Əдебиеттер
1. Maslow A.H. Motivation and Personality. — New York: Harpaer & Row, 1954.
2. Зеер Э.Ф. Основы профессиональной педагогики. М., 2004.
3. Климов Е.А. Психология профессионального самоопределения. Ростов на /Д., 1996.
4. Аманова И.Қ. Тұлғаның өзін-өзі таныту ерекшеліктерінің этномəдени сəйкестілікке
тəуелділігі. Психология ғыл. канд. ғылыми дəрежесін алу үшін дайындалған
диссертацияның авторефераты. – А., ҚазҰУ. 2004. 30 бб.
5. Джакупов С.М. Экспериментальные исследования этнопсихологи-ческих
особенностей личности // Вестник КазНУ. Серия психологии и социологии. - 2002, № 2 (9).
С. 5-11.
6. Аманова И.Қ. Этномəдени сəйкестіліктің тұлғаның өзін өзі таныту ерекшеліктеріне
əсерін кроссмəдени зерттеу нəтижелері // ҚазҰУ хабаршысы. Психология жəне социология
сериясы, № 2, 2003, 45-51 бб.
29
7.
Изакова А.Т. Влияние смыслообразующих факторов самоактуализации на
профессиональное самоопределение: Дисс. канд. пед. наук. Караганда. 2003.
8. Жантекеев С.К. Психолого-педагогические условия актуализации умений. Дисс.
канд. психол. наук. 140 с. Акмола. 2004.
9. Сейтешев А.П. Пути профессионального становления учащейся молодежи. – М.:
Высшая школа, 1998. – 240 с.
10. Кенжебеков Б.Т. Жоғары оқу орны жүйесінде болашақ мамандардың кəсіби
құзыреттілігін қалыптастыру: автореф. ...пед.ғыл.док: 21.05.05. – Қарағанды: Е.А.Бөкетов
атындағы ҚарМУ, 2005. – 40 б.
11. Айтжанова Г.К. Формирование готовности будущего учителя к организации
процесса самоактуализации личности подростков в целестном педагогическом процессе:
автореф. дисс. канд. пед. наук. КазНАИ им. Жургенова. 2002. 165 с.
УДК 621.31.031:621.383
ЛАБОРАТОРНО-ПОЛЕВЫЕ ИСПЫТАНИЯ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ
УСТАНОВКИ
В ФЕРМЕРСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ
Барков В.И., Токмолдаев А.Б., Клепова Л.Н.,
Амирсеит С.К., Садык А.Р., Тойшиев Н.С., Абдрахманов К.
ТОО «Казахский научно-исследовательский институт механизации и электрификации
сельского хозяйства»,
«Казахский национальный аграрный университет», г. Алматы
Аңдатпа
Алматы облысындағы фермерлік қожалықта фотоэлектрлі қондырғысы жүргізілген
зертханалық жəне далалық сынақтар нəтижелері бойынша ол керекті өнеркəсіптікпен жəне
тұрмыстық жүктемесін бірге электрэнергиясымен қамтамасыз ететіндігін көрсетті.
Annotation
Results of laboratory and field tests of the photovoltaic installation on the farm of Almaty
region have shown that it provides electricity electroconsumer with a mixed industrial and
household load.
Ключевые слова:
фотоэлектрическая установка, фермерское хозяйство, солнечная
энергия, электроэнергия.
Введение
В республике насчитывается около 30 тысяч отдаленных хозяйств, которые не
подключены к электрическим сетям и испытывают недостаток в автономных источниках
электроснабжения. Энергообеспечение таких объектов наиболее эффективно с
применением фотоэлектрических установок (ФЭУ). ФЭУ можно использовать для
энергообеспечения технологических процессов в фермерских хозяйствах.
Методы
исследования
- патентные,
теоретические,
экспериментальные
исследования, инженерные расчеты, лабораторно-полевые испытания.
30
Цель лабораторно-полевых испытаний ФЭУ – определение основных рабочих
параметров и эксплуатационных показателей работы.
