Ключевые слова:
База данных, локальная сеть, структура данных, информационно-
управляющая система, среда разработки, программное обеспечение.
В образовательных заведениях все чаще внедряется программные обеспечения,
которые автоматизируют те или иные задачи и как следствие расширяют парк
компьютерной техники и соответственно другого офисного оборудования. При
регистрации и учету студентов проживающих в общежитии проводится много записей на
бумажных документах. Целесообразно внедрить программное обеспечение по учету и
контролю проживающих в общежитии, которая позволит получать нужную информацию о
проживающих и оперативно оперировать нужными данными. Это позволит сохранить
57
целость данных и предотвратить их случайную потерю, а также сэкономить драгоценное
время на поиск информации, сохранить все данные и систематизировать процесс учета
проживающих, сделать его более удобным, что в свою очередь в дальнейшем положительно
скажется на качестве работы. На данный момент количество таких информационных
систем весьма мало, а их внедрение в общежитиях происходит крайне редко. Такая
непопулярность связана с тем, что не каждая система может учесть все необходимые
технические средства, использующиеся в общежитии и отвечать заданным требованиям.
На данный момент существуют следующее программные комплексы:
1. Программный комплекс «ОВИОНТ - Студгородок» предназначен для
автоматизации деятельности подразделения ВУЗа, отвечающего за эксплуатацию
жилищного фонда.
2. Программный комплекс «Общежитие» предназначен для автоматизации процесса
управления поселением и проживанием в общежитии для физических лиц и
представителей организаций, вселяемых на предварительно забронированные места в
номерном фонде. В программном комплексе ведется учет оплаты проживания.
3. «БИТ. Общежитие» - решение для автоматизации учета движения денежных
средств в общежитии.
С учетом вышесказанного целесообразно исследовать структуру общежития и
определить её потребности для дальнейшего построения автоматизированной системы
учета. В виду обилия средств разработки систем и хранения информации, а так же их
широкой доступности и функциональности, создание такой информационной системы не
занимает много времени, а так же будет весьма экономичным в плане ресурсов, как
компьютерных, так и материальных.
Средой разработки программного обеспечения “Электронное общежитие” был
выбран объектно-ориентированный язык программирования Delphi.
Базой для хранения данных была выбрана СУБД MySQL 5-свободная реляционная
система управления базами данных, которая является очень быстрой, многопоточной,
многопользовательской и поддерживающей SQL (Structured Query Language) сервер баз
данных.
MySQL 5 имеет API для языков Delphi, C, C++, Эйфель, Java, Лисп, Perl, PHP, Python,
Ruby, Smalltalk, Компонентный Паскаль и Tcl, библиотеки для языков платформы .NET, а
также обеспечивает поддержку для ODBC посредством ODBC-драйвера MyODBC [1].
Максимальный размер таблиц в MySQL 5 , в этой версии максимальный размер
ограничивается максимальным размером файла используемой операционной системы [2].
Цель и основные задачи исследования:
Целью магистерской диссертации является разработка программного обеспечения по
автоматизация деятельности персонала и учета проживающих в общежитии.
Разработанное программное обеспечение “Электронное общежитие” будет
обеспечивать:
Гибкое планирование индивидуальной структуры общежития;
Учет проживающих в общежитии (поступление, перемещение, выезд
проживающего);
Учет лиц, дополнительно проживающих на жилплощади совместно с лицом,
заключившим договор с общежитием;
Учет наличия койко-мест и их характеристик;
Формирование договоров со студентами;
Отчетность по численности проживающих и дополнительно проживающих,
взаиморасчетам и задолженности проживающих, наличию свободных койко-
мест, материальным средствам.
Результаты исследований и их обсуждение
Посредством внедрения системы можно обеспечить:
58
Внедрение современных информационных технологий обеспечивающих
переход на качественно новый уровень ведения учета жильцов общежития;
Повышение качества и оперативности работы специалиста;
Максимальное снижение бумажной работы;
Автоматизацию внутреннего документооборота;
Использование единой технологии ведения электронное общежитие на все
общежития университета;
Рациональную организацию информационных потоков и их безопасность;
Исключение дублирования ввода информации и повышение ее достоверности
и актуальности;
Система "Электронное общежитие" включает подсистемы «Заселение»,
«Выселение», «Анализ», «Просмотр», «Приказ», «Справочники», «Автор», «Печать»,
«Помощь».
Предлагаемая Информационно-управляющая система «Электронное общежитие»
предназначена для:
Автоматизации процессов заселении, выселении и перемещении жильцов в
общежитии.
Формирует различные отчеты по требованию руководства университета,
Готовит приказы о заселении и выселении из общежития,
Выдача направления и пропусков.
Можно получить необходимые сведения о студентах и их родителях. Осуществляет
поиск конкретного студента, из числа проживающих в общежитии.
Система состоит из модуля:
1. Администратор.
Программа работает в режиме Администратор.
В режиме Администратор система позволяет вносить изменения, выдавать, готовить
приказы и на его основании выдавать направление, получать отчеты, различные справки и
так далее.
Запуск программы. Программа запускается нажатием кнопки Obshejitie.exe на
рабочем столе.
Для входа в программу нужно ввести логин и пароль доступа в форме (рисунок 1).
Рисунок 1. Окно Авторизации
Общая структура системы "Электронное общежитие" приведена на рисунке 2.
59
Рисунок 2. Общая структура системы "Электронное общежитие".
Краткий обзор основных разделов:
Разделы меню «Заселение»- предназначен для засиление студентов, магистров, PhD
докторов и сотрудников общежития.
Разделы меню «Выселение»- предназначен для выселения из общежития студентов,
магистров, PhD докторов и сотрудников общежития.
Разделы меню «Анализ»- анализ свободных мест в общежитии.
Разделы меню «Просмотр»- предназначен для получения сведений о студентах
(иногородних) нуждающихся в общежитий.а так же для поиска студентов по фамилии.
Разделы меню «Приказ»- предназначен для формирования приказов по общежитию, а
так же приказа о заселении/выселении студента.
Разделы меню «Справочники»- содержит данные о общежмитиях и комнатах в них.
Разделы меню «Автор»- Информация о авторе программы.
Разделы меню «Печать»- Предназначена для распечатки документов по заселению
жильцов.
Разделы меню «Помощь»- Справочник по пользованию программой.
