INMATEH I - 2010
103
JANUARY - APRIL ISSN: 2068 – 2239 ISSN: 2068 – 4215 INMATEH Bucharest, vol 30, No.1 / 2010
-
Upload
c-tin-gabi -
Category
Documents
-
view
534 -
download
0
Transcript of INMATEH I - 2010
JANUARY - APRIL
ISSN: 2068 – 2239 ISSN: 2068 – 4215
INMATEH
Bucharest, vol 30, No.1 / 2010
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH –
2
Managing Editorial Board - INMA Bucharest Editor în Chief Pirnă Ion, General Manager, Prof.Hon.
Ph.D.Eng, SR I, Corresponding member of ASAS, [email protected]
Scientific Secretary Ganea Ioan, Ph.D.Eng, TDE II;
Executive Editor Voicu Emil, Scientific Director, Ph.D.Eng, SR I; [email protected] Vlăduţ Valentin, Ph.D.Eng, SR II; [email protected]
Assistant Editor Drâmbei Petronela, Ph.D.Eng, SR I;
Logistic support, database Muraru Virgil, Ph.D.Eng, SR I;
[email protected] ŢicuTania,techn; [email protected]
Official translator Barbu Mihaela, Prof. English, French Nedelcu Mihail, Ph.D. Eng.
Editorial Board Acad. HERA Cristian - Romania, Honorary President of
ASAS - Academy of Agricultural and Forestry Sciences "Gheorghe Ionescu Şişeşti", member of Romanian Academy;
Acad. Prof. Ph.D. SIN Gheorghe - Romania, President of ASAS - Academy of Agricultural and Forestry Sciences "Gheorghe Ionescu Şişeşti";
Prof. Ph.D. NICOLESCU I. Mihai - Romania, Vicepresident ASAS - Academy of Agricultural and Forestry Sciences "Gheorghe Ionescu Şişeşti";
Prof. Ph.D. IANCULESCU Marian - Romania, General Secretary of ASAS - Academy of Agricultural and Forestry Sciences "Gheorghe Ionescu Şişeşti";
Hon.Prof. Ph.D.Eng. GÂNGU Vergil - Romania, President of the Department of Agricultural Mechanization of ASAS - Academy of Agricultural and Forestry Sciences "Gheorghe Ionescu Şişeşti";
Ph.D. Eng. NICOLESCU C. Mihai - Romania, Scientific Secretary of the Department of Agricultural Mechanization of the ASAS - Academy of Agricultural and Forestry Sciences "Gheorghe Ionescu Şişeşti";
Hon.Prof. Ph.D. Eng. BRIA Nicolae - Romania, Full member of Academy of Agricultural and Forestry Sciences "Gheorghe Ionescu Şişeşti";
Assoc.Prof. Ph.D. Eng. BELC Nastasia - Romania, IBA Bucharest;
Ph.D. Eng. BUŢU Alina - Romania, INCDSB Bucharest; Ph.D. Eng. DRUMEA Petrin - Romania, INOE 2000-IHP
Bucharest; Eng. BOTU Alexandru - Romania, IPA să Bucharest; Prof. Ph.D. Eng. PARASCHIV Gigel - Romania, P.U.
Bucharest; Assoc.Prof. Ph.D.Eng. BIRIŞ Sorin - Romania, P.U. Bucharest; Prof. Ph.D.Eng. VASILIU Daniela - Romania, P.U. Bucharest; Prof. Ph.D. Eng. NICULIŢĂ Petru - Romania, USAMV Bucharest; Prof. Ph.D. Eng. MITROI Adrian - Romania, USAMV Bucharest; Prof. Ph.D. Eng. POPA Mona - Romania, USAMV Bucharest; Assoc. Prof. Ph.D. Eng. DUMITRU Ilie - Romania,
University of Craiova; Prof. Ph.D. Eng. RUS Florean - Romania, “Transilvania”
University Braşov; Prof. Ph.D. Eng. POPESCU Simion - Romania,
“Transilvania” University Braşov; Prof. Ph.D. Eng. BRĂTUCU Gheorghe - Romania,
“Transilvania” University Braşov; Prof. Ph.D. Eng. VLASE Sorin - Romania, “Transilvania”
University Braşov;
Prof. Ph.D. Eng. ROŞ Victor - Romania, Technical University Cluj Napoca;
Prof. Ph.D. Eng. FILIP Nicolae - Romania, Technical University Cluj Napoca;
Prof. Ph.D. Eng. ŢENU Ioan - Romania, USAMV Iaşi; Assoc.Prof. Ph.D.Eng. BUNGESCU Sorin - Romania,
USAMVB Timişoara; Ph.D. Eng. QUENDLER Elisabeth - Austria, University
of Natural Resources and Applied Life Sciences, Viena (BOKU);
Prof. Ph.D.Eng. GÉCZI Gabor - Hungary, Szent István University, Institute of Environmental System;
Prof. Ph.D.Eng. FENYVESI László - Hungary, Hungarian Institute of Agricultural Engineering Godolo;
Prof. Ph.D.Eng. KOSUTIC Silvio - Croatia, University of Zagreb;
Prof.Ph.D.Psih. GANATSIOS Stergios - Grecia, (TEI) Technological Educational Institution of Western Macedonia;
Ph.D. BIOCCA Marcello - Italia, Agricultural Research Council, Agricultural Engineering Research Unit;
Ph.D. Eng. STAHLI WALTER - Germany; Assoc.Prof. Eng. VEZIROV Chavdar - Bulgaria,
University of Rousse; Assoc.Prof. Ph.D.Eng. MIHAILOV Nikolay - Bulgaria,
University of Rousse; Assoc.Prof. Ph.D. Eng. BORISOV Boris Georgiev -
Bulgaria, University of Rousse; Prof. Ph.D. Eng. TOMOV VLADIMIROV Vladimir -
University of Rousse; Prof. Ph.D. Eng. Miladin Brkić, Serbia, University of
Novi Sad; Assoc.Prof. Ph.D.Eng. SAVIN Lazar - Serbia, University
of Novi Sad; Assoc.Prof. Ph.D.Eng. SIMIKIC Mirko - Serbia, University
of Novi Sad; Assoc.Prof. Ph.D. Eng. HERAK David - Czech Republic,
Czech University of Agriculture Prague; Assoc.Prof. Ph.D. ERTEKIN Can - Turkey, Akdeniz
University Antalia; Prof. Ph.D.Eng. USENKO Mykhaylo - Ukraine,
State Technical University Lutsk; ir. HUYGHEBAERT Bruno - Belgium, Walloon Agricultural
Research Center CRA-W; Prof. Ph.D. Eng. FABBRO Dal Inacio Maria -
Brazil, Campinas State University.
INMATEH - Agricultural Engineering vol. 30, no. 1 / 2010
NATIONAL INSTITUTE OF RESEARCH-DEVELOPMENT FOR MACHINES AND INSTALLATIONS DESIGNED TO
AGRICULTURE AND FOOD INDUSTRY - INMA Bucharest
6 Ion Ionescu de la Brad Bd, sector 1, Bucharest
Three issues per year ISSN: 2068 – 2239 ISSN: 2068 – 4215
Edited by: INMA Bucharest
Vol. 32, No. 3 / 2010 INMATEH -
1
INMA
RICAR
RICARICARGHEORGHE IONESCU ŞIŞEŞTI
ICMA
ICSITMUAMICM,ICMAMAAICPMA MICM;
INMAG.DICSITMUA, G.D . G.D
INMAG.D ANCS
SCIENTIFIC PAPERS (INMATEH), ISSN 1583 – 1019.
INMATEH
- , (ISSN 2068 - 4215),
(ISSN 2068 - 2239).CNCSISAGRICULTURAL ENGINEERING:
INMATEH-
INMA
ICAR
ICAR ICAR - GHEORGHE IONESCU ŞIŞEŞTI);
ICMA
ICSITMUAMICMICMAMAAICPMAMICM
INMAHG ICSITMUA,
HGHG
INMAHGANCS
LUCRARI STIINTIFICE (INMATEH), ISSN 1583 – 1019.
INMATEHISSNISSNCNCSISINGINERIEI AGRICOLE
INMATEH
/
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
2
CUPRINS / CONTENTS
Pag.
1. CREATIVITY AND INNOVATION REGARDING THE DESIGN OF EQUIPMENT OF CEREAL PRIMARY PROCESSING FOR OBTAINING HIGH QUALITY AGRO-FOOD PRODUCTS /
CREATIVITATE ŞI INOVARE PRIVIND CONCEPŢIA ECHIPAMENTELOR DE PRELUCRARE PRIMARĂ A CEREALELOR ÎN SCOPUL OBŢINERII DE PRODUSE AGRO-ALIMENTARE DE CALITATE
PhD. Stud. Eng. Brăcăcescu C.1), Prof. Ph.D. Eng. Cojocaru I.
1), Eng. Milea D.
1)
Prof. Ph.D. Eng. Popescu S. ), Prof.Ph.D.Eng. Ţenu I.
3)
1)INMA Bucharest - Romania;
2)TRANSILVANIA University Braşov - Romania;
3)USAMV Iaşi - Romania
4
2. MODULAR AQUATIC RECIRCULATING SYSTEM FOR SUPER-INTESIVE FISH BREEDING / SISTEM ACVACOL RECIRCULANT MODULAR PENTRU CREŞTEREA SUPERINTENSIVĂ A PEŞTILOR
Ph.D.Eng. Pop A., Eng. Popovici V., Eng. David P., Eng. Ştefanov C. INMA Bucharest - Romania
11
3. STUDY OF KINEMATICS AND DYNAMICS OF SPRINKLERS WETTING JET / STUDII ASUPRA CINEMATICII ŞI DINAMICII JETULUI ASPERSOARELOR DE UDARE
Ph.D student.Eng. Nedelcu M.1), Prof. Ph.D. Eng. Cândea I.
2), Barut Z.B.
3)
1)INMA Bucharest - Romania;
2)TRANSILVANIA University Braşov - Romania;
Cukurova University of Antalya – Turkey
16
4. A MATHEMATICAL MODEL OF EVOLUTIONARY DYNAMICS OF PROFILES CREATED ON CULTIVATED SLOPES WITH ANTI-EROSION EFFECT /
UN MODEL MATEMATIC AL DINAMICII EVOLUTIEI PROFILELOR CREATE PE PANTE CULTIVATE, ÎN SCOP ANTIEROZIONAL
Math. Cârdei P.1), Ph.D. Stud. Eng. Coţa C.
1), Ph.D. Eng. Muraru V.
1), Eng. Sfîru R.
1), Ph.D. Eng. Herea V.
2)
1)INMA Bucharest - Romania;
2)ICDVV Valea Călugărească - Romania
23
5. ELEMENTARY MATHEMATICAL MODEL FOR NEIDHART SUSPENSION, NONLINEAR WITH LINEAR DAMPING /
MODEL MATEMATIC ELEMENTAR PENTRU SUSPENSIA NEIDHART, NELINIAR CU AMORTIZARE LINIARĂ
Math. Cârdei P., Eng. Munteanu Al., Ph.D. Eng. Muraru V., Eng. Sfiru R. INMA Bucharest - Romania
29
6. STUDIES ON FODDER GRINDING MACHINES AND THE NECESSITY OF DUST FILTERING FOR GRINDING MACHINES /
STUDII PRIVIND MAŞINILE DE MĂCINARE A NUTREŢURILOR ŞI NECESITATEA FILTRŞRII PRAFULUI LA MAŞINILE DE MĂCINAT
Lect. Vasile C., Prof. Ph.D. Eng. Bădescu M. University of Craiova, Faculty of Agriculture - Romania
33
7. RESEARCHES ON THE MULCH ROLE FOR WATER KEEPING INTO THE SOIL /
CERCETĂRI PRIVIND ROLUL STRATULUI DE MULCI ASUPRA PĂSTRĂRII APEI ÎN SOL Lect. Ph.D. Eng. Dobre M., Ph.D. Eng. Molder L.,
Prof. Ph.D. Eng. Bădescu M., Ph.D. Stud. Eng. Stoian F. University of Craiova - Romania
40
8. THE EFFECTS OF THE COMMUNITY AGRICULTURAL POLICY (CAP) ON THE MANAGEMENT OF THE AGRICULTURAL MARKETS AND ON THE SUSTAINABLE DEVELOPMENT OF RURAL AREAS în
ROMANIA /
EFECTELE MECANISMELOR COMUNITARE ASUPRA GESTIUNII PIEŢELOR AGRICOLE ŞI A DEZVOLTĂRII DURABILE A ZONELOR RURALE DIN ROMÂNIA
Ph.D. Stud. Irimescu A.1), Prof. Ph.D. Zahiu L.
2)
1)Permanent Representation of Romania at EU - Bruxelles; ASE Bucharest - Romania
46
9. THE NEED OF RECOVERY OF NATIONAL FORESTRY CAPITAL AND THE OPPORTUNITY OF MECHANIZING THE FORESTRY WORKS /
NECESITATEA REFACERII FONDULUI FORESTIER ŞI OPORTUNITATEA MECANIZĂRII LUCRĂRILOR FORESTIERE
Ph.D. Stud. Drăghia Dan, Prof. Ph.D. Eng. Bădescu M., Assoc. Prof. Ph.D. Eng. Boruz S. University of Craiova - Romania
50
10. THE MANAGEMENT OF MECHANIZATION OF SMALL AND MIDDLE FARMS /
MANAGEMENTUL MECANIZĂRII ÎN FERMELE AGROZOOTEHNICE MICI ŞI MIJLOCII Ph.D. Stud. Prună V., Prof. Ph.D. Eng. Bădescu M., Ph.D. Stud. Stoian F.
University of Craiova - Romania
53
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
3
11. STUDY ON THE INFLUENCE OF COMBUSTION GAS ON THE QUALITY OF CEREALS WITHIN DRYING
PROCESS /
STUDIU PRIVIND INFLUENŢA GAZELOR DE ARDERE ASUPRA CALITĂŢII CEREALELOR ÎN PROCESUL DE USCARE
Ph.D. Eng. Călin L.1), Prof. Ph.D. Eng. Ionel I.
1), Prof. Ph.D. Eng. Jadaneant M.
1),
Assoc. Prof. Ph.D. Eng. Bria N.2), Prof. Ph.D. Eng. Bojic M.
3)
1)Politehnica University of Timisoara - Romania;
2)INMA Bucharest - Romania;
3)Faculty of Mechanical Engineering at Kragujevac - Serbia
61
12. STUDY REGARDING THE INFLUENCE OF SOIL WORKS QUALITY ON PREPARING GERMINATING BED, ON ITS PROPERTIES în ORDER TO MEET AGROBIOLOGICAL PLANTS REQUIREMENTS / STUDIU PRIVIND INFLUENŢA CALITĂŢII LUCRĂRILOR SOLULUI LA PREGATIREA PATULUI
GERMINATIV, ASUPRA PROPRIETĂTILOR ACESTUIA PENTRU SATISFACEREA CERINŢELOR AGROBIOLOGICE ALE PLANTELOR
Ph.D. Stud. Meca A.V., Prof. Ph.D. Eng. Bădescu M., Assoc. Prof. Ph.D. Eng. Boruz S., Ph.D. Stud. Stoian F.
University of Craiova - Romania
67
13. SOME ASPECTS REGARDING THE APPLICATIONS OF GEOTHERMAL ENERGY în AGRICULTURE / CÂTEVA ASPECTE PRIVIND APLICAŢIILE ENERGIEI GEOTERMALE ÎN AGRICULTURĂ
Ph.D. Stud. Dicu L.E., Prof. Ph.D. Eng. Bădescu M., Assoc. Prof. Ph.D. Eng. Boruz S. University of Craiova - Romania
74
14. TECHNOLOGY OF CASTING AND REPAIRING SOME PARTS BY USING THE METHOD OF RAPID PROTOTYPING-RP BY EXPERIMENTAL TESTS /
TEHNOLOGIA DE TURNARE ŞI REPARARE A UNOR PIESE FOLOSIND METODA RAPID PROTOTYPING – RP PRIN ÎNCERCĂRI EXPERIMENTALE
Assoc. Prof. Florea Gh.1), Prof. Chiriac Al.
1), Prof. Ph.D. Eng. Sărăcin I.
2),
Ph.D. Eng. Pandia O.2), Prof. Ph.D. Eng. Gheorghe M.
3)
1)University “Dunărea de jos” of Galaţi - Romania;
2)University of Craiova - Romnia;
3)University Politehnica Bucharest - Romania
79
15. STUDIES AND RESEARCH ON ACQUIRING PHYSIOLOGICAL TRAITS AND THE CONTENT OF AMINO ACIDS în OPAL HYBRID MAIZE CULTIVATED BY S.C. MIRILA-OLT /
STUDII ŞI CERCETĂRI PRIVIND ÎNSUŞIRILE FIZIOLOGICE ŞI CONŢINUTUL ÎN AMINOACIZI LA HIBRIDUL DE PORUMB OPAL CULTIVAT LA S.C. MIRILA-OLT
Ph.D. Eng. Pandia O.1), Prof. Ph.D. Eng. Sărăcin I.
1), Assoc. Prof. Florea Gh.
2),
Prof. Chiriac A.2), Asist. Vladulescu C.
1)
1)University of Craiova, Faculty of Agriculture - Romania;
2)University of Galaţi - Romania;
1)University of Craiova, Faculty of Horticulture - Romania
83
16. APPLYING AGRICULTURAL MECHANIZED WORKS ON A CROP TECHNOLOGY AND THE EFFECT OF THEIR INAPPROPRIATE USE /
APLICAREA LUCRĂRILOR AGRICOLE MECANIZATE ASUPRA UNEI TEHNOLOGII DE CULTURĂ ŞI EFECTUL FOLOSIRII LOR NEADECVATE
Prof. Ph.D. Eng. Sărăcin I.1), Ph.D. Eng. Pandia O.
1), Assoc. Prof. Florea Gh.
2),
Prof. Chiriac A.2), Prof. Ph.D. Eng. Gheorghe M.
3)
1)University of Craiova, Faculty of Agriculture - Romania;
2)University of Galaţi - Romania;
3)University Politehnica Bucharest - Romania
86
17. PROCESS AUTOMATION OF SHOCK ABSORBING SYSTEMS DYNAMIC TESTING, SPECIFIC TO TECHNICAL EQUIPMENT CONSTRUCTION /
AUTOMATIZAREA PROCESULUI DE TESTARE DINAMICĂ A SISTEMELOR DE AMORTIZARE SPECIFIC CONSTRUCŢIEI ECHIPAMENTELOR TEHNICE
Eng. Matache M., Eng. Mihai M., Ph.D. Eng. Vlăduţ V., Eng. Voicea I. INMA Bucharest - Romania
89
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
4
CREATIVITY AND INNOVATION REGARDING THE DESIGN OF EQUIPMENT OF CEREAL PRIMARY PROCESSING FOR OBTAINING HIGH QUALITY AGRO-FOOD PRODUCTS
/ CREATIVITATE ŞI INOVARE PRIVIND CONCEPŢIA ECHIPAMENTELOR DE PRELUCRARE PRIMARĂ A CEREALELOR ÎN SCOPUL OBŢINERII DE PRODUSE AGRO-ALIMENTARE DE
CALITATE
Ph.D Stud. Eng. Brăcăcescu C.1)
, Ph.D. Eng. Cojocaru I.1)
, Eng. Milea D.1)
Prof. Ph.D. Eng. Popescu S.
2), Prof. Ph.D. Eng. Ţenu I.