Методика проведения лабораторно – полевых испытаний:
- определение пиковой и средней мощности фотоэлектрических солнечных модулей
(ФСМ), напряжения холостого хода и под нагрузкой, тока нагрузки;
- исследование зависимости часовой выработки электроэнергии ФЭУ в течение
светового дня;
- контроль параметров окружающей среды: интенсивности солнечного излучения,
температуры и относительной влажности наружного воздуха;
- определение эксплуатационных показателей ФЭУ: суточный расход электроэнергии
у потребителя, напряжение и ток нагрузки на выходе инвертора, время работы
аккумуляторной батареи на различную нагрузку.
При проведении исследований регистрируются: напряжение и ток ФСМ, зарядный ток и
напряжение на аккумуляторах, напряжение и ток инвертора, температура наружного воздуха
и относительная влажность наружного воздуха, расход электрической энергии
электроприемниками подключаемой нагрузки.
При испытаниях использованы следующие приборы: измеритель солнечной радиации
SM-206, амперметр и вольтметр постоянного тока, мультиметр UT206, счетчик
электрической энергии «Сайман», инфракрасный термометр CENTER-350, метеометр
МЭС-202. Измерение солнечного излучения производилось переносным прибором SM-206
с погрешностью ± 5% (диапазон измерений 0,1…399,9 Вт/м
2
, температуры - инфракрасным
термометром CENTER-350 с погрешностью ± 2% (диапазон измерений -20+500
0
С),
температура и влажность воздуха измерялись метеометром МЭС-202.
Обработка и анализ полученных данных проводится с использованием известных
методик ГОСТ Р 51597-2000 и СТП 5-98 [1,2].
Схема подключения приборов и оборудования при проведении лабораторно-полевых
испытаний приведена на рисунке 1.
1-ФСМ; 2- контроллер; 3- АКБ; 4- инвертор; 5- диоды; 6 – амперметр постоянного тока;
7 – вольтметр постоянного тока; 8 – счетчик электрической энергии; 9 - измеритель
солнечной радиации; 10 - метеометр
Рисунок 1 – Схема монтажа оборудования и подключения приборов
Экспериментальная часть
31
Общий вид ФЭУ, установленной в фермерском хозяйстве показан на рисунке 2.
Рисунок 2– Общий вид ФЭУ
Результаты и их обсуждение
Исследование зависимости часовой выработки электроэнергии ФЭУ от состояния
облачности приведены на рисунке 3.
- ясное небо;
-
средняя облачность;
-
сильная облачность
Рисунок 3 – Зависимость часовой выработки электроэнергии ФЭУ от состояния
облачности (сентябрь)
По данным графика на рисунке 3 суммарная солнечная радиация за день,
поступающая на фотоэлектрические модули ФЭУ, общей площадью 4,8 м
2
составляет 46,6
кВт·ч, следовательно, с учетом среднего значения КПД 14% для этого типа ФСМ, средний
объем вырабатываемой ФЭУ электроэнергии за день при ясном небе составляет 6,53 кВт·ч,
при средней облачности – 3,57 кВт·ч, при сильной облачности – 1,31 кВт·ч.
0
100
200
300
400
500
600
700
800
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
Вт
Час, суток
32
Исследование работы ФЭУ в режиме ориентации на солнце показали, что в этом
случае дневная выработка электроэнергии возрастает на 42…51% по сравнению со
стационарной установкой солнечных панелей с ориентацией на юг.
Характеристика условий испытаний приведена в таблице 1, сводные показатели
лабораторно-полевых испытаний - в таблице 2.
Таблица 1 – Характеристика условий испытаний
Наименование показателя
Ед. изм.
Значение
показателя
Характеристика климатических условий
температура наружного воздуха
0
С
23…30
относительная влажность наружного воздуха
%
72…90
интенсивность солнечного излучения
Вт/м
2
887,5…1178,2
Таблица 2 – Сводные показатели испытаний
Наименование показателя
Ед. изм.
