автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Ресурсосберегающие системы водообеспечения технологических процессов по обслуживанию крупного рогатого скота

УДК 636.004.18

005005335

Поцелуев Александр Александрович Л/ №

РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ СИСТЕМЫ ВОДООБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПО ОБСЛУЖИВАНИЮ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА

Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации

сельского хозяйства

- 8 ДЕК 2011

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Зерноград 2011

005005335

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия» (ФГБОУ ВПО АЧГАА)

Научный консультант - доктор технических наук, профессор

Краснов Иван Николаевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Богомягких Владимир Алексеевич

доктор технических наук, профессор Некрашевич Владимир Федорович

доктор технических наук, профессор Хозяев Игорь Алексеевич

Ведущая организация - «Всероссийский научно-исследовательский

и проектно-технологический институт механизации животноводства» (ВНИИМЖ)

Защита состоится «яЛ5>> декабря 2011г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета ДМ.220.001.01 при ФГБОУ ВПО АЧГАА по адресу: 347740, г.Зерноград Ростовской области, ул. Ленина, 21, в зале заседаний диссертационного совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО АЧГАА.

Автореферат разослан <<$М> 2011г.

Ученый секретарь диссертационного совета-/ ///¿^^у

доктор технических наук, профессор ¿¡¿^ оГИ. Шабанов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Повышение темпов роста сельхозпродукции, особенно продукции животноводства, является одной из приоритетных задач в программе национального проекта «Развитие АПК». Продукция АПК должна быть конкурентоспособной как по качеству, так и по стоимостным показателям относительно продукции зарубежных стран. Это позволит снизить продовольственную зависимость нашей страны от других стран.

Учитывая, что поставки многих видов продукции животноводства из-за рубежа достигают 70%, увеличение производства животноводческой продукции и снижение ее себестоимости являются актуальными и неотложными.

На продуктивность животных, стоимость продукции непосредственно или косвенно влияет рациональное использование базовых ресурсных составляющих (корма, вода, энергетика, технологическое оборудование, трудовые ресурсы). Вода в этом перечне занимает особое место, так как ее использование непосредственно связано с продуктивностью животных и эффективным использованием кормовой базы. Учитывая, что водные ресурсы постоянно сокращаются, а сельскохозяйственное производство является одним из основных потребителей воды, все острее становится проблема рационального использования водных ресурсов.

До настоящего времени проблема использования воды на животноводческих объектах решалась несистемно. Водообеспечение технологических процессов и использование средств механизации рассматривалось отдельно в рамках одного технологического процесса или операции, что не позволяло более полно использовать источники экономического эффекта. Это потребовало новых концептуальных подходов к эффективному использованию воды, как основной ресурсной составляющей.

Настоящая работа посвящена разработке технологических основ создания ресурсосберегающей системы водообеспечения основных процессов обслуживания КРС

Работа выполнена в соответствии с

- программой РАСХН фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса Российской Федерации на 2006-2010 годы;

- тематикой НИР ФГОУ ВПО «Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия» 06.01.01 «Технологии и технические средства производства, хранения и переработки сельхозпродукции».

Цель исследований - снижение потерь воды, энерго- и трудозатрат за счет совершенствования и разработки эффективных ресурсосберегающих экологически чистых технологических процессов водообеспечения на фермах и комплексах крупного рогатого скота. ^

Объект исследований - технологические процессы обслуживания КРС, их структура, параметры и режимы функционирования.

Предмет исследований - закономерности, способы и средства обеспечивающие совершенствование, разработку и эффективное функционирование технологий и технических средств водообеспечения технологических процессов обслуживания КРС.

Методика исследований. Решение проблемы осуществлялось на основе базовых элементов системы водообеспечения КРС путем теоретического анализа с последующей экспериментальной проверкой их достоверности и работоспособности в лабораторных и производственных условиях.

В аналитических исследованиях использованы методы системного подхода, математического анализа, статистического моделирования, теории поточных линий, массового обслуживания, технической гидромеханики, теплотехники и теории вероятностей.

Экспериментальные исследования проводились по стандартным и специальным методикам с применением современной измерительной и регистрирующей аппаратуры, а также экспериментальных разработок технологических линий водоснабжения, их отдельных элементов и лабораторных установок.

Результаты исследований обрабатывались с помощью методов математической статистики с использованием ЭВМ.

Научную новизну работы составляют:

- системный анализ технологических процессов, комплексов машин и оборудования для водообеспечения КРС;

- структурная и обобщенная операторная схемы системы водообеспечения технологических процессов обслуживания крупного рогатого скота;

- статистические модели рабочего процесса системы автопоения и групповых средств автопоения КРС;

- закономерности распределения временных характеристик потоков требований по водообеспечению процесса обслуживания крупного рогатого скота;

- комплексные функционально-технологические модели по обоснованию режимов работы и параметров элементов системы водообеспечения;

- уточненные аналитические зависимости расходных, гидравлических и теплотехнических характеристик системы, отдельных подсистем и элементов водообеспечения процесса обслуживания крупного рогатого скота;

- рациональные параметры и инженерные методики расчета системы и ее составляющих элементов;

- статические и динамические характеристики датчиков с твердым наполнителем применительно к процессу управления тепловыми процессами и расходными характеристиками элементов системы водообеспечения.

Практическая ценность работы. Разработаны базовые принципы создания единой системы водообеспечения разнородных технологических процессов обслуживания крупного рогатого скота, адаптированной к технологическим особенностям животноводческого объекта.

Предложены методы расчета и совершенствования перспективных технологий, механизированных систем и средств водоснабжения, обеспечивающих снижение расхода воды, кормов, подстилки, электроэнергии и затрат труда на производство продукции крупного рогатого скота. Разработаны объемно-планировочные решения линий водоснабжения вновь проектируемых и реконструируемых ферм и комплексов КРС.

Реализация результатов исследований. Теоретические положения и технические решения использованы КБ ВНИПТИМЭСХ, ГСКБ «Минжив-маш» для разработки опытных и серийных образцов базовых элементов линий водоснабжения КРС. Производство средств группового автопоения осуществлялось на заводе кузнечно-прессового оборудования, г. Сальск, на заводах Минживмаша (завод Челябинскживмаш; Чадыр-Лунгский опытно-экспериментальный завод).

Поилка АГТ-4 прошла Государственные испытания на Сев.-Кав. МИС (г. Зерноград), а результаты исследований термосиловых устройств использованы Ставровским заводом автотракторного оборудования при конструктивной доработке выпускаемых им устройств сельскохозяйственного назначения.

Результаты исследований процесса автопоения животных были использованы проектной организацией ООО «Гарант», г. Ставрополь, и АЧГАА при разработке проекта модульной фермы КРС на 100 голов, а также в учебном процессе Волгоградской сельскохозяйственной академии, Азово-Черномор-ской государственной агроинженерной академии, Московского государственного института технологий и управления (филиал г.Ростов-на-Дону) и др.

Апробация. Основные положения диссертационной работы доложены на научно-технических конференциях ВНИПТИМЭСХ (г. Зерноград), АЧГАА (г. Зерноград), Ставропольского ГАУ (г. Ставрополь), ВНИИМЖ (г. Подольск), РИПКК АПК (г. Зерноград).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 84 работы, в том числе 11 работ в рекомендованных ВАК изданиях для докторских диссертаций, монография, учебное пособие, получено 17 авторских свидетельств и патентов на изобретения.

На защиту выносятся:

1. Концептуальные аспекты разработки системы водообеспечения технологических процессов автопоения крупного рогатого скота и санитарной

обработки вымени коров.

2. Математические модели рабочего процесса подсистем автопоения и

санитарной обработки вымени коров.

3. Закономерности распределения временных характеристик потоков требований по водообеспечению процесса обслуживания КРС.

4. Закономерности процесса теплообмена и гидравлики в линиях водообеспечения.

5. Ресурсосберегающая технология санитарной обработки вымени коров.

6. Новые технические решения базовых элементов линий водообеспечения, накопительных емкостей, средств автопоения, транспортной магистрали и подмывочного устройства, устройств регулирования температурного режима потребляемой воды.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения (общих выводов), списка использованной литературы и приложений. Диссертация изложена на 403 страницах в компьютерном наборе и включает 223 рисунка, 19 таблиц, 7 приложений. Список использованной литературы включает 175 наименований, в том числе 20 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении изложена краткая характеристика изучаемой проблемы, ее актуальность, определены объект и предмет исследований; обоснована научная новизна работы.

В первом разделе «Состояние вопроса. Цель и задачи исследования» проведен анализ технологических особенностей содержания крупного рогатого скота, водообеспечения технологических процессов по его обслуживанию, а также конструктивных решений линий водообеспечения, технологических и зоотехнических требований к ним.

Разработана классификация линий автопоения крупного рогатого скота и линий подмывания вымени коров, установлены технологические процессы, водообеспечение которых может быть осуществлено с помощью единой производственной системы, включающей в себя отдельные подсистемы и линии. Выделены наиболее близкие по технологическим требованиям к основному продукту (воде) четыре технологических процесса: автопоения крупного рогатого скота, санитарной обработки вымени коров, санитарной обработки кожного покрова и обработки кормов водой. С учетом внешних факторов и внутренних технологических ограничений по процессам разработана общая структурная схема системы водообеспечения процессов (рис. 1).

Рис. 1 . Общая структурная схема системы водообеспечения технологических процессов

Создание единой системы водообеспечения базируется на конструктивно-технологической унификации. Ее основой является сам продукт технологического процесса - вода - и зоотехнические требования к нему. Основу конструктивной унификации составляют идентичность конструкторских ре-

шений и назначения элементов линии водообеспечения, что позволяет системы водообеспечения унифицировать с системами вентиляции животноводческого объекта и удаления навоза.

С учетом этого разработана и исследована система водообеспечения второго иерархического уровня, обслуживающая технологические процессы автопоения и санитарной обработки вымени коров (рис. 2).

1 - вакуумпровод молочной линии; 2 - вакуумная камера; 3 - вводной трубопровод; 4 - клапанно-поплавковое устройство; 5 - накопительная емкость; 6 - обратный трубопровод; 7 - магистральный трубопровод подачи подмывочной воды; 8 - рабочий трубопровод подачи подмывочной воды; 9-подмывочное устройство; 10-пневмопобудитель; И-пульсатор; 12 - трубопровод подачи подмывочной воды; 13 - магистральный трубопровод подачи питьевой воды; 14 - распределительный трубопровод питьевой воды; 15 - автопоилки; 16-обратныйтрубопровод птъевой воды; 17-запорные устройства; 18-электронагреватель; 19 - рабочий трубопровод отвода подмывочной воды; 20 - магистральный трубопровод отвода загрязненной воды; 21 - вакуумный бак сбора загрязненной воды

Рис. 2. Схема системы водообеспечения процессов автопоения и подмывания вымени коров

В соответствии с поставленной целью, необходимо было решить следующие задачи:

- изучить потоки, обосновывающие режимы работы системы и её отдельных элементов;

- разработать математические модели и обосновать параметры и режимы работы базовых элементов системы;

- реализовать модели применительно к производственным объектам;

- провести экспериментальную проверку основных теоретических положений по решению проблемы;

- обобщить результаты исследований и разработать методику расчёта

исследуемой системы.

В решении их использован системный подход и анализ разработок известных ученых в области механизированных технологий (B.C. Оводов, В.М. Карамбиров, Б.В. Карасев, B.C. Мисенев, Л.Д. Берман, И.Н. Краснов, В.П. Бабкин, В.П. Карташов, В.Ф. Королев и др.), а также в области исследований технологических систем (В.В. Кафаров, P.M. Славин, Э.И. Липкович, Ю.А. Цой, В.Ф. Хлыстунов, Т.С. Гумаров, Б.И. Горбунов и др.)

Во втором разделе «Теоретические исследования систем водообеспе-чения технологических процессов по обслуживанию КРС» сделан анализ потоков, характеризующих работу как подсистем водообеспечения, так и их базовых элементов.

С целью обоснования числа одновременно обслуживаемых животных и расхода воды линией автопоения при привязном содержании животных была разработана математическая модель процесса, в основе которой заложен математический аппарат поточных линий.

Предполагая, что животные, поступающие на обслуживание, образуют дискретный поток подачи <p\(f), а обслуженные животные - дискретный поток расхода <pi{i), линию автопоения можно рассматривать как накопительную емкость, где сосредоточивается регулирующая масса воды и животных, потребляющих ее.

Поскольку режимными характеристиками исследуемого процесса являются максимальная и минимальная частоты поступления животных для потребления воды, временной интервал Т, через который поступают животные на обслуживание, является основной величиной. Дискретный поток подачи предполагается стационарным пуассоновским, тогда временной интервал является случайной величиной, распределенной по показательному закону с параметром X:

F{t) = P{T<t)= 1-е"*, (1)

где F(t) - интегральная функция распределения интервала Т при />0; Я - средняя плотность потока, характеризующая среднее количество животных, поступающих в единицу времени на поение.

Параметр Я позволяет определить среднее значение временного интервала Т:

Tcp=J = mt=(Tt=JD, (2)

где т,- математическое ожидание случайной величины Т; а, - среднеквад-ратическое отклонение; D - дисперсия.

С учетом Тср закон распределения Г будет:

I

F(t)=P(T<t) = \-eTcp. (3)

Учитывая закон распределения Т, с определенной вероятностью обосновываются граничные значения случайной частоты (и) востребованности линии и количество животных одновременно потребляющих воду («):

t. — ^ ,) -__[т_

min f-h(\ + k)\ f-tk-\nP(T>TmS (4)

f-tk-lnP(T>Tminy (5)

где lm - общий фронт поения; / - расчетный фронт поения на 1 животное; tk - разовая длительность водопотребления животными технологической группы.

Для оценки качества процесса поения из групповых средств автопоения при беспривязном содержании животных была разработана математическая модель процесса, в основу которой положен аппарат теории массового

обслуживания. Формализация процесса следующая: групповая поилка условно разделенная на п поильных мест, с интенсивностью ц обслуживает группу т животных, поступающих с интенсивностью X. Определены средние значения числа животных в очереди (М), числа животных в системе (М2), числа не занятых поильных мест (М3), коэффициенты простоя обслуживаемых животных (Та) и простоя поильного места (Тк):

(х\к

(к-п)т\ -- . у

4=0 *

м

(8)

= 1 (9) г4 = -1£к.Рк, (10)

п\ ^п \tn-k) \ц) ыо пк=о

где к - число требований в системе; Р„ - вероятность того, что все поильные места свободны; Рк - вероятность того, что в системе находится к требований, из них п - обслуживаются, а к-п ожидает обслуживания.

При разработке новых и усовершенствованных проектных решений необходим целый ряд исходных данных. С этой целью разработана статистическая модель процесса автопоения, основой которой является логическая блок-схема, моделирующая взаимосвязь животных с групповой поилкой (рис 3). Она позволяет при обосновании расходных характеристик по воде варьировать численностью животных в обслуживаемой технологической группе и их половозрастным составом.

При определении интенсивности отбора воды нами рассмотрен поток расхода воды, формируемый одним оператором машинного доения. Поток расхода воды принят дискретным, случайным с конечными элементами.

Предполагая, что на интервале времени Т0 укладывается к циклов с продолжительностью Тчи Тц2, Тцп, длительность этого интервала можно определить по формуле

Т = Тч,+Тч1+... + Тт=кГт), (11)

где Тиср - средняя продолжительность одного цикла, с.

В этом случае вероятность события Р(= а) может быть определена по формуле

оэ

Л 1 иср цср

где г = У — - средняя продолжительность подмывания вымени животного, с; рср ¿-1 £

гр - время подмывания одной коровы, с.

Учитывая, что расход воды может принимать значение |<?| - а или щ\ - 0 и эти значения образуют полную группу событий, можно составить следующие равенства

4| = а)+471 = 0)=!, (13) ^ + ^ = (Н)

1 цср * цср

Рис. 3. Логическая блок-схема, моделирующая взаимосвязь животного с поилкой

Тогда вероятность прерывания расхода воды:

аз)

цср

где ¿ир-средняя продолжительность паузы между подмываниями вымени коров.

Отношения временных промежутков подмывания вымени коров и прерывания данной операции к среднему значению цикла являются оценочными показателями принятой технологии.

Если процесс подмывания вымени коров выполняется несколькими операторами, то основными показателями этой подсистемы являются: количество операторов, одновременно выполняющих операцию подмывания и длительность их совместной работы. При этом процесс характеризуется не-

сколькими дискретными входящими потоками, расход воды (¿) рассматривается в виде случайной величины, распределенной по биноминальному закону, а вероятность события Р(х=т) определяется по формуле:

Р(Х) = с; -Рт (16)

где с™ - биноминальный коэффициент; т - значение случайной величины;

п - количество опытов.

С учетом временных показателей зависимость (16) будет:

' \т { \п~т 4т 4п-т

Р(Х = т) = С™

рср

У1рср 'оср у

^оср

\ (рср *оср )

г -г

_ ^гя рср оср

'"(/„,+и-' (17)

где ^ _ среднее время подмывания вымени коровы, с; г0ф - среднее время прерывания процесса подмывания вымени.

Тогда крайние значения количества одновременно работающих операторов:

=Тср-П~ \ -Тср-П,, (18) ^тах = Гср

V щ>

где Т _ относительная продолжительность работы оператора машинного доения г = ■

* рср "'"'оср

Поддержание заданной температуры воды в рассредоточенной системе автопоения при привязном содержании животных может осуществляться за счет периодической термосифонной или принудительной циркуляции воды

через водонагреватель.