Осуществление безопасности и защиты информации:
1. Средства безопасности, используемые в Системе, обеспечивают минимизацию
риска некорректного использования или злоупотребления Системой. Доступ ограничен
системой идентификации пользователя и пароля.
2. Доступ к Системе разграничен правами, применяется секретный пароль
пользователя с минимальной протяженностью интервала изменений пароля и
установленными ограничениями, которые будут выбираться администратором системы.
3. Пароли полностью защищены и контролируемы.
Функциональность Системы
Регистрация документов:
1. Документ, отнесенный к той или иной группе имеет свою структуру описательных
характеристик
2. Осуществлена возможность связывания документов, например: запрос-ответ и т.п.
3. Система предполагает наличие как минимум трех основных классов документов-
входящие, исходящие и внутренние.
Корректировка:
При обращении к базе данных вызывается соответствующее окно, средствами
которого и осуществляется корректировка.
Регламентация прав доступа и конфиденциальность:
Сервер
Администратор
Заселение
Выселение
Анализ
Приказ
Просмотр
Справочники
Автор
Пароль
Печать
Помощь
60
Предусмотрена
возможность
разбиения
пользователей
на
группы
по
функциональным обязанностям с соответствующими правами доступа, как ко всему
документу, так и к отдельным его пунктам;
Разработанное программное обеспечение даст возможность вести учет наличия,
поступления и удаления субъектов из базы данных, выполняя следующие функции:
Ведение справочников по проживающим;
Поиск информации по запросам;
Выдача отчетов по запросам;
Сетевое управление программой;
Гибкое планирование индивидуальной структуры общежития;
Учет проживающих в общежитии (поступление, перемещение, выезд
проживающего);
Учет лиц, дополнительно проживающих на жилплощади совместно с
лицом, заключившим договор с общежитием;
Учет наличия койко-мест и их характеристик;
Формирование договоров со студентами;
Отчетность по численности проживающих и дополнительно проживающих,
взаиморасчетам и задолженности проживающих, наличию свободных койко-
мест, материальным средствам.
Программное обеспечение разрабатывается в объектно- ориентированной среде
программирования Delphi 7. База данных должна обеспечивать хранение, поиск и выдачу
информации о проживающих в общежитии по запросам пользователя.
Литература
1. Грофф, Джеймс; Вайнберг, Пол SQL:полное руководство; Киев: BHV, 2005. 608 c.
2. Кузнецов М., Симдянов И., «Самоучитель MySQL 5» «БХВ-Петербург», 2006.
УДК 541.13; 546.92; 546.97
ЭЛЕКТРОВОССТАНОВЛЕНИЕ О-НИТРОФЕНОЛА НА
РЕНЕЯ
И
РЕНЕЯ
КОМПОЗИТНЫХ ЭЛЕКТРОДАХ
Ильясова Г.У., Шокыбаев Ж.А., Сагимбаева А.Е
Казахский национальный педагогический университет им. Абая. г. Алматы
Аңдатпа
Мақала авторлары Ренея құйындысының негізінде дайындалған композиттік
электрод, палладимен түрлендірілген никельді электрод жəне олардың никель бетін
анықтау, этанолды сілтемелі ерітіндісінде жəне сулы сілтемеде 0-нитрофенолдың қайта
қалпына келу реакциясының электрокаталикалық белсенділігінің нəтижелерін зерттеген.
Этанолды сілтемелерде 0-нитрофенолдың стационарлы тоқтарының көлемінің электрлі
қалпына келуі сілтемеге қарағанда төмен.
Annotation
The paper presents the results for the preparation of a composite alloy electrode based on
Raney nickel and palladium electrode modified definition of the nickel surface, the investigation
of their electrocatalytic activity in reduction reaction of 0-nitrophenol in aqueous ethanolic alkali
61
and alkaline solutions. It is found that the magnitude of stationary currents electroreduction o-
nitrophenol in ethanol-alkaline electrolytes is lower than alkaline.
Ключевые слова:
Ренея, нитрофенол, катализатор, электрод, электролит.
Введение
Амины благодаря своей высокой реакционной способности применяются для
синтеза почти всех синтетических красителей, а также в производстве синтетических
лекарственных препаратов, фотохимикатов, антисептиков и др.[1].
В последнее время существенно возрос интерес химиков-органиков к
электрокаталитическим превращениям органических веществ и, в частности, к процессам
восстановления на катодах, активированных никель-композитными электродами, что
позволяет повысить плотность тока и достичь производительности электролизера с
высоким коэффициентом использования водорода [1].
При изучении процесса электровосстановления о-нитрофенола на никель-
композитных электродах обнаружены факторы, влияющие на скорость процесса:
перенапряжение выделения водорода и степень заполнения поверхности электрода
необратимо адсорбированными негидрируемыми органическими частицами. Поскольку на
поверхности катода при электросинтезе нитросоединений возможно протекание двух
процессов- гидрирования нитросоединений адсорбированным водородом (основной) и
выделения водорода (побочный), то изменение перенапряжения выделения водорода
влияет на скорость основной реакции.
Как было показано ранее, присутствие на электроде-катализаторе необратимо
адсорбированных негидрируемых органических частиц снижает долю активной
поверхности. На основании представленных результатов были сформулированы
требования, предъявляемые к оптимальному электроду-катализатору восстановления
нитросоединений. Наиболее полно этим требованиям отвечают модифицированные
электроды, чьи электрокаталитические свойства могут быть целенаправлено изменены [2].
Целью настоящей работы являлось приготовление композитных электродов на
основе сплава Ренея и модифицированного палладием; и исследование их
электрокаталитической активности в реакции восстановления о-нитрофенола в водно-
щелочных и этанольно-щелочных растворах.
Материалы и методы исследований
Электрохимические измерения проводили с помощью потенциостата П-5848 в
трехсекционной ячейке, снабженной диафрагмой, разделяющей отделения для рабочего и
вспомогательного электродов. Вспомогательным электродом служила платиновая
пластинка, электродом сравнения- оксиднортутный электрод. Потенциалы в работе
приведены относительно потенциала обратимого водородного электрода. В работе
использовали электрод-катализатор:
Ni
Ni Ренея
и
Ni
Ni Ренея Pd
. Композитные
электроды готовили по методике[2,3]. На протравленную сетку из нержавеющей стали
вначале осаждали никель из электролита Уоттса, затем при интенсивном перемешивании в
электролит вносили тонкодисперсные порошки сплава
Ренея
и проводили повторное
покрытие. Модифицирование композитных электродов палладием осуществлялось путем
кратковременного погружения их в однопроцентный раствор
.