Значение показателя
Эксплуатационные показатели ФСМ:
- пиковая мощность
Вт 175
- средняя мощность
Вт 116,8
- напряжение холостого хода
В 38…44
- напряжение под нагрузкой
В 24…26,4
- ток нагрузки
А 6,2…11,5
Эксплуатационные показатели АКБ:
- емкость
А·ч 93,5…103,5
- ток заряда
А 6,2…11,5
- напряжение
В 24…26,4
- время заряда
ч 9…11
Эксплуатационные показатели инвертора:
- напряжение на входе
В 24…26,4
- напряжение на выходе
В 220
- ток нагрузки на входе
А 44,8
- ток нагрузки на выходе
А 5,45
Эксплуатационные показатели ФЭУ:
- установленная мощность
Вт 800
- пиковая мощность
Вт 698
- суммарная емкость аккумуляторов
А·ч 800
- номинальная мощность инвертора
кВт 3,0
- время работы АКБ на нагрузку: 300 Вт
500 Вт
700 Вт
1000 Вт
ч
11,7
7
5
3,5
- суточный расход электроэнергии у
потребителя
кВт·ч 2,0…2,2
Данное
хозяйство
характеризуется
смешанной
производственно-бытовой
электрической нагрузкой, суммарная мощность электрооборудования – 1,96 кВт
(измельчитель кормов, сепаратор, холодильник, освещение, телевизор).
Анализ результатов испытаний показывает, что ФЭУ с установленной мощностью 800
Вт и суммарной емкостью аккумуляторов 800 А·ч обеспечивает фермерское хозяйство
электроэнергией с суточным расходом 2,0…2,2 кВт·ч. Время разряда аккумуляторной
33
батареи меняется от 11,7 до 3,5 ч при изменении средней электрической нагрузки у
потребителя с 300 до 1000 Вт.
Выводы
Лабораторно-полевые испытания, проведенные в условиях Алматинской области
показали, что фотоэлектрическая установка с установленной мощностью 800 Вт
обеспечивает электроэнергией фермерское хозяйство со смешанной производственно-
бытовой нагрузкой, суммарная мощность электрооборудования которого составляет 1,96
кВт.
Литература
1.
ГОСТ Р 51597 – 2000 Нетрадиционная энергетика. Модули солнечные
фотоэлектрические. Типы и основные параметры.-М.:ИПК Издательство стандартов, 2000.-
4с.
2. СТП 5 – 98. Испытание сельскохозяйственной техники. Программа и методы
испытаний. – Алматы, КазНИИМЭСХ, 1998. – 28 с.
УДК 631.672:621.65/68
СТРУКТУРНАЯ СХЕМА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
РАБОТОЙ СТРУЙНОГО ТЕПЛОВОГО МОДУЛЯ
Волков И.А., Алиханов Д.М.
Казахский национальный аграрный университет, г. Алматы
Аңдатпа
Мақала іс-қимыл жəне агроөнеркəсіптік кешен нысандарында дербес жылыту, ауаны
тазалау жəне өндірістік процестерді үшін жылу ағынды бірліктің блок сызбаның принципін
қамтамасыз етеді. Қолданыстағы аналогтармен салыстырғанда орнату артықшылығы
қоршаған ортаға зиянды шығарындылар жəне төмен операциялық шығындар жоқтығы
болып табылады.
Annotation
In the article the principle and block diagram of a thermal ink jet unit for autonomous heating,
air cleaning and production processes at the facilities of agro-industrial complex. The advantage
of the installation compared to existing analogues is the lack of harmful emissions into the
environment and low operating costs.
Ключевые слова:
установка, структурная схема, струйный тепловой модуль,
гидронагрев, теплоснабжение, эжектор, центробежный насос, цикл.
Введение
Правительством РК, в соответствии с Указом Президента Республики Казахстан
Н.А.Назарбаева, поставлена задача о развитии сельского хозяйства и решении проблем
водоснабжения, электроснабжения, внедрения ресурсосберегающих технологий,
разработка эффективных энергоустановок, использующих возобновляемые источники
энергии и сохранение окружающей среды[1].
34
Существующие технологии и оборудование теплоснабжения, в том числе
автономное: на топливной энергетике имеют большие капвложения, значительные
эксплуатационные расходы и потери тепла (до 80 %) и ухудшают экологию окружающей
среды; на электрический нагрев требует большие затраты энергии, что сказывается на
снижении конкурентоспособности выпускаемой продукции. Существует проблема
повышения эффективности автономного теплоснабжения, которую можно решить
технологией теплоснабжения с использованием гидронагрева воды на базе струйного
теплового модуля. [2].
