Инженерные технологии и системы

Введение. Низкая чистота очеса семенных коробочек растений льноуборочными машинами является проблемой в технологической операции при уборке льна-долгунца. Анализ конструкций гребенок очесывающих устройств позволил выявить основные недостатки, не позволяющие в полном объеме обеспечить агротехнические требования при уборке льна-долгунца, поэтому предложена инновационная конструкция съемной гребенки для однороторных жаток барабанного типа.

Цель исследования. Определить чистоту очеса стеблей льна-долгунца при очесе на корню съемными очесывающими гребенками однороторного очесывающего барабана.

Материалы и методы. Изготовлена экспериментальная установка, которая позволяет смоделировать процесс очеса льна на корню гребенками однороторного очесывающего барабана. За период с 2018 по 2023 год были исследованы и обоснованы конструктивные параметры и режимы работы очесывающего устройства. Разработана методика проведения многофакторного эксперимента по определению чистоты очеса льна-долгунца очесывающим устройством барабанного типа с размещенными на нем съемными гребенками.

Результаты исследования. Представлены результаты камеральных работ по отделению семенных коробочек от стеблей льна-долгунца на корню съемными очесывающими гребенками с целью определения качества очеса. Установлено, что чистота очеса растений льна-долгунца на корню составляет до 99,2 %.

Обсуждение и заключение. При очесе растений льна-долгунца сорта Надежда на корню съемными гребенками однороторного барабана в лабораторных условиях были изучены физико-механические свойства стеблей, определены оптимальные режимы работы очесывающего барабана, которые обеспечивают чистоту очеса стеблей выше 98 %, что соответствует агротехническим требованиям, предъявляемым к льнокомбайнам.

Введение. Производительность сеялок точного высева зависит от многих факторов, в том числе и от функциональных возможностей их дозирующих систем, модернизация которых возможна только на основе достоверных закономерностей, позволяющих прогнозировать показатели поштучной подачи семян в борозду.

Цель исследования. Анализ влияния диаметра присасывающих отверстий аппарата точного высева и создаваемого в них разрежения на характеристики подачи семян основных пропашных культур.

Материалы и методы. Результаты исследования получены на основании серии экспериментов по высеву семян кукурузы и подсолнечника аппаратом сеялки МС-8, принцип действия которого можно считать типовым для вакуумных посевных машин.

Результаты исследования. Получены эмпирические зависимости частностей нулевых и групповых подач семян таких пропашных культур, как кукуруза и подсолнечник от площади присасывающих отверстий и величины разрежения в вакуумной камере.

Обсуждение и заключение. Полученные количественные оценки носят частный характер и могут отличаться для семян с другими технологическими свойствами даже одной культуры. Обобщающими являются данные о том, что частость формирования пропусков семян пропорциональна величине силы присасывания в рабочей плоскости дозирующего элемента, независимо от его площади. В то же время вероятность образования двойных подач зависит от площади дозирующих отверстий – при постоянной силе присасывания уменьшение их диаметра приводит к уменьшению частоты двойных подач. Полученные данные позволяют рассматривать совместное варьирование величины разрежения в вакуумной камере и диаметра присасывающих отверстий как эффективные инструменты повышения качества подачи семян.

Введение. Работа двигателя внутреннего сгорания с современными экологичными и высокоэкономичными характеристиками не представляется возможной без глубоких и доскональных исследований, связанных с применением новых видов топлив. Именно поэтому прогнозирование показателей впрыскивания и распыливания в дизеле, работающем на смесевом спиртосодержащем топливе, оказывающих прямое воздействие на процесс горения и образование токсичных компонентов и, как следствие, экономичность и экологичность, является актуальной научной задачей. 
Цель исследования. Разработать теоретическую основу для расчета характеристик впрыскивания и распыливания метанолсодержащего топлива в цилиндры дизельного двигателя, позволяющую оптимизировать его рабочий процесс.
Материалы и методы. Рассмотрены характеристики впрыскивания и распыливания спиртосодержащего топлива в дизельном двигателе, переоборудованном для работы на смесевом метанолсодержащем топливе. В качестве базовых материалов и методов были использованы известные зависимости А. С. Лышевского, достаточно достоверно отражающие процессы впрыскивания и распыливания в дизельных двигателях.
Результаты исследования. Углубленные исследования базовых принципов оценки показателей впрыскивания и распыливания штатного топлива позволили адаптировать их для топлив смесевого метанолсодержащего состава и исследовать динамику изменения продолжительности и скорости впрыскивания, значения критерия Вебера, границ между участками развития струи, размера капель и угла распыливания.
Обсуждение и заключение. Разработана теоретическая основа для расчета характеристик впрыскивания и распыливания метанолсодержащего топлива, позволяющая оптимизировать работу дизельного двигателя на применяемом смесевом топливе и повышать, как следствие, его экономичность и экологичность. Представленная в числовом выражении информация об изменении границ участков развития струи, величины капель, угла конуса распыливания позволяет достаточно достоверно устанавливать основные параметры распыливания применяемых смесевых метанолсодержащих топлив, определять вектор оптимизации процессов смесеобразования и давать понимание перспективного направления при проектировании геометрии камер сгорания, впускных каналов и т. д.

