В.М., Шевелев А.Ю., Мусяев И.Х. Диагностика и прогнозирование свойств полимерных материалов. Пластические массы. — М.: 2000, №7. С. 23-25.

93. Зеленев Ю.В., Минакова Н.В., Кулишова Е.М. и др. Диагностика и прогнозирование свойств волокно- и пленкообразующих полимеров. Пластические массы. — М.: 2000. № 11. С. 25.

94. Матов Я. Сшитый полиэтилен. Новое поколение полимерных материалов // Полимерные трубы М.: 2004. №2. С. 3 - 6.

95. Н. Грасси, Дж. Скотт Деструкция и стабилизация полимеров. — М.: Мир. 1988. 248с.

96. Басов Н.И., Любартович В.А., Любартович С.А. Контроль качества полимерных материалов. Под ред. Брагинского В.А. — Ленинград.: Химия. 1990. 112с.

97. И. Дехант, Р. Данц, В. Киммер, Р. Шмольке. Инфракрасная спектроскопия полимеров. Под ред. Э.Ф. Олейника. М.: Химия. 1976. 472 с.

98. К. Наканиси. Инфракрасные спектры и строение органических соединений.-М.: 1965.216 с.

99. Павлов Н.Н. Старение пластмасс в естественных и искусственных условиях. -М.: 1982. с. 13.

100. Лёвин Б.М., Лёвин А.Н. Применение пластмасс и экономия материалов в промышленности. — М.: Экономичная литература, 1962. 244 с.

101. Flannigan D.J. and Suslick K.S. (2005). Plasma Line Emission during Single-Bubble Cavitation // Phys. Rev. Lett.- 2005. -V95. 044301.

102. Flannigan DJ. and Suslick K.S. (2005). Molecular and atomic emission during single- bubble cavitation in concentrated sulfuric acid Acoustics

103. Research Letters Online.- 2005.-V 6. -№3. P.157-161.

104. Hopkins S.D., Putterman S.J., Kappus B.A. et. al. (2005). Dynamics of a Sonoluminescing Bubble in Sulfuric Acid // Phys. Rev. Lett.- 2005.- V.95.

105. Storey B. D. and Szeri A. J. (2001). A reduced model of cavitation physics for use in sonochemistry // Proc. R. Soc. London, Ser. A. — 2001. V.457, P. 1685-22.

106. Бородин И.Ф. Новые виды использования электроэнергии в с.-х. технологиях. Наука в СССР. 1989. 1 п.л.

107. Бородин И.Ф., Андреев С.А. Обработка семян овощных культур СВЧ -энергией. Достижения науки и техники АЛК. 1989. № 1. 0,4 п.л.

108. Бородин И.Ф. Совершенствование электротехнологии в растениеводстве. Сборник трудов конференции «Н-Т прогресс в АПК» М., 1994. 0,9п.л.