Повышение эффективности химических источников тока для электроснабжения автономных малоэнергоемких сельскохозяйственных объектов

• Автор: Колесников, Геннадий Юрьевич
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 140 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА В ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ IО

1.1 Анализ электроснабжения отдаленных малоэнергоемких сельскохозяйственных объектов. Ю

1.2 Источники питания для электроснабжения устройств при подкормке рыбы.

1.3 Анализ существующих химических источников тока и пути их совершенствования.

1.4 Первичные химические источники тока

1.5 Анализ патентной документации по водоактивирусмым химическим источникам энергии.

1.6 Общие технические требования к конструкции гальванического элемента

1.7 Электролит для гальванических элементов с использованием электроактивируемой воды

1.8 Влияние магнитных нолей на электролит в гальванических элементах .

1.9 Выводы
1.аучная гипотеза, цель и задачи исследований.
2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И РАБОТЫ ВОДОАКТИВИРУЕМОГО ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕТА
2.1 Теоретическое обоснование и особенности работы медноцинкового гальванического элемента
2.2 Теоретические предпосылки влияния площади поверхности электродов на плотность тока гальванического элемента
2.3 Теоретическое обоснование воздействия магнитного поля на электролит водоактивирумого гальванического элемента
2.4 Теоретические предпосылки по использованию электроактивированного активированного водного солевого раствора в качестве электролита в гальванических элементах.
2.5 Выводы
3 ПРОГРАММА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ, МЕТОДИКА, ПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЕ
3.1 Программа экспериментальных исследований.
3.2 Методика проведения экспериментальных исследований.
3.2.1 Методика исследования изменения водородного показателя при различных концентрациях солей в водоактивируемых рас творах.
3.2.2 Методика исследования влияния концентрации солей на изменение электропроводности электроактивируемых растворов
3.2.3 Экспериментальная установка для электролиза водных солевых растворов.
3.2.4 Методика исследований влияния магнитной индукции постоянных магнитов на электротехнические параметры водоактивируемого гальванического элемента.
3.2.5 Методика исследования влияния коэффициента пористости рабочей поверхности активного слоя электрода и расстояния между электродами на силу тока водоактивируемого гальванического эле мента.
3.3 Статистическая обработка экспериментальных данных
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ПРИМЕНЕНИЮ МАГНИТНОГО ПОЛЯ И РАЗВИТОЙ ПОВЕРХНОСТИ ЭЛЕКТРОДОВ ВОДОАКТИВИРУЕМОГО ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА
4.1.1 Исследование изменения силы тока и напряжения водоактивируемого гальванического источника тока в зависимости от увеличения площади поверхности электрода.
4.1.2 Влияние магнитной индуктивности постоянного магнита па силу тока водоактивируемого гальванического элемента
4.1.3 Определение расстояния между электродами на напряжение и силу тока гальванического элемента
4.1.4 Модель зависимости плотности тока водоактивируемой гальванической батареи в зависимости от магнитной индукции и коэффициента пористости активной поверхности анода.
4.2.1 Исследование влияния различных концентраций соли на значения водородного показателя при активации водных солевых растворов с использованием активатора с плавающим анодом.
4.2.2 Исследование влияния различных концентраций соли на значения электропроводности водных растворов при активировании.
4.2.3 Зависимость плотности тока водоактивируемой гальванической батареи от удельной электропроводности электролита.
4.2.4 Определение времени хранения активированного электролита
4.3 Создание водоактивируемой гальванической батареи для питания электроонтических устройств при подкормке рыбы.
4.4 Определение плотности светового потока электрооптического преобразователя за период работы водоактивируемой гальванической
батареи
4.6 Выводы.
5 ПРАКТИЧЕСКАЯ ПРОВЕРКА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ВОДОАКТИВИРУЕМЫХ
ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ БАТАРЕЙ
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


В третьей главе Программа экспериментальных исследований, методика, приборы и оборудование содержится методики определения водородного показателя и электропроводности в зависимости от минерализации водных растворов, времени активирования и продолжительности хранения исследования гальванических элементов в зависимости от значения магнитной индукции и коэффициента пористости рабочей поверхности электрода статистическая обработка экспериментальных данных. Б пятой главе проводилась оценка экономической эффективности применения водоактивируемых батарей в качестве источника питания электрооптически х преобразователей. Реализация результатов работы. Водоактивируемая гальваническая батарея внедрена в КФХ Семиляковых Ставропольского края Труновского района на рыбопромысловом водоеме. Аппробация работы. Основные результаты исследований доложены на научнотехнических конференциях ФГОУ ВПО СтГАУ в годах, ФГОУ ВТ ДзовоЧериоморской государственной академии в году, ФГОУ ВПО КубГАУ в году. Опытный образец водоактивируемого гальванического элемента был представлен на Международной выставкеконгрессе Высокие технологии. Инновации. Инвестиции Н1ТЕСН , г. СанктПетербург, в номинации Лучший инновационный проект в облает производственных технологий и удостоен диплома I степени с вручением золотой медали. Также был представлен на VIII Московском международном салоне инноваций и инвестиций г. Москва и удостоен диплома за разработку первичного гальванического элемента. Публикации результатов работы. По результатам проведнных исследований опубликовано научных статьей в сборниках научных трудов ФГОУ ВПО СтГАУ, ФГОУ ВПО СевероКавказского государственного технического университета, ФГОУ ВПО Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии, в том числе опубликовано 2 работы в журналах согласно перечню ВАК России, получено 3 патента РФ 7, 4, 7. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав,, общих выводов, списка использованной литературы, включающего 0 наименований и приложения. Работа изложена на 0 страницах, включая рисунка, таблицы, приложения на 9 страницах включают таблицы, акт внедрения, патенты. Среди малоэнергоемких сельскохозяйственных объектов, где возможно применение автономных источников питания, можно выделить следующие использование электроизгороди на отдаленных пастбищах источник питания для устройств при подкормке рыбы или отпугивание вредных насекомых в садах. Эти сельскохозяйственные объекты обычно значительно отдалены от централизованных проводных сетей В и при этом имеют значительную протяженность. Подвод стационарных сетей нередко экономически нецелесообразен за счет низкого энергопотребления. На сегодняшний день источников питания для электроизгороди и устройств для отпугивания насекомых в садах достаточно много, как стационарных электросетей, так и автономных, и новые источники питания не принесут явного повышения экономической прибыли. Из перечисленных сельскохозяйственных малоэнергоемких объектов наиболее приемлемым на наш взгляд для разработки автономного источника питания является устройства для подкормки рыбы, в связи с тем, что расширение и качественное улучшение рыбной продукции связанно с созданием необходимых условий для воспроизводства рыбных запасов во внутренних водоемах при экономии корма, за счет чего значительно повышается экономическая эффективность применения автономного источника питания. Для привлечения комаров к водоемам применяют различные электрооптические преобразователи 6, 7. Изображнный на рисунке 1. Он имеет источник света для привлечения различных насекомых, вентилятор предназначен для засасывания насекомых в сборный мешок через приемную щель. Для того чтобы отловленные насекомые остались живыми, источник света и примная щель расположены между корпусом вентилятора и примным мешком для насекомых. Но среди недостатков имеется необходимость при его работе периодически освобождать приемный мешок, вытряхивая в воду накопившихся в нем насекомых и высокое рабочее напряжение. Рисунок 1. Применяемые светильники для привлечения комаров показанные на рисунке 1.