3)
1)INMA Bucharest,
2)Transilvania University Braşov,
3)USAMV Iaşi
E-mail: [email protected]
Abstract: The paper presents two modern technical equipment for separating of impurities from cereal seeds. Results obtained from theoretical research, mathematical about the study of phenomena which influence upon the impurities separation process, allowed constructive optimization and the equipped with modern and reliable acting systems.
Keywords: cereals, equipment, electrovibrators, separation, technology INTRODUCTION
The cereal and technical plant field faces important challenges within the context of globalization and EU accession. The environment conditions în Romania, generally favourable to this crop, as well as, involving an important number of people în the chain of production processing- consumption of cereal crops have imposed the search for the most suitable measures to place this Romanian agricultural branch on an advantageous place within European and world production.
As a prioritary domain within the whole national economy, the Romanian agriculture owns a significant potential, both în terms of natural developing conditions and of ensuring the requirements necessary for covering the consumption needs with agro-food products.
Creating the conditions appropriate to taking over, processing, storing and capitalization of obtained agricultural products represents the major goal. On the other hand, the agricultural products level, quality and cost are equally determined by the applied technologies, the quality of used biological material, ensuring the technico- material and information base of those involved în this domain.
The continous progresses obtained în terms of improving the primary processing methods as first conditioning operations and of technical and material base periodically determine the substantial increase of exigencies related to lack of foreign substances, seeds uniformity, sanitary state, lots’ homogeneity or other quality aspects such as, those related to their performance în the field.
The cereal seeds primary processing before the seeds exploitation represents a complex technological process, including several constructive types of technical equipment for separating and removing the impurities existing în seeds. MATERIALS AND METHOD
In view of endowing the technological flow of cereal primary processing, at INMA Bucharest have been designed and manufactured two technical equipment of separation. These separating equipment can endow not only the milling units but also the cereal seeds conditioning enterprises or cereal storing and conservation enterprises which are market-oriented and
Rezumat. în cadrul lucrării se prezintă două echipamente tehnice moderne de separare a impurităţilor din seminţele de cereale. Rezultatele obţinute în urma cercetărilor teoretice, fundamentate matematic, privind studiul fenomenelor care influenţează procesul de separare a impurităţilor au permis optimizarea constructivă a acestora şi echiparea cu sisteme de acţionare moderne şi fiabile. Cuvinte cheie: cereale, echipament, electrovibratoare, separare, tehnologie INTRODUCERE
Sectorul de cereale şi plante tehnice se află în faţa unor provocări deosebit de importante în contextul globalizării şi al integrării în Uniunea Europeană. Condiţiile de mediu din România, în general favorabile acestor culturi, ca şi implicarea unui segment important al populaţiei în lanţul producţie - prelucrare - consum al culturilor cerealiere, impun găsirea celor mai adecvate măsuri pentru ca această ramură a producţiei agricole româneşti să îşi găsească un loc avantajos în producţia europeană şi mondială.
Domeniu prioritar, în ansamblul economiei naţionale, agricultura României are un potenţial semnificativ atât din punct de vedere al condiţiilor naturale de dezvoltare cât şi cel al asigurării cerinţelor necesare pentru acoperirea nevoilor de consum cu produse agricole alimentare.
Un rol important îl reprezintă crearea condiţiilor corespunzătoare pentru preluarea, prelucrarea, depozitarea şi valorificarea produselor agricole obţinute. Pe de altă parte, nivelul, calitatea şi costul producţiilor în agricultură sunt determinate în egală măsură de tehnologiile aplicate, de calitatea materialului biologic folosit, de asigurarea bazei tehnico-materiale şi de informarea celor ce deservesc acest domeniu.
Progresele continue pe linia îmbunătăţirii metodelor de prelucrare primară ca prime operaţii de condiţionare şi a bazei tehnico-materiale determină periodic sporirea substanţială a pretenţiilor faţă de lipsa corpurilor străine, uniformitatea seminţelor, starea sanitară, omogenitatea loturilor sau faţă de alte aspecte ale calităţii, cum ar fi cele legate de performanţa acestora în câmp.
Prelucrarea primară a seminţelor de cereale înainte de procesare reprezintă un proces tehnologic complex, care include mai multe tipuri constructive de echipamente tehnice pentru separarea şi eliminarea impurităţilor existente în masa de seminţe. MATERIALE ŞI METODE
Pentru echiparea liniilor tehnologice de prelucrare primară a cerealelor în vederea procesării, la INMA Bucureşti s-au proiectat şi realizat două echipamente tehnice de separare. Aceste echipamente tehnice de separare pot face parte atât din fluxul unităţilor de morărit cât şi din cel al staţiilor de condiţionare a seminţelor de cereale sau a unităţilor de depozitare şi conservare a cerealelor, cu
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
5
ensure the environment protection. Intensive cleaner separator SAI 800 (fig.1) is a technical equipment used at removing the impurities out
of cereal matter combining the principle of separation based on size difference (using surfaces put în vibrating movement) with the separation based on aerodynamical characteristics (by using a suction tube).
cerere de piaţă şi asigurarea protecţiei mediului. Separatorul aspirator intensiv SAI 800 (fig.1) este un echipament tehnic utilizat la separarea impurităţilor din
masa de cereale combinând principiul de separare pe baza diferenţei de mărime între acestea (folosind suprafeţe aflate în mişcare de vibraţie) şi separarea după proprietăţile aerodinamice (folosind un canal de aspiraţie).
Fig. 1 – Experimental model of Intensive Cleaner Separator SAI 800 / Modelul experimental al separatorului aspirator intensiv SAI 800
Fig. 2 – Constructive Scheme of Intensive Cleaner Separator SAI800 / Schema constructivă a Separatorului aspirator intensiv SAI800 1 – sieve body / batiu cu site; 2 – suction tube / canal de asipraţie; 3 – flow box / cutie alimentare; 4 - frame / cadru; 5 - upper sieve stage /
etaj cu site superior; 6 – low sieve stage / etaj cu site inferior; 7 – sight glass / vizor; 8 – electrovibrator / electrovibrator
Fig. 3 - Frame with sieves / Rame cu site Fig. 4 – Suction tube / Canal de aspiraţie
Constructive description: - the frame which is a rigid metallic construction executed of welded rolled sections, being endowed with supports on which the elastic elements are mounted; - the body is a metallic structure endowed with guides on
Descriere constructivă: - cadrul este o construcţie metalică rigidă, executată din profile laminate sudate, fiind prevăzut cu suporţi, pe care se montează elementele elastice; - batiul este o construcţie metalică având în compunere
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
6
which are mounted, the sieves, devices of blocking the sieves în the respective guides, frames for the flow box mounting, respectively evacuation, supporting rods on elastic elements and sight glasses through which the separating process on upper sieve can be observed; - flow box being endowed with a deflector plane and vane valve, aimed at ensuring the uniform spreading of product on whole working width; - evacuating box is plate sheet comprising two chutes for laterally remove the bulk and small impurities and a chute for frontally remove the processed product and light impurities; - upper sieve and lower sieve (fig. 3)are made of a metallic frame with several compartments each, having at their upper part perforated sheet for sifting, endowed with holes depending on the processed product and at lower part wire netting or perforated sheet, which support the shaking rods of sieving plate. The shaking rods are made of rubber and can be found în sieve compartments. - the suction tube (fig. 4) is an independent sub-assembly placed în the area of evacuation of processed product and light impurities, being equipped with: a mobile wall, allowing the adjustment of suction section by swinging and a hinged valve, which regulates the air flow by rotating movement. - the electovibrators (fig. 5) which have on axes ends
mounted counterweights which by rotation generate a centrifugal force acting the sievebody.
ghidaje pe care se montează sitele, dispozitive de blocare a sitelor în ghidaje, rame pentru montarea cutiei de alimentare, respectiv de evacuare, suporţi de sprijin pe elementele elastice şi vizoare prin care se poate urmări procesul de separare de pe sita superioară; - cutia de alimentare este prevăzută cu un plan deflector şi un şibăr, care au rolul de a asigura repartizarea uniformă a produsului pe toată lăţimea de lucru; - cutia de evacuare are în componenţă două jgheaburi pentru evacuarea în lateral a impurităţilor grosiere şi mici şi un jgheab pentru evacuarea frontală a produsului prelucrat şi a impurităţilor uşoare; - sita superioară şi sita inferioară (fig. 3)sunt alcătuite din câte o ramă metalică cu mai multe compartimente având la partea superioară tablă perforată pentru cernere, cu orificii în funcţie de produsul de prelucrat, iar la partea inferioară împletitură de sârmă sau tablă perforată care susţin bilele de scuturare a tablei pentru cernere. Bilele de scuturare sunt din cauciuc şi se găsesc în compartimentele sitei - canalul de aspiraţie (fig. 4.) este un subansamblu independent care este amplasat la evacuarea produsului prelucrat şi a impurităţilor uşoare, fiind echipat cu: un perete mobil, ce permite prin balansare reglarea secţiunii de aspiraţie şi cu o clapetă care prin rotire reglează debitul de aer. - electrovibratoarele (fig. 5) ce au montate pe capetele
axelor contragreutăţi care prin rotire generează o forţă centrifugă ce pune în mişcare vibratorie batiul cu site.
Fig. 5 - Position of electrovibrator on the body / Poziţionare electrovibrator pe batiu
Fig. 6 - Damping system / Sistem de amortizare
- the damping system (fig.6) consists în elastic elements (rubber springs with double cavity) enabling the body’s support on the frame.
Technical and constructive solutions and their advantages
There are several modern constructive solutions used at manufacturing the experimental model of Intensive Cleaner Separator SAI 800 that are aimed at increasing its technical and operational performances: the sieve body movement is not a classical oscillating plane-parallel movement, but a vibratory one, with very small amplitude, it is transmitted only to sieve body, due to its supporting on rubber elastic elements; replacing the kinematic regime of generating the sieve body oscillating movement by a driving system with electrovibrators; intensifying the technological effect of separating the impurities by introducing a suction chanel at processed product evacuating area, namly on the second sieve; possibility of modifying the vibrations amplitude, without interposing în elastic supporting systems; transmitting the vibrations only to active parts due to support of the whole sieve body on the frame by means of elastic rubber bearing systems.
The main advantages generated by the promotion of
- stemul de amortizare (fig.6) ce constă din elemente elastice (arcuri cave de cauciuc cu dublă cavitate) prin intermediul cărora se sprijină batiul cu site pe cadru.
Soluţii tehnico-constructive şi avantajele generate de acestea
Se pot remarca câteva dintre soluţiile constructive moderne adoptate la realizarea modelului experimental al Separatorului aspirator intensiv SAI 800, menite a creşte performanţele tehnico-funcţionale ale acestuia: mişcarea batiului cu site nu este o mişcare clasică oscilatorie plan-paralelă, ci o mişcare vibratorie, deci cu o amplitudine foarte mică, iar transmiterea acesteia se face numai batiului cu site datorită sprijinirii acestuia pe nişte elemente elastice din cauciuc; înlocuirea sistemului cinematic de generare a mişcării oscilatorii a batiului cu site cu un sistem de acţionare cu electrovibratoare; intensificarea efectului tehnologic de separare a impurităţilor prin introducerea unui canal de aspiraţie la evacuarea produsului prelucrat de pe a doua sită; posibilitatea de a modifica amplitudinea vibraţiilor fără a interveni asupra sistemelor elastice de reazem; transmiterea vibraţiilor numai organelor active datorită sprijinirii întregului batiu cu site pe cadru prin intermediul unor elemente elastice de reazem din cauciuc.
Principalele avantajele generate de promovarea
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
7
new solutions are: increasing the loading degree on sieve surface; reducing the specific material consumption and
electric power; simple and easy adjustments reducing the expenditure of maintenance and
exploitation by eliminating the bearings and oscillating elements.
Gravitational separator SP-00 (fig. 7) is a technical equipment used at separating the impurities out of cereal matter, combining the separating principle based on specific weight difference (by means of sieve vibratory movement) with that of separation în terms of aerodynamic characteristics (by air currents action).
noilor soluţii sunt: creşterea gradului de încărcare pe suprafaţa de sită; reducerea consumurilor specifice de materiale şi
energie electrică; reglaje simple şi uşor accesibile, reducerea cheltuielilor de întreţinere şi exploatare
prin eliminarea lagărelor şi a elementelor în mişcare oscilatorie.
Separatorul gravitaţional SP-00 (fig. 7) este un echipament tehnic utilizat la separarea impurităţilor din masa de cereale combinând principiul de separare pe baza diferenţei de greutate specifică (prin mişcarea de vibraţie a sitei) şi separarea după proprietăţile aerodinamice ale acestora (prin acţiunea curenţilor de aer).
Fig. 7 – Experimental Model of Gravitational Separator SP-00/ Modelul experimental al Separatorului gravitaţional SP-00
Fig. 8 - Constructive scheme of Gravitational Separator SP-00/ Schema constructivă a Separatorului gravitaţional SP-00
The main component parts of gravitational separator SP-00 are: - supporting frame (1) is a welded structure made of metallic sections aimed at supporting the vibrating part. This one is endowed with a screw mechanism (fig.9) allowing the adjustment of case tilting angle.
Principalele părţi componente ale separatorului gravitaţional SP-00 sunt : - cadrul pentru susţinere (1) este o confecţie sudată, din profile metalice, având rol de susţinere a părţii vibrante. Acesta este prevăzut cu un mecanism cu şurub (fig. 9) care permite reglarea unghiului de înclinare a carcasei;
Fig. 9 – Screw mechanism / Mecanism cu şurub
Fig. 10 – View of wire texture on the frame / Vedere ţesătură din sârmă pe cadru
- the case (2) is a complex construction whose frame
and coat are welded metallic structure with supporting role and positioning of feeding box with product, device of regulating the quantity of stones, sieve, feeding hinged valve, evacuating hole for stones and sight glasses for observing the working process.
The sieve has a frame made of linden timber on which are fixed with screws for wood- a perforated sheet plate at lower part and a wire net whose openings are of 1.12 mm and the wire thickness - of 0.71 mm at upper part (fig. 10).
- carcasa (2) este o construcţie complexă, la care rama
şi mantaua sunt confecţii metalice sudate cu rol de susţinere şi poziţionare a cutiei de alimentare cu produs, dispozitivului de reglare debit pietre, sită, clapetă pentru alimentare cu produs, gură de evacuare pietre şi vizori pentru urmărirea procesului de lucru.
Sita are un cadru din cherestea de tei pe care sunt fixate cu şuruburi pentru lemn, o tablă perforată la partea inferioară şi o ţesătură din sârmă cu deschiderea ochiului de 1,12 mm şi grosimea sârmei de 0,71 mm la partea superioară (fig. 10).
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
8
- the acting system (3) has two electrovibrators (fig. 11) fixed on two bolts on a plate;
- sistemul de acţionare (3) are două electrovibratoare (fig. 11) fixate prin şuruburi de o placă;
Fig. 11 – Electrovibrators Positioning / Poziţionarea electrovibratoarelor
- the section tube (fig. 12) has a cylindrical coat inside of which an air regulating valve is mounted. The valve position can be continuously adjusted from “Close” to “Open” by means of a device with screw and levers.
- conducta de aspiraţie (fig. 12) are o manta cilindrică în interiorul căreia este montată o clapetă de reglare a debitului de aer. Poziţia clapetei poate fi reglată în mod continuu de la „Închis” la „Deschis” prin intermediul unui mecanism cu şurub şi pârghii;
Fig. 12 – Suction conduit and valve adjusting mechanism / Conductă de aspiraţie şi vedere mecanism reglare clapetă
The connection of case to the feeding pipe and
suction conduct is performed through elastic joints made of rubber cloth. - the elastic sleeve mounted on product evacuating holes and stone evacuating holes are în rubbered cloth and metallic fuse caps, ensuring their sealing. Technical and constructive solutions and the advantages generated by them
We can notice several modern constructive solutions adopted for manufacturing the experimental model of gravitational separator SP-00 aimed at increasing its technical and functional performances: replacing the kinematic system of generating the
oscillating movement of sieve body by a vibratory movement system;
generating the vibratory movement by a compact system comprising two electrovibrators;
intensifying the technological effect of impurities separation by introducing upward air currents;
possibility of modifying the direction of oscillations by rotating the electrovibrators fixing support;
possibility of modifying the vibrations amplitude by adjusting the eccentric masses of electrovibrators. The main advantages generated by promoting the
new solutions are: increasing the specific loading degree on sieve
surface; eliminating the mechanical transmissions which led
to important reductions of specific electric power consumption and material consumption;
multiple simple and accessible settings ensuring the change depending on specific technological requirements:
- product flow rate; - succion air supply; - tilting angle of working surface; - amplitude of oscilating movement;
Racordarea carcasei la conducta de alimentare cu produs şi la conducta de aspiraţie se face prin racorduri elastice din pânză cauciucată. - manşoanele elastice montate la gurile de evacuare produs şi gura de evacuare pietre sunt confecţionate din pânză cauciucată şi capse metalice, asigurând etanşarea acestora. Soluţii tehnico-constructive şi avantajele generate de acestea
Se pot remarca câteva dintre soluţiile constructive moderne adoptate la realizarea modelului experimental al separatorului gravitator SP-00 menite a creşte performanţele tehnico-funcţionale ale acestuia: înlocuirea sistemului cinematic de generare a mişcării
oscilatorii a batiului cu site cu un sistem cu mişcare vibratorie;
generarea mişcării vibratorii printr-un sistem compact realizat de două electrovibratoare;
intensificarea efectului tehnologic de separare a impurităţilor prin introducerea unor curenţi ascendenţi de aer;
posibilitatea de a modifica amplitudinea vibraţiilor prin reglarea maselor excentrice ale electrovibratoarelor;
posibilitatea de a mofifica direcţia oscilaţiilor prin rotirea suportului de fixare a electrovibratoarelor. Principalele avantajele generate de promovarea
noilor soluţii sunt: creşterea gradului de încărcare specifică pe
suprafaţa de sită; eliminarea transmisiilor mecanice ce a condus la
reduceri majore ale consumurilor specifice de energie electrică şi de materiale;
reglaje multiple, simple şi accesibile, care asigură în funcţie de cerinţele tehnologice specifice modificarea:
- debitului de alimentare cu produs; - debitului de aer de aspiraţie; - unghiului de înclinare al suprafeţei de lucru; - amplitudinii mişcării oscilatorii;
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
9
easy exploitation and maintenance with minimum specific expenditure.
RESULTS AND DISCUSSIONS
To determine the technological parameters of the two technical equipments were performed experimental tests at no-load and load operation.
The experimental tests at load operation werw made to determine the following parameters: working capacity, technological effect of separation, energy consumption per unit of processing product.
The specific electricity consumption is calculated [1, 3]:
exploatare şi întreţinere uşoară, cu cheltuieli specifice minime.
REZULTATE ŞI DISCUŢII
Pentru determinarea parametrilor tehnologici de funcţionare ai celor două echipamente tehnice s-au efectuat încercări experimentale la funcţionarea în gol şi în sarcină.
Incercările experimentale efectuate în sarcină s-au realizat cu scopul de a se determina următorii parametrii: capacitatea de lucru, efectul tehnologic de separare, consumul de energie pe unitatea de produs prelucrat.
Consumul specific de energie se calculează cu formula [1, 3]:
q =
me
u
Qx
P
[kWh/t] (1)
where: PU – working power of equipment, [kW]; Q - quantity of processed product, [t/h];
me – electric drive motor efficiency. The working capacity (Q) was determined using the
relation [4]:
în care: PU - puterea utilă a utilajului, [Kw]; Q - cantitatea de produs prelucrat, [t/h];
me - randamentul motorului electric de acţionare. Capacitatea de lucru (Q) s-a determinat folosind relaţia [4]:
Q = (q / t)x3600 [t/h] (2)
where: q - weighed mass of the product în a period of time required, [kg] t - collection time of product, [s]
The relationship for the determination of technological effect is [5]:
unde: q - masa produsului cântărit într-o perioadă impusă de timp, [kg] t - timpul de colectare a produsului, [s].