Основная часть
В настоящее время технологии нагрева воды для теплоснабжения объектов и
технологических процессов сельскохозяйственных и других потребителей АПК, как в
Республике Казахстан, так и в странах СНГ и дальнего зарубежья осуществляют по двум
конкурирующим технологиям:
-
традиционной технологией теплоснабжения с использованием для нагрева воды
традиционных источников энергии;
-
энергосберегающей
(альтернативной)
технологией
теплоснабжения
с
использованием для нагрева воды возобновляемых и нетрадиционных источников энергии
(термальные источники, насыщенный пар, горячих отработанных газовых смесей,
солнечной, гидронагрев). Технология нагрева воды для теплоснабжения объектов и
технологических процессов отражает тип используемой технологии и соответствующий
источник энергии для нагрева воды. Каждая технология нагрева воды имеет свои
преимущества и недостатки.
Традиционная технология нагрева воды
Преимущества – технология нагрева воды для теплоснабжения объектов и
технологических процессов отработана и имеет широкий выбор оборудование на
внутреннем и внешнем рынках.
Недостатки – технология нагрева воды для теплоснабжения объектов и
технологических процессов не является экологически чистой, так как происходит сброс в
атмосферу отработанных газов от работы оборудования; необходим расход топлива;
большие эксплуатационные затраты, вызванные эксплуатацией оборудования.
Энергосберегающая технология нагрева воды для теплоснабжения объектов и
технологических процессов.
Преимущества возобновляемых и нетрадиционных источников для теплоснабжения
объектов и технологических процессов является экологически чистой и
энергосберегающей, так как для нагрева воды используются естественные возобновляемые
источники энергии или потребляемая электрическая энергия потребляемое тепло
генераторами значительно ниже отдаваемой при нагреве; имеют низкие эксплуатационные
затраты, вызванные не постоянным присутствием обслуживающего персонала, а лишь
сервисным обслуживанием оборудования, и отсутствием эксплуатационных затрат на
используемые естественные источники энергии.
Недостатки - технология нагрева воды для теплоснабжения объектов и
технологических процессов не достаточно отработана и оборудование в настоящее время
не имеется на рынках сбыта[3].
Из сравнительной оценки двух технологий нагрева воды для теплоснабжения
объектов и технологических процессов традиционной и энергосберегающей,
преимущество энергосберегающей технологии очевидное: она экологически чистая,
экономит дорогостоящее топливо и снижает эксплуатационные издержки. Тот недостаток,
которым обладает энергосберегающая технология можно устранить путем создания
оборудования на основе энергосберегающей технологии нагрева воды для теплоснабжения
объектов и технологических процессов.
Научная новизна
технологии теплоснабжения, предложенной в работе, заключается в
том, что нагрев воды происходит за счёт выделения тепла от трения движущихся с разной
35
скоростью струйных потоков воды и воздуха, создаваемых эжектором при
технологическом процессе вакуумирования. Техническая реализация технологии нагрева
жидкости (воды) очень проста и безопасна.
На рисунке 1, показаны аппаратные составляющие установки и системы
автоматического управления процессами автономного теплоснабжения и очистки воздуха
на объектах АПК.
1- Водовоздушный резервуар; 2- насос; 3- электродвигатель; 4- система управления;
5- струйный элемент (эжектор); 6- система отопления; 7- подпитка
Рисунок 1 - Структурная схема системы автоматического управления
Центробежным насосом осуществляется циркуляция определённого объёма воды по
замкнутому открытому контуру через струйный аппарат (эжектор). В струйном аппарате за
счёт вакуума засасывается струйный поток воздуха из окружающей среды, который вместе
с водой поступает в водовоздушную ёмкость, а затем очищенный воздух отделяется от
воды, выходит в помещение или вновь используется по замкнутому кругу. Для
автоматического управления параметрами технологического процесса нагрева воды
используется частотно регулируемый электропривод насосного агрегата с обратной связью
по температуре. Емкость водовоздушного резервуара составляет 100 литров. В системе
используется насос марки CP-210C c электродвигателем мощностью 2,2 кВт. Управление
работой насосного агрегата осуществляется частотным преобразователем марки ПЧВ 103-
3К0-В фирмы ОВЕН.
