WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 14 |

Повышение эффективности использования зерноуборочных комбайнов за счет оптимизации энергозатрат в условиях амурской области

-- [ Страница 6 ] --

Структурная экономико-математическая модель В общем случае энергозатраты зерноуборочной техники при оптимальном использовании имеющихся в наличии комбайнов и плана работ определяются из условия:

где j - номер марки зерноуборочного комбайна; J 0 - множество наличных марок зерноуборочных комбайнов; i - номер вида механизированных работ;

I 0 - множество видов механизированных работ; t - номер периода напряжённых работ; T0 - множество периодов напряжённых работ;

при следующих ограничениях:

выполнение всего объёма работ использование собственных зерноуборочных комбайнов выполнение агротехнических сроков максимальное число собственных зерноуборочных комбайнов на выполнение отдельных видов работ (уточняет соотношение 2.3) где xijt - количество зерноуборочных комбайнов марки j на выполнение работы i в период t, шт ; Qit - объём механизированных работ вида i в период t, г а; T jt - рабочий период для зерноуборочного комбайна марки j в период t, ч ; R j - наличие собственных зерноуборочных комбайнов марки j, шт ; wijt - производительность j зерноуборочного комбайна при выполнении i работы в период t, га/ ч ; pijt - агротехнические сроки выполнения i работы j зерноуборочным комбайном в период t, ч ; Еijt - полные энергозатраты j зерноуборочного комбайна при выполнении i работы в период t, МДж/ га.

Полные энергозатраты зерноуборочного комбайна j на механизированной работе i в период работы t определяется математической моделью где Е прijt – прямые энергозатраты j зерноуборочного комбайна при выполнении i работы в период t, МДж / га ; Е жijt – энергетические затраты живого труда j зерноуборочного комбайна при выполнении i работы в период t, МДж / га ; Еэijt – энергоемкость j зерноуборочного комбайна при выполнении i работы в период t, МДж / ч ; Епijt – энергозатраты от потерянного урожая j зерноуборочного комбайна при выполнении i работы в период t, МДж / га.

Прямые энергозатраты рассчитываются по формуле [81] где Gmijt – расход топлива j зерноуборочного комбайна при выполнении i работы в период t, л / га ; аm – теплосодержание топлива, МДж/ кг ; f m – коэффициент учитывающий дополнительные затраты энергии на производство топлива, МДж/ кг.

ты в период t определяется из выражения [57,117] где g ijt – расход топлива на единицу работы, выполненной j зерноуборочi ным комбайном в период t, л / га ; Wсмijt – производительность сменного времени j зерноуборочного комбайна при выполнении i работы в период t, га/ ч.

Производительность сменного времени j зерноуборочного комбайна при выполнении i работы в период t [46,57,117] где B р – рабочая ширина захвата жатки, м ; V p – рабочая скорость, км/ ч ;

Tp – время нахождения в работе, ч.

Время нахождения в работе определяем по формуле [57,117] где Т см – время смены, ч ; 1 – коэффициент сменности, учитывающий затраты на обед ЕТО и ТО.

Рабочая ширина захвата жатки B р определяется по формулам [46] где L y - ширина обработанного участка, м ; k - количество рабочих гонов, BТ - техническая ширина захвата жатки; 2 - коэффициент захвата, исключающий потерю стеблей 0,95.

Скорость движения зерноуборочного комбайна ограничивается пропускной способностью молотилки [117] где Н м - пропускная способность молотилки, кг / с ; U - урожайность, ц / га ;

с - доля дополнительных продуктов (например, соломы) по отношению к весу основного продукта, принятого за единицу.

Из выражений 2.7, 2.8, 2.9, 2.10, 2.11, 2.12 видно, что прямые энергозатраты можно определить в виде функциональной зависимости Энергозатраты живого труда определяются по формуле [81] где nijt - число комбайнеров, чел; aж - энергетический эквивалент живого труда, МДж/ ч ; Wсмijt - сменная производительность j зерноуборочного комбайна при выполнении i работы в период t, га/ ч.