Relaţia de calcul pentru determinarea efectului tehnologic este [5]:
EcsM = [( CcsMi – CcsMc ) / CcsMi ] x 100 [%] (3)
where: Ccsi – content of foreign bodies to the entering machine [%]; CcsMc - the content of foreign bodies to the
evacuation machine [%]. Coefficient of loss good seed în subproducts, Cps is
calculated:
în care: Ccsi - conţinutul de corpuri străine la intrarea în utilaj [%]; CcsMc - conţinutul de corpuri străine la evacuarea
din utilaj [%]. Coeficientul de pierderi seminţe bune în subproduse,
Cps se calculează cu formula:
Cps = (Σmk / M ) x 100 [%] (4)
where: Σmk - sum of the good seed masses în subproducts collected from the machine output; M - mass of good seeds at the entry into machine.
The raw material used during operational testing was wheat with hectoliter weight of 78.5 kg/hl, humidity of 13% and containing 4.05% impurities.
Experimental data obtained from primary processing of cereal seeds with two technical equipment are presented în Table 1.
în care: Σmk - suma maselor seminţelor bune, în subprodusele colectate pe ieşirile din utilaj; M - este masa boabelor bune la intrarea în utilaj.
Materia primă utilizată în timpul încercărilor în exploatare a fost grâul cu greutatea hectolitrică de 78,5 kg/hl, umiditatea de 13% şi cu un conţinut de impurităţi de 4,05%.
Datele experimentale obţinute la prelucrarea primară a seminţelor de cereale cu cele două echipamente tehnice sunt prezentate în tabelul 1.
Table1 / Tabelul 1
Parameter / Parametrul Value / Valoare
Intensive cleaner separator SAI 800 / Separatorul aspirator intensiv SAI 800
Airflow necessary to suction / Debitul de aer necesar la aspiraţie, [m3/min] 90
Body’s oscilations / Frecvenţa oscilaţiilor batiului cu site, [osc/min] 960
Processing capacity / Capacitatea de prelucrare pre-cleaning / precurăţire, [t/h] cleaning / curăţire, [t/h]
25 10
Specific electricity consumption / Consumul specific de energie electrică pre-cleaning / precurăţire, [kWh/t] cleaning / curăţire, [kWh/h]
0.036 / 0,036 0.091 / 0,091
Coefficient of loss good seed în subproducts / Coeficientul de pierderi seminţe bune în subproduse, [%] 0.065 / 0,065
Technological effect of separation / Efectul tehnologic de separare pre-cleaning / precurăţire, [%] cleaning / curăţire, [%]
97.95 / 97,95 98.77 / 98,77
Gravitational separator SP-00 / Separatorul gravitaţional SP-00
Airflow necessary to suction / Debitul de aer necesar la aspiraţie, [m3/min] 130
Pressure în suction conduct / Presiunea în conducta de aspiraţie, [mmCA] 220
Working surface’s oscilations / Frecvenţa oscilaţiilor suprafeţei de lucru, [osc/min] 960
Oscillations amplitude / Amplitudinea oscilaţiilor, [mm] 2÷2,5
Processing capacity / Capacitatea de prelucrare, [t/h] 4
Specific electricity consumption / Consumul specific de energie electrică, [kWh/t] 0.178 / 0,178
Technological effect of separation / Efectul tehnologic de separare, [%] 98.87 / 98,87
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
10
The analysis of experimental data shws that primary processing of cereal seeds is a complex process that depends by the type of working surface and theirs drive systems. CONCLUSIONS
The removing of impurities from the cereal seeds is a complex and important operation for subsequent operations. Therefore, there are necessary special technical equipment that are introduced în technological flow for obtaining the end product. în order to obtain a high quality of agro-food products, with minimum power consumption and diminished manpower there is necessary to deeply know the manner of operating of technical equipment used at impurities separation and, at the same time, their regulating methods. Moreover, during the cereal primary processing there are necessary an attentive control of technical equipment and a periodical analysis both of seeds being cleaned
and of removed impurities. Through this short review of particularities of new
technical and constructive solutions that were adopted for the two experimental models of technical equipment used at cereal preparing before processing or for storing- preformed at INMA also the results of experimental’s research, we tried to emphasize some of objectives proposed within a complex R-D program related to modernization of technologies of cereal primary processing. BIBLIOGRAPHY
[1]. Costin I. (1999) - Miller’s Book, Technical Publishing House, Bucharest, Romania; [2]. Moraru C. (1995) - Technology and equipment în milling industry and seed parts. University of Galaţi, Romania; [3]. Râpeanu R., Măruţă N. (1995) - Machines and installations în milling industry. Technical Publishing House, Bucharest, Romania; [4]. Voicu, Gh., Casandroiu, T. (1995) - Milling and bread manufacturing equipment, Politechnica University,
Bucharest, Romania; [5]. Mihai L. (2001) - Techologies and equipment în milling industry, Mllenium Publishing House, Piatra-Neamt, Romania.
Din analiza datelor experimentale se constată că procesul de prelucrare primară a seminţelor de cereale este un proces complex ce depinde atât de caracteristicile materiei prime cât şi de tipul suprafeţelor de lucru şi de sistemul de acţionare al acestora. CONCLUZII
Eliminarea impurităţilor din seminţele de cereale este o operaţie complexă şi importantă pentru prelucrările ulterioare ale acestora. Această operaţie necesită echipamente tehnice speciale care sunt introduse în fluxul tehnologic din secţia de pregătire a cerealelor pentru transformarea lor în produse finite . În vederea obţinerii unei calităţi superioare a produselor agroalimentare, cu consum minim de energie şi forţă de muncă redusă se cere o temeinică cunoaştere a modului de funcţionare a
echipamentelor tehnice utilizate la separarea impurităţilor şi a reglării acestora. De asemenea, în timpul prelucrării primare a cerealelor este nevoie de o supraveghere atentă a funcţionării echipamentelor tehnice şi o analiză periodică, atât
a seminţelor curăţate, cât şi a componentelor eliminate. Prin această succintă trecere în revistă a particularităţilor
noilor soluţii tehnico-constructive adoptate la cele două modele experimentale de echipamente tehnice utilizate pentru pregătirea cerealelor înainte de procesare sau în vederea stocării şi depozitării realizate la INMA Bucureşti precum şi a rezultatelor cercetării experimentale, am încercat să reliefăm câteva din obiectivele propuse în cadrul unui program complex de cercetare-dezvoltare privind modernizarea tehnologiilor de prelucrare primară a cerealelor. BIBLIOGRAFIE
[1]. Costin I. (1999) - Manualul morarului, Editura Tehnica, Bucureşti, România; [2]. Moraru C. (1995) - Tehnologie si echipamente în industria morǎritului , Universitatea Galaţi, România; [3]. Râpeanu R., Măruţă N. (1995) - Maşini şi instalaţii în industria morǎritului, Editura Tehnicǎ, Bucureşti, România; [4]. Voicu Gh., Casandroiu, T. (1995) - Utilaje pentru morărit şi panificaţie. Universitatea Politehnică Bucureşti,
România; [5]. Mihai L. (2001) - Tehnologii şi utilaje în industria morăritului, Editura Millenium, Piatra–Neamţ, România.
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
11
MODULAR RECIRCULATING AQUATIC SYSTEM FOR SUPER-INTESIVE FISH BREEDING /
SISTEM ACVACOL RECIRCULANT MODULAR PENTRU CREŞTEREA SUPERINTENSIVĂ A PEŞTILOR
Ph.D. Eng. Pop A.1)
, Ph.D. Eng. Gál D.2)
, Eng. David P.1)
, Eng. Popovici V.1)
1)
INMA Bucharest, 2)
HAKI Szarvas Tel / Fax: 0256/490.528; E-mail: [email protected]
Abstract: Recirculating aquatic systems are production units which require major investments at the beginning of the business. The efficiency of the aquaculture done în recirculating systems depends on a series of factors among which the most important is the energy consumption and the safety of the system. To assure a high grade of energy conservation, în a recirculating aquatic system, the number of water recirculations must be as high as possible, but this leads to an increase of energy consumption for water transportation through the system, and for fulfilling the safety conditions of the system it must be designed în such a manner that the possibility of losing the entire culture în case of a diseases or device malfunctioning should not be possible. Because of this, a strictly analyze of the structure of the system is imposed and the optimal solutions for reduction of energetic consumptions and maximization of functioning în safety way must be established. This paper describes such a system for super-intensive breeding of fishes as well as solutions and considerations for realization of these desiderates. Keywords: safety, sturgeons breeding, super-intensive, system INTRODUCTION
In the last years the breeding of fishes în recirculating aquatic systems (SAR) has known a significant development, many investors being attracted by the benefits of this type of business, even if major risks are present. Knowing the fact that this is a financially dangerous business, because în case of a disease the whole production could be lost, the system must be designed so that this situation could not be possible. [2]
For a recirculating aquatic system for super-intensive fish breeding choosing of the equipments must be made în accordance with the maximum daily quantity of food supplied to fishes. The daily estimated rate of food it is based upon the supporting capacity of the
system, which usually does not exceed 80120 kg of fish / cm of water, even for the most efficient system.
Once the breeding capacity and the feeding rate are established, the size of the necessary components can be established by calculating the required water flow. For each component the water flow capacity must be enough to wash and treat the food and fish metabolism residues, as well as to assure a uniform quantity of oxygen în water. Knowing the water flow capacity and the impurities concentration, the system components can be chosen. [3] MATERIALS AND METHODS The factors that influence the dimensioning of a modular RAS
The main factors which are taken into consideration for dimensioning a modular recirculating aquatic system are: the space and the shape of the breeding hall; it is
Rezumat: Sistemele acvacole recirculante sunt unităţi de producţie ce necesită investiţii însemnate la început. Eficienţa acvaculturii practicată în sistemele cu recirculare depinde de mai mulţi factori, printre care cel mai important este energia consumată de sistem şi siguranţa funcţionării sale. Pentru a asigura un grad de conservare al energiei ridicat, într-un sistem acvacol recirculant, trebuie maximizat gradul de recirculare al apei, dar acest lucru conduce la creşterea energiei consumate pentru vehicularea apei, iar pentru a îndeplini condiţiile de siguranţă sistemul trebuie proiectat astfel încât să nu existe posibilitatea pierderii întregii culturi în cazul apariţiei unor defecte ale instalaţiilor sau erori în procesul tehnologic de creştere a peştilor. Din acest motiv se impune o analiză riguroasă a structurii unui astfel de sistem şi stabilirea soluţiilor optime pentru diminuarea consumurilor energetice şi maximizarea siguranţei de funcţionare. Lucrarea prezintă un astfel de sistem acvacol recirculant de creştere superintensivă a sturionilor, precum şi consideraţii şi soluţii în direcţia realizării acestor deziderate. Cuvinte cheie: creşterea sturionilor, siguranţă, sistem, superintensiv INTRODUCERE
În ultimii ani creşterea peştilor în sisteme acvacole recirculante (SAR) a cunoscut o creştere semnificativă, tot mai mulţi investitori fiind atraşi de beneficiile unei afaceri de acest gen, deşi există şi riscuri. Cunoscând faptul că aceasta este totuşi o afacere riscantă, deoarece în cazul apariţiei unei boli în rândul peştilor întreaga producţie poate fi compromisă, sistemul trebuie realizat astfel încât această situaţie să nu fie posibilă. [2]
Pentru un sistem acvacol recirculant de creştere superintensivă a peştilor se recomandă dimensionarea echipamentelor în funcţie de cantitatea zilnică maximă de hrană introdusă în sistem. Aceasta se bazează pe capacitatea de suport a sistemului care, în mod
obişnuit, nu depăşeşte 80120 kg peşte / mc apă, chiar pentru cel mai eficient sistem.
Odată determinate capacitatea de suport şi rata de hrănire, se poate estima mărimea componentelor prin calcularea debitului de apă necesar. Pentru fiecare componentă debitul de apă trebuie să fie suficient de mare pentru a spăla şi trata reziduurile de hrană şi de metabolism ale peştilor, precum şi pentru a furniza o concentraţie uniformă de oxigen. Cunoscând debitul de apă şi gradul de încărcare cu impurităţi, se pot alege componentele sistemului. [3] MATERIALE ŞI METODE Factorii care influenţează dimensionarea unui SAR modular
Principalii factori care se iau în considerare la dimensionarea unui sistem acvacol recirculant modular sunt: spaţiul şi forma halei de creştere a peştilor; se
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
12
recommended to build a rectangular one, în the center of it being the filtration and cleaning systems of the technological water, and on each side of this installations group will be located the breeding tanks;
the size of the tanks; the quantity of fish which that can be bred în a tank is established în correspondence with the tank size, and by default the maximum food introduced în the system every day;
the required water flow; that is calculated depending on the portent capacity of the system, the feeding rate and the number of recirculations.
Description of a modular RAS
A modular recirculating system works as any normal recirculating system, the difference being that the tanks are split into small groups and each group has its own system for maintaining the water quality.
As an example we have chosen a recirculating system which has 56 tanks with a diameter of 3 m and 10 tanks with a diameter of 4,5 m, arranged în groups of 14 tanks for the 3 m ones and of 5 tanks the others, as is shown în fig. 1. Each group of tanks has a water supply circuit, a circuit for evacuating water from tanks, a mechanical filter for removing the big impurities from water, a UV sterilizer for removing bacteria and viruses from technological water, a biological filter for decomposing nitrites to nitrates, and aeration oxygenation water systems. A group of tanks, together with all these installations for cleaning the technological water and maintaining its quality, makes a module, which în fact is a small recirculating system.
This solution was chosen because it has some economical and functional advantages comparing to a system with a common circuit. By splitting în modules a recirculating aquatic system the initial cost of investment it’s a bit higher, due to the fact that more filters and devices are required. At the same time, because of its modular construction, the large dimensions buffer reservoir, used before to collect the recirculation water from all breeding tanks, is no longer needed. This reservoir is replaced with a much smaller one required to collect the renewing fresh water. For the others equipments which compose the two types of systems there are no price differences because these are modular anyway.
For working, the breeding tanks need technological water which must fulfill some quality conditions that are well established. To maintain the continuous water supply of the tanks, is required an installation for water circulation through a pipes network well dimensioned which has to assure the needed water for a module. în order to meet the established technological parameters, the water must pass through a filtration system where the water is cleaned off big impurities and is chemically conditioned (by neutralization of ammonia and nitrogen) and only after that the water can enter the supply installation for the tanks.
The supply installation it is made from a closed main pipeline through which the technological water it is distributed into the breeding tanks with the help of taps.
The water evacuation installation from the tanks plays the role to transport the used water through pipes to the filtration group.
The supply and evacuation installation forms the recirculation installation.
Considering that currently în our country are made round tanks with the interior diameter of 3 m and 4,5 m from fibreglass reinforced polyester (recommended material for fish breeding tanks), and the acquisition of
recomandă o hală de formă dreptunghiulară, în centrul acesteia fiind amplasate sistemele de filtrare şi curăţire a apei tehnologice, iar de o parte şi de alta a acestui grup de instalaţii se vor amplasa bazinele de creştere;
mărimea bazinelor; în funcţie de aceasta se determină cantitatea de peşte ce poate fi crescută într-un bazin, implicit cantitatea de hrană maximă introdusă într-un sistem într-o zi;
debitul de apă necesar; acesta se calculează în funcţie de capacitatea portantă a sistemului, rata de hrănire şi numărul de recirculări.
Descrierea unui SAR modular
Un sistem acvacol recirculant modular funcţionează la fel ca oricare sistem acvacol recirculant, diferenţa fiind reprezentată de împărţirea bazinelor în grupuri restrânse, fiecare grup având sisteme individuale de menţinere a calităţii apei.
S-a ales ca model un SAR care are în componenţă 56 bazine cu diametrul de 3 m şi 10 bazine de 4,5 m, aranjate în grupuri de câte 14 bazine pentru cele de 3 m şi de câte 5 bazine cele de 4,5 m, aşa cum se observă în fig. 1. Fiecare grup de bazine are un circuit de alimentare cu apă, un circuit de evacuare a apei din bazine, un filtru mecanic pentru eliminarea impurităţilor grosiere din apă, un sterilizator cu raze UV pentru eliminarea bacteriilor şi viruşilor din apa tehnologică, un filtru biologic pentru descompunerea nitriţilor în nitraţi, sisteme de aerare şi oxigenare a apei. Grupul de bazine, împreună cu toate aceste instalaţii de curăţire a apei tehnologice şi de menţinere a calităţii ei, formează un modul care, în esenţă, reprezintă un sistem acvacol recirculant de dimensiuni mici.
S-a optat pentru această soluţie deoarece, faţă de un sistem cu un singur circuit comun, sistemul modular prezintă o serie de avantaje, atât economice, cât şi tehnico-funcţionale. Dezavantajul sistemului acvacol recirculant împărţit pe module este costul ceva mai ridicat al investiţiei iniţiale, datorat faptului că sunt necesare mai multe filtre mecanice şi pompe, dar de capacitate mai mică. În acelaşi timp însă, prin construcţia modulară a sistemului se elimină bazinul tampon de dimensiuni mari necesar colectării apei recirculate de la toate bazinele de creştere, acesta fiind înlocuit cu unul mult mai mic, necesar colectării apei proaspete, de primenire. La celelalte echipamente care compun cele două tipuri de sisteme nu sunt diferenţe de preţ, deoarece acestea oricum sunt modulare.
Pentru a funcţiona bazinele au nevoie în primul rând de apă tehnologică, care să îndeplinească anumite condiţii cantitative şi calitative bine stabilite. Pentru a asigura alimentarea continuă a bazinelor este nevoie de o instalaţie de vehiculare a apei printr-o reţea de conducte corect dimensionată care să asigure necesarul de apă pentru un modul. Pentru ca apa să îndeplinească parametrii tehnologici stabiliţi trebuie să treacă printr-un sistem de filtrare unde apa se curăţată de impurităţile grosiere şi este condiţionată chimic (prin neutralizarea amoniului, şi a nitriţilor), iar apoi este introdusă în instalaţia de alimentare a bazinelor.
Aceasta este formată dintr-o conductă magistrală închisă, prin intermediul căreia apa tehnologică este distribuită la bazinele de creştere prin intermediul unor robinete.
Instalaţia de evacuare a apei din bazine are ca scop transportarea prin conducte a apei uzate spre grupul de filtrare.
Aceste două instalaţii împreună formează instalaţia de recirculare a sistemului.
Având în vedere că în prezent, la noi în ţară se produc bazine circulare cu diametrul interior de 3 m, respectiv 4,5 m, din poliester armat cu fibră de sticlă (material indicat pentru bazine de creşterea peştilor) iar
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
13
these from import is too expensive, realization of modules with these type of tanks was considered proper. The size of this tanks allows the production în optimum conditions of all types of sturgeons, as well as some other species.
At the same time from the space using efficiency point of view, keeping în the same time the posibility for intervention for doing differrent types of technological operations, the optimum disposal of the tanks with the diameter of 3 m is în groups of four. The tanks with the diameter of 4,5 m can be arranged only în a row beacause of the operating difficulties which could appear when grouping them.
The componence of a module must be such chosen so that the water volume should be not low because the investments cost of the investition will grow, but also not high, due to the reasons mentioned above. At the same time the equipments capactity which are used în the system should be taken into consideration, especially those used for mechanical and biological filtration.