Производительность циркуляционной линии и требуемая мощность нагревателя взаимосвязаны между собой по формуле:

Р = ТУ-р-с-{?2~Ь), (20)

где IV- производительность линии, м3/ч; р - средняя плотность воды, кг/м"; с - удельная теплоемкость воды, Вт/кг-°С; - температура подогретой воды, С; - температура в трубопроводе охлажденной воды, °С. Производительность линии составит:

IV = . (21)

Р-сЦг-Ю

где Хби ». ~ суммарные теплопотери в циркуляционной линии, Вт/ч.

Для обоснования суммарных теплопотерь в одноконтурной линии автопоения (рис. 4) рассмотрен ее тепловой баланс:

(Биб = с!56 +<15рт +с18п„ ■ 2Я +<БКЛ +с!8тмв -с1Бр, (22)

где 3 - количество тепла, вырабатываемого в теплоэнергетическом блоке, Вт/ч; с18б, Мр.т, (£5пм ¿Бп.к, с1Бк„, с®тлв, <18р - теплопотери с поверхности корпуса бака-накопителя, с поверхности распределительного трубопровода, с водной поверхности поилки за счет испарения, с водной поверхности поилки конвекцией, через корпус поилки, с поверхности трубопровода охлажденной воды, с поверхности нагревательного блока, с поверхности трубопровода подогретой воды, Вт/ч; 2„ - количество поилок, размещенных на линии распределительного трубопровода, шт.; <13р - величина ра-

диационного баланса поилок линии, характеризующегося разностью поглощенной водой солнечной радиации и эффективного излучения водой в естественных условиях, Вт/ч.

а.<«*//,-/,/

Рис. 4. Схема теплообмена в одноконтурной системе автопоения

Анализ этого теплового баланса позволил установить зависимости по определению:

- количества тепла, воспроизводимого нагревательным блоком

Q,6 =<Jpac-p-c-(h, + К6л ■ «бл -1.), (23)

где qpac - циркуляционный расход воды в системе, м3/ч (qpac~W)', fe - температура воды в блоке, °С; F6j - площадь поверхности корпуса блока, м ; К6л - коэффициент теплопередачи корпуса блока, Вт/м2-°С; t„ - температура воздуха в животноводческом помещении, °С;

- падение температуры на элементарном участке циркуляционного трубопровода

-К -Fit ~te)

----dl, (24)

Ч рас

где Куч - коэффициент теплопередачи трубопровода, Вт/м2-с; F - площадь участка трубопровода {F=zfl,mp-dl), м2; Цто - диаметр трубопровода, м; tp.m ~ температура воды в расчетной точке, йС; dl - длина рассматриваемого участка трубопровода, м;

- необходимого циркуляционного давления в напорной линии по рисунку 5:

Рц=\-Е-(Ро.-Рп)-(Ре-?Л (25)

где Рц - циркуляционное давление воды в системе, Н/см2; кц - высота столба воды, способствующая циркуляции воды, м; g - ускорение силы тяжести, мЛу рох - плотность охлажденной воды, кг/м ; р„ - плотность подогретой воды, кг/м ; Ре, Р„ - потери давления на преодоление сопротивлений движению воды по длине линии и на преодоление местных сопротивлений в линии, Н/см ;

- и общих потерь давления в рабочем перфорированном трубопроводе (места присоединения индивидуальных поилок) в такой линии:

d 2 ¿J* 2

p-u

2^

V

nn, Н!м2, (26)

где n„ - количество поилок на рабочем участке трубопровода.

1 - бак; 2 - поплавковое устройство; 3 - клапанное устройство; 4 - вводный трубопровод; 5 - обратный трубопровод подогретой воды; б -водонагревательный блок; 7 - обратный трубопровод охлажденной воды; В - средства автоноения; 9 - распределительный трубопровод;

10 - магистральный трубопровод

Рис. 5. Расчетная схема напорной циркуляционной линии

Аналогичное влияние на циркуляционное давление наблюдается в локальной подсистеме автопоения (групповая поилка по рис. 6).

1 - корпус поидки; 2 - водопойная чаша; 3 - клапанно-поплавковое устройство; 4 - перфорированный трубопровод воды; 5 - крышка; 6 - водопоильный стакан; ' 7 - трубопровод охлажденной воды; 8 - блок нагревательный; 9 - водопровод подводной

Рис. 6. Расчетная схема термосифонной линии в локальной подсистеме автопоения

В этих линиях не исследованы местные сопротивления в перфорированном трубопроводе подогретой воды. Анализ процесса подачи циркуляционной воды позволил получить аналитические зависимости по расчету общих сопротивлений в перфорированном трубопроводе

* 2.1 V2 1 V2 V2

(27)

/2 / тл2 л

■рп.т.г. тр

= 1

Ч ы Я-1: V}

22. Ч

2-,

(28)

,=, с1 2g

где /,• - рассматриваемый участок трубопровода, м; V,- скорость движения воды на дополнительном участке, м/с; й - диаметр трубопровода, м; г - номер участка или место сопротивления; К - количество участков; 1 - количество местных сопротивлений (отверстий); Я - коэффициент гидравлического трения; 5от1 - коэффициент сопротивления для отделяющегося потока в зоне отверстий; Зпр1 - коэффициент сопротивления отверстия.

В рассредоточенных линиях автопоения один из основных элементов -бак-накопитель воды. Его основное назначение - обеспечить необходимый запас, требуемый напор и заданную температуру воды. С учетом этого была

разработана конструкция бака с повышенными теплоизоляционными свойствами его корпуса (рис. 7).

VI. 2] \Х' VI.

а б

а - бак с жесткими стенками воздушных камер; б - бак с наружной стенкой в виде гибкой диафрагмы; в - бак с воздуховодами; 1 - корпус бака; 2 - межстенная камера повышенного давления; 3 - межстенная камера (вакуумированная); 4 - вакуум-провод; 5 - воздуховод повышенного давления

Рис. 7. Варианты конструктивных схем баков-накопителей

В исследованиях бак рассматривался как поточное устройство, которое включало в себя питатель Н (клапанно-поплавковое устройство), накопительную емкость V и потребитель П (автопоилки - животные). Процесс характеризуется потоками подачи Ф„(0 и расхода воды ФДО-

Связь между потоками и регулирующей массой описывается зависимостью:

е^-'-а-^.ду, (29)

1000 1000

где д _ текущая подача воды через клапанно-поплавковый механизм, л/мин.; г - количество животных, одновременно потребляющих воду, гол.; g¡ - интенсивность потребления воды одним животным, л/мин.; г/г - элементарный промежуток времени; 5 - площадь поверхности воды в напорном баке, м ; с!Н- элементарное падение (или рост) уровня воды в напорном баке, м. Производительность клапанного устройства поилки будет:

д = (30)

где /г - высота подъема клапана, м; ц- коэффициент расхода; ускорение силы тяжести, м/?; Р - давление в транспортной магистрали подачи воды, кг/м2; р - плотность воды, кг/м3; 1и /2- длины плеч клапанно-поплавкового механизма, м.

В результате анализа сил, действующих в зоне клапанно-поплавкового механизма, определена подъемная сила поплавка

Р" =

Р-таЦ-1

+м,2+м„+^+рк.,, (31)

где Р" - подъемная сила поплавка, Н; М„ - масса поплавка, Н; М(| - масса короткого плеча, Н; М,г - масса длинного плеча, Н; Мкл - масса клапана, Н; руп - реакция силы уплотнения клапана на седле, Н; ¿4 - диаметр клапана, м; Р - сила от перепада давлений действующих на клапан, Н/см .

С учетом особенностей рабочего процесса и конструкции бака-накопителя получена полная емкость его:

где уо _ регулирующая емкость, м3; У3.„ - запасная, расходная емкость, м ; У"- емкость, обеспечивающая размещение незатопленной части поплавка, м ; К" - емкость, обеспечивающая размещение конструктивной части насоса, м3.

Теплообмен между водой в баке и наружным воздухом для нестандартных конструктивных решений корпуса бака описывается зависимостями:

- при сферической стенке

^ ^ 2 83 ) ¿4

ср д -

где Р1 - наружная поверхность многослойной плоской стенки оака, м ; Аь лъ А3, - коэффициент теплопроводности слоев плоской стенки, Вт/м- С;

_ площадь основания шарового сегмента, образуемого гибкой диафрагмой, м2; /Сс - поверхность внутренней оболочки шарового сегмента, м ;

поверхность наружной оболочки шарового сегмента, м ; А4 - коэффициент теплопроводности основания шарового сегмента, м ; 15 ~ коэффициент теплопроводности воздушной прослойки, Вт/м-°С; дср - средняя толщина воздушной прослойки, м; А6 - коэффициент теплопроводности материала оболочки, Вт/м-°С; 5д - толщина материала оболочки, м; С„, С° ~ температура на границах области слоев, °С.

2гЬ + а2)-((в-0, (34)

где КсСф- коэффициент теплопередачи сферической стенки, Вт/м2-°С; г - радиус шарового сегмента, м; А - высота сегмента, м; а - радиус основания сегмента, а=И(2г-К), м; 1е - температура воды в баке, С; ?„ - температура воздуха в помещении, °С.

- при образовании внутренней камеры из воздуховодов

2 яй(Г.-/„)

е=» 1 я , (35)

н ^ й,

где к - высота корпуса бака, м; гв - температура воды в баке (?6=12Ч8°С); Хп - температура воздуха в животноводческом помещении (г„-8-12 С); п- число слоев воздуховодов в многослойной стенке бака (и=8).

Разность приращений потоков подачи и расхода тепла определяет приращение регулирующей массы

<1Ф = с- • Л, (36)

где с _ масса нагреваемой для подмывания вымени воды в накопительной емкости, кг; с - теплоемкость этой воды, Вт/кг-°С; (- текущая температура воды для подмывания вымени, °С.

После преобразований зависимость (36) принимает вид

¿к с/г

'ёпи, +Щ.ст +КгКЛ _ ( = Оз +&мС*схл + •

с-С,.

с-в

где gм - «термосифонный» поток нагретой массы воды; К\, К2.~ коэффициенты теплопередачи разделительной стенки и корпуса бака, Вт/м2-°С;

- теплоотдающая поверхность разделительной стенки, м^; Рнм- наружная поверхность корпуса накопительной емкости для подмывочной воды, м2; гл з. - температура питьевой воды, °С; ¡„ам - температура воздуха в животноводческом помещении по зоотехническим требованиям, °С; Он в - количество нагреваемой воды, кг; Q3 - поток тепла, создаваемый нагревателем.

фпШ

\фпЩ

(НЙЖ

ФРт

^Лпз

Я-источник тепловой энергии; П\ - потребитель тепла (накопительная емкость для подмывочной воды); Пг, Щ - потребитель тепла (окружающая среда животноводческого помещения); Пз - потребитель тепла (накопительная емкость для питьевой воды); АФ, А<& - регулирующая масса по теплу в разрезе накопительных емкостей

Рис. 8. Схема поточного теплового процесса с регулированием потока подачи тепла

Приравнивая в уравнении (37) — нулю и рассматривая установившийся

с1т

режим работы, получим мощность нагревательного элемента

зад

+ К Р

т^'охл I р.ст

... _ „..таи тг р от 1,1 охл "г р,ст ' ьп.з н.п

где 1шд - заданная температура воды, °С; g* - максимальный расход подогреваемой воды; - минимальная температура поступающей в нагревательный блок воды; ^ - средняя температура питьевой воды; С™ - минимально допустимая температура воздуха в животноводческом помещении.

Для циркуляции подогретой воды по схеме водонапорный бак - автопоилки - водонапорный бак и под держания в линиях автопоения заданной температуры разработан мембранный насос-побудитель (рис. 9).

Эффективная работа линии возможна при равенстве производительно-стей самой линии, насоса, всасывающей и нагнетательной ее магистралей:

,Урк.пц=/-МШ = ^-у.<р, (39)

(38)

б

где Q - количество тепла, теряемого системой, Вт/ч; Г„ - температура подогретой воды, "С; ; 10 - температура охлажденной воды, °С; - объем рабочей камеры насоса, м3; пч - число циклов работы насоса-побудителя (пульсатора привода) в минуту; /- площадь сечения впускного отверстия клапанного устройства, м2; /и - коэффициент истечения через отверстие клапана; Н- высота столба воды, м; (1тр - диаметр нагнетательного трубопровода; V - скорость подачи воды в систему нагнетания; /р - коэффициент производительности.

а - побудитель с возвратной пружиной; б - побудитель с тягой-амортизатором; 1 - корпус верхний; 2 - пружина возвратная; 3 - трубопровод подачи и откачки воздуха; 4 - обжимной диск верхний; 5 - мембрана; 6 - корпус нижний; 7 - трубопровод воды нагнетательный с клапаном; 8 - обжимной диск нижний; 9 - трубопровод воды всасывающий с клапаном; 10 - гяга-амортазатор; А - камера управляющая (воздушная); Б - камера рабочая (всасывания и подачи воды в систему).

Рис. 9. Конструктивные схемы мембранных насосов-побудителей

С учетом особенностей конструкции насоса, получены расчетные зависимости для определения производительности насоса-побудителя и диаметра его диафрагмы:

П-К . „ л . (40)

12

ы 1 ^ )

+ 4(41)

где Ь„ - полный ход мембраны, м; Ор - рабочий диаметр диафрагмы, м; £>„, -диаметр корпуса побудителя, м; с/, - диаметр жесткого центра, м. Усилие перемещения мембраны в таком насосе будет:

лК1Р\л 2 (1-Л)хл/4 + 7/?ТУ 1 I + р + р ----—

Р =

общ

рсж пр '

(42)

где Р^щ - общее усилие на перемещение мембраны при прямом ходе, кг; Л, - радиус рабочей части мембраны, м; Р - давление воздуха, действующее на мембрану; р - показатель отношения радиуса жесткого центра к радиусу

мембраны с - жесткость пружины; С = с-*- сила сжатия пружины:

V2

где У°р - объем воды в камере насоса, м3; рв - плотность воды при заданной температуре, кг/м3; См д - вес мембраны и обжимных дисков; о - скорость транспортирования воды, м/с; £ - коэффициент местных сопротивлений (клапанного устройства, поворотов в линии транспортирования; ^ - сила, приходящаяся на единицу длины дуги; х' - скорость перемещения мембраны, м/с; з - суммарный межвитковый зазор пружины, равный рабочему ходу мембраны.

Автопоилки являются базовыми элементами в подсистемах автопоения, с которыми непосредственно контактируют животные, и которые требуют периодического их обслуживания. С целью снижения загрязненности автопоилок и повышения комфортности обслуживания животных разработана конструкция водопойного стакана с перфорированным жестким или гофрированным корпусом (рис. 10).

1 - поплавок; 2 -гофрированный корпус; 3 - водовыпускное отверстие; 4 - верхний фланец; 5 - корпус индивидуальной поилки;6 -перфорированный куполовидный клапан;

7 - гибкий поводок; 8 - клапан подачи воды; 9 - подводной водопровод; 10 - корпус водопойного корыта групповой поилки

Рис. 10. Схемы автопоилок с гофрированным водопойным стаканом

Элементарный объема воды, поступающей в стакан, с учетом площади выпускных отверстий в стенке стакана будет:

= = (44)

где ()ж - интенсивность отбора воды животными, л/с; // - коэффициент расхода воды через водовыпускные отверстия; Нс - высота столба воды в системе автопоения, м; /- общая площадь водовыпускных отверстий, м2.

Затраты времени на поступление элементарного объема воды в стакан зависят от формы водопойного корыта (чаши) по рисунку 10.

В чашу в виде сферы (индивидуальная поилка в безнапорной линии автопоения) элементарный объем воды поступает за время:

А _ Рс-(к _ па] -<Щ Т~М-/-рв-Нем 8'Нем.' (45)

где рс _ площадь воды в рассматриваемом сечении (^ = жа]), м2; ах - радиус сечения сегмента по оси X (а] = ■!,,->>> = Ьг-г-г2), м; г - радиус поверхности сегмента, м; А. - текущая координата по оси 2, м; г - координата оси 2, отражающая уровень воды в чаше, м; Нс.ж, - высота расположения водовыпускного отверстия, м.

Тогда площадь водовыпускных отверстий в ней будет:

/ = •

8 тг-г1

Г г. (46)

В процессе работы водопойного стакана (рис. 11) необходимо выполнение следующих условий: сила, прилагаемая животным, должна соответствовать зоотехническим требованиям; не должно быть самопроизвольного раскрытия гофры стакана при воздействии животного; по окончании процесса отбора воды усилие, создаваемое днищем стакана, должно обеспечивать возврат гофры в исходное положение. Математически эти условия представлены зависимостями:

ря+рк + рв*ря + рс + р;, (48)

ри + рс + р*>р»+р*+р. + р**-> ^

где рм с _ усилие для преодоления местных сопротивлений в зоне водовыпускных отверстий, кгс.

Ра

(шннпи

Л р. ^-> р» /

.т>Ш1

Рг\Р»

Рис. 11. Расчетная схема поилки с водопойным стаканом

На их основе получены зависимости по определению толщины стенки и днища водопойного стакана:

- для напорной линии автопоения____

Т

Е(2х-1)

где Ядн - радиус днища водопойного стакана; - для безнапорной линии автопоения

ср .