Электрохимическим методом по количеству адсорбированного водорода
определялась истинная никелевая поверхность никелевых катализаторов. Под истинной
поверхностью, согласно методу ее определения, понималась поверхность, на которой
происходят обратимые процессы окисления адсорбированного водорода и посадки
слабосвязанного кислорода. Перед проведением электрохимических измерений
электрод подвергали предобработке[4], которая включала три стадии: 1) катодная
поляризация при
Е
0,05 В
до установления постоянного значения тока; 2) анодная
62
поляризация при
Е
0,1 В
до значения тока, практически равного нулю; 3) катодная
поляризация при потенциале
Е
0,005 В
до установления постоянного значения тока.
После отключении катодного тока, при непрерывной продувке ячейки аргоном,
потенциал электрода самопроизвольно смещался в положительную сторону до
Е
0,02
0,04 В
, от установившегося потенциала снимали гальваностатическую анодную кривую
заряжения с переключением направления тока при
Е
0,16
0,18 В
. Для каждого
изученного состава композита подбиралась величина анодного тока гальваностатической
кривой заряжения, таким образом, чтобы она соответствовала скорости снятия
адсорбированного водорода.
Результаты исследования и их обсуждение
В таблице 1 приведены результаты по определению величины никелевой
поверхности свежеприготовленных никелевых композитных электродов и ее изменение в
ходе последовательного восстановления увеличивающейся навески о-нитрофенола.
Таблица 1 - Изменение истинной никелевой поверхности композитных электродов в
циклах электровосстановления увеличивающейся навески о-нитрофенола
Электрод
Электролит
èñò
S
,
м
Концентрация о-нитрофенола, С·
10 моль л
0 1,0
2,5
5,0
7,5
10,0
Ренея
щелочной
этанольно-
щелочной
0,50
0,41
0,36
0,31
0,32
0,30
0,30
0,26
0,26
0,24
0,22
0,23
Ренея
щелочной
этанольно-
щелочной
0,70
0,68
0,46
0,40
0,42
0,34
0,31
0,32
0,30
0,30
0,30
0,30
Из таблицы 1 следует, что у
Ренея
свежеприготовленного образца
наблюдается разница в величине поверхности по сравнению с немодифицированным
электродом, но после первого цикла электровосстановления она исчезает, причем природа
электролита и модифицирование палладием не влияет на величину никелевой поверхности
изученных композитов. Таким образом, дисперсная фаза второго компонента оказывает
влияние на электроосаждение никеля и способствует формированию развитой
металлической поверхности.
Состав и структура поверхности исследованы методом рентгеноспектрального
микроанализа (РСМА) электроннозондовым микроанализатором фирмы «ДЖЕОЛ»
(Япония) в лаборатории электронно-оптических методов исследования ИГН им.
К.И.Сатпаева. Анализ состава отдельных участков поверхности по методу РСМА
представлен в таблице 1.
Таблица 2 - Состав поверхности и размер поверхностных агломератов композитных
электродов по методу РСМА
Композитные
электроды
Элементы, в %
Размер поверхностных
агломератов, мкм
Ni
Al
Pd
Ренея
97,3
93,5
0,56
2,0
0,43-0,70
Ренея
13,3
7,02
77,6
0,06
0,08
0,12
44,2
48,2
5,5
0,81-1,42
63
Данные таблицы 2 показывают, что модифицированние поверхности палладием
Ренея
композита приводит к появлению палладиевых центров с различным его
содержанием от 5,5% до 48,2%. Размер поверхностных агломератов для
Ренея
при
промотировании его палладием вырос в 2,0 раза. Модифицирование палладием
поверхности никелевого композиционного электрода вызывает уменьшение содержания
никеля, у
Ренея
электрода на отдельных участках до 7% никеля.
Таким образом, установлено, что композитные никелевые электроды состоят из
матрицы никеля с вкрапленными участками дисперсных фаз сплава [3].
Адсорбции
о-нитрофенола
на
никелевых
композитных
электродах,
модифицированных палладием, изучалась путем снятия кривых смещения потенциала
электрода при разомкнутой цепи после введения о-нитрофенола на поверхность электрода,
покрытую адсорбированным водородом. Природа электролита существенно влияет на
стационарное значение потенциала: в щелочно-этанольных растворах величина
стационарного потенциала меньше, чем в щелочных растворах. Это связано с тем, что в
этанольно-щелочных растворах меняются коэффициент распределения нитросоединений и
промежуточных продуктов его восстановления между раствором и поверхностью
электрода-катализатора и энергия связи водорода с поверхностью. Смещение потенциала
электрода растет с ростом концентрации о-нитрофенола.
От потенциала, установившегося при адсорбции нитробензола, измеряли
стационарные токи электровосстановления о-нитрофенола в потенциостатическом режиме,
смещая потенциал электрода на
0,05 В
в отрицательную область до
0,2 В.
За меру
электрокаталитической активности изученных электродов была взята величина удельного
стационарного тока электровосстановления о-нитрофенола при потенциале
0,2 В
.
Таблица 3 - Удельные стационарные токи электровосстановления о-нитрофенола
при различной его концентрации в щелочных и этанольно-щелочных растворах на
никелевых композитных электродах, модифицированных палладием, при
0,2 В
Электрод
Электролит
,
/м
Концентрация о-нитрофенола, С·10
-2
моль ⁄л
1,0 2,5 5,0 7,5 10,0
Ренея
щелочной
этанольно-
щелочной
33,1
11,5
40,6
16,1
46,7
20,8
63,4
23,3
68,2
30,4
Ренея
щелочной
этанольно-
щелочной
39,1
26,7
50,2
26,7
57,2
30,1
71,0
31,3
73,0
38,4
Выводы
Как видно из таблицы 3, модифицирование поверхности палладием приводит к
возрастанию
стационарных
токов
электровосстановления
на
Ренея
для всех концентрации о-нитрофенола в щелочных растворах. Замена
щелочного электролита на этанольно-щелочной оказало заметного влияния на
активность
композитного электрода
Ренея
,
величина
стационарного
тока
уменьшилась в 2-2,5 раза.