There is a wide variety of mechanical filters, may companies from Europe producing such filters, with capacities within the range of 35 m
3/h to 1.000 m
3/h,
with differents sizes of the sieve gap. Taking în consideration the size of the tanks which are
manufactured în our country, în correlation with the capactiy of the rotational mechanical filters, we consider that the optimum size of a rotational mechanical filter în
order to serve a module should be between 80100 m3/h.
achiziţionarea altor mărimi din import ar fi mult mai costisitoare, s-a considerat oportună realizarea de module compuse doar din aceste tipuri de bazine. Mărimea acestor bazine permite creşterea în condiţii optime a tuturor speciilor de sturioni, dar şi a altor specii de peşti.
Totodată, din punct de vedere al eficienţei utilizării spaţiului, păstrând în acelaşi timp posibilitatea de intervenţie pentru efectuarea diferitelor operaţii tehnologice, dispunerea optimă a bazinelor cu dimetrul de 3 m este în grupuri de câte patru. Bazinele cu diametrul de 4,5 m nu pot fi dispuse decât în şir, din cauza dificultăţilor de operare care ar rezulta ca urmare a grupării lor.
Componenţa unui astfel de modul trebuie aleasă astfel încât volumul total de apă să nu fie nici prea redus deoarece ar creşte costurile de investiţie, dar nici prea mare, din considerentele arătate mai sus. În acelaşi timp trebuie să se ţină cont şi de capacitatea echipamentelor care compun sistemul, în special acelea utilizate pentru filtrarea mecanică şi biologică.
Oferta de filtre mecanice rotative este variată, multe firme din Europa producând asemenea filtre, cu capacităţi cuprinse între 35 m
3/h şi 1.000 m
3/h, cu
diferite mărimi ale ochiurilor sitei. Ţinând cont de mărimea bazinelor fabricate uzual la
noi în ţară, corelată cu capacitatea de filtrare a filtrelor mecanice rotative, se consideră ca mărimea optimă a unui filtru mecanic rotativ, necesar să deservească un
modul, trebuie să fie între 80100 m3/h.
Fig. 1 - Super-intensive fish growth system in recirculating system /
Sistem de creştere superintensivă a peştilor în sistem recirculant
Technical and functional characteristics
An example of positioning of a modular SAR, is shawn în figure 2.
Caracteristici tehnico-funcţionale
Un exemplu de amplasare a unui SAR modular este prezentat în figura 2.
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
14
The system has modules with two types of tanks: 1. The module for juveniles breeding made out of
14 round tanks with the diameter of 3 m. The volume of water contained în the module 1 is:
V1 = 14 x 5,65 mc = 80 mc 2. The modul for breeding consumption fish made
out of 5 tanks with the diameter of 4,5 m. The volume of water contained în the module 2 is:
V2 = 5 x 15,9 mc = 80 mc The total water volume of the system is:
VT = 6 x 80 = 480 mc
If it is considered the medium hydraulic resident span of 1 hour (1 recirculation/hour), the volume of water recirculation în one hour for each module is:
Sistemul are în componenţă module cu două tipuri de bazine: 1. Modul de creştere puiet format din 14 bazine circulare cu diametrul de 3 m
Volumul de apă conţinut în modulul 1 este: V1 = 14 x 5,65 mc = 80 mc
2. Modul de creştere peşte de consum format din 5 bazine cu diametrul de 4,5 m Volumul de apă conţinut în modulul 2 este:
V2 = 5 x 15,9 mc = 80 mc Volumul total de apă al întregului sistem este:
VT = 6 x 80 = 480 mc
Dacă se consideră durata medie de rezidenţă hidraulică o oră (1 recirculare/oră), volumul de apă recirculată într-o oră în fiecare modul este:
Fig. 2 - Scheme for components placement of a modular RAS /
Schemă amplasare componente SAR modular
Q1 = 80 m3/h;
Q2 = 80 m3/h.
Results that all equipments of a module, the pumps, the mechanical filter, the biological filter, the UV lamps for water disinfection, the aeration installation and the water heating installation, should be dimensioned for this flow capacity. Having close sizes, the dimensioning was made for 80 m
3/h. At the same time the water
supply networks and the evacuation systems were dimensioned for this flow capacity.
Each module has în its constitution: - Breeding tanks; - System for water evacuation from the tanks; - Installation for mechanical filtration for water; - Pumping group; - Installation for biological filtration of water; - UV installation for water disinfection; - Aeration installation; - Oxygenation installation; - Tanks supply system; - Feeding devices; - Automation, command and control installation; - Safety system (electric power generator group for the
whole system). RESULTS
This modular system has the next advantages.
The biological material it is kept în safety against of eventual diseases. The circuits being separate, the possible germs which might appear în a tank belonging to a module cannot spread în the total volume of water of the whole system. în this way the fish from the other modules will not be affected în any way and so a massive loss of fish is avoided.
The functioning of the system it is much safer, the
Q1 = 80 m3/h;
Q2 = 80 m3/h.
Rezultă că toate echipamentele unui modul, pompele, filtrul mecanic, filtrul biologic, lămpile UV pentru dezinfecţia apei, instalaţia de aerare şi instalaţia de încălzire a apei, trebuie dimensionate pentru aceste debite. Fiind foarte apropiate ca mărime, dimensionarea s-a făcut pentru 80 m
3/h. În acelaşi timp, şi reţelele de
alimentare cu apă a modulelor şi sistemele de evacuare au fost dimensionate pentru acest debit.
Fiecare modul are în componenţă: - Bazine de creştere; - Sistem de evacuare a apei din bazine; - Instalaţie de filtrare mecanică a apei; - Grup de pompare; - Instalaţie de filtrare biologică a apei; - Instalaţie UV pentru dezinfectarea apei; - Instalaţie de aerare; - Instalaţie de oxigenare; - Sistem de alimentare a bazinelor; - Dispozitive de furajare; - Instalaţie de automatizare, comandă şi control; - Sistem de siguranţă (grup electrogen pentru întregul
sistem).
REZULTATE Acest sistem modular prezintă mai multe avantaje.
Se asigură protecţia sanitar veterinară a materialului biologic împotriva unor eventuale îmbolnăviri. Circuitele fiind separate între ele, eventualii germeni patogeni care ar putea apărea într-un bazin aparţinând unui modul, nu se pot răspândii în volumul total de apă al întregului sistem. În acest fel peştii din celelalte module nu vor fi afectaţi în nici un fel şi se vor evita pierderile masive de material piscicol.
Funcţionarea sistemului este mult mai sigură,
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
15
eventual malfunctioning of the installations which might occur, especially în functioning of pumps and mechanical filters, do not affect all the tanks. Because a module has a much smaller amount of water than the entire system, until the defections are remediated the water quality can be maintained, if possibly, by increasing the fresh water flow.
Each module can be used for breeding of different species of fish, because the water parameters can be optimized for each module, according to every species needs.
The working costs of the systems are lower compared to a system with one common water circuit. The energy used for heating or cooling, aeration, filtration and disinfection with UV rays, is the same for both types of systems, but the energy used for water pumping is smaller for the modular systems, because the same amount of water is moved but, at a lower pumping height. So the energy used for the modular system is two times smaller than the one used for a normal system. Disadvantages
The initial cost of the investment is higher because some installations of smaller capacity are more expensive than one big installation with a capacity equal to the sum of all the smaller ones.
CONCLUSIONS
The modular recirculating aquatic systems gives a plus of safety for the whole system, reducing nearly to zero the possibility of losing the entire culture.
Due to the small dimensions of a module and respectively the small dimensions of the installations and equipments used for a module, the remediation of eventual defects appeared can be made fast and în safety, as well as the possibility of maintaining the water quality for a longer time is bigger.
Even though the initial investment cost is higher because of the price difference between a higher amount of installations with a capacity equal to the capacity of a single installation, the safety given by such system is worth because on a long term the system is more safe, so the bankruptcy because of entire culture loss can be avoided.
Besides, a modular system gives the possibility of breeding a wide variety of species în every module and reduces the exploitation costs. BIBLIOGRAPHY [1]. Bura M. (2008) – Manual of presentation and use of superintensive breeding technology for sturgeons with recirculating water, Eurobit Publishing House,
Timisoara, Romania; [2]. Cristea V, Grecu I., Ceapă C. (2002) – Engineering of aquaculture recirculating systems, Didactic and Pedagogic Publishing House, R.A. Bucharest, Romania; [3]. Lazu D., Patriche, Talpeş M., Cristea V., Metaxa I. (2008) – Romanian sturgeons, Excelsior Art Publishing House, Timisoara, Romania.
deoarece eventualele defecţiuni care pot apărea, în special la funcţionarea pompelor şi a filtrelor mecanice, nu afectează toate bazinele. Deoarece un modul are un volum de apă mult mai mic decât tot sistemul, până la remedierea defecţiunilor se poate menţine calitatea apei, dacă este posibil, prin mărirea debitului de primenire.
Fiecare modul poate fi utilizat pentru creşterea de specii diferite de peşti, deoarece parametrii apei pot fi optimizaţi pentru fiecare modul în parte, în funcţie de necesităţile fiecărei specii.
Costurile de exploatare ale sistemului sunt mai reduse comparativ cu un sistem cu un singur circuit de apă comun. Energia consumată pentru încălzire/răcire, aerare, filtrare şi dezinfecţie cu raze UV este aceeaşi în ambele cazuri, dar cantitatea de energie consumată pentru pomparea apei este mai mică în cazul sistemului modular, deoarece se vehiculează acelaşi volum de apă, dar la o înălţime de pompare mai mică. Energia consumată pentru pomparea apei în cazul sistemului modular este de aproximativ două ori mai mică decât la sistemul cu circuit comun. Dezavantaje
Costul iniţial al investiţiei deoarece mai multe instalaţii de filtrare de capacitate mai mică sunt mai scumpe decât una singură cu capacitatea echivalentă cu cea a celor mici însumate;
CONCLUZII
Sistemele acvacole recirculante modulare oferă o siguranţă sporită întregului sistem, reducând aproape la zero posibilitatea pierderii întregii culturi.
Datorită dimensiunilor reduse ale unui modul şi în consecinţă a instalaţiilor şi echipamentelor, remedierea eventualelor defecte apărute se poate realiza rapid şi în siguranţă, totodată având posibilitatea menţinerii pentru mai mult timp a calităţii apei la parametrii optimi.
Deşi investiţia iniţială este mai mare, datorită diferenţei de preţ dintre un număr mai mare de instalaţii cu o capacitate şi cel al unei singure instalaţii cu capacitate echivalentă celor de dimensiuni mai mici, aceasta nu este cu mult mai mare şi se justifică datorită plusului de siguranţă oferit investiţiei, pe partea financiară şi a siguranţei sistemului.
Pe lângă aceasta un sistem modular oferă şi posibilitatea unor culturi diversificate, în fiecare modul putând fi culturi din specii diferite de peşti, iar costurile de exploatare reduse. BIBLIOGRAFIE [1]. Bura M. (2008) – Manual de prezentare şi utilizare a tehnologiei de creştere a sturionilor în sistem superintensiv cu apă recirculată, Editura Eurobit
Timişoara, România; [2]. Cristea V, Grecu I., Ceapă C. (2002) – Ingineria sistemelor recirculante din acvacultură, Editura Didactică şi Pedagogică, R.A. Bucureşti, România; [3]. Lazu D., Patriche, Talpeş M., Cristea V., Metaxa I. (2008) – Sturionii din România, Editura Excelsior Art, Timişoara, România.
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
16
STUDY OF KINEMATICS AND DYNAMICS OF SPRINKLERS WETTING JET /
STUDII ASUPRA CINEMATICII ŞI DINAMICII JETULUI ASPERSOARELOR DE UDARE
Ph.D. Eng. Nedelcu M.1)
, Prof. Ph.D. Eng. Cândea I.2)
, Ph.D. Eng. Barut Zelyha Bereket
3)
1)INMA Bucharest;
2)University of Transilvania, Braşov;
3)Cukurova University of Antalya - Turkey
Tel: 0755/276.122; E-mail: [email protected]
Abstract: The paper presents the study of kynematics and dynamics of the water particles belonging to flow which runs through the spraying tube of a sprinkling device, aiming to contribute to the optimization of sprinkling device qualitative working indexes. The absolute rate of the respective particle leaving the spraying tube determines the water flow trajectory (the water flow being formed of an infinity of particles) which determines, at its turn, the working qualitative indexes of irrigation process of agricultural fields. Keywords: device, dynamics, kynematics, optimization, particle, sprinkling, working qualitative indexes INTRODUCTION
The sprinkling devices are hydromechanical devices constituting the irrigation installations by watering (sprinkling) which ensure under pressure the turning of water into drops, which, then are distributed onto the irrigating surface.
The sprinkling is performed by means of working pressure, water jet speed through the sprinkling device nozzle and, at the same time depending on nozzle shape and its geometrical parameters. MATERIALS AND METHOD
The sprinkling device structure is very diversified at the present moment, a large range being manufactured noadays starting from simple nozzles or perforated tubes and finishing with controlled operating sprinkling devices.
Rezumat: Lucrarea prezintă studiul cinematicii şi dinamicii unei particule de apă ce face parte din fluidul ce parcurge tubul de pulverizare al aspersorului de udare dorind să contribuie la optimizarea indicilor calitativi de lucru ai aspersoarelor. Viteza absolută a particulei la ieşirea din tubul de pulverizare determină traiectoria curentului de apă (acesta fiind constituit dintr-o infinitate de particule), care la rândul ei determină indicii calitativi de lucru al procesului de irigare a terenurilor agricole. Cuvinte cheie: aspersor, cinematica, dinamica, indici calitativi de lucru, optimizare, particulă INTRODUCERE
Aspersoarele sunt dispozitive hidromecanice din componenţa echipamentelor de udare prin stropire care asigură transformarea apei aflată sub presiune în picături pe care le repartizează apoi pe suprafaţa de irigat.
Pulverizarea se realizează datorită presiunii de lucru, vitezei jetului de apă prin duza aspersorului, dar şi în funcţie de forma şi parametrii geometrici ai ajutajului. MATERIALE ŞI METODĂ
Construcţia aspersoarelor este diversă, realizându-se în prezent o gamă foarte mare, de la simple duze sau conducte perforate până la aspersoare cu funcţionare controlată.
Fig. 1 - Sprinklers with shock palette / Aspersoare cu paletă cu şoc a) ASJ-1M; b) ASM-1; c) ASM-2; d) ASM-3
1 - Upper body / corp superior; 2 - nozzle / duză; 3 - oscillating arm / braţ oscilant; 4 - spring / resort; 5 - ring adjustment / inel de reglare; 6 - pivot / pivot; 7 - lower body / corp inferior; 8 - deflector / deflector; 9 - nozzle for long jet / duză pentru jet lung,
10 - laminating device / laminator
In figure 1 are shown several sprinkler types with
rotation în horizontal plan with shock vanes, whose rotative motion is determined by the shocks generated by a jet breaking vane (blade). View their very simple construction, the majority of sprinkling devices, which are nowadays manufactured on a world level is of the type above. The Romanian sprinklers ASS-1M, ASM-1, ASM-2 and ASM-3 also frame în this category.
În figura 1 se prezintă câteva tipuri de aspersoare cu rotaţie în plan orizontal cu paletă de şoc, a căror mişcare de rotaţie este provocată de şocurile produse de o paletă spărgătoare de jet. Datorită simplităţii construcţiei, majoritatea aspersoarelor care se fabrică în prezent pe plan mondial sunt de acest tip. Din această categorie fac parte şi aspersoarele româneşti ASJ-1M, ASM-1, ASM-2 şi ASM-3.
Kynematic Analysis Of Spraying Assembly
The mechanical model shown în figure 2 is kynematically analyzed as for the speed and acceleration distribution of a particle belogning to a water flow.
The study must take into account the fact that the sprinkler is mounted on a track rolling with the conveying velocity V1
t= steady and, therefore its acceleration is
cipher a1t=0.
Analiza cinematică a ansamblului de pulverizare
Modelul mecanic se prezintă în figura 2 asupra căreia se reprezintă analiza cinematică cu privire la distribuţia de viteze şi acceleraţii a unei particule din constituţia unui curent de apă
În cadrul acestui studiu se are în vedere faptul că aspersorul este montat pe un cărucior care se deplasează cu viteza de transport V1
t = constantă şi în consecinţă
acceleraţia să este nulă a1t=0.
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
17
Fig. 2 - a) Mechanical model / Modelul mecanic; b) distribution of velocities and accelerations / distribuţia vitezelor şi acceleraţiilor
The irrigation assembly (by sprinkler or water jet
dropping) performs a circular-pendular motion în horizontal plan, allowing to water particle a second component of conveying velocity V2
t. At these velocities
(V1t and V2
t) it is added up the water particle relative
velocity în relation with the spraying tube Vr , so that the absolute velocity of a water particle is:
Ansamblul de irigat (de aspersiune sau de aruncare a jetului de apă) execută o mişcare circular-pendulară în plan orizontal imprimându-i particulei de apă o a doua componentă a vitezei de transport V2
t. La aceste viteze
(V1t şi V2
t) se adună viteza relativă a particulei de apă în
raport cu tubul de pulverizare Vr, astfel că viteza absolută a unei particule de apă este:
1 2
t t
a rV V V V
(1)
If the relation (1) is drafted on Pxyz mark axles, it results in:
Dacă relaţia(1) se proiectează pe axele reperului Pxyz
rezultă:
2 ;t
xV V y 1sin ;t
y rV V V cosz rV V (2)
The absolute velocity of a water particle from the water stream is:
Viteza absolută a unei particule de apă din constituţia curentului de apă este:
22 2 2
1( sin ) ( cos )t
a r rV y V V V (3)
The absolute velocity of the particle coming out of the spraying tube determines the water flow trajectory (which is formed of an infinity of particles), which, at its turn defines the working qualitative indexes of agricultural field irrigation. în order to optimize this process, we must establish the values of following parameters: V1
t –
conveying velocity of sprinkler carrying truck, respectively fixing its displacement; ω(t) – swinging angular speed of spraying tube ; y=l – length of spraying tube; α – inclination angle of the spraying tube în comparison with the vertical plan and, finally the relative velocity of water particle în comparison with the tube through which it circulates.
The analysis of acceleration distribution emphasizes the
following components:
ta regular acceleration în
conveying motion determined by the angular velocity ω being
;2 yt yat
- contingence acceleration în
conveying motion, determined by angular acceleration,
; ; 2 sinc ra V ; ra – acceleration of a
water particle depending on the spraying tube size. Therefore, the absolute acceleration of a water particle is:
Viteza absolută a particulei la ieşirea din tubul de pulverizare determină traiectoria curentului de apă (acesta fiind constituit dintr-o infinitate de particule), care la rândul ei determină indicii calitativi de lucru al procesului de irigare a terenurilor agricole. În scopul optimizării acestui proces, trebuie stabilite valorile următorilor parametri : V1
t – viteza de deplasare a
căruciorului port aspersor, respectiv stabilitatea deplasării acestuia ; ω(t) – viteza unghiulară de pendulare a tubului de pulverizare ; y = l – lungimea tubului de pulverizare ; α – unghiul de înclinare a tubului de pulverizare faţă de verticală şi în final viteza relativă a particulei de apă în raport cu tubul prin care circulă.