Е{2х-Ь) - для напорной линии автопоения

~ рНнб(со5а-яИ1)+(РалИ1 +Р„ +РМС)

Е8Ц 2х-Ь)

р-ё-яИдн-2п-Аг

- для безнапорной линии автопоения и групповых автопоилок РН„б со 5а + Рк+Рмс Е6Ц 2х-Ь)

К

(52)

(53)

Р-8-ЯВ1 -2«-^

где V - объем воды, вытесненной днищем стакана; Кди - радиус днища стакана; Н„б - высота расположения напорного бака; Га - активная площадь поверхности гофры; п - число отверстий гофре; - коэффициент, зависящий от параметров относительной глубины гофр; Яср - средний радиус стенки стакана; Е - модуль упругости материала стенки стакана; х - перемещение днища стакана; Ь - рабочий ход днища стакана.

Вместимость чаши как малоемкостной поточной системы составляет

У,=Г0 + Урег + Уост, (54)

где К>Ур?г>Кет - запасная, регулирующая и остаточная вместимости чаши групповой автопоилки.

Обозначим далее ДО - дифференцируемый случайный процесс расхода воды из поилки, а - значение ординаты функции ДО, выбросы за которую нужно определить, тогда искомая вероятность выброса будет:

?[Х(0 < а; Х(1 + А) > а]. (55)

Предполагая, что рассматриваемая регулирующая масса является случайной функцией с нормальным распределением, среднее число ее выбросов в единицу времени определится по формуле

(а-тх)2

па = Р{а) =

'г

2жсгу

(56)

где тх - математическое ожидание случайной функции; ох - среднеквадра-тическое отклонение ординат случайной функции; ах< - среднеквадратиче-ское отклонение производной случайной функции.

На рассматриваемом промежутке времени Т выбросы должны быть редкими, их распределение может быть описано законом Пуассона, тогда значение уровня выброса определится по формуле:

1п-

-+1пГ-1п1п-

2яах Ррвс)

(57)

где Ррас - вероятность, что за время Г не произойдет ни одного выброса.

Регулирующая масса характеризуется геометрическими параметрами водопойной чаши, среди которых основным является фронт поения. Рас-

смотрев расположение животных относительно поилки (рис. 12), нами получены зависимости по определению фронта поения.

При линейном расположении животных вдоль поилки общий фронт поения будет:

+ (58)

где ширина головы животного в зоне рогов, м; 1Ж - длина туловища животного, м; а - угол расположения животного относительно края корыта, м; К- коэффициент, учитывающий количество зон обслуживания у поилки.

Рис. 12. Расчетные схемы загрузки групповых поилок прямоугольной (а)

и круглой (б) форм

При расположении животных по кругу удельный фронт поения составит:

fvd ~

ж-а

(Рвс +1к)-пя 2 п

■ + П+Ц

(59)

где а - угол между центрами водопойных стаканов; Dec- диаметр водопойного стакана, м; 1К - зазор между водопойными стаканами (/„ -в4 - «О, м; в4-размер головы животного в верхней части, м; ei - размер «морды» животного в нижней части головы, м; пж - расчетное максимальное число^ животных, обслуживаемых поилкой; гес- радиус водопойного стакана, м; 1[ - конструктивный зазор между краем водопойного стакана и корпусом водопойного корыта, м.

Эффективность групповых поилок во многом зависит от величины непроизводственного расхода воды на слив (поилки проточного типа) и расхода электроэнергии (поилки с электроподогревом).

Для поилок проточного типа, наряду с конструктивными решениями утепления корпуса поилки, важное значение имеет технологическое и конструктивное решение слива воды (рис. 13) и его регулирования в зависимости от изменения температурных показателей внешней среды.

Производительности приточного и сливного устройств должны находиться между собой в следующей зависимости:

Qnp.y. ~ Qcji.y.

Приток воды может быть определен по формуле:

где аоб - обобщающий коэффициент теплоотдачи, Вт/м2-°С; Fe - площадь водной поверхности, м2; ?„, t'n - средние температуры воды в поилке с тепловой нагрузкой и без нее, °С; Ai - разность температур поступающей и сливаемой воды, °С.

Расход воды через сливное устройство будет:

Q^^m-ef^-H3'2, " (62)

где т - коэффициент расхода сливного устройства; в - ширина водослива, м (е = nD); D - диаметр сливного патрубка, м.

B=2nR'

1 - днище водопойного корыта; 2 - водовыпускные окна; 3 - наружный патрубок; 4 - сливной патрубок; Р - высота порога водослива; Я-напор на гребне водослива; 5 - толщина порога водослива; в - ширина водослива

Рис. 13. Схема сливного устройства групповой проточной поилки

Совместное решение зависимостей (61) и (62) позволяет обосновать основные конструктивные параметры устройств.

Анализ конструктивных решений термосиловых датчиков, обеспечивающих регулирование протоком воды, и теплового процесса в них позволил подтвердить справедливость зависимости по определению их статической и динамической характеристик.

Статическая характеристика датчика будет:

100-М.. Л ,г<2

Д h =

G„

в • 71 -Г,

ср

+ ■

•Л'

Рм

ш-н

■к

•Д t,

(63)

где А/г, Д/г0й - перемещение штока или капсулы датчика; (?„ - масса наполнителя; d - диаметр штока; в - ширина зоны начальной деформации капсулы; гц - радиус центра тяжести сечения деформации капсулы; Мм - содержание металлического компонента в наполнителе; Хср, Х,Х„~ коэффициенты объемного расширения воска, металлического компонента и линейного расширения материала корпуса; ре, рм - плотности воска и металлического компонента; А? - диапазон изменения температуры; В - диаметр корпуса датчика.

Длительность переходного процесса до момента начала перемещения штока или капсулы может быть определена исходя из равенства:

А/

Кл

АГ

(г-гЛ

(64)

'н.д

где См- масса датчика; С3 - приведенная теплоемкость датчика; ад - коэффициент теплопередачи датчика; ^ - поверхность корпуса датчика; Д?а, Д/„ - приращение температуры датчика и воды; (н.д, /и6 - исходные температуры датчика и воды; Кд - передаточный коэффициент {кд = ^ч; т, т0 - время температурного возмущения и начало движения исполнительного элемента.

Практически это уравнение определяет чувствительность датчика.

Для групповых поилок с электроподогревом на период активного потребления воды (особенно после раздачи корма - т = 2...2,5 ч) предложена система подсоса теплой воды из подогревателя с последующим смешением ее в зоне водовыпуска с вновь поступающей холодной водой. Для снижения теплопотерь через корпус такой поилки используется вакуумированный насосом 8 теплоизолятор в виде межстенной камеры 3 корпуса чаши 5 (рис. 14).

1 - подводной трубопровод холодной воды;

2 - наружный корпус поилки; 3 - вакуумиро-ванная камера; 4 - камера повышенного давления;

5 - водопойная чаша; 6 - крышка поилки; 7 - линия отсоса воздуха; 8 - мембранный насос; 9 - линия нагнетания воздуха; 10 - водопойный стакан; 11 - устройство аварийного слива воды; 12 - линия термосифонной циркуляции; 13 - электронагревательный блок; 14 - линия подсоса теплой воды; 15 - клапанно-поплавковый механизм

Рис. 14. Схема групповой поилки с электроподогревом

Глубина вакуума, обеспечивающего подсос горячей воды, определяется с использованием основного уравнения Бернулли и конструктивных параметров узла смешения:

..2 г\2 ^ ^

Р Р

етЛ _ атм

Л г

•Я

1

В1-с12

— 2

(65)

у у у 2g■{Dín-d1)

где Р, - давление в зоне ввода подсасывающего трубопровода; 32 - скорость воды в зоне выпуска; £>„ - внутренний диаметр водовыпускного патрубка; ¿/-наружный диаметр всасывающего трубопровода.

Предположив, что изменение случайной величины Х1 (количество обслуживаемых животных поилкой в данный момент) носит случайный характер, а ее значение т распределяется по нормальному закону, по теории выбросов можно определить вероятное количество животных т, одновременно обслуживаемых поилкой:

Рт=Р(х-т) =

1

4Ъга-

XI

2сг3

(66)

где Хт=т-№р - отклонение случайной величины X от математического ожидания; т - число одновременно потребляющих воду животных; Л'- численность технологической группы животных в секции (загоне); р = —— веро-

ятность появления случайной величины X; />•£- среднеквадратическое отклонение случайной величины; сг=\-р - вероятность противоположного события; ¡о.ср- среднее время отбора воды животным; Тц ср - средняя продолжительность цикла (потока).

Рассматривая появление случайной величины Хт относительно заданного уровня а=т (рис. 15), устанавливаем число совпадений потоков за временной интервал Т.

хО) —

¡-<р ( г

Рис. 15. Схематическая интерпретация выбросов стационарного дискретного потока животных при поении

После чего, задав объем межстенной камеры корпуса поилки Ур, определяем объем рабочей камеры насоса

Vp-4bt-a

(67)

к

N-Я-е г°2 -q>-Nc

где <р - коэффициент использования объема рабочей камеры насоса; Nc - нормативное число суток эксплуатации поилки до очередного технологического обслуживания; X - средняя частота совпадений потоков на заданном уровне.

В подсистеме санитарной обработки вымени коров существующая двух-цикловая (подмывание вымени и обтирание тканевой салфеткой) технология не полностью отвечает зоотехническим требованиям Нами предложена 3Х-4Х-цикловая технология очистки вымени с использованием воды с различным pH и воздуха повышенного давления (рис. 16).

Расход воздуха в первом цикле зависит от усилия Ротр отрыва механических загрязнений, скорости воздушного потока и длительности:

| 2Р /

fоп

(68)

V Рв J отр

где /отр - площадь отрыва (контакта загрязнений с кожным покровом вымени); <рс - скоростной коэффициент;/, - площадь воздуховыпускных отверстий, м ; 4 - расстояние перемещений загрязнений, м; Л^ - количество обслуживаемых животных, гол.; рв - плотность воздуха, кг/м .

щ щ 1

! Г/ г, |

— ъ ти и аЬ

• Т,сек

- Воздух; [><^><| - Вода ^^ - Воздух.

Рис. 16. Вариант цикла работы усовершенствованного подмывочного устройства

Расход воздуха в третьем цикле зависит от расхода подмывочной воды

и корректируется долей воздуха в смеси:_

[:2Р

-•V

{/?» =

(69)

где м - коэффициент истечения водовоздушной смеси; с10 - диаметр водовыпускных отверстий, м; г5 - длительность цикла обработки вымени водовоздушной смесью, с; п -показатель соотношения воздуха и воды.

Расход воздуха в 4-м цикле зависит от влажности кожного покрова и предназначен для сушки вымени:

Г4 „_<--(Л-Л)-У-Г

(4,-4.)-Р.

где с - коэффициент испарения; Р1 - давление пара при температуре испаряющейся воды; Р2- парциальное давление пара в окружающем воздухе; т7 -время цикла подсушки вымени; ^ - площадь обрабатываемой поверхности вымени; с1к- влагосодержание воздуха в конце операции; йн- влагосодержание воздуха в начале операции.

Тогда объем воды на очистку вымени будет:

(70)

и-

я-Л,

4

' " А (71)

где Я - высота установки напорного бака, м; Р - давление, создаваемое в подсистеме, кПа; <р - доля воздуха в транспортируемой смеси.

Количество водовыпускных отверстий в чаше подмывочного устройства.

4 Д

п =

об.п

В конструктивно-технологических решениях линий подмывания вымени коров (рис. 17-19) высота установки накопительного бака должна быть

Н1 =

Р„ , Ч1Ф, + к + к) ■ У2 , о1^ + 4£ • пК + £ • и) Р„

р Ч-р-с1тр 2ё-р р' (72>

где Рн - норматавное давление воды на выходе из распылителя, кПа; Р0- давление на свободной поверхности воды в баке, кПа; - сумма коэффициентов местных сопротивлений, = + ; - коэффициент сопротивления в зоне сужения потока (днище водонапорного бака - трубопровод); ¿;2 ~ коэффициент сопротивления в полукольцах собранного гибкого трубопровода (£2 = 4£ • лк); £3 - коэффициент сопротивления в зоне распыла '«»»); £ - коэффициент сопротивления колена с закруглением при а=90°; пК - количество полуколец трубопровода; £3 - коэффициент сопротивления в зоне водовыпускного отверстия; п - количество водовыпускных отверстий.

----

-__

1 - емкость для питьевой воды; 2 - емкость для подмы-вочной воды; 3 - подвеска; 4 — подмывочное устройство; 5 - трубопровод подмывоч-ной воды

Рис. 17. Схема линии

подмывания вымени

коров

Если в процессе подмывания вымени используется водовоздушная смесь, то давление воздуха в межстенной камере определяется по формуле

Р<н=Р*+Рх+Рр+Р»> (73)

где Рт - максимально допустимое давление, обеспечивающее комфортное состояние животного в процессе обмывания вымени, кг/м2; Р\ - потери давления при движении воздуха в воздуховоде, кг/м2; Рр, Рм - потери давления воздуха на разгон капель воды за местом смешения и в местных сопротивлениях, кг/м2.

Диаметр транспортного

воздуха|.

трубопровода Р>ятр и расход воздуха ()в

кг

^ кг воды )

а

тр

я-и.

е,

вод

(74)

где ц - весовая концентрация смеси,

(кг воздуха] ^ кг воды )

Изучены варианты использования для подачи подмывочной воды мембранного насоса. Рассмотрены две схемы его работы. По первой насос непосредственно подает подмывочную воду к подмывочному устройству, по второй он обеспечивает повышенное давление в баке накопителе, за счет которого вода подается к подмывочному устройству.

\ я»

Ци-1

1 - емкость для питьевой воды; 2 - емкость для подмывочной воды; 3 - емкость сжатого воздуха; 4 - трубопровод подачи воздуха; 5 - трубопровод подачи подмывочной воды; 6 - подмывочное устройство; 7 - подвеска

Рис. 18. Схема линии подмывания вымени коров

водовоздушной смесью

1 - накопительная емкость; 2 - защитная решетка; 3 - предохранительный клапан; • вакуумная линия системы доения; 5 - вакуумный регулятор; б - люк удаления оргг ких загрязнений; 7 - фильтрующая решена; 8 -подвеска; 9 -трубопровод загрязненной в< 10 - подмывочное устройство

Рис. 19. Расчетная схема линии отвода загрязненной воды

Для линии отвода загрязненной воды получены зависимости для определения необходимого вакуумметрического давления Рв, производительности (¿ал и диаметра Втр транспортного трубопровода:

(75)

где Ра - атмосферное давление; рзв - плотность загрязненной воды; Ы - потери напора по длине линии транспортировки загрязненной воды; /г„ - местные потери напора в линии транспортировки загрязненной воды;

О,

Рм.3'Т 3

(76)

где у _ разовая порция подачи воды на очистку вымени одной коровы, м ;

п рмз - объем и плотность механических загрязнении; т3 ни на цикл обмывания вымени коровы;

4&,

Ну-

Р. Рсм'Ч

■ затраты време-

где // — коэффициент расхода гидросмеси; Ну - разность уровней расположения подмывочного устройства и накопительной емкости, м.

Подвеска транспортного трубопровода и подмывочного устройства его рассмотрена как гибкая нить, работающая на растяжение под действием сосредоточенных сил и распределенной нагрузки (рис. 20).

Рис. 20. Расчетная схема подвески на тросе шлангов системы подмывания вымени

Получены расчетные зависимости по определению силы натяжения троса Нтч, его максимального провисания У™™ и диаметра йтр.

Н„„ =

\rtnax

т„

•Ч-И +РЦ-Ь

пр

\

16-у™ 2-у, ^т -д-Ь2 +РЦ-Ь

^тр

<}т„ =

тр

4 М*-у?

(78)

(79) (ВО)

где ттр - масса одного метра трубопроводов, кг; Ь - расстояние между опорами подвеса, м; Рц - сила от веса подмывочного устройства, Н; [ар] - допустимое напряжение материала троса на растяжение, НУм2.

В разделе «Методика экспериментальных исследований» изложена программа и методика исследований, описаны экспериментальные установки, применяемая измерительная аппаратура. Схема установки для исследования взаимосвязи животных с линией автопоения (поилкой) и расхода воды и ее фрагмент в производственных условиях представлены на рисунках 21,22.

При проведении исследований использованы: термометры ТЭТ-2 и ртутные термометры; прибор ИТВ-1, анемометр; водомеры емкостного и центробежного типов УВК, оборудованные герконовыми счетными устройствами; пьезометры; миллиамперметры Н-340, ЭН-3001, Н-399, вольтметр Э-59/1; ваттметр Д-529; амперметр Э-330; самописец Н-30; индикаторная головка и динамометр ДПУ-05-02; кинокамеры КРС-1; весовые устройства (ВНЦ); вакуумная установка и другое оборудование.

В результате исследований получены массивы данных, характеризующие временные параметры процессов, массовые расходы воды, количественные показатели обслуживания животных, температурные параметры воды и окружающего воздуха, данные по гидравлическим сопротивлениям в линиях водообеспечения, расходу тепла и энергии. При обработке данных использовали ЭВМ с прикладным пакетом «51:айз1лка».

/ 1 з

1 - водопойной корыто; 2 - клапан с сигнализирующим устройством;

3 - счетчики расхода воды; 4 - регистрирующая аппаратура

Рис. 21. Общая схема экспериментальной установки

Рис. 22. Экспериментальная установка в хозяйственных условиях

В разделе «Результаты экспериментальных исследований процессов и технических средств водообеспечения животных» изложены материалы, подтверждающие достоверность теоретических положений диссертационной работы, дан анализ данных экспериментальных исследований по обоснованию режимных и конструктивных параметров системы водообеспечения животных и ее составных блоков.