Число комбайнеров напрямую зависит от количества зерноуборочных комбайнов для уборки полей в установленный срок [46] где n - общее число зерноуборочных комбайнов, шт; Q - общая уборочная площадь, га; D p - срок уборки, дней, смен; 1 - коэффициент, учитывающий метеоусловия (в осенний период принимают 1 0,7 ); 2 - коэффициент технической готовности машин (зависит от продолжительности выполнения сельскохозяйственной работы: до 15 дней - 2 -0,95; более 15 дней - 2 - 0,90).

Учитывая [117], что производительность комбайна по мощности двигателя отражает ее зависимость от основных энергетических параметров, соответствующих конструкции агрегата и условиям работы энергозатраты живого труда можно определить как функцию где N e - мощность двигателя, л.с, Вт; - плотность почвы, г / см 3 ; - влажность почвы, %.

Энергоемкость зерноуборочного комбайна в расчете на 1 час работы комбайна [81] на 1 га где M m - масса j энергетического средства при выполнении i работы в период t, кг ; Сmp - энергетический эквивалент j энергетического средства при выполнении i работы в период t, МДж/ кг ; К p, К к К m - отчисления на реновацию, капитальный и текущий ремонт j зерноуборочного комбайна при выполнении i работы в период t, %; Т н - годовая загрузка j зерноуборочного комбайна при выполнении i работы в период t, ч.

Энергозатраты от потерянного урожая продукции где Е уд - энергосодержание единицы продукции, МДж/ кг ; П1 - потери урожая от переуплотнения почвы, г ; П 2 - потери урожая за комбайном, г.

Из приведенных формул видно, что функциональная зависимость полных энергозатрат принимает вид Анализируя полученные зависимости необходимо заметить, что на величину полных энергозатрат зерноуборочной техники, помимо рассмотренных составляющих, оказывают действие и другие составляющие. Поэтому для учёта их влияния на исследуемую величину введём коэффициенты значимости где К пол - коэффициент значимости полных энергозатрат от использования зерноуборочной техники; К пр - коэффициент значимости прямых энерЕijt ент значимости энергозатрат живого труда от использования зерноуборочной техники; К э - коэффициент значимости энергоемкости от использоваЕijt трат от потерянного урожая.



Таким образом, эффективность использования зерноуборочной техники определяется из условий На основе вышеизложенного разработана блок-схема, позволяющая реализовать поставленные условия (рисунок2.1) и наиболее точно определить пути снижения энергетических затрат.

Используемые технологии уборки сельскохозяйственных культур наличие зерноуборочной техники Определение эффективности использования зерноуборочных комбайнов зерноуборочной техники Рисунок 2.1 – Блок-схема определения эффективности использования 2.1 Оптимизация выбора комбайна по объему работ При рассмотрении вопроса об оптимальном использовании парка зерноуборочных комбайнов на полях области необходимо учитывать эксплуатационные показатели, которые определяют полезный эффект зерноуборочного комбайна в процессе его эксплуатации. К ним можно отнести производительность за 1 час основного и сменного времени, удельный расход топлива и другие.

Перед производителем возникает вопрос об определении необходимого количества зерноуборочных комбайнов для осуществления определенной работы, с целью получения большего производства продукции при возможных минимальных энергозатратах.

Рассмотрим поставленный вопрос с использованием метода оптимального программирования [23,30,40,67,70,82,125,134].

Для уборки посевных площадей с заданным объёмом работ Q в хозяйстве имеются в наличии комбайны j видов j 1, n в количестве b1, b2,.., bn.

Себестоимость работы j -ым комбайном j 1, n равна c j. Зная, что производительность j -го комбайна равна w j за смену, требуется определить оптимальный вариант количества комбайнов каждой марки, обеспечивающих выполнение всего объёма работ в кратчайшие сроки с минимальными производственными энергозатратами.

Математическую модель задачи можно записать следующим образом.