Analiza distribuţiei de acceleraţii scoate în evidenţă
următoarele componente:
ta acceleraţia normală din
mişcarea de transport cauzată de viteza unghiulară ω, fiind
;2 yt
yat - acceleraţia tangenţială din
mişcarea de transport, cauzată de acceleraţia unghiulară
; 2 sinc ra V ; ra - acceleraţia
particulei de apă în raport cu tubul de pulverizare. Astfel, acceleraţia absolută a unei particule de apă este:
crta aaaa
(4)
If relation (4) is drafted on Pxyz cartezian mark axles, it results in:
Dacă relaţia (4) se proiectează pe axele reperului cartezian Pxyz rezultă:
2 sinx ra y V ;
siny ra a ;
cosz ra a (5)
The absolute acceleration of a water particle în water flow is:
Acceleraţia absolută a unei particule de apă din constituţia curentului de apă este:
2 2 2( 2 sin ) ( sin ) ( sin )a r r ra y V a a (6)
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
18
The absolute acceleration of a particle coming out of the spraying tube determines the water flow behaviour, concerning the particle dispersion as rain drops –resembling to segments.
We should notice that, în comparison with the velocity distribution study, the swinging angular acceleration has to be emphasized în the horizontal plan of irrigation device and, respectively, the relative acceleration ar belonging to water particle during the flow running. Dynamic study of water particle movement for oblique version of the discharge tube
The mechanical study model is shown în Figure 3. The fundamental equation of particle relative motion is,
Acceleraţia absolută a particulei la ieşirea din tubul de pulverizare determină comportarea curentului de apă, cu privire la dispersarea în particule sub formă de ploaie, asemuite cu segmente.
Se precizează că, în raport cu studiul distribuţiei de viteze, trebuie să se scoată în evidenţă acceleraţia unghiulară de pendulare ε în plan orizontal a dispozitivului de irigare şi acceleraţia relativă ar a particulei de apă, în parcurgerea fluxului. Studiul dinamic al mişcării particulei de apă pentru varianta oblică a tubului de refulare
Modelul mecanic de studiu se arată în figura 3. Ecuaţia fundamentală a mişcării relative a particulei este,
ctr FFFam
(7)
By using Pxyz reference system the force components result in:
Utilizând sistemul de referinţă Pxyz rezultă componentele forţelor:
( )y zF N j N mg k
(8)
2
tF m yj m yi
(9)
2 sinc rF m V i
(10)
By drafting the motion equation on the mark axles it results in:
Proiectând ecuaţia de mişcare pe axele reperului rezultă:
2
2 sin
( )
r
z
mx m y m V
my Ny m y
mz N mg
(11)
P
a
x
y
z
P
z
y
x
a
ca
mg mga
a
NN
N
z
y
ma c
FtF
Fig. 3 - Mechanical study model – sprinkling device oblique version / Modelul mecanic de studiu – varianta înclinării oblice a aspersorului
Dynamic Study Of Water Particle Motion For Horizontal Version Of Rising Pipe
This study has a simply theoretical value, în practice zero pitching angle sprinklers being inexistent (meaningly horizontal ones). The mechanical study model for this version is shown în figure 4.
Studiul dinamic al mişcării particulei de apă pentru varianta orizontală a tubului de refulare
Acest studiu are valoare pur teoretică, în practică neexistând aspersoare cu unghiul de înclinare zero, adică orizontale. Modelul mecanic de studiu pentru această variantă se arată în figura 4.
P
x
y
z
P
z
y
x
ca
mg mg
Nz
c
Ft
F
y
V0
a
Nx
N
a n
F
na
N
xN
tF
zN
mg
a c
y
z
P
F
x
F
a
c
a)b) c)
Fig. 4 - Mechanical study model – sprinkler horizontal version / Modelul mecanic de studiu – varianta orizontală a aspersorului
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
19
The fundamental motion equation is: Ecuaţia fundamentală a mişcării este:
r t cma F F F
(12)
where: în care:
b)2
( )
2
x z
t
c
F N i N mg k
F m yj m yi
F m yi
(13)
c)2
( )
2
x z
t
c
F N i N mg k
F m yj m yi
F m yi
(14)
Projecting the relation (12) on the mark axles, it results în differential equation system:
Proiectând relaţia (12) pe axele reperului şi rezultă sistemele de ecuaţii diferenţiale
b)2
2x
z
mx N m y m y
my m y
mz N mg
(15)
c)2
2x
z
mx N m m y
my m y
mz N mg
(16)
But the relative acceleration has components only on
y axle, so ;0y ;0x 0z
The differential equation system becomes:
Dar acceleraţia relativă are componente numai după
axa y, deci ;0y ;0x 0z
Sistemul de ecuaţii diferenţiale devine:
b)2
2
0
0
x
z
m y m y N
y y
N mg
(17)
c)2
2
0
0
x
z
m y m y N
y y
N mg
(18)
The motion law is obtained by solving the equation
02 yy , whose solution is of the form:
Legea de mişcare se obţine rezolvând ecuaţia
02 yy , a cărei soluţie este de forma:
1 2
1 2
t t
t t
y C e C e
y C e C e
(19)
The integrating constant is defined în case of initial conditions for t=0; y=0; y=V
It results in:
Constanta de integrare se determină punând condiţiile iniţiale la t=0; y=0; y=V
Rezultă:
1 2
1 2
0 C C
V C C
1 2
1 1
C C
V C C
1 2;V V
C C
(20)
The equation of particle trajectory depending on the tube is: Ecuaţia traiectoriei particulei în raport cu tubul este:
2( )t tV V
y e e sh t
(21)
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
20
respectively respectiv
( ) 2t ty V e e VCh t (22)
Reaction components N are: Componentele reacţiunii N sunt:
22 2x
VN m VCh t m sh t
(23)
As zN mg it is obtained:
Deoarece mgNz , se obţine:
2 22(4 )
VN m VCh t sh t g
(24)
If 0 it results in: Dacă 0 rezultă:
2 2(4 )N V Ch t g (25)
Study Of Trajectory Of Jet Water Coming Out Of The Sprinkler
For the study of trajectory of jet water coming out of the sprinkling device we consider this one comprising segments which are launched from the sprinkler with initial velocity V0 under an angle α of about 32°. The mathematical mechanical angle is shown în figure 5, în which the segment is displaced into certain plan (Oxy), by performing a plan parallel motion defined by the generalized coordinates q1, q2, representing the distances which determine C mass centre position and coordinate q3 which represents the angle defining the segment position în comparison with horizontal axle.
The method, generally suitable for this study is based on HAMILTON
’s canonical equations.
The kinetic energy of segment at a certain moment is:
Studiul traiectoriei jetului de apă ieşit din aspersor
Pentru studiul traiectoriei jetului de apă ieşit din aspersor se consideră că acesta este format din segmente care sunt lansate din aspersor cu viteza iniţială V0 sub un unghi α. Modelul mecanic matematic
se prezintă în figura 5 în care segmentul se consideră că se deplasează într-un plan (0xy) efectuând o mişcare plan-paralelă definită prin coordonatele generalizate q1, q2 care sunt distanţe ce definesc poziţia centrului de masă C şi coordonata q3 care reprezintă unghiul ce defineşte poziţia segmentului faţă de axa orizontală.
Metoda cu carcater de generalitate adecvată acestui studiu, are la bază ecuaţiile canonice ale lui HAMILTON.
Energia cinetică a segmentului la un moment dat este:
2 2 2
1 2 3
1 1( )
2 2E M q q Jq (26)
The force function has the expression: Funcţia de forţă are expresia:
U Mgq C 2 (27)
2(q ) y
1x (q )0
V0
q2
q 1
(q )3C
Fig. 5 - Mathematical mechanical model of water jet trajectory coming out of sprinkling device /
Modelul mecanic matematic al traiectoriei jetului de apă ieşit din aspersor
RESULTS
Using Lagrange function (potentially kinetic) the generalised impulses result in:
REZULTATE
Utilizând funcţia lui Lagrange (potenţial cinetic) rezultă impulsurile generalizate:
1 1
1
;L
p Mqq
2
2
2 qMq
Lp
;
3
3q
Lp
(28)
HAMILTON’s function given by the relation Funcţia lui HAMILTON dată de relaţia
1
( , , )h
k k k kk
H p q L q p t
; 1,k h (29)
has the expression are expresia
2 2 2
1 1 2 2 3 3 1 2 3 2
1 1( )
2 2 H p q p q p q M q q J q Mgq C (30)
Eliminating the generalized velocities kq on the basis
of defining relations of generalized impulses it results în the
Eliminând vitezele generalizate kq pe baza relaţiilor
de definiţie ale impulsurilor generalizate, rezultă forma
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
21
form ( , )k kH q p of HAMILTON’s function: ( , )k kH q p a funcţiei lui HAMILTON:
22 231 2
22 2
pp pH Mgq C
M J
31)
HAMILTON’s canonical equations based on Ecuaţiile canonice ale lui HAMILTON în baza relaţiilor
k
k
Hq
p
; k
k
Hp
q
( 1, )k h (32)
it results: rezultă:
31 21 2 3
1 2 3
; ; ;
0 ; ;0
pp pq q q
M M J
p Mg p p
(33)
By integrating the obtained equations it results in: Prin integrarea ecuaţiilor obţinute rezultă:
1 1 2 2 3 3; ; ;p C p Mgt C p C (34)
2 31 21 4 2 5 3 6
1; ;
2
CC Cq t C q gt t C q t C
M M J (35)
The initial conditions for q1, q2, q3 coordinates at t=0 are: Condiţiile iniţiale pentru coordonatele q1, q2, q3 la t=0 sunt:
1 2 3 300; 0;q q q (36)
1 1 0 2 2 0 3 3 30cos ; sin ;p Mq MV p Mq MV p Jq J (37)
Following these conditions the integrating constants have been found out, so:
În baza acestor condiţii se determină constantele de integrare, astfel:
2
1 0 2 0 3 0 30
1cos ; sin ;
2q V t q gt V t q t (38)
1 0 2 0 3 0cos ; ( sin ); ,p MV p M gt V p J (39)
where J is the moment of inertia.
The trajectory of mass centre of jet segment is obtained by eliminating the parameter between the generalized coordinates:
în care J este momentul de inerţie.
Traiectoria centrului de masă al segmentului de jet se obţine prin eliminarea parametrului între coordonatele generalizate:
21
3 12 202 cos
gqq q tg
V
(40)
CONCLUSIONS
The absolute velocity of particle coming out of the spaying tube determines the water flow trajectory (this one being formed of an infinity of particles) which at its turn defines the working qualitative indexes of agricultural field irrigation process.
During the jet segment motion they uniformlly rotate alongside with angular velocity around their mass centre, the trajectory being a theoretical parabola, according to results of water jet trajectory study, which comes out of the sprinkler. BIBLIOGRAPHY
[1]. Cândea I., Constantin F., Pirna I., Cotoros L.D., Comanescu I.S. (2001) - Mechanics / Statics – Theory and applications, “Transilvania” University Publishing House,
Braşov, Romania; [2]. Cândea I., Constantinescu D., Macovici M. (1992) - Mechanics / Statics, “Transilvania“ University Brasov, Romania; [3]. Arshad AH S.M., Barefoot A.D. (1984) - Sprinkler distribution patterns as affected by pressure and wind, Agricultural Mechanisation in Asia, Africa and Latin America, 15(2): 49-52; [4]. Babiciu P., Scripnic V., Fratila AI. (1984) - Hydraulic systems of agricultural tractors and machines, Ceres Publishing House, Bucharest, Romania; [5]. von Berimth R. D. (1988) - Software for sprinkler system design in windy conditions, International
CONCLUZII
Viteza absolută a particulei la ieşirea din tubul de pulverizare determină traiectoria curentului de apă (acesta fiind constituit dintr-o infinitate de particule), care la rândul ei determină indicii calitativi de lucru al procesului de irigare a terenurilor agricole.
În timpul mişcării segmentelor de jet, acestea se rotesc uniform cu viteza unghiulară ω0 în jurul centrului de
masă, traiectoria fiind o parabolă teoretică, conform rezultatelor studiului traiectoriei jetului de apă ieşit din aspersor. BIBLIOGRAFIE
[1]. Cândea I., Constantin F., Pirnă I., Cotoros L.D., Comănescu I.S. (2001) - Mecanica / Statică – Teorie şi aplicaţii, Editura Universităţii „Transilvania“, Braşov,
România; [2]. Cândea I., Constantinescu D., Macovici M. (1992) - Mecanica / Statică, Universitatea „Transilvania“ din Braşov, România; [3]. Arshad AH S.M., Barefoot A.D. (1984) - Tipurile de distribuţie ale aspersiunii afectate de presiune şi vânt, Mecanizarea Agriculturii în Asia, Africa şi America Latină, 15(2): 49-52; [4]. Babiciu P., Scripnic V., Frăţilă Al. (1984) - Sisteme hidraulice ale tractoarelor şi maşinilor agricole, Editura Ceres, Bucureşti, România; [5]. von Berimth R. D. (1988) - Software pentru proiectarea sistemului de aspersoare in conditii de vânt, Conferinţa
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
22
Conference on Agricultural Engineering, Paris, France; [6]. Berar V., Pricop Gh., Ionescu V. (1980) - Mathematical methods for solving the irrigation problems, Ceres
Publishing House, Bucharest, Romania; [7]. Roman P. and collab. (1987) - Special hydromechanical problems, Technical Publishing House, Bucharest, Romania; [8]. Shull H., Dylla A.S. (1976) - Wind effects on water applicalion patterns from large, single nozzle sprinkler. Transactions of the ASAE, 19(3): 501-504; [9]. xxx Irrigation, 2
nd edition (1992), Collection Guide
pratique du CEMAGREF, France.
Internaţională de Inginerie Agricolă. Paris, Franţa; [6]. Berar V., Pricop Gh., Ionescu V (1980) - Metode matematice pentru rezolvarea problemelor de irigaţii,
Editura Ceres, Bucureşti, România; [7]. Roman P. şi colab. (1987) - Probleme speciale de hidromecanică, Editura Tehnică, Bucureşti, România; [8]. Shull H.; Dylla A.S. (1976) - Efectele vântului asupra modelelor de aplicare a udărilor de la aspersoare mari cu duză unică, Memorii ASAE 1976, 19(3): 501-504; [9]. xxx Irigaţia, ediţia a doua, 1992, Colecţia Ghid practic a CEMAGREF, Franţa.
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
23
A MATHEMATICAL MODEL OF EVOLUTIONARY DYNAMICS OF PROFILES CREATED ON SLOPES CULTIVATED WITH ANTI-EROSION EFFECT
/ UN MODEL MATEMATIC AL DINAMICII EVOLUTIEI PROFILELOR CREATE PE PANTE
CULTIVATE, ÎN SCOP ANTIEROZIONAL
Math. Cârdei P.1)
, Ph.D. Stud. Eng. Coţa C.1)
, Ph.D. Eng. Muraru V.1)
, Eng. Sfîru R.1)
, Ph.D. Eng. Herea V.2)
1)
INMA Bucharest, 2)
ICDVV Valea Călugărească Tel: 0726.142837; E-mail: [email protected]
Abstract. This paper presents a mathematical model created for the purpose of watching the evolution of profiles’ form created on sloping land parcels în order to reduce the intensity of rainfall erosion. This mathematical model highlights the dependence of the soil profile evolution on the pluvial amount în time, soil characteristics, crop technology and farm management. With this algorithm it can be made the correct choice of profiles depth, so that the retention capacity of sediments remains positive during the programmed season and not be overstated so that energy consumption for creating profiles be as small as possible.
Keywords: anti - erosion, calculus, mathematical model, optimal, profile, soil INTRODUCTION
The results presented în this paper are strongly bound on the thread of research în connection with the variation of soil surface on the slopes, namely to storm erosion.
Generally, the literature does not give detailed results on the variation of form of surfaces subjected to rain erosion, especially the surfaces that are not smooth. Some programs such as WEPP and RUSLE2, give certain information about the locations of sediments, but related to the surfaces’ breaking degree.
MATERIAL AND METHOD Mathematical model
The problem that was analyzed consists în achieving an optimal anti-erosion protection of slopes cultivated with crops that do not develop a sufficient anti-erosion protection by crop covering. Generally, irrespective of the cultivation, the slopes of hills, whether cultured or not, are subjected to pluvial erosion processes (fig. 1). One of the ways to improve pluvial erosion of the slope is profiling them în forms like those în fig. 2. Profiling is done simultaneously with cultivation. Cultivation equipment with OLAC anti- erosion working body which works to make these profiles are shown în fig. 3
Rezumat. Lucrarea prezintă un model matematic creat în scopul vizualizarii evolutiei formei profilelor create pe parcelele cultivate pe terenuri în panta, în scopul reducerii intensităţii fenomenului de eroziune pluvial. Modelul pune în evident dependent evolutiei formei profilului de regimul pluviometric local, de caracteristicile solului, ale culturii şi tehnologiei şi managementului de ferma aplicate. Cu ajutorul acestui algoritm se poate efectua alegerea corecta a adancimii profilelor, astfel încăt capacitatea de reţinere a sedimentelor sa se menţină pozitivă pe durata sezonului programat şi sa nu fie supraestimata, astfel încât consumul energetic la crearea profilelor sa fie cat mai mic.
Cuvinte cheie: anti-eroziune, calcule, model matematic, optimal, profil, sol INTRODUCERE
Rezultatele prezentate în această lucrare sunt strâns legate de cercetări efectuate în conexiune cu variaţia suprafeţei solului pe pante, mai precis la eroziunea pluvialǎ.
În general, literatura de specialitate nu furnizează rezultate detaliate despre variaţia formei suprafeţelor datorate ploii, în special a suprafeţelor care nu sunt netede. Unele programe precum WEPP şi RUSLE2 oferă unele informaţii despre locaţiile sedimentelor, dar nu indiferent de cât de mult sunt frământate suprafeţele.
MATERIAL ŞI METODA Modelul matematic
Problema care a fost analizata constă în realizarea unei protecţii anti-erizionale a pantelor cultivate cu culturi, care nu dezvoltă o protecţie anti-erozională suficientă printr-o acoperire vegetală. În general, indiferent de cultură, pantele dealurilor indiferent dacă sunt cultivate sau nu, sunt supuse procesului de eroziune pluvială (fig. 1). Una din căile pentru îmbunătăţirea eroziunii pluviale a pantei este profilul acestora în forme precum cele prezentate în fig. 2. Profilul este realizat în timpul operatiei de cultivare. Echipamentul de cultivare cu organe de lucru anti-erozionale OLAC lucrează cu aceste profile, aşa cum se prezintă în fig. 3.
Fig. 1 - Forms of manifestation of pluvial erosion / Forme ale manifestării eroziunii pluviale
Fig. 2 - Modelarea anti-erozională a solului / Anti erosion soil modeling: a) în acelaşi timp cu prima cultivare / concurrently with the first
cultivation; b) în acelaşi timp cu cea de-a doua cultivare / Concurrently with the second and third cultivation
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
24
Fig. 3 - Cultivation equipment with OLAC anti -erosion working body / Echipament de cultivare cu organ de lucru anti-erozional OLAC
The equipment that makes the profiles and the
obtained results appear în fig. 4. The main problem for this process is to determine the
optimal size of a typical profile, so that it achieves a sufficient sediment retention capacity, but a minimum consumption of energy în the process of creating profiles.
Echipamentul care realizează profilele şi rezultatele obţinute apar în fig. 4.
Principala problemă pentru acest process constă în determinarea dimensiunii optime a profilului tipic, în sensul realizării unei capacităţi suficiente de reţinere a sedimentelor, dar cu un consum minim de energie în procesul de creare al profilelor.
Fig. 4 - Anti -erosion modeling concurrently with the cultivation / Modelare antierozională concomitent cu cultivarea
RESULTS
Mathematical model of the degradation process of the profiles that form the basis for simulation of the process starts from the basic relations of [1] and [2].