Установлено, что как востребованность животными линии автопоения, так и отбор воды из нее неравномерны и зависят от времени суток, условий содержания, возраста животных, времени и качества кормления, а также от конструкции средств автопоения, обеспечивающих комфортность обслуживания (рис. 23).

1,2-животныестаргерногопериода, 8-12месяцев [Т^^и-(-<3"С),Тводь,- 10°С, о^тра-1,5 м/с; Тющуха - 25°С, Ткщы -15°С, Окфа-Зм/с]; 3,4- животные ростового периода [Тюк™ - (-5,8 С), Т«в,-10^°с, Овира-1.5м/с;Ткддуи-2 С,Ткщы- 13°С, оЮ!Л~1 Дм/с]; 5-животныезаключительного периода откорма [ТКВдОТ-(-8оС),Ткда-10оС, 0,^-1,5 м/с]; « - время раздачи корма

Рис. 23. График загрузки групповой поилки в загонах откормочной площадки

Число циклов отбора воды животным из линии автопоения колеблется от 1 до 5. Их среднее число составляет 3,4 для телят, молодняка и 3 - для коров и животных заключительного периода откорма, при общей длительности разового удовлетворения потребностей животных разных половозрастных групп 1,7-3,3 ч.

Наиболее напряженным периодом обслуживания линией животных является период после дневного кормления длительностью 1,5-2,5 ч. Этот период является характерным для обоснования параметров накопительных емкостей для воды, трубопроводной лини и автопоилок.

Интервалы времени между подходами животных к автопоилкам в линии автопоения и длительность водопотребления представляют собой случайные числа, распределенные по законам Вейбулла и экспоненциальному закону с вероятностью 0,7... 0,9 (рис. 24).

Интенсивность подходов для водопотребления животными (№) может быть определена уравнениями регрессии:

для телят и молодняка у = -0,00 Ш2 + 0,065./*/; для коров >> = 522,6-1,09^.

Обработка экспериментальных данных с использованием аппарата теории массового обслуживания позволила обосновать загрузку линии автопоения или требуемое число поильных мест (поилок) при беспривязном содержании животных. Пример обработки данных для группы 200 гол. молодняка на откорме представлен на рисунке 25.

Длительность нахождения животного в очереди для поения в среднем составляет 49 с, после чего животное покидает линию автопоения необслу-женным.

1,2,3 — распределение временных интервалов (суточное, в ночной период, после раздачи корма) Рис. 24. Распределение временных интервалов между подходами животных стартерного периода (КРС) к поилке

К

\Ч V* % \

1 \ / 5

.V

- расчетные данные при Тоес= const; ----расчетные данные при w,

распределенном по показательному закону;---экспериментальные данные по М2

Рис. 25. Зависимость среднего числа животных стартерного периода (Мх) в очереди (1), среднего числа (М2) животных в системе (2), среднего числа (Л/3) незанятых поильных мест (3) от общего числа поильных мест (и)

Анализ траектории перемещения головы животного в зоне поения (рис. 26) и характер размещения животного относительно групповой автопоилки показал, что при привязном содержании животных расстановка поилок может быть определена по схемам: одна поилка на два животных (однолинейная линия кормления); одна поилка на 3 животных (при спаренной кормушке).

При беспривязном содержании фронт поения на животное в зависимости от половозрастного состава должен составлять 0,25-0,43 м/гол., ограждение групповой поилки должно быть регулируемым в горизонтальной плоскости в диапазоне 100-200 мм, а в вертикальной - 380-850 мм. Использование в поилках водопойного стакана позволяет исключить загрязнение водного объема поилки остатками корма. Внутренний радиус водопойного стакана (гофры) должен находиться в пределах 70-105 мм. Водовыпускные отверстий 0 6 мм должны обеспечивать необходимый приток воды в поилку с коэффициентом истечения 0,54-0,62. Усилие на раскрытие гофрированного водопойного стакана составляет 1,3-1,5 кг и соответствует зоотехническим требованиям.

Ь а1

ЮС

во 60

ч

-Л т 1 1 1 1 1 1 \\

\ 1 / 1 г 1 . 1 |

„ ^^ 1 / Г 1 ;

✓ 1 П

!\ //

— _ _ траектория движения головы коровы;

-траектория движения

молодняка на откорме

Рис. 26. Влияние высоты установки поилок на досягаемость воды животными

20 . 40 60

I см

Установка групповых поилок в обособленных загонах и выгульных площадках должна осуществляться осесимметрично центру кормовой линии или со смещением от него на 2-3 м. Площадь водопойного пункта при использовании поилок прямоугольной формы может быть определена по формуле

5 =

п-В}-2а 360

(81)

где Л - радиус дуги водопойного пункта, К - в • tg(90-а); в - параметр, характеризующий свободу перемещения животного, м; а- угол размещения животного у поилки, а =10-15°; пж - количество животных, размещаемых у поилки, гол.; к - показатель обслуживания (к =2 - двустороннее обслуживание; к = 1 - одностороннее обслуживание).

Рациональный расход воды в системе водообеспечения технологических процессов является одним из оценочных показателей эффективности принятых конструктивно-технологических решений.

Исследованиями установлено, что отбор воды из подсистемы автопоения осуществляется с различной интенсивностью: от 2,9 л/мин. для телят до 12 л/мин. для коров и животных заключительного откорма. Статистическая обработка данных по длительности потребления воды животными показала, что они соответствуют законам распределения Вейбулла, нормальному и экспоненциальному (рис. 27).

Анализ корреляционных функций процесса потребления воды показал, что он является дифференцируемым, а производительность питающих устройств может быть обоснована с использованием аппарата теории выбросов.

Для технологической группы животных численностью 200 гол. производительность клапанно-поплавковых устройств должна быть 55-60 л/мин. Общий расход воды характеризуется коэффициентами суточной (1,26-3,4) и часовой (2,5-4,9) неравномерности. Разовый отбор воды из подсистемы зависит от обслуживаемого поголовья (рис. 28.)

Значительный непроизводственный расход воды имеет место при поддержании заданной температуры воды за счет протока греющей воды через групповую поилку. Как показали исследования, использование предложенных термосиловых управляющих устройств в проточных поилках позволяет снизить непроизводственный расход воды в 3-4 раза.

а и 6 - летний и зимний периоды; 1 - по данным в течение суток; 2 - по данным после раздачи корма

Рис. 27. Распределение длительности водопотребления животными стартерного периода

ах

ао2

Рис. 28. Зависимость разового объема потребляемой воды от обслуживаемого поголовья коров

<о

120

160

Цголвй

Снижению расхода воды, а также расхода электроэнергии в подсистемах с электроподогревом воды способствует конструктивное решение корпуса накопительных емкостей (поилок), предусматривающее в качестве термо изолятора воздушную вакуумированную прослойку. Значение коэффициента теплопроводности прослойки может быть определено по уравнению регрессии.

2 = 0,012Р + 0,014, (82)

где Я - коэффициент теплопроводности, вт/м2-°С; Р - давление воздуха в теплоизоляционной камере, кПа.

Коэффициент теплопередачи для данной конструкции корпуса зависит от формы наружной стенки и может изменяться в пределах от 3,88 до 14,5 Вт/м2-°С.

Теплопотери через корпус со сферической стенкой можно определить по зависимости

¡=1

(83)

где а - радиус основания сегмента, м; 1г - высота боковой поверхности сегмента, м; ксф - коэффициент теплопередачи, Вт/м -°С (ксф = 3,88).

Поддержание заданной температуры воды в подсистеме автопоения с термосифонной ее циркуляцией возможно при ее протяженности 25-27 м. Скорость термосифонной циркуляции воды находится в пределах 0,004-0,08 м/с. На режим циркуляции воды существенное влияние оказывают местные сопротивления в точках присоединения индивидуальных поилок.

Установлено, что в расчетах коэффициент местных сопротивлений в указанных точках необходимо принимать равным 80-140. В линиях с принудительной циркуляцией воды мембранный пневмопобудитель обеспечивает максимальную производительность при 25-35 пульсах в минуту, составляющую для модульной группы животных (iV=25 гол.) 1,5 л/мин. Высота установки насоса относительно уровня воды в баке должна быть порядка 0,8 м.

Линию санитарной обработки вымени коров с подсистемой автопоения объединяет общая накопительная емкость для воды и единый нагревательный элемент. Вместимость накопительной емкости для них зависит от количества обслуживаемых коров. Для модульной группы коров (N=25 гол.) средний суточный расход воды при трехкратном доении составляет 101 л, при двукратном - 70 л при коэффициенте суточной неравномерности 1,1. Мощность нагревательного блока, обеспечивающего заданный температурный режим подмывочной и питьевой воды составляет 1,8 кВт при цикличном режиме работы (w=5 мин. - процесс доения; гвк,=20-25 мин., г„;,=50-55 мин. -между дойками).

Использование линии подмывания вымени по рисунку 17 позволяет сократить время цикла до 118 с, исключить слив воды на пол стойла. Численность одновременно работающих операторов подчиняется биноминальному закону распределения с вероятностью 0,8-0,86 (рис. 27), а длительность совместной работы двух и более операторов составляет 11-7 с.

Использование для подмывания вымени коров водовоздушной смеси позволяет снизить расход воды на подмывание вымени на 20-28%, а применение в процессе подмывания вымени активированной воды (рН=6) снижает бактериальную обсемененность вымени в 11 раз (табл. 1).

Р,% W

20

Рис. 27. Распределение вероятного числа одновременно работающих

операторов

Предлагаемая конструкция подвески транспортных трубопроводов обеспечивает комфортность работы оператора машинного доения. Усилие на перемещение подмывочного устройства не превышает 8 Н.

Таблица 1 - Данные бактериальной обсемененности вымени коров

№ соска рН раствора ОМЧ в 1 мл

ДО обработки вымени после обработки вымени

1 7,6 2240+3/4 (споровая микрофлора) 1300+1/2 (споровая микрофлора)

2 5,8 1780+2/3 (споровая микрофлора) 160+0 (споровая микрофлора)

3 3,5 14480+1/2 (споровая микрофлора) 8880+0 (споровая микрофлора)

4 8,6 3840+1/3 (споровая микрофлора) 300+0 (споровая микрофлора)

Наиболее эффективная работы подмывания вымени водой наблюдается при расстоянии поверхности вымени от водовыпускного отверстия 0,065-0,09 м (рис. 28).

Рис. 28. Зависимость давления струи воды на вымя от расстояния распылителя до вымени

0,025 0,05 0,075 0,1 0,125 I. н

В пятой главе дана оценка экономической эффективности внедрения результатов исследований системы водообеспечения технологических процессов обслуживания КРС с учетом новых конструктивно-технологических решений. В качестве базы сравнения принята стандартная система водообеспечения, используемая на животноводческих объектах и являющаяся

близким аналогом исследуемой.

По результатам производственных испытаний источниками экономического эффекта являются снижение затрат труда (38,29%), энергии (18,7%), капиталовложений (9,4%) и расхода воды (13,1%). Срок окупаемости капитальных вложений составляет 2,08 года.

Общий годовой экономический эффект от внедрения предложенных разработок на поголовье коров Ростовской области может составлять 551,5 млн.руб. При этом дополнительный эффект от повышения продуктивности скота, снижения расхода ресурсных составляющих (корма, подстилка), может достигать 1008,81 руб. на 1 голову в год.

Общие выводы

1. Применение системного подхода к изучению и анализу водообеспече-ния технологических процессов по обслуживанию крупного рогатого скота позволило установить технико-технологическую связь между отдельными технологическими процессами и на принципе унификации разработать информационно-структурную схему системы «человек - машина - животное» с определенным количеством технологических элементов и связей (потоков).

2. Установлено, что система водообеспечения технологических процессов по обслуживанию крупного рогатого скота в рамках технологических (зоотехнических) требований может включать в себя подсистемы автопоения животных, санитарной обработки вымени коров, обработки кожного покрова животных и подготовки кормов к скармливанию.

3. Режим работы системы обосновывается потоками, формируемыми человеком, обслуживающим систему, животными, потребляющими воду или требующими обслуживания, а также потоками, обеспечивающими взаимосвязь элементов системы между собой, между системой и окружающей средой.

4. Процессы автопоения крупного рогатого скота и подмывания вымени коров являются случайными. Процесс автопоения характеризуется такими показателями, как интервал времени между подходами животных к месту отбора воды и длительностью отбора воды. Данные показатели являются случайными величинами, распределенными по определенным законам: нормальному, экспоненциальному, Вейбулла. Процесс подмывания вымени коров характеризуется временными показателями процесса (операций подмывания, прерывание подмывания), величиной расхода воды и числом операторов, участвующих в процессе. Показатель расхода воды является случайной величиной, распределенной по биноминальному закону и косвенно обосновывает количество и длительность одновременно задействованных операторов машинного доения.

5. Эмпирические распределения показателей процесса водопотребления согласуются с теоретическими, что позволяет использовать метод статистического моделирования, математический аппарат теории поточных линий и массового обслуживания при определении режимов Еодопотребления и параметров базовых элементов системы.

6. Разработанные алгоритмы статистического моделирования могут быть использованы при исследованиях процесса автопоения и обосновании параметров линии автопоения, так как отражают логическую последовательность действий и описывают реальный процесс с погрешностью 5-20%.

7. Водообеспечение технологических процессов обслуживания КРС рекомендуется осуществлять по энергосберегающим технологиям, в основу которых положено: многофункциональность отдельных элементов системы (накопительно-распределительные емкости), термосифонный принцип циркуляции воды в линии автопоения и в групповых средствах автопоения, использование в качестве силового агента и термоизолятора в напорных устройствах, емкостях-накопителях и средствах группового автопоения воздуха. При этом для обработки вымени коров предлагается четырех цикловой режим с последовательным использованием по циклам в качестве агентов

обработки подогретого воздуха (f=35-45°C; Р=150 кПа), водовоздушной смеси (i=45±5°C; Р=150 кПа; коэффициент соотношения воды к воздуху <р=0,29-0,32), электроактивированной водовоздушной смеси (рН = 5,8; 8,6; /=40-45°С) и подогретого воздуха (i=40-45°C; Р=150 кПа).

8. Для реализации предложенных ресурсосберегающих технологий разработаны конструктивные решения базовых элементов системы, теоретически и экспериментально обоснованы их основные параметры, требования к размещению:

- резервирующий напорный бак: многосекционный, для размещения питьевой воды, подмывочной воды, воздуха пониженного давления (Рвак =30-50 кПа), воздуха повышенного давления (Р = 150-200 кПа); объем для воды - 0,114м3 на модульную группу 25 коров; общий нагревательный элемент (№=1,8 кВт/модульную группу 25 коров); максимальный предел нагрева подмывочной воды - 70°С; поддержание заданной температуры питьевой воды - вторичным нагревом через разделительную стенку (i„=10-30°C); коэффициент теплопередачи через корпус бака (многослойная круговая стенка с винтовым воздуховодом - 8,3 Вт/м2-С; сферическая многослойная стенка-3,88 Вт/м2-С;

- индивидуальные поилки: чашечная с защитным гофрированным стаканом (количество отверстий - 4-10, dom = 6 мм); установка - на передней стенке кормушки; загрузка поилки - одна на две головы с односторонним доступом животных, одна на 3 гол. с двусторонним доступом животных, одна на 12 гол. при беспривязном содержании в животноводческих помещениях;

- групповая поилка: форма квадрата (прямоугольника), круглая при осе-симметричном расположении относительно линии кормления; круглая форма при асимметричном расположении на линии примыкания соседних, смежных загонов (площадок); фронт поения на одно животное (круглая форма -0,20-0,50 м/гол.; прямоугольная форма - 0,25-0,43 м/гол.); корпус поилки многослойный с воздушной теплоизоляционной прослойкой; обобщенный коэффициент теплопередачи - 5,3 Вт/ м2-С; подогрев воды комбинированный (с использованием электронагревательных элементов - ТЭНов - основной; за счет периодического протока воды - основной или аварийный); мощность нагревателя на поильное место - 0,187 кВт; расход проточной воды -1 м3/сутки; наличие гофрированного с водовыпускными отверстиями водопойного стакана (внутренний диаметр стакана - 90-250 мм); количество водовыпускных отверстий d = 6 мм - (4-24); установка поилки - по центру кормовой линии с отклонением в одну или другую сторону на ±2 м (осесиммет-ричное размещение поилки) или по разделительной линии загонов (секций); минимальное отстояние поилки от линии кормления - 6-8 м;

- насос-побудитель: мембранный, пневматически; оптимальное число пульсаций мембраны - 30 п!мин.; производительность насоса для модульной группы животных (25 коров) - 0,0015 м3/мин.; количество рабочих циклов между дойками - 2-4 цикла; средняя продолжительность рабочего цикла -8-9 мин.; средняя продолжительность простоя насоса - 90 мин.; интенсивность натекания воздуха в вакуумированную камеру (ресивер) пневмосисте-мы насоса - 0,00217 кПа-м3/с; резервный запас вакуума в межстенной камере

резервирующего водонапорного бака - 0,12 м3, рабочий диапазон вакуума -30-50 кГТа; количество циклов вакуумирования ресивера - 3-4; уровень установки насоса относительно водонапорного бака - 0,79 м;

- транспортная линия подсистемы автопоения: замкнутая линия трубопроводов (|imp = 25 мм); скорость термосифонной циркуляции воды -0,004-0,08 м/с; допустимая длина термосифонной линии - 25-27 м, скорость циркуляции воды при работе побудителя - 0,12-0,4 м/с;

- транспортная линия подсистемы подмывания вымени коров: гибкие полиэтиленовые шланги (диаметры шлангов подачи воды - 8 мм; транспортировки загрязненной воды - 8-12 мм); давление подмывочной водовоздуш-ной смеси - 150 кПа; вакуумметрическое давление в накопителе загрязненной воды - 45-50 кПа; емкость накопителя загрязненной воды - 0,12 м ; давление воздуха в накопительной камере - 150-210 кПа; диаметр водовыпускного отверстия подмывочного устройства - 1,5 мм; расход воды на подмывание вымени коровы - 1,0 л/гол.; средняя длительность цикла подмывания вымени коровы - 2 мин.;

- подвеска подмывочного устройства: гибкая, тросовая; диаметр троса -9 мм; усилие натяжения троса - 90-170 кгс; величина провисания троса -25-80 мм; усилие на перемещение подмывочного устройства - 8 Н; трассировка троса по крайней линии служебного прохода на высоте - 2,0 м.