Пусть x1, x 2,.., x n - количество комбайнов j -го вида необходимых для выполнения заданного объёма работ. Тогда общие затраты поставленной задачи определяются функцией вида:

При ограничениях:

- полное выполнение заданного объёма работ - выполнение агротехнических сроков - количество используемых зерноуборочных комбайнов каждой марки не должно превышать их имеющегося количества По своему содержанию переменные x1, x 2,.., x n могут принимать лишь целые неотрицательные значения, то есть Таким образом, необходимо найти минимальное значение линейной функции (2.25) при выполнении условий (2.26) - (2.30). Так как количество зерноуборочных комбайнов может принимать только целое значение, то составленная математическая модель (2.25) – (2.30) формулирует задачу целочисленного программирования. В случае, когда число неизвестных равно двум, решение данной задачи можно найти, используя геометрическую интерпретацию, построив многоугольник решений задачи (рисунок 2.2).

Рисунок 2.2 – Графический способ целочисленного программирования для определения минимального (максимального) значения Координаты всех точек построенного многоугольника решений ABCDE удовлетворяют системе линейных неравенств (2.26) – (2.29). В то же время условию (2.30) удовлетворяют не все точки области допустимых решений.

Заменим многоугольник ABCDE многоугольником ABCFGHKLMN, включающим все допустимые точки с целочисленными координатами, при этом координаты каждой из вершин являются целыми числами. Построим вектор b c1 ;c2 и прямую c1 x1 c2 x2 const, проходящую через многоугольник решений ABCFGHKLMN.

Перемещаем построенную прямую в направлении противоположном вектору b, пока она не пройдет через последнюю точку области допустимых решений, координатами которой являются целые числа. Координаты этой точки и определяют оптимальный план, а значение целевой функции в ней является минимальным. В данном случае минимальное значение целевой функции достигается в точке F.

В случае, когда число переменных больше трёх наиболее распространенными методами являются симплексный метод или решение двойственной задачи.

Симплексный метод заключается в том, что, начиная с исходного опорного решения, осуществляется последовательное целенаправленное перемещение по улучшенным опорным решениям к оптимальному. При этом значение целевой функции изменяется до тех пор, пока не будет получено оптимальное решение.

В математической форме задача записывается следующим образом:

ограничения:

Для применения симплексного метода следует записать задачу в канонической форме; для этого, если система ограничений содержит неравенства, то её необходимо привести к системе равенств с помощью введения дополнительных переменных: если знак неравенства « », то переменная вводится со знаком «-», а если « », то со знаком «+».

Далее заполняем симплексную таблицу (таблица 2.1). Все строки таблицы 1-го шага (опорного решения) заполняются по данным системы ограничений и целевой функции.

Таблица 2.1 – Матрица исходного опорного плана Номер опорного решения функция целевая Для проверки решения на оптимальность рассматривается последняя f строка. Если коэффициенты, стоящие в этой строке неотрицательны, то полученное решение оптимально. Если в последней строке есть хотя бы один отрицательный коэффициент, а в соответствующем этому коэффициенту столбце нет ни одного положительного элемента, то целевая функция f не ограничена на области допустимых решений. Если хотя бы один из коэффициентов, стоящих при свободных в последней строке отрицательный и в соответствующем ему столбце есть хотя бы один положительный элемент, то полученное решение может быть улучшено. Для этого среди элементов последней строки выбирается максимальный по абсолютной величине отрицательный элемент. Столбец, в котором стоит этот элемент, называется разрешающим. Далее находят отношение значений базисных переменных на соответствующие элементы разрешающего столбца.



Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 14 |
 

Похожие материалы:

« УСКОВ АНТОН ЕВГЕНЬЕВИЧ АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР, ПОВЫШАЮЩИЙ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ АПК Специальность: 05.20.02 – Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель доктор технических наук, профессор Григораш О. В. Краснодар – 2014 СОДЕРЖАНИЕ Введение …………………………………………………………… 5 АНАЛИЗ ПЕРСПЕКТИВ ПРИМЕНЕНИЯ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СОЛНЕЧНЫХ СТАНЦИЙ В СЕЛЬСКОМ ...»