This article briefly dwells only on elementary model în which profiles are modeled by a geometric function of type of saw teeth. în this model, the profile is characterized by two parameters: the depth, a, and the distance between the peaks, d (fig. 6). Suppose that the
profiles are distributed on a smooth slope, whose profile forms the middle line of each triangle that shapes the profile (fig. 5). Average slope angle of inclination is
denoted by (fig. 6).
REZULTATE
Modelul matematic al procesului de degradare a profilelor care formează baza pentru simularea începuturilor procesului are relaţiile de bază descrise în [1] şi [2].
Acest articol tratează pe scurt numai modelul elementar în care profilele sunt modelate de o funcţie geometrică de tip dinti de fierastrau sau sinusoidala. În acest model, profilul este caracterizat de doi parametrii: adâncimea, a şi distanţa dintre vârfuri, d (fig. 6). Să presupunem că profilele sunt distribuite pe o pantă netedă, a cărei profil formează linia mijlocie al fiecărui triunghi (sau sinusoida) care modelează profilul (fig. 5).
Înclinaţia medie a unghiului pantei este notată cu (fig. 6).
Fig. 5 - The geometry of the profiles (corrugate) and of the smooth slope and the storage space for the sediments (detail) /
Geometria profilelor (încreţitura) pantei netede şi a spaţiului de depozitare pentru sedimente (detaliu)
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
25
Fig. 6 - The detailed geometry of the slope profile, used for this mode l
Geometria detaliată a profilului pantei utilizată pentru acest model
Suppose that all profiles are deformed în the same
way, or deformation differences between them are insignificant. Scheme of deformation of the profile and reduce sediment retention capacity are given în Fig. 7.
The criterion for calculating the retention capacity of sediments is based on the balance of sediment: production of profile walls (calculated by USLE model) is equal with the difference between the sediment retention capacity of non-deformable and the deformed profile.
If we note Pk, the sediment production rainfall during the event k, and Crk, Crk+1, the retention capacity after the pluvial event k and after the pluvial event k+1, the
balance equation is:
Să presupunem că toate profilele sunt deformate în mod similar, sau diferenţele dintre acestea sunt nesemnificative. Schema deformaţiei profilului şi reducerea capacităţii de reţinere este dată în fig.7.
Criteriul pentru calcularea capacităţii de reţinere a sedimentelor se bazează pe bilanţul sedimentelor: producerea de sediment a pereţilor profilului (calculată de modelul USLE) este egală cu diferenţa dintre capacitatea de reţinere a sedimentelor a profilului nedeformat şi deformat.
Dacă notăm cu Pk producţia de sedimente din timpul precipitaţiilor în cadrul evenimentului k, şi Crk, Crk+1,
capacitatea de retenţie după evenimentul pluvial k şi după evenimentul pluvial k+1, ecuaţia de echilibru este:
k k+1 kCr -Cr = P (1)
The indices of the pluvial event are the daily indices given according with [3]. For each daily pluvial event, the sediment production is calculated using the USLE formula (see formulae (12), (13), în [1]). The sediment retention capacity depends essentially on the profile depth, for each pluvial event, k. Solving the equation with finite difference, (1), we obtain the depth ak+1, if we know the depth ak. The initial depth, a0, is the depth of the
profile immediately after the cultivation process.
Indicii evenimentului pluvial sunt indicii zilnici daţi conform cu [3]. Pentru fiecare eveniment pluvial zilnic, producţia de sedimente se calculează utilizând formula USLE (vezi formulele (12), (13) în (1)). Capacitatea de reţinere a sedimentelor depinde în principal de adâncimea profilului pentru fiecare eveniment pluvial, k. Rezolvând ecuaţia cu diferenţe finite, (1), se obţine adâncimea ak+1,
dacă se cunoaşte adâncimea ak. Adâncimea iniţială, a0 este adâncimea profilului imediat după procesul de cultivare.
Fig. 7 - Scheme of deformation of the profile and sediment reducing /
Schema deformaţiei profilului şi reducerea sedimentelor
Besides the balance equation, which allows
calculation of depth profile following a rainfall event, there is a criterion for stopping the process accidentally.
This criterion has two variants: depth profile becomes insufficient for the next pluvial event. în the1-st case profile retention capacity becomes void and the slope losses anti – erosion protection becomes smooth. The second criterion for interruption of the process of calculation is that storm events have been completed în full, the capacity retention remains with positive profiles (maybe a certain percentage of the initial value). This version is one that demonstrates the correct choice of
Pe langa ecuaţia de echilibru care permite calcularea profilului adâncimii în urma unui eveniment pluvial, există un criteriu pentru stoparea accidentală a procesului.
Acest criteriu are două variante: adâncimea profilului devine insuficienta pentru a face faţa urmatorului eveniment pluvial; în cazul 1) capacitatea de retenţie a profilului devine nulă şi protecţia anti-erozională a pierderilor pe pante devine netedă. Al doiilea criteriu pentru întreruperea procesului de calculare constă în faptul că, evenimentele pluviale au fost parcurse în totalitate, capacitatea de retenţie rămâne cu profile positive (poate, în plus, un procent sigur al valorii iniţiale). Această versiune este una care demonstrează
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
26
geometrical parameters. The command function of the erosion process is the
production of sediment, influenced by six factors of it, which are explained în [1] and [2].
These command factors are given by the method specified în [3]: the daily control factors distribution for a period of 100 days.
Examples
To understand the mathematical model of pluvial erosion of the slope profile, some examples are used. For all the examples we have used the same factors that influence the production of sediment. Daily variations of the quantity of rain, the rain intensity, erosion, management and practices factors are shown în fig. 8.
For discussing the results, we use the Table 1. The first example shows the process of erosion of a
profile with a depth of 25 cm, situated on a slope with
inclination of 12. The profile resists very well to the rainfall regime at which it is exposed, the residual depth being considered high. This resistance is due, primarily, to the small value of the soil erosion.
Because of large residual depth at the end of the rainy season it can be considered that initial depth is not optimal.
alegerea corectă a parametrilor geometrici. Funcţia de comandă a procesului de eroziune este
producţia de sedimente, influenţată de şase factori ai acesteia, care sunt explicaţi în [1] şi [2].
Aceşti factori de comandă sunt oferiţi de metoda specificată în [3]: factorii de control zilnici distribuiţi pentru o perioadă de 100 de zile.
Exemple
Pentru înţelegerea modelului matematic al eroziunii pluviale al profilului pantei se utilizează unele exemple. Pentru toate exemplele am folosit aceiaşi factori care influenţează producerea de sedimente. Variaţiile zilnice ale cantităţii de ploaie, intensitatea, eroziunea, managementul şi factorii practicilor sunt prezentaţi în fig. 8.
Pentru discutarea rezultatelor am utilizat Tabelul 1. Primul exemplu prezintă procesul de eroziune al unui
profil cu o adâncime de 25 cm, situat pe o pantă cu
înclinaţia de 12. Profilul rezistă foarte bine regimului pluviometric la care este expus, adâncimea reziduală fiind considerată ridicată. Rezistenţa este în primul rând valoarea mică a eroziunii solului.
Deoarece adâncimea reziduală mare de la sfârşitul sezonului polios critic, poate fi considerată ca adâncimea iniţială nu este optimală.
Fig. 8 - Pluvial erosion function commands process. For these conditions, R= 601.4 kg m s-4, rain amount în the entire period: 592 mm /
Procesul comenzilor funcţiilor eroziunii pluviale. Pentru aceste condiţii, R= 601,4 kg m s-4, cantitatea de ploaie în perioada de început: 592 mm
Fig. 9 - Depth daily profile variation (left) and final slope profile shape for K= 0.2, = 12o /
Variaţia profilului adâncimii zilnice (stânga) şi forma profilului final al pantei pentru K= 0.2, = 12o
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
27
In the case of the second example, compared with the first, has been changed only the soil erosion value: 0.4. At a subsequent change, the profile becomes useless în the day 43, because of the second accidental interruption of the process. Although the slope is of another profile, its retention capacity is void.
This phenomenon can be seen în fig. 10, walls downstream profiles becoming horizontal. în this case, the initial depth profile is insufficient to cover the entire rainy season.
În cazul celui de-al doilea exemplu, în comparaţie cu primul s-a modificat numai valoarea erodabilitaţii solului: 0,4. La urmatoarea schimbare, profilul devine inutil în ziua 43, din cauza celei de-a doua întrerupere accidentală a procesului. Deşi panta este de un alt profil, capacitatea sa de retenţie este nulă.
Acest fenomen poate fi văzut în fig. 10, profilurile pereţilor devenind orizontali. În acest caz, profilul adâncimii iniţiale este insufiecient pentru a acoperi întregul sezon polios.
Fig. 10 - Daily variation of depth profile (left) and final slope profile shape, for K= 0.4, =12o /
Variaţia zilnică a profilului adâncimii (stânga) şi forma finală a profilului pantei pentru K= 0.4, = 12o
Fig. 11 - Daily variation of depth profile (left) and final slope profile shape, for K= 0.4, = 9o /
Variaţia zilnică a profilului adâncimii (stânga) şi forma finală a profilului pantei pentru K= 0.4, = 9o
Fig. 12 - Daily variation of depth profile (left) and final slope profile shape,for K= 0.4, = 8o /
Variaţia zilnică a profilului adâncimii (stânga) şi forma finală a profilului pantei pentru K= 0.4, = 8o
Table 1 / Tabel 1
The synthesis of the simulations / Sinteza simulărilor
No. crt. / Nr. crt.
Slope inclination
angle / Unghiul de înclinaţie al
pantei []
Soil erodibility / Eroziunea
solului [m
-3 s
3]
Initial profile depth / Profilul
iniţial al adâncimii
[cm]
Last day of the profile / Ultima zi a profilului
Final profile depth /
Adâncimea finală a profilului
[cm]
Percent of final profile on
the initial moment / Procentul
profilului final la început
Figure no. for graphic
presentation / Figura nr.
pentru prezentarea
grafică
1. 12 0.2 / 0,2 25 100 11.66 / 11,66 46.64 / 46,64 9
2. 12 0.4 / 0,4 25 43 7.43 / 7,43 29.72 / 29,72 10
3. 9 0.4 / 0,4 25 100 7.66 / 7,66 30.64 / 30,64 11
4. 8 0.4 / 0,4 25 100 8.40 / 8,40 33.6 / 33,6 12
In the third example în comparison with the previous,
slope inclination changes în the value of 9. în this case profiles keep a positive holding capacity for the entire rainy season.
The final depth profiles show that în this case initial depth profiles were a better choice than the first example.
The results for the example three are shown în fig. 11. The fourth example shows that decreasing slope
gradient, în the same conditions leads to a final depth much greater. The results for the example three are
În cazul celui de-al treilea exemplu, în comparaţie cu cel de-al doilea, înclinaţia pantei se modifică la 9. În acest caz, profilele păstrează o capacitate de reţinere pozitivă pe durata întregului sezon ploios.
Profilele adâncimilor finale arată că, în acest caz, profilele adâncimii iniţiale au fost o alegere mai bună decât în primul exemplu.
Rezultatele pentru exemplul trei sunt prezentate în fig. 11. Cel de-al patrulea exemplu arată că, dacă scade
gradientul pantei în aceleaşi condiţii, conduce la o adâncime finală mai mare. Rezultatele pentru exemplul trei sunt
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
28
shown în fig. 12. We denoted by K the soil erodibility and by R the
rain/runoff erosivity. CONCLUSIONS
The results of this model are interesting în many ways: - The first feature of the model gives a measure of the
slope profile deformation by rain erosion application. There are not known similar results în the literature.
- The model provides an algorithm for optimal choice of initial depth profiles. The algorithm is based on exact knowledge of slope geometry and a sufficient good knowledge of area rainfall regime. At the same time, data are required for culture management and slope conditions. By using this algorithm (simulation of pluvial erosion process) we can obtain the features of optimal anti-erosion zonal protection. We will choose, for example, the minimum value of initial depth profiles, which allows obtaining depth profile at
the end of rainy season, not more than 1020% out of the initial value.
- The model may also be used to obtain general chart supplying the optimum initial depth, depending on the slope inclination and the other geographic and climatic characteristics of the area;
- Compared with the method of estimating sediment retention capacity of [1] and [2], the method presented în this article is more complex and difficult to use and provides more accurate results;
- A comprehensive comparative study has not been made yet. Finally, the overall behavior (tested on other examples) model can be noticed: the decrease în depth is more intense în the early period and slower în its end. This is a natural phenomenon and can be explained by the fact that immediately after forming, the soil is loosen, but it gradually gets compacted, and the model does not include the compaction phenomenon.
BIBLIOGRAPHY [1]. Cârdei P., Coţa C., Muraru C., Sfiru R. (2009) - Estimating the efficiency of anti - erosion agricultural operation for the corn crop on the slopes, Bulletin of UASVM - Agriculture, 66 (2), pag. 38-45, Cluj Napoca, Romania; [2]. Cârdei P., Coţa C., Muraru V. (2008) - Considerations about the geometry of the slope profilation with the CPU tiller with OLAC working body, Bulletinof UASVM - Agriculture, 65 (2), pag. 18-22, Cluj Napoca, Romania; [3]. Cârdei P., Herea V., Muraru V., Sfiru R (2009) - Vector representation for the soil erosion model USLE, a point of view, Bulletin of UASVM - Agriculture, 66 (2), pag. 46-53, Cluj Napoca, Romania
prezentate în fig. 12. Am notat peste tot cu K erodabilitatea solului şi cu R
erozivitatea ploii. CONCLUZII
Rezultatele acestui model sunt interesante din mai multe motive: - Prima caracteristică a modelului furnizează o măsură a
deformaţiei profilului pantei prin eroziunea din sezonul polios. Nu se cunosc rezultate similare în literatura de specialitate;
- Modelul furnizează un algoritm pentru alegerea optimală a profilelor adâncimii iniţiale. Algoritmul se bazează pe cunoaşterea exactă a geometriei pantei şi sufiecient de bune cunoştinţe despre regimul pluviometric zonal. De asemenea, se cer date despre managementul culturilor şi practicile de cultură. Prin utilizarea acestui algoritm (simularea procesului de eroziune pluvială) putem obţine caracteristicile profilelor de protecţie zonală optimală anti-erozională. De exemplu, vom alege valoarea minimă a profilelor adâncimii iniţiale, care permit obţinerea adâncimii profilelor la sfârşitul sezonului polios, nu
mai mult de 1020% din valoarea iniţială; - Modelul poate fi de asemenea utilizat pentru obţinerea
diagramei generale, care furnizează adâncimea iniţială optimă, în funcţie de înclinaţia pantei şi a altor caracteristici geografice şi climatice ale zonei;
- Comparativ cu metoda de estimare a capacităţii de retenţie a sedimentelor din [1] şi [2], metoda prezentată în acest articol este mult mai complexă şi dificil de utilizat şi furnizează mai mult rezultate şi mai precise;
- Un studiu comprativ global nu a fost încă efectuat. În final se observă modelul de comportament general (testat pe alte exemple): scăderea în adâncime este mult mai intensă la începutul perioadei şi mai lentă la sfârşitul acesteia. Acesta este un lucru natural şi poate fi explicat prin faptul că, imediat după formare, solul este moale, dar gradual devine compact, dar modelul nu include explicit acest fenomen.
BIBLIOGRAFIE
[1]. Cardei P., Coţa C., Muraru C., Sfiru R. (2009) - Estimarea eficienţe lucrărilor agricole antierozive pentru cultura porumbului pe pante, Buletinul USAMV - Agricultura, 66 (2), pag. 38-45, Cluj Napoca, România; [2]. Cârdei P., Coţa C., Muraru V. (2008) - Consideraţii asupra geometriei profilării pantei cu cultivatorul CPU echipat cu organ de lucru anti-erozional OLAC, Buletinul USAMV - Agricultura, 65 (2), pag. 18-22, Cluj Napoca, România; [3] Cârdei P., Herea V., Muraru V., Sfiru R (2009) - Reprezentare vectorială pentru modelul USLE de eroziune a solului; un punct de vedere, Buletinul USAMV - Agricultura, 66 (2), pag. 46-53, Cluj Napoca, România.
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
29
ELEMENTARY NON-LINEAR WITH LINEAR DAMPING MATHEMATICAL MODEL FOR NEIDHART SUSPENSION
/
MODEL MATEMATIC ELEMENTAR PENTRU SUSPENSIA NEIDHART, NELINIAR CU AMORTIZARE LINIARA
Math. Cârdei P., Eng. Munteanu Al., Ph.D. Eng. Muraru V., Eng. Sfiru R.
INMA Bucharest Tel: 0726.142837; E-mail: [email protected]
Abstract. This paper presents an example of mathematical modeling of Neidhart type suspension. These suspensions were imposed in recent years in various areas of transports from large capacity vehicles (trailers and trucks) to smaller cars for personal transport. The lack of a mathematical model for these suspensions very used has determined this trial. Immediate application is an elementary calculation of the oscillations amplitude variation "appropriate to" the subsystem of suspended mass - Neidhart suspension which provides the frequency of excitation that can cause discomfort to passengers. Keywords: mathematical, model, suspension, Neidhart INTRODUCTION
The vehicle suspension of Neidhart type (see fig. 1) can be mathematically modeled using an ordinary nonlinear differential equation of second order.
Non-linearity response characteristic equation is due to the suspension, which can not be modeled satisfactorily with a linear model.
The model can be used to improve the quality of vehicles equipped with such suspension by specifying a range of excitation frequencies that mostly affects the vehicle or to adjust the geometrical parameters of the suspension or items related to the vehicle.
Rezumat. Lucrarea prezintă un exemplu de modelare matematică a suspensiilor de tip Neidhart. Aceste suspensii s-au impus în ultimii ani în diverse domenii ale transporturilor, de la vehicule de mare capacitate (remorci si camioane) pana la vehicule mici pentru transport individual. Lipsa unui model matematic pentru aceste suspensii foarte folosite a provocat aceasta incercare. Aplicaţia imediata este un calcul elementar de variţia amplitudinii oscilaţiilor “proprii” ale subsistemului masa suspendata – suspensie Neidhart, care furnizează zona de frecvenţe de excitaţie ce poate provoca discomfort pasagerilor.
Cuvinte cheie: matematic, model, suspensie, Neidhart INTRODUCERE
Suspensie de tip Neidhart pentru vehicule(vezi fig. 1) poate fi modelată matematic cu ajutorul unei ecuaţii diferenţiale ordinare neliniară de ordinul al doilea.
Neliniaritatea modelului este dată de curba catacteristică asuspensiei, care nu poate fi modelată în mod satisfăcător cu un model liniar.
Modelul poate fi utilizat pentru a îmbunătăţi calitatea ţinutei de drum a vehiculului echipat cu o astfel de suspensie prin specificarea unei game largi de frecvenţe de excitaţie care afectează aderenţa şi implicit direcţia vehiculului, sau prin ajustarea parametrilor geometrici ai suspensiei sau a altor elementele legate de vehicul.
Fig. 1 - Neidhart suspension element / Element de suspensie Neidhart
MATERIAL AND METHOD 1.Elementary mathematical model of Neidhart suspension
Neidhart suspension elementary mathematical model is given by the equation:
MATERIAL SI METODA 1. Model matematic elementar al suspensiei Neidhart
Modelul matematic elementar al suspensiei Neidhart este dat de ecuatia:
rJ +M ( , )= M(t) (1)
with initial conditions: cu conditiile initiale:
0 0 0 0( ) , ( ) t t (2)
In (1), J is moment of inertia of the suspension given by the half of the mass which the suspension requests, m, and the distance where this action is performed δ:
În (1), J este momentul de inerţie al suspensiei dat de jumătatea masei m care solicită suspensia, si distanţa la care se exercita această acţiune este δ:
2J m (3)
M(t) is a moment of excitation applied to suspension due to contact between the wheels and road.