9. Использование предлагаемых технологических и технических решений по водообеспечению технологических процессов обслуживания крупного рогатого скота позволяет снизить расход ресурсных составляющих (вода, корма, подстилка, электроэнергия, затраты труда), повысить комфортность труда, получить годовой экономический эффект от снижения приведенных затрат 2174,8 руб. (цены 2010 г.) и дополнительный эффект от технологических решений 1008,8 руб./гол. Внедрение предложенных решений в масштабе региона (Ростовская область) может обеспечить экономический эффект в размере 805,4 млн.руб./год.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах.

Публикации в изданиях, рекомендуемых ВАК:

1. Поцелуев A.A. Математические модели по обоснованию режимных характеристик и конструктивных параметров групповых поилок для крупного рогатого скота/А.А. Поцелуев// Известия высших учебн. заведений. «Северо-Кавказский регион». - Специальный выпуск, 2004. - С. 151-153.

2. Поцелуев A.A. Статистическая модель процесса автопоения КРС/ A.A. Поцелуев// Известия высших учебн. заведений. «Северо-Кавказский регион». - Специальный выпуск, 2005. - С. 62-67.

3. Поцелуев A.A. Термосиловые устройства в системах автопоения/ A.A. Поцелуев// Механизация и электрификация сельского хозяйства, № 3. -2005.-С. 12-14.

4. Поцелуев A.A. Исследование устройств отбора воды из поилок для крупного рогатого скота/А.А. Поцелуев// Техника в сельском хозяйстве, № 1. - 2009. - С. 20-22.

5. Поцелуев A.A. Влияние pH показателя воды на загрязненность вымени коров/А.А. Поцелуев// Механизация и электрификация сельского хозяйства, № 1.-2009.-С. 14-15.

6. Поцелуев A.A. Анализ потоков, характеризующих работу подсистем во-дообеспечения на фермах КРС/А.А. Поцелуев// Техника в сельском хозяйстве, №2.-2009.-С. 16—17.

7. Поцелуев A.A. Теория выбросов при обосновании параметров средств автопоения/А.А. Поцелуев// Техника в сельском хозяйстве, № 3. - 2009. -С. 12-15.

8. Поцелуев A.A. Система автопоения крупного рогатого скота с мембранным побудителем/А.А. Поцелуев// Механизация и электрификация сельского хозяйства, № 4. _ 2009. - С. 12-20.

9. Поцелуев A.A. Интенсификация подогрева воды в групповых поилках/А. А. Поцелуев// Техника в сельском хозяйстве, № 3. - 2010. - С. 9-10.

10. Поцелуев A.A. Обоснование параметров водонапорного бака линии ав-топоения/А.А. Поцелуев// Механизация и электрификация сельского хозяйства, №7.-2010.-С.23-25.

И. Поцелуев A.A. Расчет гибкой подвески в системе подмыва вымени ко-ров/А.А. Поцелуев// Механизация и электрификация сельского хозяйства, № 7. -2010.-С. 30-31.

Авторские свидетельства и патенты:

1. Авторское свидетельство № 697114. Поилка для животных/ В.В. Терещенко, М.А. Тищенко, A.A. Поцелуев, А.Н. Марышев, Л.Х. Эм, К.Д. Шин; опубл. 15.11.79, бюл, № 42.

2. Авторское свидетельство № 829063. Поилка для животных/ М.А. Тищенко, A.A. Поцелуев, А.Н. Марышев; опубл. 15.05.81, бюл. № 18.

3. Авторское свидетельство № 858686. Автопоилка для животных/ A.A. Поцелуев, В.А. Максименко, М.Ф. Сергеев, Л.П. Гусакова; опубл. 30.08.81, бюл. № 32.

4. Авторское свидетельство № 858687. Поилка для животных/ A.A. Поцелуев, М.Ф. Сергеев; опубл. 30.08.81, бюл. № 32.

5. Авторское свидетельство № 858688. Автопоилка для животных/ A.A. Поцелуев, М.А. Тищенко, А.Н. Марышев, В.А. Горбунов, В.В. Куцевалов; опубл. 30.08.81, бюл. № 32.

6. Авторское свидетельство № 1629001. Поилка/А.А. Поцелуев, Н.В. Кравченко; опубл. 23.02.91, бюл. № 7.

7. Авторское свидетельство № 1653674. Групповая поилка для животных/ A.A. Поцелуев, Н.В. Кравченко; опубл. 07.06.91, бюл. № 21.

8. Патент № 2053660. Автопоилка для животных/ И.В. Назаров, A.A. Поцелуев, В.М.Чефонов; опубл. 10.02.96, бюл. № 4.

9. Патент № 2113115. Система автопоения животных/А.А. Поцелуев, И.В. Назаров, H.A. Щербак, В.А.Максименко; опубл. 20.06.98, бюл. № 17.

10. Патент № 2125791. Система водоснабжения животных/ A.A. Поцелуев, И.В. Назаров, Н.Ф. Шимель, H.A. Щербак; опубл. 10.02.99, бюл. № 4.

11. Патент № 2125367. Групповая автопоилка/А.А. Поцелуев, A.A. Лыгин; опубл. 27.01.98, бюл. №3.

12. Патент № 2130712. Групповая автопоилка/А.А. Поцелуев, A.A. Лыгин; опубл. 27.05.99, бюл. № 15.

13. Патент № 2228025. Система автопоения с/х животных и птицы / A.A. Поцелуев, А.Г. Пасько, Д.В. Заковоротний; опубл. 10.05.2004, бюл. № 13.

14. Патент № 2189738. Система подмывания вымени животных /A.A. Поцелуев, ЕЛ. Чепурина; опубл. 27.09.2002, бюл. № 27.

15. Патент № 2228026. Групповая автопоилка/А.А. Поцелуев, Е.А. Таран; опубл. 10.05.2004, бюл. № 13.

16. Патент № 2267264. Групповая автопоилка/А.А .Поцелуев, Е.А. Таран, А.Н. Ефремов; опубл. 10.01.2006, бюл. № 1.

17. Патент № 2345522. Групповая автопоилка/Е.А. Таран, A.A. Поцелуев; опубл. 10.02.2009, бюл. № 4.

Монографии:

1. Поцелуев A.A. Ресурсосберегающие системы водообеспече-ния технологических процессов по обслуживанию крупного рогатого скота' A.A. Поцелуев. - Ростов-на-Дону: «Терра Принт», 2009. - 143 с.

Учебные пособия:

1. Поцелуев A.A. Водоснабжение объектов сельскохозяйственного назначения (Гриф УМО, Министерства)/ A.A. Поцелуев. - Зерноград: РИО ФГОУ ВПОАЧГАА, 2005. - 305 с.

Научные отчеты, статьи в журналах и сборниках научных конференций:

1. Поцелуев A.A. Предварительные результаты испытаний опытных машин и оборудования откормочных площадок. Отчет по НИР, № госрегистр. 76022129/ М.А. Тищенко, A.A. Поцелуев. - Зерноград: ВШШТИМЭСХ, 1976. - 17 с.

2. Поцелуев A.A. Исследование процесса поения молодняка КРС и обоснование параметров групповых поилок. Отчет по НИР, № госрегистр. 77028170/ М.А. Тищенко, A.A. Поцелуев. - Зерноград: ВНИПТИМЭСХ, 1977. - 15 с.

3. Поцелуев A.A. Исследование групповых поилок с повышенной теплоизоляцией и автоматическим регулированием слива воды. Отчет по НИР, № госрегистр. 77028170/ М.А. Тищенко, A.A. Поцелуев. - Зерноград: ВНИПТИМЭСХ, 1978. -17 с.

4. Поцелуев A.A. Некоторые результаты исследований и испытаний групповых поилок для откормочных площадок КРС/М.А. Тищенко, В.В. Терещенко, A.A. Поцелуев//Механизация и электрификация сельскохозяйственного производства. Сб.науч.трудов, вып. 31. - Зерноград: ВНИПТИМЭСХ, 1978. -С. 67-74.

5. Поцелуев A.A. Теоретические исследования процесса водопотребления животными из групповых поилок проточного типа. Отчет о НИР, № госрегистрации 77028170/М.А. Тищенко, A.A. Поцелуев. - Зерноград: ВНИПТИМЭСХ, 1979.- 17 с.

6. Поцелуев A.A. Результаты исследований и испытаний групповых поилок. Отчет о НИР, № госрегистрации 77028170/М.А. Тищенко, A.A. Поцелуев. -Зерноград, 1979. - 8 с.

7. Поцелуев A.A. Чтобы напоить подогретой водой/М.А. Тищенко, М.А. Колесников, A.A. Поцелуев//Сельское хозяйство России, № 12,1979. - С. 55-57.

8. Поцелуев A.A. Исследование групповых поилок проточного типа. Отчет о НИР, № госрегистрации 77028170/М.А. Тищенко, A.A. Поцелуев. - Зерноград: ВНИПТИМЭСХ, 1980. - 18 с.

9. Поцелуев A.A. О режимах водопотребления в загонах откормочных площадок молодняка КРС/А.А. Поцелуев/Механизация и электрификация технологических процессов на животноводческих фермах. Сб.науч.трудов. - Зер-ноград: ВНИПТИМЭСХ, 1980. - С. 42-48.

10. Поцелуев A.A. Об использовании термосиловых датчиков дня регулирования слива воды из групповых поилок проточного типа на откормочных площадках КРС/А.А. Поцелуев//Механизация и электрификация с/х, № 10,

1981.-С. 67 (№ 125-81).

11. Поцелуев A.A. Результаты исследований рабочего процесса групповой поилки/А.А. Поцелуев//Повышение эффективности механизации технологических процессов в животноводстве. Сб.науч.трудов. - Зерноград: ВНИПТИМЭСХ,

1982.-С. 80-86.

12. Поцелуев A.A. Конструктивные особенности и результаты исследований устройств для управления рабочим процессом в автопоилках/А.А. Поцелу-ев//Энергосберегающая технология механизированных работ в сельском хозяйстве. Сб.науч.трудов. - Ставрополь: Ставропольский ГАУ, 1990. - С. 66-72.

13. Поцелуев A.A. Результаты исследований процесса автопоения / A.A. Поцелуев/Механизация и электрификация с/х производства, № 6,1990. - с. 30.

14. Поцелуев A.A. Система контроля за потреблением воды животным/ A.A. Поцелуев/Механизация и электрификация с/х производства, №8,1990. - с. 31.

15. Поцелуев A.A. Совершенствовать автопоилки проточного типа /A.A. Поцелуев//Сельские зори, № 1,1991. - С. 64-65.

16. Поцелуев A.A. Проектирование линий водоснабжения и автопое-ния/А.А. Поцелуев/Методическое пособие. - Зерноград: АЧИМСХ, 1992. - 62 с.

17. Поцелуев A.A. Обоснование режимных параметров термосифонной системы групповой поилки/А.А. Поцелуев, И.В. Назаров// Совершенствование технологических процессов машин и аппаратов в инженерной сфере АПК. Сб.науч.трудов. - Зерноград: АЧГАА, 1996. - 123 с.

18. Поцелуев A.A. Тепловой баланс и результаты исследований рабочего процесса автопоилки с термосифонной системой подогрева воды/А.А. Поцелуев, И.В. Назаров// Совершенствование технологических процессов машин и аппаратов в инженерной сфере АПК. Сб.науч.трудов. - Зерноград: АЧГАА, 1996. -123 с.

19. Поцелуев A.A. Результаты исследований процесса подмывания вымени в коровнике с привязным содержанием коров/А.А. Поцелуев, И.В. Назаров, Н.Ф. Шимель// Совершенствование технологических процессов и технических средств в АПК. Сб.науч.трудов. - Зерноград: АЧГАА, 1999. - с. 74-82.

20. Поцелуев A.A. Энергосберегающая система автопоения/А.А. Поцелуев, И.В. Назаров, A.A. Лыгин, H.A. Щербак// Совершенствование технологических процессов машин и аппаратов в инженерной сфере АПК. Сб.науч.трудов. - Зерноград: АЧГАА, 1999. - С. 70.

21. Поцелуев A.A. Исследования рабочего процесса водонагревателя циркуляционной системы автопоения/А.А. Поцелуев, НА. Щербак// Совершенствование процессов и технических средств в АПК. Сб.науч.трудов. - Зерноград: АЧГАА, 1999.-С. 71-74.

22. Поцелуев A.A. Обоснование накопительной емкости водонагревателя циркуляционной системы автопоения/А.А. Поцелуев, H.A. Щербак// Совершенствование процессов и технических средств в АПК. Сб.науч.трудов. - Зерно-град: АЧГАА, 1999. - С. 98-102.

23. Поцелуев A.A. Усовершенствование схемы локальных систем автопоения на фермах КРС/А.А. Поцелуев, И.В. Назаров, A.A. Лыгин// Совершенствование процессов и технических средств в АПК. Сб.науч.трудов. - Зерноград: АЧГАА, 2000. - С. 110-113.

24. Поцелуев A.A. Анализ технологической топологии систем автопоения с/х животных/А.А. Поцелуев// Совершенствование процессов и технических средств в АПК. Сб.науч.трудов. - Зерноград: АЧГАА, 2000. - С. 124-126.

25. Поцелуев A.A. Анализ расхода воды в системе подмывания вымени ко-ров/А.А.Поцелуев, Е.Л. Чепурина// Совершенствование процессов и технических средств в АПК. Сб.науч.трудов. - Зерноград: АЧГАА, 2000. -С.127-129.

26. Поцелуев A.A. Анализ тепловых потерь в проточных водонагревате-лях/А.А. Поцелуев, H.A. Щербак// Совершенствование процессов и технических средств в АПК. Сб.науч.трудов. - Зерноград: АЧГАА, 2000. - С. 138-140.

27. Поцелуев A.A. Система автопоения/А.А.Поцелуев, И.В.Назаров, H.A. Щербак, A.A. Лыгин// Сельский механизатор, № 8,2000. - С. 49.

28. Поцелуев A.A. Результаты исследований систем автопоения с термосифонной циркуляцией/А.А. Поцелуев, И.В. Назаров, Н.А, Щербак// Адаптивные технологии и технические средства в производстве и животноводстве. Сб.науч.трудов. - Зерноград: ВНИПТИМЭСХ, 2000. - С. 222-227.

29. Поцелуев A.A. Направления совершенствования систем автопоения для животноводческих объектов/А.А. Поцелуев, H.A. Щербак, A.A. Лыгин, Н.Ф. Шимель// Адаптивные технологии и технические средства в производстве и животноводстве. Сб.науч.трудов. - Зерноград: ВНИПТИМЭСХ, 2000. - С. 217-222.

30. Поцелуев A.A. Анализ теплового процесса системы подмывания вымени коров/А.А. Поцелуев, Е.Л. Чепурина// Совершенствование процессов и технических средств в АПК. Сб.науч.трудов (вып. 3). - Зерноград: АЧГАА, 2001. — С. 72-76.

31. Поцелуев A.A. Анализ рабочего процесса системы подвеса подмывоч-ного устройства/А.А. Поцелуев, Е.Л. Чепурина// Совершенствование процессов и технических средств в АПК. Сб.науч.трудов (вып. 3). - Зерноград: АЧГАА, 2001.-С. 76-81.

32. Поцелуев A.A. Использование вакуума в системах автопоения с/х животных/А.А. Поцелуев, H.A. Щербак// Совершенствование процессов и технических средств в АПК. Сб.науч.трудов (вып. 3). - Зерноград: АЧГАА, 2001. -С. 159-162.

33. Поцелуев A.A. Анализ рабочего процесса системы подвеса подмывоч-ного устройства/А.А. Поцелуев, Е.Л. Чепурина// Совершенствование процессов и технических средств в АПК. Сб.науч.трудов (вып. 3). - Зерноград: АЧГАА, 2001.-С. 76-81.

34. Поцелуев A.A. Повышение эффективности использования воды при производстве и переработке с.-х. продукции/А.А. Поцелуев, И.В. Назаров, Л.Н. Родина, Е.В. Савенко// Совершенствование процессов и технических средств в АПК. Сб.науч.трудов (вып. 3). - Зерноград: АЧГАА, 2001. - С. 162-165.

35. Поцелуев A.A. Анализ теплового процесса системы подмывания вымени коров/А.А. Поцелуев, Е.Л. Чепурина// Совершенствование процессов и технических средств в АПК. Сб.науч.трудов (вып. 3). - Зерноград: АЧГАА, 2001. -С. 72-76.

36. Поцелуев A.A. Система подмывания вымени коров/А.А. Поцелуев, Е.Л. Чепурина// Конструирование, использование и надежность машин с.-х. назначения. Сб. науч.трудов (вып. 3). - Брянск, 2002. - С. 29-32.