Заключение
Система управления параметрами энергосберегающей технологии нагрева воды на
основе струйного теплового модуля может быть использована в системе автономного
теплоснабжения потребителей АПК при выполнении технологических процессов, очистки
атмосферного воздуха от твёрдых примесей, запылённости и вредных запахов.
36
Литература
1. Назарбаев Н.А. Қазақстан – 2030. Барлық қазақстандықтардың өсіп-өркендеуі,
қауіпсіздігі жəне əл-ауқатының артуы. Ел басшының Қазақстан халқына жолдауы. Алматы
РМӨПБ-нің редакциялық баспа бөлімі – 1998.-112 бет.
2. Фисенко В.В. Новая энергосберегающая технология в системах отопления и
горячего водоснабжения // Теплоэнергетика: Журнал № 1. - М., 2000.
3. Яковлев А.А., Алиханов Д.М., Исаханов М.Ж., Саркынов Е., Ибраев Е., Дюсенбаев
Т.С., Бекенов А.А. Определение энергетических параметров струйного теплового модуля и
результаты предварительных исследований // Сборник материалов международной научно-
практической конференции. КазНАУ, Алматы, 2009. - С.394-398.
УДК 666.9.03
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РИСОВОЙ ШЕЛУХИ В КАЧЕСТВЕ ВЫГОРАЮЩЕЙ
ДОБАВКИ В ДИАТОМИТОВЫХ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛАХ
Дильмухамбетов Е.Е., Уркимбаева П.И., Еркин А.С., Байсеитов М.К.
Казахский национальный аграрный университет, г. Алматы,
Казахский национальный университет им. аль-Фараби, г. Алматы
Аңдатпа
Күйдіруші қоспа ретінде күріш қауызы қолданылған жылу өткізбейтін күйдірілген
диатомит материалдарының физико-механикалық жəне термо-физикалық қасиеттері
анықталды. Зерттеу нəтижелері бойынша тығыздығы 0,4-0,6 г/см
3
, қысу төзімділігі – 0,8-
1,1 МПа, жылу өткізгіштілігі – 0,06-0,08 Вт/(м•К) алынды.
Annotation
The basic physico-mechanical and thermo-physical properties of fired heat insulating
diatomite materials with rice hulls as combustible additives were established characterized with
density - 0.4-0.6 g/cm
3
, compressive strength – 0,8-1,1 MPa, heat conductivity – 0,06-0,08
W/(m•K). These characteristics comply with the technical requirements of the heat insulating
diatomite products.
Ключевые слова:
диатомит, теплоизоляция, рисовая шелуха, теплопроводность,
прочность на сжатие.
Диатомит, как природный теплоизолятор, нашел широкое применение в производстве
теплоизоляционных материалов и изделий как в обжиговом, так и в безобжиговом
вариантах. В качестве выгорающих добавок при обжиге диатомитовых изделий обычно
используют древесные опилки. В последние годы практический интерес представляет
рисовая шелуха, как возобновляемое растительное сырье для получения ценных продуктов
– карбонизированных адсорбентов, аморфного кремнезема, носителей катализаторов и др.
[1, 2]. Рисовая шелуха нашла применение и как выгорающая добавка в экспериментальном
производстве поризованных кирпичей и изделий [3, 4].
Целью настоящей работы является установление возможностей использования
рисовой шелухи в качестве выгорающих добавок в теплоизоляционных изделиях на основе
казахстанского диатомита Мугоджарского месторождения.
37
Определения физико-механических характеристик выполнялись на кубических
образцах размерами 2х2х2см и цилиндрических образцах диаметром 45мм и высотой 40мм
стандартными методами. Измерения коэффициентов тепло-проводности выполнялись на
установке измерителя теплопроводности ИТС-1 методом стационарного теплового потока
[5]. Образцы для измерения теплопроводности изготавливались в виде квадратной плитки
размерами 15х15х2 см, которая помещается в тепловой отсек прибора. Теплоизоляционные
сухие смеси готовились при различных соотношениях молотых диатомита и рисовой
шелухи, а в качестве армирующего компонента в смеси добавлялось базальтовое волокно.