Таким образом, из полученных результатов следует, что никелевые композитные
электроды являются активными и стабильными в реакции электровосстановления о-
нитрофенола.
64
Литература
1. Гультяй В.П., Лейбзон В.Н. Селективное препаративное электро-восстановление
ароматических нитросоединений// Электрохимия. 1996. Т.32. №1. С.65- 68.
2. Сагимбаева А.Е., Баишева Р.Г., Каирбеков Ж.К., Жубанов К.А. Исследование
электрокаталитических свойств композиционных никелевых электродов // Вестник КазГУ,
сер.хим., № 3. Алматы, 1999, С. 146-149.
3. Пшеничников А.Г., Кудрявцев З.И., Буркальцева Л.А., Жучкова Н. А., Шумилова
Н.А. Исследование состояния поверхности никелевого электрода элипсометрическим и
потенциодинамическим методами// Электрохимия. 1980. Т.16. Вып. 2. С.161 -165.
4. Сагимбаева А.Е. Влияние материала электрода на электрокаталитическую
активность композита. //Хабаршы-Вестник КазНПУ им. Абая. Серия «Естественно-
географические науки» №3(25), Алматы, 2010. С.23-26
УДК 536.248
ҚОЙ ҚОРАНЫҢ ЭНЕРГИЯ ҮНЕМДЕУШІ ЖЕЛДЕТУ ЖҮЙЕСІН ЗЕРТТЕУ
НƏТИЖЕЛЕРІ
Исаханов М., Əлібек Н., Дюсенбаев Т.
Қазақ ұлттық аграрлық университеті
Аннотация
В работе приведена результаты производственных испытаний экспериментального
энергосберегающей вентиляционной системы в помещении овчарни для ягнения.
Annotation
The results of field tests of experimental energy-efficient ventilation system in the room
sheepfold for lambing.
Кілт сөздер:
Төмен потенциалды жылу, желдету жүйесі, энергия үнемдеу,
ақпараттық-өлшеу кешені, топырақ температурасы.
Кіріспе
Жұмыс, топырақтың төмен потенциалды жылуын тиімді пайдалану арқылы, ауыл
шаруашылығы үй-жайларының желдету жүйелеріндегі энергия үнемдеу мəселелерін
шешуге бағытталған.
Жерасты ауақұбырлары жəне жылу алмастырғыштар арқылы мал шаруашылық
үйжайларын жылыту мен салқындату үшін жер жылуын пайдаланудың бірқатар мысалдары
бар. Олар үйжайды жылытуға жəне суытуға жұмсалатын шығындарды 50-дан 75%-ға дейін
үнемдеуге мүмкіндік береді. [1]
Демек, қазіргі жағдайда желдету жүйелерінде энергияны үнемдеу жəне олардағы
топырақтың жылу тиімді пайдалануды перспективалы жəне өзекті болып табылады.
Жұмыс Қазақ ұлттық аграрлық университетінің «Энергя үнемдеу жəне автоматика»
кафедрасында орындалған.
Материалдар мен əдістер
Алматы облысында төлдетуді жүргізуге арналған қой қорада эксперименталды
энергия үнемдеуші желдету жүйесі құрастырылды. Қой қораның жоспары жəне фотосуреті
1, 2-суреттерде ұсынылған.
65
1 – төлдету бөлімшесі; 2 – қой саулықты ұстауға арналған бөлімше; 3 - 2 айлықтан
қозыларды ұстауға арналған бөлімше; 4 - тамбурлар; 5 – электр қалқаны тұрған бөлме.
Сурет 1. Төлдетуді жүргізуге арналған қой қораның жоспары
Сурет 2. Төлдетуді жүргізуге арналған қой қора
Берілген қой қора үшін ҚР №26930 «Желдету құрылғысы» Инновациялық патентіне
сəйкес [2, 3] сұлбалар əзірленіп, жер жылуын пайдаланылуымен энергия үнемдеуші
желдету жүйесінің параметрлері анықталды.
Қой қора үйжайы үшін эксперименталды энергия үнемдеуші желдету жүйесінің
сұлбасы 3-суретте көрсетілген.
66
1 - ауа қабылдау шахтасының үйжайы; 2 – ішке тартатын тік ауа арналары; 3 – ішке
тартатын көлденең ауа арналары; 4 - топырақ температурасының датчиктері; 5 – басқару
шкаптары; 6 – күштік электр тартылымы; 7 – күштік қалқан; 8 – электр санауыштар; 9 -
220/22 В төмендетуші трансформатор; 10 - жетілдіруші-электр жылыту панельдері; 11 -
жерасты жылу алмастырғыштар- көлденең ауа арналары; 12 – ауа арнасы бар сыртқа
шығаратын шахта; 13 – датчиктердің электр тартылымы.
Сурет 3 - Қой қора үйжайы үшін эксперименталды энергия үнемдеуші желдету жүйесінің
технологиялық сұлбасы
Жерасты жылу алмастырғыштар-ауа арналары, «Алматы EPA» ЖШС өндіріс
орынында жасалған гофраланған пластмассалық құбырлардан, орындалған. ГOСT 18599-
2001 бойынша тығыздығы жоғары полиэтиленнен, номиналды ішкі диаметрі 630 мм-ден
110 мм-ге дейін құбырлар жасалған.
Қабырға профилінің типі «гофра» деп аталып, құбырлар итермелік жəне муфталық
жалғағыштармен өндіріледі. Тығыздаушы сақина арқылы жалғанады. Құбыр секциясының
өсі бойымен перпендикуляр орналасқан қимасы тікбұрышты қуыс арналар түрінде қуыс
құрылымға ие, ішкі қабаты тегіс жəне жылтыр болып келеді.
Құбырдың арнайы əзiрленген сыртқы беті жоғары сақиналық қаттылыққа ие жəне
қысымдаушы жүктемелердің əсеріне (көліктердің, жер асты суларының, топырақтың
тоңлауы жəне тығыздалуы) оларды неғұрлым төзімді етіп, ал құбырдың эластикалық
құрылымы асқын жүктеме кезде оларды бұзылудан қорғайды. Полиэтилен материал
ретінде жоғары тығыздыққа ие: созылуға жоғары беріктігі, үлкен термиялық төзімділігі бар
жəне тоттануға көнбейді.