Введение. Пластическая деформация и электрический ток, действующие раздельно, обычно оказывают противоположное влияние на деформационное поведение и напряжения течения в электропроводящих материалах. В случае совместного действия пластической деформации и приложенного электрического тока результат не является заранее предсказуемым. Исследование синергетического эффекта деформации и электрического тока может быть использовано для обработки металлов давлением. 
Цель исследования. Демонстрация наличия пороговых параметров импульсного тока, при которых проявляется атермический электропластический эффект в различных материалах. 
Материалы и методы. Выполнены испытания на растяжение при различных режимах тока, которые исключают повышенный вклад теплового эффекта в снижение напряжений течения – плотности и скважности. Изучены фрактографические особенности поверхности разрушения методом растровой сканирующей микроскопии. Определены пороговые значения параметров тока, при которых возникают скачки напряжения, связанные с электропластическим эффектом. 
Результаты исследования. Показано влияние плотности и скважности импульсного тока на проявление электропластического эффекта. Оба параметра имеют пороговые значения, выше которых электропластический эффект становится наблюдаемым (при плотности j > j_кр) или атермическим (при скважности Q > Q_кр). Все виды растяжения сопровождаются вязким характером разрушения и появлением пор, наиболее интенсивно образующихся при введении тока.
Обсуждение и заключение. В сплавах с низким электросопротивлением пороговая плотность импульсного тока, соответствующая возникновению электропластического эффекта, выше, чем в сплавах с высоким электросопротивлением. Повышение скважности импульсного тока снижает температуру деформируемого образца, что позволяет рассматривать электропластический эффект как атермический.

Введение. Оптические волокна широко используются для передачи сигналов связи с высокой пропускной способностью на большие расстояния. Ключевым свойством, обеспечивающим такую производительность, является низкое затухание, при котором сигналы испытывают минимальные потери мощности, распределяясь вдоль оптического волокна. Одним из факторов, влияющих на потерю мощности при передаче информации, является механический изгиб волокна. Изгиб может увеличить потери передачи мощности оптическим волокном как за счет макроизгиба, так и микроизгиба. Исследование зависимости потерь при изгибе от параметров волновода позволяет контролировать потери оптического волокна при передаче информации.
Цель исследования. Оценить влияние микроизгиба на поле и энергию слабонаправляющего оптоволокна с градиентным профилем показателя преломления в одномодовом режиме.
Материалы и методы. Из уравнений для полей прямого и изогнутого участков слабонаправляющего оптоволокна для произвольного градиентного профиля показателя преломления последующим решением неоднородных уравнений Гельмгольца методом функции Грина получено выражение для относительной энергии: отношения энергии поля изогнутого участка оптоволокна к энергии поля прямого участка оптоволокна (в первом приближении для одномодового режима). 
Результаты исследования. Полученное выражение для относительной энергии зависит от двух параметров – волноводного параметра и отношения радиуса оптоволокна к радиусу кривизны. Для квадратичного случая степенного профиля, как наиболее приближенного к реально используемому, численными расчетами построены зависимости относительной энергии от критериев, характеризующих изгиб для разных значений волноводного параметра. 
Обсуждение и заключение. Показано, что в случае микроизгиба, чем больше длина волны или меньше радиус волокна, тем меньше потери. Полученные результаты могут быть использованы как в расчетах профилей оптического волокна, предназначенных для работы в изогнутом состоянии и исключающих дорогостоящее экспериментальное моделирование световодов, так и при конструировании волноводов для решения конкретных приложений, в частности, для повышения энергоэффективности, надежности и работоспособности средства измерения.