После затворения водой в соотношении 1:1 к сухой массе изготавливались изделия.
Термообработка образцов выполнялась двухступенчато в муфельной печи при
температурах 400
0
С и 700
0
С с временем выдержки 3 часа при каждой температуре.
На рисунке 1 показаны снимки микропористой структуры диатомита
Мугоджарсокого месторождения (Казахстан), полученные на сканирующем электронном
микроскопе. Как видно из рисунка, размеры регулярных пор варьируются от 100 до 1000нм.
Эти результаты согласуются с известными представлениями о диатомите как природном
нанопористом материале. Химический состав казахстанского диатомита в пересчете на
содержание оксидов в % масс следующий: SiO
2
– 80,2; Al
2
O
3
– 10,4; Na
2
O – 0,93; H
2
O – 1,4;
MgO – 1,26; CaO – 0,48; FeО – 0,48; TiO
2
– 0,62; SO
2
– 0,19; ClO
2
– 1,4. Следует отметить,
что при обжиге рисовой шелухи неорганический остаток до 85% состоит из оксида
кремния.
Определены параметры линейной воздушной и огневой усадки изделий,
составляющие 2-5%.
Рисунок 1. Микро- и нанопористая структура диатомита
Армирующий компонент - базальтовое волокно уменьшает линейную усадку изделий
до менее чем 1%. Установлено, что плотность образцов после обжига находится в пределах
0,34-0,52 г/см
3
в зависимости от содержания рисовой шелухи в исходных составах. При
этих значениях плотностей пределы прочности на сжатие составляют от 0,4 до 1,3 МПа.
Допустимые значения прочностей на сжатие 1 МПа и выше достигаются при плотности
обожженного материала 0,4 г/см
3
.
Влияние температуры обжига на прочность изделий представлено на рисунке 2.
Прочность материала повышается с увеличением содержания диатомита в исходной сухой
смеси, равно как и плотность. Допустимые значения прочностей на сжатие достигаются при
плотности материала выше 0,4 г/см
3
. Как показывают эксперименты, материалы с большим
содержанием рисовой шелухи имеют низкую прочность – содержание выше 25% приводит
практически к нулевой прочности. Этот результат устанавливает нижний предел для
38
содержания выгорающей добавки в виде рисовой шелухи при изготовлении
теплоизоляционных материалов на основе диатомита.
1 – 700
о
С; 2 – 1000
о
С
Рисунок 2 – Влияние температуры обжига модифицированных диатомитовых материалов
на прочность
Результаты показывают, что низкие значения теплопроводности легко достигаются
при увеличении содержания выгорающей добавки, но в этом случае теряются допустимые
значения прочностных характеристик теплоизолятора. Так, на рисунке 3 показана
зависимость коэффициентов теплопроводности диатомитовых теплоизоляторов от
плотности и температуры термообработки (обжига).
1 – 700
о
С; 2 – 1000
о
С.
Рисунок 3 – Влияние температуры обжига модифицированных диатомитовых материалов
на теплопроводность
Из рисунка 3 видно, что более высокая температура обжига приводит к увеличению
коэффициентов теплопроводности, что связано с уплотнением материала вследствие
спекания. Согласно измерениям коэффициентов теплопроводности в области 0,06-0,08
Вт/(м·К) оптимальные значения плотности диатомитового материала находятся в пределах
0,4-0,6 г/см
3
. Отметим, что этим же пределам плотностей соответствуют допустимые
значения прочностей на сжатие 0,9-1,2 МПа.
Таким образом, основные физико-механические и теплофизические параметры
теплоизоляционных материалов на основе диатомита Мугоджарского месторождения с
использованием рисовой шелухи в качестве выгорающей добавки по своим значениям
удовлетворяют техническим требованиям для диатомитовых теплоизоляторов.
|