Құбыр стандартты ұзындығы 6 жəне 12 м кесінділерде шығарылады жəне 15 м-ге
дейін тереңдікте жерастына төсеу үшін арналған.
Желдету жүйесінің жылутехникалық параметрлерін тіркеу үшін, яғни сыртқы, ішкі
ауаның, топырақтың температураларын жəне сыртқы мен ішкі ауаның салыстырмалы
ылғалдылығын, ақпараттық-өлшеу кешені əзірленді.
Ақпараттық-өлшеу кешенінің құрылымдық сұлбасы жəне ауыл шаруашылығы
үйжайлары үшін модульдік энергия үнемдеуші желдету жүйелерінің жұмыс режимдерін
зерттеуді автоматтандыру 4 суретте келтіріліп, төмендегідей орындалған: датчиктер (ОВЕН
ДТС3015 PT1000.В2.200 - желдету жүйесінің ауа арнасында температураны өлшеу үшін
арналған, ОВЕН ДТС3005-PT1000.В2 - сыртқы ауаның температурасын өлшеу үшін
арналған, салыстырмалы ылғалдылық жəне температура ДВТ-03.RS датчигі қабырғаның
тегіс бетіне орнатылған жəне ОВЕН MВ110-8A аналогтық сигналдардың кіру модуліне
қосылған.
67
1 - датчиктер (температура, ылғалдылық, ауа ағынының жылдамдығы); 2 - ОВЕН MВ110-
8A аналогтық сигналдардың кіру модулі; 3 - бағдарламалық логикалық контроллер ОВЕН
ПЛК 100-220. P-М; 4 - графикалық оператор панелі ОВЕН ИП320; 5 - деректер жинау
модулі ОВЕН MСД200; 6 - интерфейстің түрлендіргіші USB/RS485 AC4; 7 - GSM/GPRS; 8
- интерфейстің түрлендіргіші USB/RS485 AC4; 9 - дербес компьютер.
Сурет 4 – Ақпараттық-өлшеу кешенінің құрылымдық сұлбасы
Аспап ОВЕН, ModBus-RTU, ModBus-ASCII, DCON протоколдары бойынша RS-485
желіде жұмыс істейді.
Мастер желісі ретінде ОВЕН ПЛК.K контроллеры пайдаланылып, аспапқа ОРС-
драйвері жəне WIN DLL стандарттың кітапханасы əкелініп, олар басқа өндірушілердің
SCADA-жүйелері мен контроллерына аспапты қосқан кезде пайдаланылады. Аспапты
конфигурациялау берілген жинақтың құрамына кіретін «Конфигуратор M110»
бағдарламасының көмегімен (мысалы, ОВЕН AСЗ-М немесе AС4, тиісінше) RS-485/RS-232
немесе RS-485/USB интерфейстің адаптер арқылы дербес компьютерде жүзеге асырылады.
Содан кейін, барлық датчиктерден барлық деректер ОВЕН ПЛК 100-220 P-М
бағдарламаланатын логикалық контроллерге беріледі. ОВЕН ПЛК контроллерлері ОВЕН
(RS-485) протоколы бар аспаптар жəне Modbus TCP, DCON протоколдары бар өнеркəсіптік
желілер арасында шлюздерді ұйымдастыруға мүмкіндік береді.
Оператор станциясының диспетчерлік пунктінде дербес компьютер қабылдайды.
Байланысты ұйымдастыру үшін (CSD) GPRS-жалғау арқылы, Modbus ОРС/DDE сервері
дербес компьютерде орнатылған.
Модеммен жұмысын ОРС қолдап, жəне Master режимінде де, Slave режимінде де
жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Оператордың компьютеріне деректерді тасымалдау үшін
мастер режимінде жұмыс істейтін модем қосылған, əрқарай сигналдар өңдеуге жəне
MasterScada «скад-жүйесіне» визуализациялауға беріледі. Оператор - нысанадан хабарлар
мен параметрлерді іздеп, өз бастамасы бойынша, нысанамен байланысты жəне басқаруды
жүргізеді, мысалы, апаттық жағдайларды өңдеу үшін.
Эксперименталды зерттеулердің нəтижелері
Энергия үнемдеуші желдету жүйесін өндірістік сынақтары екі кезеңде жүргізілді:
қысқы жəне жазғы мезгілдерде. Қысқы мезгілде энергия үнемдеуші желдету жүйесін сынау
кезінде, қой қора үйжайындағы ауа температурасы, өлшеулер саны
72 кезде, 5,4 °С-
ден
6,0 -ға дейін тербеліп, орта есеппен 5,6 -да орнықты.
Қой қора үйжайының салыстырмалы ылғалдылығы (
72 кезде) орта есеппен 79,2%
құрады. Салыстырмалы ылғалдылықтың максималды жəне минималды мəндері тиісінше
93,4% жəне 64,1% болды. Ең төменгі сыртқы температурада
18 (04.02.2014 г.) ішке
тартылатын ауа температурасы
6 °С-ға жетті. Сыртқы ауа температурасынан тəуелділікте
берілетін ауаның шығыны 70-140 м
3
/сағ тербеліп отырды. Қондырғының жылулық қуаты
2,2 кВт-ты құрады.
68
Жазғы мезгілде энергия үнемдеуші желдету жүйесін сынау кезінде, қой қора
үйжайындағы ауа температурасы, өлшеулер саны
820 кезде, 16,6 °С-ден 27,29 -
ға дейін тербеліп, орта есеппен
22,3 -да орнықты.
Қой қора үйжайының салыстырмалы ылғалдылығы (
820 кезде) орта есеппен
30,5% құрады. Салыстырмалы ылғалдылықтың максималды жəне минималды мəндері
тиісінше 58,88% жəне 10,37% болды. Ең жоғары сыртқы температурада
33,4 ішке
тартылатын ауа температурасы
19,6 °С-ға жетіп, ал ауаның ылғалдылығы 12%-дан 23%-
ға дейін өсті. Берілетін ауаның шығыны 140 м
3
/сағ құрады. Қондырғының салқындату
қуаты 2,6 кВт-ты құрады.
Қорытынды
Сынау мезгілдерінде энергия үнемдеуші желдету жүйесі, қой қораның төлдету
бөлімшесінде энергия үнемдеу режимін жəне микроклиматтің қажетті зоотехникалық
параметрлерін қамтамасыз етті.