37. Поцелуев A.A. Системы и средства автопоения крупного рогатого ско-та/А.А. Поцелуев// Перспективные технологии и технические средства для животноводства: Проблемы эффективности и ресурсосбережения. Сб.науч.трудов. -Подольск: ГНУ ВНИИМЖ, 2003. - С. 87-96.

38. Поцелуев A.A. Биокомфортные системы и средства автопоения сельскохозяйственных животных/А.А. Поцелуев// Новая техника и технологии в АПК. Сб.науч.трудов. - Зерноград, РИПКК АПК, 2004. - С. 122-134.

39. Поцелуев A.A. Унифицированная система автопоения свиней/ A.A. Поцелуев, М.А. Жилин// Новая техника и технологии в АПК. Сб.науч.трудов. - Зерноград, РИПКК АПК, 2004. - С. 32-39.

40. Поцелуев A.A. Анализ теплового баланса групповой поилки/А.А. Поцелуев, Е.А. Таран// Новая техника и технологии в АПК. Сб.науч.трудов. - Зерно-град, РИПКК АПК, 2004. - С. 112-117.

41. Поцелуев A.A. Анализ процесса истечения воды в водопойный стакан групповой поилки/А.А. Поцелуев, Е.А. Таран// Совершенствование процессов и технических средств в АПК. Сб.науч.трудов. - Зерноград: АЧГАА, 2005. -С. 72-76.

42. Поцелуев A.A. Анализ расходных характеристик расхода воды животными из групповых автопоилок/А.А. Поцелуев, Е.А. Таран// Совершенствование процессов и технических средств в АПК. Сб.науч.трудов. - Зерноград: АЧГАА, 2005.-С. 76-80.

43. Поцелуев A.A. Усовершенствование групповых поилок для КРС/ A.A. Поцелуев, Е.А. Таран// Совершенствование процессов и технических средств в АПК. Сб.науч.трудов. - Зерноград: АЧГАА, 2005. - С. 80-82.

44. Поцелуев A.A. Анализ процесса отбора воды птицей из средств автопо-ения/А.А. Поцелуев, Д.А. Овсянников// Совершенствование процессов и технических средств в АПК. Сб.науч.трудов. - Зерноград: АЧГАА, 2005. - С. 82-84.

45. Поцелуев A.A. Анализ процесса подогрева воды в системе автопоения свиней/А.А. Поцелуев, М.В. Жилин// Совершенствование процессов и технических средств в АПК. Сб.науч.трудов. - Зерноград: АЧГАА, 2005. - С. 84-90.

46. Поцелуев A.A. Обеспечение безопасности работ при очистке групповых автопоилок/ Е.А. Таран, A.A. Поцелуев// Экономика, организация, технология, механизация животноводства. Сб.науч.трудов. - Зерноград: АЧГАА, 2008. -С. 297-300.

47. Поцелуев A.A. Вероятностно-статистический анализ процесса обслуживания КРС групповой автопоилкой/А.А. Поцелуев, Е.А. Таран// Экономика, организация, технология, механизация животноводства. Сб.науч.трудов. - Зерноград: АЧГАА, 2008. - С. 300-304.

48. Поцелуев A.A. Система автопоения для животноводческих ферм малой мощности/А.А.Поцелуев, И.В.Назаров//Актуальные проблемы современной науки и образования. Сб.науч.трудов. - Ростов-на-Дону: ЮФУ, 2009. - С. 281-285.

49. Поцелуев A.A. Технологическая структура (топология) системы водоснабжения технологических процессов по обслуживанию КРС /A.A. Поцелуев// Актуальные проблемы современной науки и образования. Сб.науч.трудов. -Ростов-на-Дону: ЮФУ, 2009. - С. 277-280.

50. Поцелуев A.A. Моделирование процесса потребления воды крупным рогатым скотом в коровнике привязного содержания/И.В. Назаров, A.A. Поцелуев, Т.Н. Толстоухова//Совершенствование технологических процессов и технических средств в АПК. Сб.науч.трудов. - Зерноград: АЧГАА, 2009. - С. 35-41.

51. Поцелуев A.A. Анализ гидравлических сопротивлений в циркуляционной линии автопоения КРС/А.А. Поцелуев, A.C. Жванов, B.C. Скидело// Совершенствование технологических процессов и технических средств в АПК. Сб.науч.трудов. - Зерноград: АЧГАА, 2009. - С. 106-109.

52. Поцелуев A.A. Моделирование процесса потребления воды крупным рогатым скотом в коровнике привязного содержания/И.В. Назаров, A.A. Поцелуев, Т.Н. Толстоухова//Совершенствование технологических процессов и технических средств в АПК. Сб.науч.трудов. - Зерноград: АЧГАА, 2009. - С. 35-41.

53. Поцелуев, A.A. Ресурсосберегающие системы автопоения сельскохозяйственных животных повышенной безопасности обслуживания/А.А. Поцелуев// Техносферная безопасность, надежность, качество, энергосбережение. -Вып. XII. - Ростов-на-Дону: РГСУ, 2010. - С. 468^72.

54. Поцелуев, A.A. Обоснование системы водоснабжения модульной фер-мы/Э.И. Липкович, A.M. Бондаренко, ..., A.A. Поцелуев// Модульная ферма с низкозатратной экологически чистой технологией производства молока. - Зерноград: АЧГАА, 2010. - С. 41-56.

Дополнительно материалы опубликованы в реферативных изданиях; изданиях научно-технической информации и пропаганды (9 изд.).

ЛР 65-13 от 15.02.99. Подписано в печать 16.11.2011. Формат 60x84/16. Уч.-изд. л. 2,4. Тираж 100 экз. Заказ № 421.

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

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Технологические особенности содержания крупного рогатого скота и водообеспечения технологических процессов по его обслуживанию

1.2 Анализ технологических линий автопоения крупного рогатого скота.

1.3 Анализ технологических, зоотехнических требований и конструктивных решений линий по санитарной обработке вымени коров.

1.4 Анализ технологических требований и конструкций устройств для обработки кормов водой.

1.5 Анализ технологических требований и конструктивных решений по санитарной обработке кожного покрова крупного рогатого скота

1.6 Технологическая структура (топология) системы водообеспечения технологических процессов по обслуживанию КРС.

1.7 Цель и задачи исследований.

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ ВОДООБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПО ОБСЛУЖИВАНИЮ КРС.

2.1 Анализ потоков, характеризующих работу систем водообеспечения технологических процессов по обслуживанию КРС.

2.2 Математические модели рабочего процесса подсистем автопоения

2.3 Аналитические исследования рабочего процесса подсистемы автопоения.

2.3.1 Линии термосифонной циркуляции воды в рассредоточенной подсистеме автопоения.

2.3.2 Линии термосифонной циркуляции воды в локальной подсистеме автопоения.

2.3.3 Водонапорные баки подсистемы автопоения.

2.3.4 Мембранные насосы-побудители в подсистемах автопоения

2.3.5 Автопоилки в подсистемах поения животных.

2.3.6 Термосиловые устройства в подсистемах автопоения

2.4 Аналитические исследования подсистемы подмывания вымени коров.

2.4.1 Анализ процесса работы устройства для очистки вымени коров от загрязнений.

2.4.2 Определение параметров емкости для размещения подмывочной воды.

2.4.3 Анализ функционирования линий транспортировки подмывочной и загрязненной воды.

3 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1 Общая программа экспериментальных исследований.

3.2 Сбор и обработка экспериментальных данных по обеспечению математической модели и моделирующих алгоритмов процессов водообеспечения.

3.3 Методика исследований расхода воды в подсистемах водообеспечения

3.4 Методика исследования взаимосвязи животных со средствами автопоения.

3.5 Методика исследований гидравлических сопротивлений в подсистемах водообеспечения.

3.6 Методика исследований температурного режима и тепло-физических характеристик в базовых элементах подсистем водообеспечения.

3.7 Методика исследований процесса функционирования нагревательного блока подсистемы водообеспечения.

3.8 Методика исследований линии термосифонной циркуляции воды

3.9 Методика исследований процесса работы насоса-побудителя и системы его пневмопривода.

3.10 Методика исследований работы водопойного стакана групповых автопоилок.

3.11 Методика исследования системы подвески технологических трубопроводов для подмывания вымени коров.

3.12 Методика определения статических и динамических характеристик исполнительных органов управляющих устройств системы водоснабжения ферм.

3.13 Методика измерений и обработки результатов исследований.

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССОВ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ВОДООБЕСПЕЧЕНИЯ ЖИВОТНЫХ

4.1 Результаты исследований процесса взаимосвязи животных с линией автопоения.

4.2 Результаты исследований водообеспечения технологических процессов в животноводстве.

4.3 Результаты исследований температурных режимов системы водообеспечения технологических процессов.

4.4 Результаты исследований гидравлических сопротивлений в линиях транспортировки воды.

4.5 Результаты исследований напорного оборудования системы водообеспечения.

4.6 Результаты исследований исполнительных органов (термосиловых датчиков) управляющих устройств расходом воды в подсистеме автопоения.

5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ СИСТЕМЫ ВОДООБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ОБСЛУЖИВАНИЯ КРС.

Основное направление реализации национальных проектов страны в области сельскохозяйственного производства - повышение темпов роста производства сельскохозяйственной продукции, в том числе и животноводства [1]. Продукция животноводческого сектора является сырьевой базой перерабатывающей и пищевой отраслей народного хозяйства. Производство ее в достаточном количестве позволит обеспечить население страны полноценными и качественными продуктами питания и продовольственную безопасность страны [2].

В то же время необходимо отметить, что производство качественной животноводческой продукции возможно при наличии необходимых условий содержания животных и основных ресурсных составляющих: кормов, воды, машин и оборудования, энергетики и обслуживающего персонала. Из указанных ресурсных составляющих вода используется при выполнении большинства технологических процессов и непосредственно влияет на физиологическое состояние и повышение продуктивности животных [3, 4, 5, 6, 7]. Исследованиями установлено, что кормление животных в соответствии с зоотехническими требованиями, обеспечение их водой требуемого качества и в достаточном количестве способствует повышению удоев у коров на 10-15%, привесов у крупного рогатого скота на 10-20%, снижению расхода кормов на 3-5% [3, 7]. Наряду с технологическим процессом автопоения крупного рогатого скота, вода в зависимости от принятых технологий его содержания используется при выполнении процесса доения животных, санитарной обработке кожного покрова, при удалении экскрементов за пределы животноводческого объекта, санитарной обработке оборудования, в качестве теплового агента в системах, обеспечивающих микроклимат животноводческого помещения. С учетом этого перспективным является создание производственной системы водообеспече-ния, состоящей из нескольких подсистем и линий, выполняющих разнородные технологические процессы, направленные на выработку конечного продукта, и взаимовлияющих друг на друга. Охват единой системой ряда технологически разнородных производственных процессов позволит наиболее полно определить и использовать источники экономического эффекта и создать ресурсосберегающую технологию водоснабжения крупного рогатого скота.

Необходимо обратить внимание, что в последние годы резко обострилась проблема водообеспечения страны [8, 9]. Характерным является дефицит водных ресурсов. При этом сельское хозяйство является крупнейшим водопотре-бителем. В сравнении с промышленностью сельское хозяйство потребляет в 4-5 раз больше воды [10]. Поэтому в условиях дефицита водных ресурсов рационализация водопотребления на животноводческих объектах крупного рогатого скота в рамках зоотехнических требований представляет собой одну из ключевых проблем современного животноводства. Эта проблема непосредственно связана с рациональным использованием энергии при выполнении технологических процессов. Использование воды в технологических процессах связано с ее транспортировкой и тепловой подготовкой, а, следовательно, и расходом электроэнергии. Учитывая, что в последние годы страна испытывает дефицит энергоресурсов, а стоимость энергии постоянно возрастает, реальной необходимостью является поиск новых технических решений, обеспечивающих экономию энергоресурсов.

Эксплуатация системы водообеспечения технологических процессов требует также определенных затрат человеческого труда. Сокращение затрат труда по процессу водообеспечения, создание благоприятных условий, обеспечивающих снижение негативных факторов, воздействующих на человека при обслуживании систем водообеспечения, также является одной из задач при разработке высокоэффективных систем водообеспечения технологических процессов на объектах крупного рогатого скота.

Использование систем водообеспечения крупного рогатого скота, обеспечивающих соблюдение зоотехнических и технологических требований, позволяет повысить продуктивность животных, снизить расход кормов и повысить качество производимой продукции. Поэтому при разработке системы водообеспечения должны учитываться: физиологические особенности обслуживаемых животных, действительный расход воды в разрезе технологических процессов, уровень технологической совместимости отдельных технологических процессов в вопросе водообеспечения (возможной технологической и технической унификации), а также особенности технологии содержания крупного рогатого скота.

Однако в настоящее время процесс водообеспечения осуществляется разрозненно по отдельным технологическим линиям, подсистемам, базовые элементы которых несут однотипную технологическую нагрузку. Это ведет к увеличению капитальных и эксплуатационных затрат по процессу водообеспечения. Элементы системы водообеспечения, с которыми непосредственно контактирует животное (средства автопоения, устройства для подмывания вымени животного), не всегда учитывают физиологические особенности обслуживаемого животного. К настоящему времени отсутствует весь спектр проектных данных, а отдельные из них требуют уточнения. Разработка же и совершенствование элементов систем водообеспечения ведется без учета меняющихся условий содержания и кормления животных.

Одной из основных причин несовершенства используемых систем водообеспечения является отсутствие научно обоснованных режимов расхода воды. В отдельных технологических процессах режим расхода воды нормирован и может быть прогнозирован во времени, а в ряде технологических процессов (поение животных, подмывание вымени коров перед доением, санитарная обработка кожного покрова животных) носит вероятностный характер и зависит от ряда факторов (человеческого фактора, состояния и половозрастного состава животных, условий содержания животных и климатических условий). Поэтому вероятные расходы воды можно установить в результате статистической обработки и анализа данных, характеризующих фактические изменения расхода воды. Эти данные позволят разработать и уточнить основы расчета и проектирования систем водообеспечения технологических процессов по обслуживанию крупного рогатого скота.

К настоящему времени недостаточно изучены режимы работы отдельных подсистем водообеспечения, особенности функционирования ряда подсистем в рамках общей системы водообеспечения технологических процессов.

Недостаточно изучены рабочие процессы основных элементов систем (водонапорных емкостей для резервирования питьевой и подмывочной воды; емкостей для резервирования воздуха; емкости для резервирования загрязненной подмывочной воды; насосного оборудования; транспортных магистралей воды и воздуха; групповых и индивидуальных поилок; подмывочных устройств; устройств контроля за температурными параметрами воды), возможности их унификации с целью снижения металлоемкости, энергоемкости и стоимости.

Это требует всестороннего исследования режимов работы и обоснования параметров всех элементов систем водообеспечения технологических процессов по обслуживанию крупного рогатого скота.

В диссертации в качестве объектов исследования приняты технологические процессы обслуживания КРС их структура, параметры, и режимы функционирования.

Предметом исследования являются закономерности, способы и средства обеспечивающие совершенствование, разработку и эффективное функционирование технологий и технических средств водообеспечения технологических процессов обслуживания КРС.

Изучение технологических процессов, параметров и показателей технических средств осуществлялось на основе теоретического анализа с последующей экспериментальной проверкой достоверности и работоспособности в лабораторных и производственных условиях.

В процессе теоретических исследований использовались методы системного анализа, математического анализа, статистического моделирования, технической механики, гидродинамики, газовой динамики, теплообмена, теории поточных линий и массового обслуживания.

Научную новизну работы составляют:

- системный анализ технологических процессов, комплексов машин и оборудования для водообеспечения КРС;

- структурная и обобщенная операторная схемы системы водообеспечения технологических процессов обслуживания крупного рогатого скота;

- статистические модели рабочего процесса системы автопоения и групповых средств автопоения КРС;

- закономерности распределения временных характеристик потоков требований по водообеспечению процесса обслуживания крупного рогатого скота;

- комплексные функционально-технологические модели по обоснованию режимов работы и параметров элементов системы водообеспечения;

- уточненные аналитические зависимости расходных, гидравлических и теплотехнических характеристик системы, отдельных подсистем и элементов водообеспечения процесса обслуживания крупного рогатого скота;

- рациональные параметры и инженерные методики расчета системы и ее составляющих элементов;

- статистические и динамические характеристики датчиков с твердым наполнителем применительно к процессу управления тепловыми процессами и расходными характеристиками элементов системы водообеспечения.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. На основе системного подхода к водообеспечению технологических процессов обслуживания крупного рогатого скота установлена технико-технологическая связь между отдельными технологическими процессами и на принципе унификации разработана информационно-структурная схема системы «человек - машина - животное» с определенным количеством технологических элементов и связей (потоков).

2. Установлено, что система водообеспечения технологических процессов по обслуживанию крупного рогатого скота в рамках технологических (зоотехнических) требований включает подсистемы автопоения животных, санитарной обработки вымени коров, обработки кожного покрова животных и подготовки кормов к скармливанию.

3. Режим работы этой системы обосновывается потоками, формируемыми человеком, обслуживающим ее, животными, потребляющими воду или требующими обслуживания, а также потоками, обеспечивающими взаимосвязь элементов системы между собой, между системой и окружающей средой.