M (t) este un moment de excitaţie aplicată suspensiei, generat de contactul dintre roţi şi calea de rulare.
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
30
System behavior is given by the strong momentum
structure, ( , ) rM
whose form we have chosen taking into account the characteristic of loading - unloading of suspension.
This feature is found within accompanying documentation of the axles, the real shape being made after a suspension of outer square profile of 60 mm side and the inner square of 38 mm side profile.
The documentation will give only the loading of the suspension, the discharge being modeled so that a hysteresis appears, which signifies a damping action of the suspension.
The form of durable moment thus obtained is the following:
Comportamentul sistemului este dat de momentul
caracteristic de rezistenta ( , ) rM
, a cărui formă s-a ales luând în considerare caracteristica de încărcare - descărcare a suspensiei.
Această caracteristică se găseşte în documentaţia de însoţire osiilor echipate cu elementele de suspensie Neidhart, forma concretă fiind obţinută pentru a pentru o suspensie cu profil patrat cu latura exterioara de 60 mm şi latura interioară de 38 mm.
Documentaţia oferă doar încărcarea suspensiei, descărcarea este modelată astfel încât să apară o curba histerezis care semnifică o acţiune de amortizare a suspensiei.
Forma momentului de rezistenţă este dată de următoarea formulă:
3
0 1
31
, 0,
, 0
i i ir
0d d d
k k cM
k k c (4)
i index corresponds to load curve and d index corresponds to discharge curve.
Calculation of elastic constants k0i si k1i, k0d and k1d was made by the method of least squares, using the load data of documentation, obtaining the following values:
k0i= 307.327 kg m2 s
-2 rad
-1,
k1i= 1130.124 kg m2 s
-2 rad
-3,
k0d= 155.267 kg m2 s
-2 rad
-1,
k1d= 1660.812 kg m2 s
-2 rad
-3
To calculate the damping constant was used a rubber hardness of 70
o Sh, whose damping factor is
fa=0.65, and it was got:
Indicele i corespunde curbei de incarcarre, iar indicele d corespunde curbei de descarcare.
Calculul constantelor de elasticitate k0i si k1i, k0d si k1d s-a facut prin metoda celor mai mici patrate, folosind datele de încărcare din documentatie, obţinându-se valorile:
k0i= 307.327 kg m2 s
-2 rad
-1,
k1i= 1130.124 kg m2 s
-2 rad
-3,
k0d= 155.267 kg m2 s
-2 rad
-1,
k1d= 1660.812 kg m2 s
-2 rad
-3
Pentru calcularea constantei de amortizare s-a folosit cauciucul cu duritatea de 70
o Sh, al cărui factor de
amortizare este fa=0.65, si am obţinut:
a 0c f k m (5)
Consequently the following values are obtained: ci= 89.39 kg m
-2 s
-1 rad
-1,
cd= 65.57 kg m-2
s-1
rad-1
RESULTS 1. Checking the suspension model behavior
The verification of the model was done by simulating the elementary linear test of loading – unloading.
This test should respect the values of the load curve and hysteresis curve must satisfy a rate of approximately 40% of the loading area of the rectangle formed by points of minimum and maximum coordinates in the space moment - angle.
For this test, initial conditions (2) have been null and the linear moment loading given by formula:
Corespunzător se obţin valorile:
ci= 89.39 kg m-2
s-1
rad-1
,
cd= 65.57 kg m-2
s-1
rad-1
REZULTATE 1. Verificarea comportamentului modelului de suspensie
Verificarea modelului a fost facuta prin simularea testului elementar liniar de încărcare – descărcare.
În acest test trebuie să se respecte valorile curbei de încărcare şi curba hysteresis trebuie să închidă o arie de aproximativ 40% din suprafaţa de încărcare a dreptunghiului format de puncte de minim şi maxim coordonatele în spaţiul de moment - unghi.
Pentru acest test, condiţiile iniţiale (2) au fost nule, iar momentul de încărcare dat de formula:
108 ,0 3
0, 3
t tM(t)
t (3)
Fig. 2 - Variation of the angle of rotation during linear loading test / Variatia unghiului de rotaţie în timpul
încărcării liniare
Fig. 3 - Variation of angular velocity of rotation during linear loading test/ Variatia unghiului vitezei de rotatie in timpul încărcării
liniare
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
31
Note that both loading and unloading are nonlinear. Diagram in fig. 4 shows the "hysteresis" is very high,
which means a very good damping, energy dissipation of a high quality.
On the curve of temporary variation of rotation angle, both on the loading and unloading branch the oscillations are less visible (fig. 2), in time.
But oscillations are present and can be observed in detail, when taking place around the main loading and unloading curve.
Suspension loading shows small oscillations visible in fig. 2, especially on the loading.
Se observă că atât încărcarea cît şi descărcarea sunt neliniare. Diagrama din fig. 4 arată “curbele hysteresis” foarte
înalte, ceea ce înseamnă o foarte bună amortizare, o disipare a energiei de foarte bună calitate.
Pe curba variaţiei temporale a unghiului de rotaţie, atât pe partea de încărcare cât şi pe cea de descărcare, oscilaţiile sunt puţin vizibile (fig.2).
Oscilaţiile sunt prezente şi pot fi observate în detaliu, atunci când se desfăşoară în jurul încărcării principale şi curbei de descărcare.
La încărcarea suspensiei apar mici oscilaţii vizibile în fig. 2 în special la încărcare.
Fig. 4 - Diagram of loading - unloading angle of rotation - resistant momentum, resulting in linear loading / Diagrama de încărcare –
descărcare a unghiului de rotaţie - moment de rezistenţă, rezultată la încărcarea liniară
Fig. 5 - Detail of variation of rotation angle in the first loading test / Detaliu de variaţie a unghiului de rotaţie în primul test de
încărcare
For a full course of loading-unloading linear on some portions (fig. 9), corresponding charts are shown in fig. 6, 7 and 8.
Pentru un intreg ciclu încarcare-descarcare, liniar pe porţiuni (fig. 9), componentele răspunsului modelului sunt date în fig. 6, 7, şi 8.
Fig. 6 - Variation of the angle of rotation during linear loading test/ Variaţia unghiului de rotaţie în timpul testului de încărcare liniară
Fig. 7 - Variation of angular velocity of rotation during linear loading test / Variaţia unghiului vitezei de rotaţie în timpul testului de încărcare liniară
Fig. 8 - Diagram of loading - unloading angle of rotation –
resistant momentum, resulting in linear loading / Diagrama de încărcare – descărcare a unghiului de rotaţie – moment de
rezistenţă, rezultată la încărcarea liniară
Fig. 9 - Variation in time of the command for loading and unloading operation, a cycle / Variaţia în timp a comenzii de
încărcare şi operaţiei de descărcare
2. A sample of oscillating loading with initial and final stabilization
Next, a complex operation such suspension will be applied, including stages:
- The load caused by driver mass; - Halting of the oscillating system (the stop of the
vehicle or crossing a road of very good quality) and damping to the static load;
Departure and running with random excitation frequency of 1 Hz
2. Un model de încărcare oscilantă cu stabilizare iniţială şi finală
În cele ce urmeaza, se va aplica o comanda complexă suspensiei, constând in etapele:
- Sarcină cauzate de masa conducătorului - Stoparea sistemului oscilant (oprirea vehicului sau de
trecere pe un drum de foarte buna calitate), precum amortizarea la sarcina statică;
Plecarea şi rularea cu o frecvenţă aleatoare în jurul mediei de 1 Hz
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
32
Fig. 10 - Time variation of the rotation angle /
Variaţia în timp a unghiului de rotaţie Fig. 11 - Time variation of the rotation speed /
Variaţia în timp a vitezei de rotaţie
Fig. 12 - Variation of the resistant momentum with rotation angle during the movement / Variaţia momentului de rezistenţă cu unghiul de rotaţie în timpul deplasarii
Fig. 13 - Time variation of the load momentum (system of command) / Variaţia în timp a momentului de încărcare (sistem de comanda)
Time from 0 to 1 s corresponds to the suspension
static loading (driver of the vehicle). Between times t = 1 s and t = 12 s, an oscillation due
to browsing a slightly bumpy route appears, which determines an oscillation around the static load.
After t = 12 s, it is passing to a very good road or the
vehicle stops, oscillations are almost totally absorbed. 3. Application: Estimating the effects of excitation of suspension
Similarly to the linear oscillator problem ([1]), there is for nonlinear oscillator the problem of determining the excitation frequency at which the largest variations of amplitude occur.
A diagram of excitation frequency – suspension osscillation amplitude type, for the Neidhart suspension is obtained using numerical experiments (fig. 14).
Perioada de la 0 la 1 secunde corespunde cu încărcarea statică a suspensiei (conducătorul vehiculului).
Urmează, între momentele t = 1 s şi t = 12 s, o oscilaţie
datorită alegerii unui traseu accidentat uşor, care conduce la o oscilaţie a sistemului (suspensiei) în jurul încărcării statice.
După t = 12 s, s-a făcut trecerea la un drum foarte bun sau
vehiculul s-a oprit, oscilaţiile sunt aproape în totalitate amortizate. 3. Aplicaţie: Estimarea efectelor frecvenţei de excitaţie a suspensiei
Similar cu problema oscilatorului liniar ([1]), există problema oscilatorului neliniar de determinare a frecventelor de excitatie care produc valori maxime ale amplitudinii.
O diagramă de tipul frecvenţă de excitaţie – aplitudinea oscilaţiilor suspensiei, pentru suspensia Neidhart, se obţine utilizînd experimente numerice (fig. 14).
Fig. 14 - Variation of angular frequency of excitation amplitude / Variaţia frecvenţei unghiulare a amplitudinii de excitaţie
CONCLUSIONS
For the Neidhart suspension is not difficult to made a mathematical model, but this should necessarily be nonlinear.
The nonliearity is given by the physical behavior of the suspension. The mathematical model is easy to check on various types of movement. Main application of this model consists in identifying the frequency ranges of excitation, which can cause discomfort to passengers.
BIBLIOGRAPHY
[1]. Gh. Buzdugan, L. Fetcu, M. Rades (1982) - Mechanical vibrations, Didactic and pedagogical Publishing House, Bucharest, Romania; [2]. ROSTA Documentation, Rubber Suspension Unit.
CONCLUZII
Pentru suspensia Neidhart nu este dificil să se facă un un model matematic, dar este necesar unul neliniar.
Nonliniaritatea este dată de comportamentul fizic al suspensiei. Modelul matematic este uşor de verificat pe diferite tipuri de mişcări. Aplicaţia principală a acestui model constă în identificarea multimilor frecvenţelor care pot cauza disconfortul pasagerilor.
BIBLIOGRAFIE
[1]. Gh. Buzdugan, L. Fetcu, M. Rades (1982) - Vibraţii mecanice, Ed. Didactică şi pedagogică, Bucureşti, România; [2]. ROSTA Documentation, Rubber Suspension Unit.
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
33
STUDIES ON FODDER GRINDING MACHINES AND ON THE NECESSITY OF DUST FILTERING FOR GRINDING MACHINES
/
STUDII PRIVIND MAŞINILE DE MĂCINARE A NUTREŢURILOR ŞI NECESITATEA FILTRĂRII PRAFULUI LA MAŞINILE DE MŞCINAT
Lect. Vasile C., Prof. Ph.D. Eng. Bădescu M.
University of Craiova, Faculy of Agriculture
Abstract: The main objective of any animal farm is to become efficient, namely to supply good-quality products at the lowest prices for the market. For this reason, it is necessary the recapitalization of most of production capacities, their endowment by modern performing equipment with a high degree of mechanization, automation and assisted-computer system, high productivities and reduced specific costs. In this abstract there will be presented some considerations on the technological process of combined fodder preparation focussing on the grinding stage, as well as a study of dust eliminating process from the air moving in the technical installations and equipment used. The automatic cereal grinding installation, equipped by a filter for retaining the dust, is created for being used in combined fodder factories, particularly in those where the resulted grinding is transferred to the next stage of transformation by mechanical transport.
Keywords: air filter, automatic installation, combined fodder, feed, mill INTRODUCTION
Combined fodder is a mixture obtained by associating vegetal and forage with mineral salts, antibiotics, vitamins, enzymatic solutions and medical solutions, dosed so that they respond to the physiological necessities of different categories of animals. The advantages of using combined fodder in nourishing animals are numerous and act on many plans, but all of them can be expressed only by an indicator, meaning animal product cost reductions.
The basic components for the most combined fodder recipes are the cereals (maize, wheat, barley, oat etc.) which depending on the animal species, on the age categories and on the growth direction, have a concentration between 40 and 80%. Cereal transformation for being used in combined nourishing is performed through different technological processes, through a series of mechanical, physical, chemical, biochemical or combined operations, in a great range of installations and equipment.
Generally, the cereals used for animal nourishing are presented as grains with different forms and dimensions. For achieving some homogeneous nourishing mixtures it is necessary the prior break-up of the grains, operations that in combined fodder factories are performed just in the first stage of the process, through grinders.
The main stages of the technological production process of combined fodder are:
- Raw material reception. - Raw material conditioning. - Raw material grinding. - Dosing according to the recipe. - Granulation (for the factories which contain
Rezumat: Obiectivul central al oricarei ferme zootehnice este sa devina eficienta, adica să furnizeze pieţei produse calitative la preţuri cât mai mici. Pentru aceasta este necesară retehnologizarea majorităţii capacităţilor de producţie, dotarea lor cu echipamente moderne, performante, cu grad înalt de mecanizare, automatizare si computerizare, cu productivităţi ridicate şi cu consumuri specifice reduse. În cadrul acestui referat se prezintă unele consideraţii ale procesului tehnologic de preparare a nutreţurilor combinate cu accent pe faza de măcinare, problemele care apar in desfasurarea procesului de macinare a nutreturilor, precum si o studierea procesului de eliminare a prafului din aerul vehiculat în instalaţiile şi echipamentele tehnice utilizate. Instalaţia automatizată pentru măcinarea cerealelor, prevăzută cu un filtru pentru reţinerea prafului, este destinată utilizării în fabrici de nutreţuri combinate, în special în cele la care măcinişul rezultat este transferat la faza următoare de prelucrare prin transport mecanic.
Cuvinte cheie: filtru de aer, furaje, instalaţie automatizată, moară, nutreţuri combinate, INTRODUCERE
Nutreţurile combinate sunt amestecuri obţinute prin asocierea de furaje de origine vegetală şi animală cu săruri minerale, antibiotice, vitamine, preparate enzimatice şi substanţe medicamentoase, astfel dozate încât să răspundă necesităţilor fiziologice ale diferitelor categorii de animale. Avantajele utilizării nutreţurilor combinate în hrana animalelor sunt numeroase şi acţionează pe multiple planuri, dar toate pot fi exprimate printr-un singur indicator, şi anume reducerea costurilor produselor animaliere.
Componentele de bază pentru majoritatea reţetelor de nutreţuri combinate sunt cerealele (porumb, grâu, orz, ovăz etc.) care, în funcţie de specia de animale, de categoria de vârstă şi de direcţia de creştere, au o pondere cuprinsă între 40 şi 80%. Prelucrarea cerealelor în vederea utilizării în nutreţuri combinate se realizează prin diverse procese tehnologice, printr-o succesiune de operaţii mecanice, fizice, chimice, biochimice sau combinate, în instalaţii şi utilaje de o mare diversitate.
În general, cerealele utilizate pentru hrana animalelor se prezintă sub formă de boabe de diferite forme şi dimensiuni. Pentru realizarea unor amestecuri nutritive cât mai omogene este necesară mărunţirea prealabilă a boabelor, operaţie care în fabricile de nutreţuri combinate se realizează chiar în prima fază a procesului, cu ajutorul morilor.
Principalele faze ale procesului tehnologic de producere a nutreţurilor combinate sunt:
- recepţia materiilor prime - condiţionarea materiilor prime - măcinarea materiilor prime - dozarea conform reţetei - granularea (pentru fabricile ca care este
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
34
this technological stage too); - Final product package and delivery.
Each of these stages needs a range of technological equipment, hoppers for storing products, auxiliary equipment for the technological transfer between stages, the ingredient preparation, the dust airing, etc. In the modern factories, the whole technological flow is pursued and commended by a computer process.
In the dosing stage the PVM concentrate (a protein, vitamin and mineral compound) must also be added. It can be prepared on the spot or can be received from another contractor.
The product quality must be controlled in every technological stage, according to previously established criteria, to ensure the final product quality, irrespective of the combined forage delivered to the beneficiaries. MATERIAL AND METHOD
The machines which perform the concentrated fodder grinding are the mills, that can be also categorized in a wide range:
- with stonemills. - metal disks. - with rollers. - with hammers.
Among these the most frequent in the animal farms are the air hammer mills. These ones operate on the principle of breaking-up through free fall and the cleavage of the particles subjected to transformation. Compared to other grinding systems , the air hammer mills present many advantages, among which we enumerate: - the universality regarding the possibility of grinding
different types of fodder. - not heating the broken-up product . - the broken-up product does not stick to the active
parts of the machine. - during a long functioning, the working parts wear is
relatively little. - great productivity at small quantity. - simple construction and security in exploitation.
The combined fodder factories, in the technological process of obtaining flours of cereals, depending on the productivity, use a wide range of hammer mills.
In table 1 there are presented the main characteristics of some hammer mills of Romanian production, during grinding the maize grains by a 4-mm diameter sieve.
prevăzută şi această fază tehnologică); - ambalarea şi livrarea produsului finit
Fiecare din aceste faze necesită o serie de utilaje tehnologice şi utilităţi specifice, buncăre pentru depozitarea produselor, utilaje auxiliare pentru transferul tehnologic interfazic, pregătirea ingredientelor, aspiraţia prafului, etc. În fabricile moderne întregul flux tehnologic este urmărit şi comandat centralizat de operator, printr-un calculator de proces.
În faza de dozare trebuie adăugat şi concentratul PVM (un complex de proteine, vitamine şi minerale) care poate fi preparat pe loc sau poate fi primit de la un alt furnizor.
Calitatea produsului trebuie controlată în fiecare fază tehnologică, după criterii prestabilite, pentru a se asigura calitatea produsului final, respectiv a furajului combinat livrat beneficiarilor.
MATERIALE ŞI METODE
Maşinile ce efectuează macinarea nutreţurilor concentrate sunt morile, care la randul lor pot fi de mai multe tipuri:
- cu pietre; - discuri metalice; - cu valţ; - cu ciocane.
Dintre acestea cea mai largă răspîndire în fermele zootehnice o au morile cu ciocane. Acestea funcţionează pe principiul mărunţirii prin lovirea liberă şi despicării particulelor supuse prelucrării. În comparaţie cu celelalte sisteme de măcinare (mori cu pietre, cu valţuri, etc), morile cu ciocane prezintă multiple avantaje, dintre care enumerăm: - universalitatea în ceea ce priveşte posibilitatea
mărunţirii diferitelor tipuri de furaje; - nu încălzesc produsul sfărâmat; - produsul sfărâmat nu se lipeşte de organele active
ale maşimii; - la o funcţionare de durată, uzura organelor de lucru
este relativ redusă; - productivitate mare, la gabarei redus; - construcţie simplă şi siguranţă în exploatare. Fabricile de nutreţuri combinate, în procesul tehnologic de obţinere a făinurilor din cereale, folosesc în funcţie de productivitate o serie de tipuri de mori cu ciocane. În tabelul 1 sunt prezentate caracteristicile principale ale unor mori cu ciocane de fabricaţie românească, la
măcinarea boabelor de porumb cu sita 4 mm.