Энергия үнемдеуші желдету жүйесі шаруашылықта пайдалану үшін қабылданған
жəне қой шаруашылықтарында іске асыру үшін ұсынылды.
Əдебиеттер
1. Степанова В.Э. Возобновляемые источники энергии на сельскохозяйственных
предприятиях. – М.: Агропромиздат, 1989. -112 с.
2. Инновационный патент. №26930 от 25.04.2013 г. «Вентиляционное устройство»,
Исаханов М.Ж., Əлібек Н.Б., Долдаев О.З., Дюсенбаев Т.С. и др.
3. Isakhanov M., Alibek N., Dyusenbaev T. Energy saving ventilation systems for sheep
premises. Международном журнале International scientific, scientific applied and informational
journal mechanizationin agriculture. 7/2014, Sofia, Bulgaria «Energy saving ventilation systems
for sheep premises».
УДК 631.22.018
ПЕРЕРАБОТКА И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОВЕЧЬЕГО НАВОЗА
Калиаскаров М.
Казахский национальный аграрный университет
Annotation
Based on a review of existing methods of processing and use of animal manure, the main
directions of the processing and use of sheep manure.
Аңдатпа
Малдың қиын өңдеу мен пайдаланудың қолданыстағы əдістерін талдау барысында
негізгі бағыттары анықталады.
Ключевые слова:
переработка навоза, удобрение, кормодобавки, биогаз, топливо,
овечий навоз.
Переработка и использование навоза является приоритетной проблемой, решение
которой заключается в очистке его от вредных запахов, болезнетворных бактерий и семян
сорняков. Особое внимание уделяется способам переработки навоза, обеспечивающим
его обеззараживание, ослабление неприятного запаха, уменьшение объема и широкого
использования в качестве удобрения. Большинство применяемых способов переработки
69
являются дорогими и несовершенными. Термические и электрические способы
обработки, вследствие неэкономичности, не нашли широкого применения. Химическая
обработка, особенно для устранения запаха навоза, в значительной степени внедрилась в
практику. Наиболее перспективной представляется аэробная биологическая обработка,
которая заключается в обогащении интенсивно перемешиваемой в емкости жидкой
фракции навоза кислородом. Это способствует развитию аэробных бактерий,
разлагающих органическую субстанцию на воду и углекислый газ. Процесс разложения
интенсивно протекает при температуре 35…65
0
С и жидкий навоз при этом теряет
неприятный запах [1].
Для устранения неприятных запахов возможно внесение в навоз дезинфектантов,
которые замедляют ферментацию или введение бактерий, способствующих метановому
брожению.
В крупных свиноводческих комплексах для переработки и биологической очистки
навоза применяются сложные и дорогостоящие установки.
В овцеводстве практически не осуществляется переработка навоза из-за отсутствия
рекомендаций по его использованию. Выбор рационального способа содержания овец
является важнейшим фактором поддержания чистоты в овцеводческих помещениях. При
этом применение подстилки и использование системы вентиляции оказывают
благоприятное влияние на организм животных и снижают неприятный запах навоза.
В настоящее время известно множество находящихся на стадии исследовании
способов утилизации навоза (рисунок 1).
70
Рису
нок
1 –
Классифик
ация
использования
навоза
Использование
нав
оза
Органические
удобрения
Твердое
топливо
Газообразное
топливо
Строительные
мате
риалы
Кормодобавки
Навоз
-
ная
жижа
Компост
Тепло
Зола
(уд
о
б
р
е-
ни
е)
Газы
:
СО
,
СО
2
Ме
та
н
СН
4
Водо
-
род
Н
2
Термоизо
-
ляционны
е
наполни
-
те
л
и
Ст
ено
-
вые
ма
те
-
риалы
71
Использование навоза в качестве органического удобрения является одним из
наиболее распространенных методов утилизации. Оно позволяет полноcтью
использовать отходы животноводства, обеспечивая кругооборот веществ в природе. С
органическими удобрениями в почву возвращаются вещества, взятые из нее растениями
и использованными на корм скоту [2].
Как показывают данные (таблица 1), полученные рядом исследователей [3], овечий
навоз по своему химическому составу значительно богаче навоза других
сельскохозяйственных животных. Содержание азота и калия в среднем 2…3 раза больше,
чем в других видах навоза. Однако, в хозяйствах,
овечий навоз в качестве удобрения используются сравнительно редко, чем навоз крупного
рогатого скота, свиней и птичьи помет. В среднем по Казахстану на удобрение
используется менее 5 % от годового выхода овечьего навоза. Наибольшее использование
имеют такие области, как Павлодарская – 50 %, Актюбинская – 45 %, Северо-
Казахстанская – 40 % [4].
Таблица 1 – Состав навоза, получаемого от различных животных
Вид
животных
Масса
живот
ных,
кг
Мокрая
масса
навоза,
кг/сутки
Влага,
%
Летучие
компо-
ненты,
%
Азот,
%
Фосфор,
%
Калий,
%
Мясной
скот
Молочный
скот
Лошади
Свиньи
Овцы
Домашняя
птица
500
500
500
100
50
2,5
28…36
30…35
28
5…7
2…3
0,15
85
85
60
80
70
82
9,33
7,98
14,3
7,02
21,5
16,8
0,47…0,7
0,38…0,5
0,86
0,6…0,83
1,0…1,9
0,86
0,1…0,25
0,06…0,1
0,13
0,2…0,6
0,3
0,13
0,14-0,3
0,13-0,3
-
0,24
0,78
0,43
В свежем овечьем навозе содержится большая концентрация личинок гельминтов и
патогенной микрофлоры, которые отрицательно влияют на рост культурных растений.
Поэтому в хозяйствах овечий навоз на удобрение используют после хранения на
открытых буртах в течение 18…20 месяцев. За этот срок завершается процесс
естественного разложения навоза, уничтожаются гельминты и патогенные микрофлоры,
в результате чего получается перегной, пригодный на удобрение. Одна тонна свежего
навоза дает 450…500 кг чистого перегноя [5].
Следует отметить, что в овцеводческих хозяйствах Казахстана около 80 %
помещений для стойлового содержания овец находятся на горных и предгорных,
полупустынных и пустынных зонах, вдали от посевных площадей. В этой связи требуются
большие затраты на перевозку навоза. Данными [6] установлено, что транспортировка
навоза считается экономически выгодным на расстояние не более 20 км.