4. Процессы автопоения крупного рогатого скота и подмывания вымени коров являются случайными. Процесс автопоения характеризуют интервал времени между подходами животных к месту отбора воды и длительность отбора воды. Эти показатели являются случайными величинами, распределенными по определенным законам: нормальному, экспоненциальному и Вейбулла. Подмывание вымени коров характеризуется временными показателями операций подмывания и перерывов между ними, расходом воды и числом операторов, участвующих в процессе. Расход воды при этом является случайной величиной, распределенной по биноминальному закону и косвенно обосновывает количество и длительность одновременно работающих операторов машинного доения.

5. Эмпирические распределения показателей процесса водопотребле-ния согласуются с теоретическими, что позволяет использовать метод статистического моделирования, математический аппарат теорий поточного и массового обслуживания при определении режимов водопотребления и параметров базовых элементов системы.

6. Разработанные алгоритмы статистического моделирования отражают логическую последовательность действий и описывают реальные процессы автопоения крупного рогатого скота с погрешностью 5-20%, что обеспечивает в исследованиях процесса автопоения научное обоснование параметров линии и оборудования автопоения.

7. Водообеспечение технологических процессов обслуживания КРС рекомендуется осуществлять по энергосберегающим технологиям, в основу которых положено: многофункциональность отдельных элементов системы (накопительно-распределительные емкости), термосифонный принцип циркуляции воды в линии автопоения и в групповых средствах автопоения, использование в качестве силового агента и термоизолятора в напорных устройствах, емкостях-накопителях и средствах группового автопоения разреженного и сжатого воздуха; обработка вымени коров перед доением по четы-рехцикловому режиму с последовательным использованием по циклам в качестве агентов последовательной обработки подогретым воздухом (/=35-45°С; /'=150 кПа), водовоздушной смесью (/=45±5°С; Р=150 кПа; коэффициент соотношения воды к воздуху ф=0,29-0,32), электроактивированной водовоздушной смесью (рН = 5,8; 8,6; ¿=40—45°С) и подогретым воздухом (¿=40-45°С; Р=150 кПа).

8. Для реализации предложенных ресурсосберегающих технологий разработаны конструктивные решения базовых элементов системы, теоретически и экспериментально обоснованы их основные параметры и требования к размещению:

- резервирующий напорный бак: многосекционный, для размещения питьевой и подмывочной воды, воздуха пониженного давления (Рвш=30-50 кПа) и повышенного давления (Р=150-200 кПа); объем для воды - 0,114 м3 на модульную группу 25 коров; общий нагревательный элемент (N=1,8 кВт/модульную группу 25 коров); максимальный предел нагрева под-мывочной воды - 70°С; поддержание заданной температуры питьевой воды -вторичным нагревом через разделительную стенку (?Л=10-30°С); коэффициент теплопередачи через корпус бака при многослойной круговой стенке с винтовым

О О воздуховодом - 8,3 Вт/м -С, сферической многослойной стенке - 3,88 Вт/м -С;

- индивидуальные поилки: чашечное с защитным гофрированным стаканом (количество отверстий - 4-10, с10т = 6 мм); установка - на передней стенке кормушки; загрузка поилки - одна на две головы с односторонним доступом животных, одна на 3 гол. с двусторонним доступом животных и одна на 12 гол. при беспривязном содержании в животноводческих помещениях;

- групповая поилка: форма прямоугольная, круглая при осесимметрич-ном расположении относительно линии кормления; круглая при асимметричном расположении на линии примыкания соседних, смежных загонов (площадок); фронт поения на одно животное при круглой форме -0,20-0,50 м/гол.; а прямоугольной - 0,25-0,43 м/гол.; корпус поилки многослойный с воздушной теплоизоляционной прослойкой; обобщенный коэффициент теплопередачи - 5,3 Вт/ м -С; подогрев воды комбинированный с использованием электронагревательных элементов - ТЭНов (основной) или за счет периодического протока воды (основной или аварийный); мощность нагревателя на поильное место - 0,187 кВт; расход проточной воды - 1 м /сутки; наличие гофрированного с водовыпускными отверстиями водопойного стакана (внутренний диаметр стакана - 90-250 мм) с количеством водовыпускных отверстий 4-24 диаметром й? = 6 мм); установка поилки - по центру кормовой линии с отклонением в одну или другую сторону на ±2 м (осе-симметричное размещение поилки) или по разделительной линии загонов (секций); минимальное отстояние поилки от линии кормления - 6-8 м;

- насос-побудитель: мембранный, пневматический; оптимальное число пульсаций мембраны - 30 пульсов/мин.; производительность насоса для мол дульной группы животных (25 коров) - 0,0015 м /мин.; количество рабочих циклов между дойками - 2-4 цикла; средняя продолжительность рабочего цикла 8-9 мин.; средняя продолжительность простоя насоса - 90 мин.; интенсивность натекания воздуха в вакуумированную камеру (ресивер) пнев-мосистемы насоса - 0,00217 кПа-м /с; объем вакуумированной межстенной Л камеры резервирующего водонапорного бака - 0,12 м , рабочий диапазон вакуума - 30-50 кПа; количество циклов вакуумирования ресивера - 3—4; уровень установки насоса относительно водонапорного бака - 0,79 м;

- транспортная линия подсистемы автопоения: замкнутая трубопроводная (dmp = 25 мм); скорость термосифонной циркуляции воды - 0,004-0,08 м/с; допустимая длина термосифонной линии - 25-27 м, скорость циркуляции воды при работе побудителя - 0,12-0,4 м/с;

- транспортная линия подсистемы подмывания вымени коров: гибкая с полиэтиленовыми шлангами (диаметры: шланга подачи воды - 8 мм, транспортировки загрязненной воды - 8-12 мм); давление подмывочной водовоз-душной смеси - 150 кПа; вакуумметрическое давление в накопителе загрязненной воды - 45-50 кПа; емкость накопителя загрязненной воды - 45-100 м3; давление воздуха в накопительной камере - 150-210 кПа; диаметр водовыпускного отверстия подмывочного устройства - 1,5 мм; расход воды на подмывание вымени коровы - 1,0 л/гол.; средняя длительность цикла подмывания вымени коровы - 2 мин.;

- подвеска подмывочного устройства: гибкая, тросовая; диаметр троса - 9 мм; усилие натяжения троса - 90-170 кгс; величина провисания троса -0,5-0,24 мм; усилие на перемещение подмывочного устройства - 8 Н; трассировка троса - по крайней линии служебного прохода на высоте - 2,0 м.

9. Использование предлагаемых технологических и технических решений по водообеспечению технологических процессов обслуживания крупного рогатого скота позволяет снизить расход ресурсных составляющих (вода, корма, подстилка, электроэнергия, затраты труда), повысить комфортность труда, получить общий годовой экономический эффект в масштабе региона (Ростовская область) 805,4 млн. руб./год.

1. Медведев Д.А.: Национальный приоритет «Развитие АПК» - проект инициативных людей/ Агромаркет-2007. - № 1. - С. 9. - Стенограмма выступления Д.Медведева.

2. Уланова О. Роль национального проекта «Развитие АПК» в обеспечении продовольственной безопасности Российской Федерации Текст. /О.Уланова// Международный с.-х. журнал. 2008. - № 5. - С. 54-56.

3. Черекаев A.B. Технология специализированного мясного скотоводства /А.В.Черекаев. М.: Колос, 1975. - 213-215 с.

4. Иллеш А. Влияние подогретой воды на привес молодняка крупного рогатого скота/А.Иллеш, В.Гёдень/ЯТеревод с венгерского языка №32576. М.: ВНИИТИСХ, 1974. - С. 1-13 с.

5. Кашеков Л.Я. Механизация водоснабжения животноводческих ферм и пастбищ/ Л.Я.Кашеков. М.: Колос, 1976. - 287 с.

6. Бородачёв П.Д. Водоснабжение животноводческих ферм и комплексов/ П.Д.Бородачёв, В.М.Уссаковский. М.: Россельхозиздат, 1972. - 238 с.

7. Пономарев Н.В. Водопотребление и продуктивность животных/ Н.В. Пономарев. Сельское хозяйство за рубежом, 1984. - № 4. - С. 39-42.

8. Данилов-Данильян В.И. Потребление воды: экологические, экономические и политические аспекты/ В.И. Данилов-Данильян, К.С.Лосев. М.: Наука, 2006.-218 с.

9. Природно-ресурсный комплекс Российской Федерации: аналитический доклад/ Под ред. О.В.Комаровой. М.: НИА-Природа.

10. Беляева Т.В. Опыт математического моделирования водопотребления в орошаемом земледелии/ Т.В.Беляева, В.Б.Местечкин. М.: ВАСХНИЛ, 1983. -64 с.

11. Рожков К. Основы проектирования механизированных животноводческих ферм / К.Рожков. Куйбышев, 1968. - 128 с.

12. Нормы технологического проектирования ферм крупного рогатого скота/НТП-сх. 1-65. -М.: Колос, 1965. 83 с.

13. Осипов В.К. Оптимизация объемно-планировочных, технологических конструктивных решения животноводческих и птицеводческих помещений/ В.К.Осипов. Ростов-на-Дону, Сев.КавНИПИагропром, 1966. - 152 с.

14. Липкович Э.И. Модульная ферма с низкозатратной экологически чистой технологией производства молока: монография/Э.И.Липкович, А.М.Бондаренко, И.Н.Крас-нов, . , А.А.Поцелуев. Зерноград: АЧГАА, 2010. -192 с.

15. Фермерские хозяйства. Производство мол ока/Альбом индивидуальных проектов, ч.1//Главинвестстрой. М.: НИПИагропром, 1993. - 60 с.

16. Фермерские хозяйства. Производство молока/Альбом индивидуальных проектов, ч.2//Главинвестстрой. М.: НИПИагропром, 1993. - 70 с.

17. Кутлембетов А.К. Комплексная механизация ферм по выращиванию и откорму молодняка крупного рогатого скота/А.К.Кутлембетов, А.Н.Борзило, И.Ф.Игнатченко. М.: Колос, 1982. - 251 с.

18. Экологическое агропроизводство (животноводство, строительство, овцеводство)/Российско-Германский ежегодник «Земледеятель». М.: НПО Профиздат, 1997. - 339 с.

19. Требования на питьевую воду: ГОСТ Р 51232-98, ГОСТ 2874-82, ГОСТ 2761-84.

20. Поцелуев A.A. Водоснабжение объектов сельскохозяйственного назначения/ А.А.Поцелуев. М.: Зерноград, 2005. - 305 с.

21. Славин P.M. Автоматизация производственных процессов животноводческих ферм/ Р.М.Славин. М.: Машиностроение, 1965 .-216-218 с.

22. Славин P.M. Автоматизация производственных процессов животноводческих ферм/Р.М.Славин. М.: Колос, 1974. - 455 с.

23. Голосов И.М. Санитарно-гигиеническая оценка и использование воды в животноводстве/И.М.Голосов, ПФ.Прибытков. М.: Россельхозиздат, 1978.-119 с.

24. Скороходько А.К. Гигиена сельскохозяйственных животных/

25. A.К.Скороходько. -М.: Сельхозгиз, 1950.

26. Нурминский И.Н. Применение нагрева и циркуляции воды в установках для поения скота посредством автопоилок: Дисс. . канд.техн.наук. Улан-Удэ, 1957.

27. Поцелуев A.A. Система автопоения животных/ А.А.Поцелуев, И.В.Назаров, Н.А.Щербак, В.А.Максименко. Патент № 2113115. - Б.И., 1998. - № 17.

28. Назаров И.В. Режимы водопотребления на фермах КРС и совершенствование технологических линий автопоения: Дисс. . канд. техн. наук. Зерно-град, 1997.

29. Щербак H.A. Обоснование параметров и режимов работы системы автопоения крупного рогатого скота при стойловом содержании: Дисс. . канд. техн. наук. Зерноград, 2006.

30. Чепурина Е.А. Повышение эффективности предцоильной подготовки вымени коров при привязном содержании: Дисс. . канд. техн. наук. Зерно-град, 2003.

31. Поцелуев A.A. Обоснование режимов работы и параметров групповой поилки проточного типа для откормочных площадок крупного рогатого скота: Дисс. . канд. техн. наук. Зерноград, 1987.

32. Лыгин A.A. Обоснование режимов работы и параметров групповых средств автопоения для КРС: Дисс. канд.техн.наук. Зерноград, 2001.

33. Карасев Б.В. Гидравлика, основы сельскохозяйственного водоснабжения и канализации/ Б.В.Карасев. Минск: Высшая школа, 1983. - 297с.

34. Константинов М.М. Определение объема резервуара для резервирования систем механизированного водоснабжения Текст./М.М.Константинов,

35. B.Г.Кушнир// Техника в сельском хозяйстве, 2008. № 4. - с. 53-55.

36. Павлов Ю.В. Автопоилка для животных/Ю.В.Павлов, В.С.Елистратов, М.Г.Иоффе/Юписание изобретения к авторскому свидетельству №282806,1970.

37. Анпилогов А.Г. Автопоилка для животных/А.Г.Анпилогов// Описание изобретения к авторскому свидетельству № 251296, 1970.

38. Батюк И.Б. Автопоилка для животных/И.Б.Батюк/Юписание изобретения к авторскому свидетельству № 171223, 1965.

39. Григорович В.Н. Клапан автопоилки для животных/В.Н.Григоро-вич//Описание изобретения к авторскому свидетельству № 409695, 1974.

40. Соколов J1.H. Автопоилка для животных/Л.Н.Соколов, А.И.Брядов, Ю.А.Тройников//Описание изобретения к авторскому свидетельству № 578930, 1977.

41. Шлиц З.К. Автопоилка для животных/З.К.Шлиц//Описание изобретения к авторскому свидетельству № 559686, 1977.

42. Капский С.К. Автопоилка для животных/С.К.Капский, В.Ф.Иванов/Юписание изобретения к авторскому свидетельству № 570348, 1977.

43. Крашенинников С.Н. Автопоилка для животных/С.Н.Крашенинников, В.Ф.Иванов, Л.Н.Соколов/Юписание изобретения к авторскому свидетельству №482156, 1975.

44. Линецкий Я.И. Автопоилка для животных/Я.И.Линецкий, В.Ф.Иванов, В.Ф.Маров/Юписание изобретения к авторскому свидетельству № 476860, 1975.

45. Бенсон Р.К. Автопоилка для животных/Р.К.Бенсон, Н.А.Герасимов, Б.Я.Галван//Описание изобретения к авторскому свидетельству № 282807, 1970.

46. Vandeho Ven J.Z.J.Drinking Groughs for Animals//Patent specification №873,977.- 1961.

47. Doker M.S. Improvements in or relating to Cattle Deinking Bowls//Patent Specification № 928, 287. 1963.

48. Zundin Z.A. Jmprovements in or relating to a Drinking Groughs for Animals//Patent Specification № 882, 414.-1961.

49. Zimited F.F. Jmprovements in or relating to Animal Drinking Appli-ances//Patent Specification №1, 070, 888. 1967.

50. Bertazzoni M.A. Dispositif pour Jbuverture et la fermeture de la canalization d'eau desauges d'abreuvair de bestiaux Brever D'invention №1, 160, 807. -1958.

51. Заушицын B.E. Автопоилка для животных/В .Е.Заушицын, А.С.Виноградов, М.Я.Красик//Описание изобретения к авторскому свидетельству №301138, 1971.

52. Bordet M.A. Abreuvoir automatigue Brevet D'invention № 1, 240, 462,1960.

53. Spenser T.M.N/ Abreuvoir Brevet D'invention № 1, 949, 205, 1964.

54. Устройство для обогрева автопоилки для животных//Заявка ФРГ № 2726905.

55. Подкаменных Ю.М. Новые типы незамерзающих автоматических поилок/ Ю.М.Подкаменных//Сельское хозяйство за рубежом. Животноводство.- I960.-№8.-с. 62-64.

56. Fonderies et Ateliers de Construcctions Fils. Perfectionnements apportes aux abreuvoris automatigues anti gel/ - Brevet Dinvention № 1, 489, 098, 1967.

57. Clay Eguipment Corporation. Circulating Water Bowl//Patent Specification №936,576.-1962.

58. Подогреваемый желоб для поилки/Патент Франции № 2338623// Официальный бюллетень «Изобретения, промышленные образцы, товарные знаки».- № 37. М.: ЦНИИПИ, 1977.

59. Поилка и устройство для регулирования подачи воды//Патент США №4138967.

60. Spenser Т.НЛЧ.Поилка для животных//Патент Великобритании № 787, 289.-1957.

61. Spenser Т.Н.КПоилка//Патент Франции № 1.349.205. 1964.

62. Hans-jurgen Vogt. Автоматическая поилка для скота//Патент ФРГ № 1242397. 1967.

63. Martin M.W. Устройство для поения крупного рогатого скота и сви-ней//Патент США № 3745977. 1971.

64. Wiuniski Emil. Автопоилка//Патент США № 3940221. 1976.

65. Cartron Philippe Pierre Marie,Herve Paul Marie. Поилка для скота// Патент Франции № 2258124. 1974.

66. Патент США №3948221 AOIK 7/00.

67. Патент США № 3618625 А01К 7/02.

68. Александрова Л.И. Влияние разных способов доения на формирование продуктивности и свойств молокоотдачи коров-первотёлок: Автореф. Дисс. . канд. с.-х. наук. -М., 1974. 15 с.

69. Чиллингворт К. Стимуляция вымени при получении молока/ К.Чиллин-гворт//Сельское хозяйство за рубежом. Животноводство. 1961. - № 7 (Австрия).

70. Коба В.Г. Механизация и технология производства продукции животноводства/В.Г.Коба, Н.В.Брагинец, Д.Н.Мурусидзе, В.Ф.Некрашевич. М.: Колос, 1999. - 525 с.