« САМСОНОВ Юрий Алексеевич СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МОНОРЕЛЬСОВЫХ ВНУТРЕННИХ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ ПРЕДПРИЯТИЙ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА ПУТЕМ ПРИМЕНЕНИЯ ЛИНЕЙНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ 1 05.20.02 – Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель доктор технических наук, профессор А.П. Епифанов Санкт-Петербург – Пушкин - 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………………….………5 ГЛАВА ...»

« БАРАКИН Николай Сергеевич ПАРАМЕТРЫ ОБМОТКИ СТАТОРА И РЕЖИМЫ АСИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА, ПОВЫШАЮЩИЕ КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ДЛЯ ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ПОЧВЕННОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ Специальность: 05.20.02. - Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ...»

«СПИРИДОНОВ АНАТОЛИЙ БОРИСОВИЧ ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ДРАЖИРОВАНИЯ СЕМЯН ЛЬНА-ДОЛГУНЦА Специальность 05.20.02 – электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель: д.т.н., профессор Касаткин Владимир Вениаминович Ижевск – 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………. 5 1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА…………………………………………. 8 1.1 Состояние и перспективы развития льняного ...»

« ВОЛКОВ ВЛАДИМИР СЕРГЕЕВИЧ РАЗРАБОТКА РЕСУРСО- И ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО СПОСОБА МЕХАНОАКТИВАЦИИ ВИТАМИНИЗИРОВАННОЙ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНОЙ КОРМОВОЙ ДОБАВКИ Специальность: 05.20.02. – Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель: д.т.н., профессор Беззубцева М.М. Санкт-Петербург 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………………. 4 Глава 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ...»

« Еремочкин Сергей Юрьевич ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МОБИЛЬНЫХ МАШИН В АПК НА ОСНОВЕ ВЕКТОРНО-АЛГОРИТМИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ Специальность 05.20.02 - Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Халина Т.М. Барнаул - 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ Стр. Введение Глава 1. Обоснование выбора типа электродвигателя и анализ существующих методов ...»

« Хныкина Анна Георгиевна ОБОСНОВАНИЕ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ НИЗКОВОЛЬТНОГО АКТИВАТОРА ДЛЯ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ЛУКА Специальность: 05.20.02 – электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель к.т.н., доцент кафедры физики Рубцова Елена Ивановна Ставрополь 2014 2 СОДЕРЖАНИЕ стр. ВВЕДЕНИЕ 4 АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЙ И УСТРОЙСТВ ДЛЯ 10 1 ПРЕДПОСЕВНОЙ ...»

« ВАЛЕЕВ РУСЛАН АЛЬФРЕДОВИЧ ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБЛУЧЕНИЯ МЕРИСТЕМНЫХ РАСТЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СВЕТОДИОДНЫХ УСТАНОВОК Специальность 05.20.02 – электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель: 1 Доктор технических наук, профессор Кондратьева Н.П. Ижевск 2014 2 Оглавление ВВЕДЕНИЕ 1.АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИИ ВЫРАЩИВАНИЯ МЕРИСТЕМНЫХ РАСТЕНИЙ И ИСТОЧНИКОВ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ...»

« Нигматулин Ильдар Дагиевич ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ТРАКТОРОВ, ОСНАЩЕННЫХ ГАЗОБАЛЛОННЫМ ОБОРУДОВАНИЕМ Специальность 05.20.03 – Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук. Научный руководитель: доктор технических наук, доцент Володин В.В. Саратов – 2014 2 Содержание СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 1 1.1 Системы ...»

« Кожевников Юрий Александрович РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ УСТАНОВКИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИТНОГО КОТЕЛЬНОГО БИОТОПЛИВА ИЗ ОТХОДОВ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ФЕРМ И НЕФТЕХОЗЯЙСТВ 05.20.01 – технологии и средства механизации сельского хозяйства Диссертация на соискание степени кандидата технических наук научный руководитель: д.т.н., профессор, академик РАСХН, заслуженный деятель науки РФ Стребков Д.С. Москва – 2014 2 СОДЕРЖАНИЕ Введение ………………………………………………………………………………………. 6 Актуальность ...»




 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.