Использование навоза в качестве кормовых добавок находится на начальной стадии
исследовательских работ. Существуют экспериментальные установки, на которых
ведутся работы в двух направлениях: извлечение из навоза или помета питательной
(кормовой) части и применение жидкого навоза в качестве питательной среды для
производства кормовых дрожжей, выращивания личинок мух, водорослей в целях
получения кормового белка.
Как известно, использование свежих экскрементов в кормлении животных и птиц
имеет потенциальную возможность появлений инфекционных болезней. Кроме того,
большую роль играет психологическое воздействие на потребителей продуктов от
животных и птиц, потребляющих кормовых добавок, полученных от навоза. В этой связи
72
технологический процесс обработки навоза должен обеспечивать полное удаление из него
потенциально вредных частиц (тяжелых металлов, антибиотиков и пестицидов) и
остатков, вызывающих нарушение пищеварения у животных.
При наличии патогенных микроорганизмов, навоз должен быть подвергнут
продолжительной термической или химической обработке.
В Индии проведены опыты по использованию в корм птиц овечьего кала [7]. Кал
сушили на солнце в течение двух дней, готовили из него муку и включали в количестве 5
% в зерновой рацион цыплят породы белый леггорн с суточного возраста. Мука из сухого
кала овец содержала 7,6 % протеина, 18,7 % клетчатки, 52,6 % биологически
эффективные вещества. В десяти-недельном возрасте живой вес цыплят, получивших в
рационе кал овец, составил 743 г, а в контроле – 682 г. Затраты корма на 1 кг привеса
составили соответственно 3,47 и 4,01 кг.
На открытых площадках штата Калифорния США применяет так называемый
процесс «Витингама» [8]. Навоз, собранный с открытой откормочной площадки,
разбавляют водой до влажности 85 %. После этого жижа проходит через бак-аэратор
разбрызгивающего типа и часть осадка отфильтровывается, чем достигается уменьшение
запаха. После разделения на фракции методом центрифугирования, основная часть
питательных веществ остается в жидкой фракции. Твердая фракция гидролизуется
щелочью, в результате чего получается продукт, по энергии соответствующей мелассе.
Выход такого продукта составляет 25 % от первоначального веса сухого навоза. Жидкую
фракцию, содержащую жиры и белки во взвешенном состоянии, а также белки и углеводы
в растворе обрабатывают хлоридом железа при рН
3
, в результате чего выпадает
хлопьевидный осадок. Полученный осадок отделяется в ротационном барабане,
высушивается и перерабатывается в гранулы, содержащие от 30 до 50 % неочищенного
белка. Гранулы скармливают в виде белковых добавок.
Процесс «Серико» [9], разработанный компанией «Серес Лэнд» совместно с
учеными университета штата Колорадо США, основан на разделении навоза по
фракциям, с последующим полным использованием их.
Имеются сведения о скармливании животным компостированного навоза. Метод,
предложенный фирмой «Коррал Индастриз» [7, с.70], предусматри-вает компостирование
в течение 36…48 час, после разделения на фракции. Высокая температура,
сопутствующая процессу компостирования, способствует обеззараживанию массы.
В случае использования навоза в качестве корма возникают проблемы медицинского
и социального характера – можно ли скармливать навоз тем же животным, от которых он
получен и не является ли его мясо вредным для человека. Все эти вопросы не нашли еще
окончательного решения. Тем не менее, такой метод переработки навоза представляет
определенный интерес в увеличении кормового ресурса для животноводства.
Использование навоза в качестве строительных и теплоизоляционных материалов
в практике не существует. Однако результаты исследований свойств овечьего навоза и его
влияния на организм животных показывает, что овечий навоз имеет высокие
теплофизические характеристики. Это подтверждает возможности его использований в
качестве строительных и теплоизоляционных материалов [10].
Получение из навоза газообразного топлива (биогаза), путем его анаэробного
сбраживания в реакторах, является одним из перспективных направлений биологической
переработки жидкого навоза.
Западногерманские ученые установили теплотворную способность биогаза в
зависимости от технологических факторов и состава субстрата в пределах 20…25 мДж/м
3
,
что при среднем показателе 22,5 мДж/м
3
соответствует теплоте сгорания 0,6 л жидкого
топлива [11].
Исследования ряда ученых показали [12], что наиболее выгодно извлекать биогаз из
навоза скотоводческих и свиноводческих ферм. При современном техническом уровне
73
реакторов для анаэробного разложения этих видов навоза выход метана составляет 4,5 л
на каждый литр полезного объема реактора, при продолжительности обработки 3 дня.
В университете Пенсильвании США разработана и испытана (таблица 2) биогазовая
установка [13], предназначенная для скотоводческих ферм с поголовьем до 150 коров. На
опытном образце анаэробного реактора объемом 100м
3
получено количество биогаза
эквивалентное по теплотворной способности 72 тыс. кВт.ч электроэнергии или 22,5 тыс.
м
3
природного газа.
Таблица 2 – Результаты испытаний биогазовой установки в университете
Пенсильвании США
Поголовье
скота,
гол.
Норма ежед-
невной загрузки
навоза, кг
Продолжитель-
ность обработки,
дней
Производство биогаза, м
3
в день
из 1 кг
навоза
50
80
150
346
554
1030
35
21
11
66
128
197
0,19
0,23
0,19
За последние годы в Германии, Англии, Швеции, Дании, КНР, Индии и других
зарубежных странах разработаны и внедрены в производство различные по конструкции
биогазовые установки, перерабатывающие органические отходы ферм крупного рогатого
скота, свиноводческих и птицеводческих комплексов [14]. Накопленный опыт
эксплуатации этих установок подтверждает перспективность производства биогаза на
промышленной основе, с непрерывным круглогодовым поступлением исходного сырья.
Это достигается, в основном, созданием централизованного биогазового завода,
обслуживающего животноводческие фермы близлежащих районов или присоединением
к очистным сооружениям крупных животноводческих комплексов специального цеха по
производству биогаза. В первом случае получаемый объем биогаза, после необходимой
очистки, может идти для внешнего потребления, во втором – на производственно-
технологические нужды комплекса.