71. Влияние некоторых технологических факторов на удой коров при машинном доении// Сельское хозяйство за рубежом. Животноводство. 1967. -№ 4 (Швеция).

72. Доронин В.А. Исследование режимов очистки доильно-молочного оборудования и совершенствование технических средств для ее выполнения и контроля: Дисс. . канд.техн.наук. Ставрополь, 1981. - 184 с.

73. Щербина C.B. Анализ загрязнений вымени коров/ С.В .Щербина, Е.Л.Чепурина //Совершенствование процессов и технических средств в АПК. -Зерноград, 2000. 97 с.

74. Щербина C.B. Общие закономерности очистки вымени животных перед машинным доением. Совершенствование процессов и технологических средств в АПК. Зерноград, 1999. - 66 с.

75. Санитария производства молока / Под редакцией И.И.Архангельского. М.: Колос, 1974. - 312 с.

76. Ardzan G.M., Kemp G.H., Clough P.A., Dodd F.N. Cineradoi gzaphic observations on machine milking. Y.Dairi, 1958. - № 25. - P. 154-158.

77. Bartmann R Mechenisierte milchgewinnung.2 Uberarb. Und erg Auft. Berlin. Deutgch. Landwirtscheftsverl, 1966. - № 15. - 9 p.

78. Закс М.Г. Молочная железа. Нервная и гормональная регуляция её развития и функционирования/ М.Г.Закс. М. -Л: Наука, 1964. - 276 с.

79. Поцелуев A.A. Результаты исследований процесса подмывания вымени в коровнике с привязным содержанием коров/ А.А.Поцелуев, Н.Ф.Шимель, И.В.Назаров// Совершенствование процессов и технологических средств в АПК. Зерноград, 1999. - С. 74-82.

80. Щербина C.B. Обоснование системы водоснабжения доильной установки УДС-ЗА: Дисс. . канд.техн.наук. Зерноград, 1999. - 172 с.

81. Доильные установки и пути их улучшения: Обзорная информация/ ЦНИТЭИ Госкомсельхозтехника. М., 1970. - 49 с.

82. Дегтарёв Г.П. Применение моющих средств/ Г.П.Дегтарёв. М.: Колос, 1981.-239 с.

83. Дмитриев С.А. Мыло и новые моющие средства/ С.А.Дмитриев. М.: Изд-во АН СССР, 1953.- 152 с.

84. Beyer H/Zur Technik des Milchtran sports durch Rohrleitung. Deutsche Agrartechnik, 1967. - № 8.

85. Mezinarodni Kohference o stro jnim do jeni Sbornik referati. Brno, 1973.

86. Нечетайло Б.Ф. Исследование системы механизированной преддоиль-ной подготовки вымени коровы: Дисс. . канд. техн. наук. Запорожье, 1973.

87. Механизация сельскохозяйственных работ: экспресс-информация. -М.: ЦНИИТЭИ тракторосельхозмаш,1970. Вып. 40 (Сельскохозяйственные машины и орудия).

88. Al 174464 СССР AOlj; 45д7/00. Устройство для подмывания вымени у лактирующих животных перед дойкой/ В.Ф.Королёв, З.Я.Жук. № 838147/30;

89. Заявл. 2405.63//Бюллетень изобретений и товарных знаков. № 17. - 1968. -с. 99-100.

90. А1 165948 СССР A01j;45fl. Приспособление для мойки и сушки вымени коров перед дойкой/ А.Т.Акопов, И.М.Бабичев, В.И.Ефимченко. № 867327/30; Заявл. 25.11.63//Бюллетень изобретений и товарных знаков. - 1964. - № 20. - с. 76.

91. Jleyc И.С. Эксплуатация оборудования животноводческих ферм и комплексов/ И.С.Леус, И.А.Косцов, П.К.Биливич/. М.:Колос, 1981. - 379 с.

92. Нечитайло B.C. Обоснование системы водоснабжения доильной установки УДС-ЗА: Дисс. . канд. техн. наук. Запорожье, 1973.

93. Поцелуев А.А. Биокомфортные системы и средства автопоения сельскохозяйственных животных/ А.А.Поцелуев// Сб.научн. трудов «Новая техника и технология в АПК». Зерноград, 2004. - 191 с.

94. Богданов В.М. Микробиология молока и молочных продуктов/ В.М.Богданов. М.: Пищепромиздат, 1949. - 147 с.

95. Хазанов Е.Е. Реконструкция молочных ферм/ Е.Е.Хазанов. Л.: Агро-промиздат, 1988. -255 с.

96. Соминич Н.Г. Механизация животноводческих ферм/ М.Г.Соминич. -М.: Сельхозгиз, 1957. 540 с.

97. Кафаров В.В. Принципы математического моделирования химико-технологических систем/В .В .Кафаров, В.Л.Перов, В.П.Плималкин. М.: Химия, 1974.-344 с.

98. Поцелуев A.A. Ресурсосберегающие системы водообеспечения технологических процессов по обслуживанию крупного рогатого скота: Монография/А. А.Поцелуев. Ростов-на-Дону: Терра Принт, 2009, 143 с.

99. Славин P.M. Научные основы автоматизации производства в животноводстве и птицеводстве/Р.М.Славин. М.: Колос, 1974. - 455 с.

100. Славин P.M. Научные основы автоматизации производства в животноводстве и птицеводстве/Р.М.Славин. М.: ВО «Агропромиздат», 1991. - 396 с.

101. Новиков O.A. Прикладные вопросы теории массового обслуживания/ О.А.Новиков, С.И.Петухов. -М.: Советское радио, 1969. с. 96-99.

102. Барсук В.А. Математические методы планирования и управления в хозяйстве связи/В.А.Барсук, Н.М.Губин. М.: Связь, 1974. - с. 161-267.

103. Хинчин А.Я. Работа по математической теории массового обслужи-вания/А.Я.Хинчин. М.: Физматгиз, 1963. - 285 с.

104. Агафонов Н.И. О применении теории массового обслуживания к расчету специализированных звеньев машинных дворов / Н.И.Агафонов, В.Н.Курочкин// Сб.вопр.механизации и электрификации с.-х. производства. -вып. 20. Зерноград, ВНИПТИМЭСХ.- 80-84 с.

105. Мисинев B.C. Водоснабжение животноводческих ферм и паст-бищ/В.С.Мисинев, С.И.Мурашов, С.И.Поляков, В.П.Барченков, В.В.Карев, Ю.Д.Верещагин. М.: Колос, 1974. - 299 с.

106. Карамбиров H.A. Вопросы расчета систем и сооружений с.-х. водоснабжения: Дисс. . д-ра техн. наук. М., 197. - 49 с.

107. Бусленко Н.П. Математическое моделирование производственных процессов на цифровых вычислительных машинах/Н.П.Бусленко. М.: Наука, 1964.-362 с.

108. Бусленко Н.П. Метод статистического моделирования/Н.П.Бусленко. М.: Статистика, 1970. - 112 с.

109. Гордиенко М.В. ЭВМ в элеваторной промышленности/ М.В.Гор-диенко. М.: Колос, 1974. - 68-76 с.

110. Хан Г. Статистические модели в инженерных задачах/Г.Хан, С.Ша-пиро. М.: Мир, 1969. - 58-59 с.

111. Марцев А.Е. Исследование и разработка рациональной организации проведения технических уходов и устранения неисправностей тракторов отделений и бригад: Автореф. дисс. . канд. техн. наук. Красноярск, 1972. - 20 с.

112. Гордеев A.C. Моделирование в агроинженерии/ А.С.Гордеев. Мичуринск: Мичуринский ГАУ, 2008. - 382 с.

113. Ефремова М.Р. Общая теория статистики/ М.Р.Ефремова, Е.В.Петрова, В.Н.Румянцев. М.: ИНФРА-М. - 408 с.

114. Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции / В.Я.Рыжкин. М.: Энергия, 1976. - 295-297 с.

115. Чистович С.А. Автоматическое регулирование расхода тепла в системах теплоснабжения и отопления/С.А.Чистович. Л.: Стройиздат, 1975. -16-24 с.

116. Славин P.M. Автоматизация производственных процессов животноводческих ферм/Р.М.Славин. М.: Машиностроение, 1965. - 394 с.

117. Беляев В.В. Санитарная техника предприятий мясной и молочной промышленности/В.В.Беляев. М.: Пищевая промышленность, 1966. - 308 с.

118. Михеев М.А. Основы теплопередачи/М.А.Михеев. М.: Энергетическое издательство, 1956. - 392 с.

119. Константинов А.Р. Испарение в природе/А.Р.Константинов. Л.: Гидрометеоиздат, 1963. - С. 315-322.

120. Берман Л.Д. Испарительное охлаждение циркуляционной воды/ Л.Д.Берман. -М.: Госэнергоиздат, 1957. с. 53-58.

121. Григорьев В.А. Тепловые и атомные электрические станции/ В.А.Григорьев, В.М.Зорин. -М.: Энергоиздат, 1982. С. 562-566.

122. Безызвестных A.B. Вопросы гидравлики и термики прудов-охладителей: Дисс. . канд. техн. наук. Л., 1960. - С. 44-60.

123. Технические указания к расчету прудов-охладителей// Глав-энергопроект. -М.: Энергетическое издательство, 1963. 103 с.

124. Рабинович Е.З. Гидравлика/Е.З.Рабинович. М.: Технико-теоретиче-ская литература, 1956. - 395 с.

125. Курганов A.M. Справочник по гидравлическим расчетам систем водоснабжения и канализации/А.М.Курганов, Н.Ф.Федоров. JL: Стройиздат, 1978.-423 с.

126. Куколевский И.И. Сбонник задач по машиностроительной гидравли-ке/И.И.Куколевский, Л.Г.Подвидза. М.: Машиностроение, 1972 г. - 471 с.

127. Рабинович О.М. Сборник задач/О.М.Рабинович. М.: Машиностроение, 19736. - 344 с.

128. Карасев Б.В. Основы гидравлики, гидравлические машины и сельскохозяйственное водоснабжение/Б.В.Карасев, В.И.Дечев. Минск: Ураджай, 1965.-297 с.

129. Калицун В.И. Основы гидравлики, водоснабжения и канализации/В.И.Калицун, В.С.Кедров, Ю.М.Ласков, П.В.Сафонов. М.: Строительство, 1972.-381 с.

130. Курганов A.M. Гидравлические расчеты систем водоснабжения и во-доотведения/А.М.Курганов, Н.Ф.Федоров. -М.: Стройиздат, 1986. -440 с.

131. Ротенберг А.Г. Новые приборы автоматики и контроля холодильной промышленности/А.Г.Ротенберг, В.М.Марше, М.Н.Кобулашвили. М.: Пищевая промышленность, 1971. - 151 с.

132. Уваров В.В. Справочник по теплоснабжению сельскохозяйственных предприятий/В.В.Уваров. М.: Колос, 1983. - 319 с.

133. Герц Е.В. Пневматические приводы/Е.В.Герц. М.: Машиностроение, 1969.-358 с.

134. Вольмир A.C. Устойчивость упругих систем/А.С.Вольмир. М.: Физико-математическая литература, 1963. - 879 с.

135. Свешников A.A. Прикладные методы теории случайных функций/А.А.Свешников. М.: Физико-математическая литература, 1968. - 460 с.

136. Терещенко В.В. A.c. № 697114 «Поилка для животных»/В.В.Терещенко, М.А.Тищенко, А.А.Поцелуев, А.Н.Марышев, Л.Х.Эм, К.Д.Шин. 1978.

137. Поцелуев A.A. A.c. № 858688 «Автопоилка для животных»/ А.А.Поцелуев, М.А.Тищенко, А.Н.Марышев, В.А.Горбунов, В.В.Куцевалов. -1979.

138. Тищенко М.А. A.c. № 829063 «Поилка для животных»/М.А.Тищенко, А.А.Поцелуев, А.Н.Марышев. -1977.

139. Поцелуев A.A. A.c. № 1629001 «Поилка»/А.А.Поцелуев, Н.В.Кравченко. 1989.

140. Покровский В.Н. Водоснабжение тепловых электростанций/В.Н.Покровский. М.: Госэнергоиздат, 1958. - 92-104 с.

141. Тимошенко К.Д. Датчики температуры с твердым наполнителем/К.Д.Тимошенко. М.: Машиностроение, 1975. - 133 с.

142. Елхина В.Д. Механическое оборудование предприятий общественного питания/В.Д.Елхина, А.А.Жулин, Л.П.Проничкина, М.К.Богачёв. М.: Экономика, 1981. -317 с.

143. Ребиндор П.А. Физико-химия моющего действия/ Робиндор П.А. -М.: Пищепромиздат, 1935. 178 с.

144. Коробов М.М. Пневмо-, гидро- и аэрозольтранспорт на промышленных предприятиях/М.М.Коробов, В.Н.Кондаков. Киев: Техника, 1967. - 317 с.

145. Пипко А.И. Основы вакуумной техники/А.И.Пипко, В.Я.Плисков-ский, Б.И.Королев, В.И.Кузнецов. М.: Энергоиздат, 1981. - 424 с.

146. Фан-Юнг А.Ф. Проектирование консервных заводов/А.Ф.Фан-Юнг. -М.: Пищевая промышленность, 1976. 307 с.

147. Биргер И.А. Сопротивление материалов/И.А.Биргер, Р.Р.Мавлю-тов.- М.: Наукка, 1986. 560 с.

148. Беляев Н.М. Сопротивление материалов/Н.М.Беляев. М.: Наука, 1965.-856 с.

149. Новиков Ю.Ф. Электромобильные машины для животноводства/ Ю.Ф.Новиков, В.В.Гопка. М.: Агропромиздат, 1988. - 189 с.

150. Вентцель Е.С. Теория вероятностей/ЕС.Вентцель. М.: Наука, 1969.- 576 с.

151. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика/ В.Е.Гмурман. М.: Высшая школа, 1977. - 474 с.

152. Мельников C.B. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов/С.В.Мельников, В.Р.Алешкин, П.М.Рощин. JL: Колос, 1980.-168 с.

153. Мельников Е.А. Руководство по химическому и технологическому анализу воды/Е.А.Мельников. М., 1973. - 273 с.

154. Воловенко Д.С. Изучение санитарного качества молока и предрасполагающих факторов возникновения мастита при машинном доении коров красной (степной) породы: Дисс. . канд. вет. наук. Запорожье, 1973. - 187 с.

155. Краснов И.Н. Механико-технологическое обоснование процесса машинного доения коров: Дисс. . д-ра техн. наук. Зерноград, 1982. - 391 с.

156. Методические указания по микробиологической диагностике заболеваний, вызываемых энтробактериями. 04-23/3.17.12.84.

157. Акулов И.И. Определение грамотрицательных потенциально патогенных бактерий возбудителей внутрибольничных инфекций/ И.И.Акулов// Методические рекомендации. М. Министерство здравоохранения, 1986.

158. Голдовский Е.М. Кино в науке и технике/Е.М.Голдовский. М.: Знаний, 1962.-5-13,21-25 с.

159. Григорьев В.А. Тепло- и массообмен, теплотехнический эксперимент/В.А.Григорьев, В.М.Зорин//Справочник. -М.: Энергоиздат, 1982.-499 с.

160. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработка опытных данных/Г.В.Веденяпин. М.: Колос, 1973. - 199 с.

161. Рабинович С.Г. Погрешность измерения/С.Г.Рабинович. М.: Энергия, 1978.- 169 с.

162. Адлер Ю.П. Введение в планирование эксперимента/Ю.П.Адлер. -М.: Металлургия, 1969. 157 с.

163. Хикс И. Основные принципы планирования эксперимента/ И.Хикс. -М.: Мир, 1967.

164. Боровков A.A. Курс теории вероятностей/ А.А.Боровков. М.: Наука, 1972.-288 с.

165. Гмурман В.Е. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистики/ В.Е.Гмурман. М.: Высшая школа, 1970. - 235 с.

166. Смирнов Н.В. Курс теории вероятностей и математической статистики для технических положений/Н.В.Смирнов, Н.В.Дунин-Барковский. 3-е изд., стереотип. - М.: Наука, 1969. - 551 с.

167. Гнеденко Б.В. Курс теории вероятностей/Б.В.Гнеденко. М.: Наука, 1969.-400 с.

168. Зайцев В.П. Охрана труда в животноводстве/ В.П.Зайцев, М.С.Свердлов. М.: Агропромиздат, 1989. - 368 с.

169. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники. М.: Минсельхозпром России, 1998. - 200 с.

170. Шпилько A.B. Экономическая эффективность механизации сельскохозяйственного производства/А.В.Шпилько, В.И.Драганцев, Н.М.Мороз и др. -М.: Агропромиздат, 2001. 346 с.

171. Нормы амортизационных отчислений по основным фондам народного хозяйства СССР и положение о порядке планирования и использования амортизационных отчислений в народном хозяйстве. -М.: Экономика, 1974.

172. Старик Д.Э. Как рассчитать эффективность инвестиций/Д.Э.Старик. -М.: Финстатинформ, 1996.-93 с.

173. Бобровский В.М. Определение экономической эффективности конструкторской части в дипломных проектах по переработке с.-х. продукции/В.М.Бобровский, А.В.Финенко. Зерноград, 2003. - 30 с.

174. Курочкин В.Н. Технико-экономический анализ инженерных решений/В.Н.Курочкин. Зерноград, 2009. - 85 с.

175. Таран Е.А. Обоснование параметров и режимов работы групповой поилки для мелкого и крупного рогатого скота: Дисс. канд.техн.наук. Зерно-град, 2006.-190 с.377