По данным специалистов Германии, применение биогазовых установок в сельском
хозяйстве целесообразно в тех случаях, когда газ может подводиться к потребителю
энергии без применения промежуточных аккумулирующих устройств [14, с.24].
По данным американских исследователей [15], себестоимость производства биогаза
снижается с увеличением размера ферм, причем это снижение происходит более
быстрыми темпами, если применяют биогазовые установки, работающие в непрерывном
режиме (таблица 3).
Таблица 3 – Себестоимость производства биогаза в зависимости от размеров
фермы и режима работы установки
Число откормочных
свиней на ферме,
гол.
Себестоимость биогаза, цент/м
3
установки
непрерывного действия
установки
циклического действия
1000
2000
3000
52
34
27
57
41
31
Впервые исследования по анаэробной переработке овечьего навоза проводились
сотрудниками Всероссийского научно-исследовательского технологического института
овцеводства и козоводства [16]. В результате из 1 кг чистого свежего овечьего навоза, с
74
естественной влажностью 78 %, в мезофильном режиме (с нагревом до 33
0
С), ими
получено 0,0714 м
3
биогаза, в термофильном режиме (с нагревом до 53
0
С) получено
0,0743 м
3
биогаза. Содержание метана в биогазе при обоих режимах достигало 75 %.
Сравнение данных [17] по получению биогаза из разных видов навоза показывает
(таблица 4), что удельный выход биогаза из овечьего навоза в 3 раза ниже, чем из навоза
крупного рогатого скота и в 5…7 раз ниже, чем из навоза свиней. Следовательно и
ожидаемый эффект значительно ниже.
Таблица 4 – Удельный выход биогаза из разных видов навоза
Вид навоза
Влажность
,
%
Удельный выход биогаза, м
3
/кг
в мезофильном
режиме (30…35
0
C)
в термофильном
режиме (50…55
0
C)
Коровьи
Свиной
Овечий
85
80
78
0,19
0,32
0,0714
0,22
0,52
0,0743
В условиях стойлово-пастбищного содержания овец, применение стационарных,
дорогостоящих и сложных по конструкции биогазовых установок, работающих
преимущественно на жидком навозе с продолжительным и непрерывным циклом его
переработки, неэффективно и зачастую невозможно.
Использование навоза в качестве твердого топлива является наиболее простым и
эффективным способом решения проблем его утилизации. В настоящее время, в отгонном
животноводстве Казахстана, для топлива используют плитки, нарезанные из чистого
уплотненного овечьего навоза и высушенные до влажности 7…11 %.
Как показывают сравнительные данные (таблица 6), теплотворная способность
чистого овечьего навоза эквивалента кусковому торфу [18].
Таблица 6 – Сравнительные характеристики некоторых видов топлива
Вид топлива
Влажность,
%
Плотность,
кг/м
3
Теплота
сгорания,
кДж/кг
Эквивалент
к условному
топливу
1 Условное топливо -
- 29302 1
2 Антрацит донецкий 5,0
850 28089 1,04
3 Каменный уголь
донецкий
3,5
850
25765
1,14
4 Мазут 2,0
998
39641
0,74
5 Бензин 0
750
73722,8
0,67
6 Дрова смешанной
породы
30
450
7386
4,1
7 Бурый уголь 13,0
700
11746
2,47
8 Торф кусковый 15,0 450
9879 2,45
9 Торфяные брикеты 13,0
650 17581 1,67
10 Овечий навоз
кусковый
7,0
550
8623
3,35
11 Навозные брикеты 10,0
840 11020
2,6
Однако более половины годового выхода навоза из овцеводческих помещений
убирается в рыхлом виде, который из-за низкой плотности массы имеет низкую
возгораемость и непригоден для использования на топливо. Это часть навоза, в
75
овцеводческих фермах, отдаленных от посевных площадей, остается неиспользованной,
загрязняя окружающую среду. При ежегодном расчетном выходе навоза из
овцеводческих помещений свыше 2 млн. тонн и использовании менее половины этого
объема на топлива и удобрение (рисунок 2), накопления неиспользованного, но
пригодного на топливо овечьего навоза в хозяйствах республики превысят 3 млн.тонн.
Для улучшения экологии окружающей среды и создания безотходной технологии,
при частичном использовании овечьего навоза на удобрение, накопленную годами
неиспользуемую часть навоза целесообразно переработать в брикеты для удовлетворения
острой нужды в топливных материалах населения овцеводческих районов
Казахстана [19].
Рисунок 2 – Диаграмма использования овечьего навоза в хозяйствах
Казахстана
В зависимости от системы содержания овец, навоз накапливается в течение
определенного периода с разной структурой и с разными физико-механическими
свойствами. В помещениях для содержания овец в ночное время формируется чистый
уплотненный навоз с толщиной слоя 0,10…0,15 м, который убирается вручную
нарезанием на плитки размером 0,25…0,35 м,
складируется под навесом и после сушки в естественных условиях используется в
качестве твердого топлива. А в период ягнения овцематок, в основном, используется
подстилка из соломы или остатков грубых кормов. На кормовыгульных площадках также
формируется навоз, смешанный с остатками кормов. Навоз с подстилкой не режется в
плитки, а убирается в рыхлом виде и складируется в бурты. После 15…20 месячного его
хранения в открытых площадках иногда используется в качестве органического
удобрения или же остается неиспользованным, загрязняя окружающую среду. В целом,
из годового объема овечьего навоза в хозяйствах Казахстана около 40 % используется на
топливо, менее 5 % - на удобрение, более 55 % - остается не использованным. А удельный
выход биогаза из овечьего навоза в 3 раза ниже, чем из навоза крупного рогатого скота и
в 5…7 раз ниже, чем из свиного навоза.
Следует отметить, что научно-экспериментальные исследования по созданию
совершенных технических средств уборки и переработки овечьего навоза в настоящее
время отсутствуют. Для формирования топливных брикетов из неиспользованной части
навоза необходимо разработать новые технические средства.
Литература
1. Калиаскаров М., Хегай В.В. Вопросы улучшения экологического состояния
животноводческих ферм //TURK DEVLETLERI ARASINDA 2.ILMI ISBIR-LIGI
KONFERANSI: материалы Международ. казахско-турецкой научн. конф. по сельскому
хозяйству. – Алматы, 1993. – С.129-130.
40 % на
топливо
5 % на
удобрение
55 %
неиспользованная
Достарыңызбен бөлісу: |