Table 1 / Tabelul 1
Grinding mills type / Tipul morii
k = D/L Work Capacity /
Capacitatea de lucru [kg/h]
Specific Flowrate / Debitul specific
[kg/hm2]
Specific Energy /
Energia specifică [kWh/t]
MC-3 1.6 / 1,6 2500-2800 (14,2-18,2)103
11-8.7 / 118,7 MCE-2 3.2 / 3,2 800-1000 (10,4-13)10
3
MCU-2,3 3.8 / 3,8 4500-4600 (14,5-100)103
5.6-5 / 5,65 MCF-5 1.2 / 1,2 4500-5000 (15-16,5)10
3
MCU-3B 1.1 / 1,1 1000-1200 (14,7-17,6)103
9.6-5.2 / 9,65,2 MCMC-16 4.5 / 4,5 10
4-1410
3 (25,2-35,3)10
3
RESULTS
Cereal grinding is one of the factors influencing the quality of the final product. It is very important that the cereals, which represent the majority in the combinated forage, be uniformly ground in order to keep the quantity of fodder powder as small as possible. The grinding process takes place in hammer mills. The main scheme and the functioning principle on which a hammer mill is based is shown in figure 1.
REZULTATE
Măcinarea cerealelor este unul dintre factorii care influenţează calitatea produsului final. Este foarte important ca cerealele, care reprezintă componenta cea mai mare dintr-un furaj combinat, să fie măcinare cât mai uniform, iar cantitatea de praf furajer să fie cât mai mică. Operaţia de măcinare se realizează în mori cu ciocane. Schema de principiu şi modul de funcţionarea a unei mori cu ciocane este arătată în fig. 1.
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
35
Fig. 1 - The proper functioning of a hammer mill / Funcţionarea morii cu ciocane
The mincing of grains which are gathered into a special
cereal grinding room is made possible either by striking them against the walls of the mill or against the hammers set in motion or by knocking the grains against each other. The mincing process lasts until the particles reach a sufficiently small size in order to pass through the hammer mill sieve.
However, the resulting meal is not at all homogeneous in terms of the dimension of the particles, although this is what we are interested in. The majority of the particles take the shape of grains of different sizes, but some of them have a powdery aspect.
The physico-chemical characteristics of cereals also used as raw material and of the powdery particles resulted from grinding determine their ulterior character in the technological process for obtaining the combinated forage and the quality of the final product.
Depending on the dimensions of particles resulted from the grinding process; the weights of the different fractions in the grinding may be clearly evidenced (figure 2). The medium diameter of grinding particles, established through calculations, was considered to be approximately 1. 13 mm.
Mărunţirea boabelor de cereale care intră în camera de măcinare a morii se realizează prin izbirea acestora de pereţii morii sau de ciocanele în mişcare sau prin ciocnirea boabelor între ele. Procesul de măcinare durează până când particulele ajung la o mărime suficient de mică pentru a putea trece prin găurile sitei morii cu ciocane.
Dar măcinătura rezultată nu este omogenă din punct de vedere al dimensiunilor particulelor, deşi acest lucru este de dorit. Cea mai mare parte dintre acestea sunt sub formă de granule de diferite dimensiuni, dar o parte dintre ele se prezintă sub formă pulverulentă.
Caracteristicile fizico-chimice ale cerealelor utilizate ca materii prime şi ale particulelor granulare şi pulverulente rezultate din măcinare determină comportarea lor ulterioară în procesul tehnologic de obţinere a nutreţurilor combinate şi calitatea produsului final.
În funcţie de dimensiunile particulelor rezultate in urma procesului de macinare se pot evidentia ponderile diferitelor categorii de fracţiuni în masa de măcinătură (fig. 2). Diametrul mediu al particulelor de produs măcinat, stabilit prin calcul, a rezultat de aproximativ 1,13 mm.
Fig 2 - The weights of the fractions in grinding /
Ponderea fracţiunilor în masa de măcinătură
As shown, the particles with the smallest dimensions, under 0. 3 mm, have a bigger weighing factor, of over 20%. In this particular fraction many particles which have a very small dimension can be found and which, inevitably, when manipulating, are dispersed into the air under the form of dust, phenomenon which must be avoided. Typical grinding problems encountered
When building any type of combined forage producing equipment, from a forage kitchen or FNC, one must focus on attaining the following objectives:
După cum se observă particulele cu dimensiunile cele mai mici, sub 0,3 mm, au o pondere însemnată, de peste 20 %. În această fracţiune există multe particule de dimensiuni foarte mici care inevitabil, la manipulare, sunt antrenate în aer sub formă de praf, fenomen care trebuie evitat. Probleme specifice ale procesului de macinare
La construirea oricarui tip instalatie de producere a nutreţurilor combinate, dintr-o bucătarie furajeră sau FNC, trebuie să se urmarească îndeplinirea următoarelor obiective de bază:
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
36
- reducing the production costs of the final product; - maintaining the quality of the product in accordance
with the norms and regulations imposed by the clients; - obeying the active regulations referring to security
and protection of the environment. Reduction of the production costs
The main components of production costs are: - the installation cost, which defines the initial investment; - the exploitation costs for the installation.
In the grinding phase the reduction of costs is reflected in the increase of grinding capacity (tones per hour), simultaneously with the decrease of the specific consumption of electricity (kWh/ tone), these representing the parameters which define the efficiency of the respective grinding machine. Therefore, the following varieties of technologies used to increase the grinding capacity and to reduce cost may be presented:
A. The reduction of grinding costs of raw materials, the
technological phase that requires the highest amount of energy may be performed in two ways:
a) with the help of two grinding gears: a cylinder mill for crushing the grains and a hammer mill for a trituration, in order to assure a permanent working order (figure 3).
- reducerea costurilor de producţie ale produsului finit; - menţinerea calităţii produsului conform normelor sau
cerinţelor clienţilor; - respectarea reglementărilor în vigoare referitoare la
securitate şi la protecţia mediului. Reducerea costurilor de producţie
Principalele componente ale costurilor de producţie sunt: - costul instalaţiei, adică investiţia iniţială; - cheltuielile de exploatare a instalatiei.
La faza de măcinare a cerealelor reducerea costurilor se reflectă în creşterea capacităţii de măcinare (tone/oră), concomitent cu scăderea consumului specific de energie electrică (kWh/tonă), aceştia fiind parametrii care definesc eficienţa instalaţiei de măcinare respective. În acest sens se pot prezenta următoarele variante de tehnologii pentru creşterea capacităţii de măcinare şi pentru reducerea costurilor:
A. Reducerea costurilor de măcinare a materiilor
prime, faza tehnologică cu cel mai mare consum de energie, se poate realiza în două feluri: a) cu două utilaje pentru măcinare: o moară cu valţuri pentru zdrobirea grosieră a boabelor şi o moară cu ciocane pentru măcinare fină, pentru a asigura o funcţionare continuă (fig. 3).
Fig. 3 - The grinding process performed by using two mills / Măcinarea cu două mori
b) a single grinding mill capable of functioning: - in charges: firstly performing a coarse grinding followed by the trituration phase of the mill and finally the regrinding of the charge; - in a continuous process, by sifting the grinding product and by the recirculation of sieve riddling (figure 4).
b) cu o singură moară de măcinare, ce poate funcţiona: - în şarje: mai întâi o măcinare grosieră, urmată de reglarea fină a morii şi remăcinarea şarjei; - în flux continuu, prin cernerea produsului măcinat şi recircularea refuzului sitei (fig. 4).
Fig. 4 - The grinding process with one mill, sieving and the recirculation of riddlings /
Măcinarea cu o moară, cu cernere şi recircularea refuzurilor
B. The increase of the grinding capacity of a hammer
mill may be obtained by pursuing: - to reduce the clogging of the hammer mill sieve’s holes,
operation that is considered to be very important, especially for the sieves with small holes. In order to
B. Creşterea capacităţii de măcinare a unei mori cu
ciocane se poate obţine şi urmărind: - reducerea gradului de înfundare a găurilor sitei morii
cu ciocane, operaţie foarte importantă mai ales pentru site cu găuri de dimensiuni mici. Pentru
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
37
accomplish this, the existence of an air flow is required which will help the particles pass through the holes of the sieve or the use of a ventilator for absorbing the mill;
- to retrieve the small grinding particles which tend to escape into the surrounding air and to directly reintegrate them into the main product with the help of a weight hopper and an air strainer. The two solutions presented above complete each
other and may be combined in the grinding scheme shown in figure 5.
aceasta este necesar existenţa un curent de aer care să ajute particulele să treacă prin găurile sitei, sau utilizarea unui ventilator pentru aspirarea morii;
- recuperarea particulelor fine de măcinătură care au tendinţa de ieşi în aerul înconjurător şi reintegrarea lor directă în produsul de bază cu ajutorul unul buncăr de decantare şi a unui filtru de aer. Cele două soluţii prezentate mai sus sunt
complementare şi se pot îmbina în schema de măcinare prezentată în fig. 5.
Fig. 5 - Description of grinding with integrated suction and filtration /
Schema instalaţiei de măcinare cu sistem integrat de aspiraţie şi filtrare
The temperature issue
In the mills with hammers the electric energy from the engine is converted into mechanic energy between hammers and sieves, in order to crush the cereals beans and to evacuate the meal from the mill. In an inevitable way, a part of this energy vanishes as heat while hammers and sieves particles colliding. However, it is necessary that this loss of energy, respectively rising the temperature (Δt) in the grinding room, does not pass over a minimal value, because: - it may delapidate the nourishing components from
the milled product; - it leads to obstruction of the sieves holes, reducing
the grinding capacity and raising the specific consume of electric energy;
- after the flour coming out from the mill, a part of the water evaporates and condenses in the transportation systems.
It is not indicated that the product`s temperature while grinding raises more than 5
oC or abnormal variations
occur, which is why measures must be taken in order to evacuate the heat from the grinding room with an air current and limiting the raise of heat Δt.
The dust issue
The dust from the flour which goes out from the hammers mill has the tendency to emit itself in the atmosphere, and if it is not immediately retained and it emits itself in the precinct, the work hall pollution produces as well as the air contamination, endangering the operator`s health. Through evacuation in the atmosphere, the dust air in suspension causes the pollution of more extended areas and endangers the health of a considerable number of people. This is why both nationally and at UE`s level there exist more and more stricts standards and laws, which put a limit to polluted air emission in the atmosphere, including dust, in order to achieve an adequate protection of
Problema temperaturii
În morile cu ciocane energia electrică din motor este convertită în energie mecanică între ciocane şi site pentru a zdrobi cerealele boabe şi pentru a evacua măcinătura din moară. Inevitabil, o parte din această energie se pierde sub formă de căldură în timpul ciocnirii particulelor de ciocane şi de site. Este însă necesar ca această pierdere de energie, respectiv creşterea temperaturii (Δt) în camera de măcinare, să nu depăşească o valoare minimă deoarece: - poate degrada componentele nutritive din produsul
măcinat; - conduce la înfundarea găurilor sitei, reducerea
capacităţii de măcinare şi la creşterea consumului specific de energie electrică;
- după ieşirea făinii din moară o parte din apă se evaporă şi se produce condens în sistemele de transport.
Nu este indicat ca temperatura produsului în timpul măcinării să crească cu mai mult de 5
oC sau să prezinte
variaţii anormale şi de aceea trebuie luate măsuri pentru evacuarea căldurii din camera de măcinare cu un curent de aer şi limitarea creşterii de temperatură Δt. Problema prafului
Praful din făina care iese din moara cu ciocane are tendinţa de a se degaja în atmosferă, iar daca acesta nu este reţinut imediat şi se degajă în incintă, se produce poluarea halei de lucru şi contaminarea aerului, punând în pericol sănătatea operatorilor. Prin evacuare în atmosferă, aerul cu praf în suspensie provoacă poluarea unor zone mai întinse şi pune în pericol sănătatea unui mare număr de oameni. De aceea, atât la nivel naţional cât şi în UE există norme şi legi, din ce în ce mai stricte, care limitează emisia de noxe în atmosferă, inclusiv de praf, pentru a realiza o protecţie adecvată a mediului. Dacă se depăşeşte o concentraţie limită, praful organic
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
38
the environment. If it crosses the concentration`s border, the organic dust may be set on fire or it can even determine explosions near an open fire, sparks or electrostatic discharge.
Retaining the dust from technological air, before its elimination in the atmosphere, represents then a necessity which must be taken in view especially in equipment and installations assimilation in order to process the grain farming products. Eliminating the dust is the process of separation of the gas phase (the air) from the solid phase contained, so that the air can be eliminated in the atmosphere and the solid materials can be recovered as they are or reintroduced in the technological process. The solid particles from the air are powder in suspension, of organic or mineral nature, resulted from the manipulation of the cereals or the milled products.
The size which characterizes a separation dust system is, from the quality point of view, the efficacity (named also efficiency of the separation or dedusting degree), which is defined as it follows:
se poate aprinde sau chiar poate provoca explozii în prezenţa unui foc deschis, a unei scântei sau a unei descărcări electrostatice.
Reţinerea prafului din aerul tehnologic, înainte de eliminarea acestuia în atmosferă, reprezintă deci o necesitate care trebuie avută în vedere în special la asimilarea de echipamente şi instalaţii pentru prelucrarea produselor cerealiere. Desprăfuirea este procesul de separare a fazei gazoase (aerul) de faza solidă conţinută de acesta, astfel încât aerul să poată fi eliminat în atmosferă, iar materialele solide să fie recuperate ca atare sau reintroduse în procesul tehnologic. Particulele solide din aer sunt pulberi în suspensie, de natură organică sau minerală, rezultate din manipularea cerealelor sau produselor măcinate.
Mărimea care caracterizează din punct de vedere calitativ un sistem de separare a prafului din aer este eficacitatea (denumită şi randament al separării sau grad de desprăfuire), care este definită astfel:
100G
G100
G
GGη
t
e
t
rt
(1)
where: η - efficiency of the separation system [%]; Gt – dust quantity from the air that comes in the separator [kg]; Gr – dust quantity which remains in the air that comes out from the separator [kg]; Ge – extracted dust quantity [kg].
CONCLUSIONS
The air filters with automatic clean of the filtred elements with jet of air against the current, utilizing either low pressure air supplied by a personal ventilator, or compressed air supplied by an independent installation, are utilized usually at a world scale in the air purifications installations because of the advantages they show. They perform a high degree of air purification for a large scale of output, and the automating installation with microprocessor which can perform some other functions, not only the pneumatic elements, command of air directionning and whose work parameters can be adjusted , permitting finding a rift in the filtring material or remote control.
As the presented material shows, on the same functioning principle, there can be performed several constructive variants that satisfy every requirement that cereals processors have. The corn mills and the combined fodder plants must be supplied too with some of these equipment in order to satisfy the standards requirements regarding environment protection.
A great part of the air jet filters used at present to purify the air in corn mills and FNC-s are imported; they correspond as quality, but their sale prices are very high compared to the financial possibilities of our investors, especially the small and medium ones.
The complete Romanian integration in the European Union`s structure implies also taking some responsibilities concerning the quality of technical equipment that will be able to come across the internal or international market too, with technical-economic characteristics and in accordance with some more severe rules than the actual ones concerning the environment, health and life protection. In our country are being in function or still producing or utilizing grinding installations that do not perform optimum values for the grinding capacity report/specific electric energy consume and do not satisfy the requirements regarding the environment protection from the point of view of the
unde: η - randamentul sistemului de separare [%]; Gt - cantitatea de praf din aerul care intră în separator [kg]; Gr - cantitatea de praf care rămâne în aerul care iese din separator [kg]; Ge - cantitatea de praf extrasă [kg].
CONCLUZII
Filtrele de aer cu curăţirea automată a elementelor filtrante cu jet de aer în contracurent, utilizând fie aer de joasă presiune furnizat de un ventilator propriu, fie aer comprimat furnizat de o instalaţie independentă, sunt utilizate în mod obişnuit pe plan mondial în instalaţiile de purificare a aerului datorită avantajelor pe care le prezintă. Ele realizează un grad ridicat de purificare a aerului pentru o gamă largă de debite, iar instalaţia de automatizare cu microprocesor care poate îndeplini şi alte funcţii în afară de comanda elementelor pneumatice de dirijare a aerului şi ai cărei parametri de lucru pot fi reglaţi, permiţând detectarea apariţii unei rupturi a materialului filtrant sau controlul de la distanţă.
După cum rezultă din materialul prezentat pe acelaşi principiu de funcţionare se pot realiza mai multe variante constructive care să satisfacă toate cerinţele procesatorilor de cereale. Morile de grâu şi fabricile de furaje combinate trebuie să fie dotate şi ele cu astfel de utilaje pentru a satisface cerinţele normativelor referitoare la protecţia mediului.
O mare parte din filtrele cu jet de aer folosite în prezent pentru purificarea aerului în mori de grâu şi FNC-uri sunt aduse din import; ele corespund din punct de vedere calitativ, dar preţurile lor de vânzare sunt foarte mari în comparaţie cu posibilităţile financiare ale investitorilor noştri, în special ale celor mici şi mijlocii.
Integrarea deplină României în structurile Uniunii Europene presupune şi asumarea unor responsabilităţi în ceea ce priveşte calitatea echipamentelor tehnice ce se vor putea desface pe piaţa internă sau internaţională, cu caracteristici tehnico-economice ridicate şi cu respectarea unor norme mult mai severe decât cele actuale în ceea ce priveşte protecţia mediului, a sănătăţii şi vieţii. În ţara noastră sunt în funcţiune sau încă se produc sau se utilizează instalaţii de măcinare care nu realizează valori optime pentru raportul capacitate de măcinare / consum specific de energie electrică şi nu îndeplinesc cerinţele referitoare la protecţia mediului din
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
39
atmosphere emissions. Solving these problems comes to both executive
enterprises of technical equipment that must adjust the production to the actual requirements and regulations, and to processors who, after our accession to UE, had entered a much more severe competition requirements. BIBLIOGRAPHY [1]. Bădescu M. (2005) – Agricultural and horticultural machines, Sitech Publishing House, Craiova, Romania; [2]. Căproiu M., Chelemen I. (1982) – Zootechnical machines and installations- Didactic and pedagogical Publishing House, Bucharest, Romania; [3]. Popa C. Ion (1996) – Exploatation of zootechnical machines and installations, BRUMAR Publishing House, Timişoara, Romania; [4]. Popescu, S., ş.a. (1986) – Automation of machines and installations used in agriculture, Scrisul Românesc
Publishing House, Craiova, Romania; [5]. *** Prospects of company S.C. IMA S.A. Iaşi, Romania; [6]. *** Prospects of company S.C. AZOMA S.A. Arad, Romania; [7]. *** Prospects of company S.C. BEGA TEHNOMET S.A. Timişoara, Romania; [8]. *** Prospects of company S.C. Tehnofavorit BONŢIDA S.A. Cluj Napoca, Romania; [9]. *** National and international standards and norms; [10]. *** Prospects and catalogues in the field.
punct de vedere al emisiilor în atmosferă. Rezolvarea acestor probleme revine atât întreprinderilor
executante de echipamente tehnice care trebuie să-şi adapteze producţia la cerinţele şi reglementărilor actuale, cât şi procesatorilor care, după aderarea ţării noastre la UE, au intrat într-o competiţie mult mai dură şi cu cerinţe de mediu mult mai stricte.
BIBLIOGRAFIE
[1]. Bădescu M. ş. a. (2005) - Maşini Agricole şi Horticole, Ed. Sitech, Craiova, România; [2]. Căproiu, M., Chelemen, I. ş.a. (1982) – Maşini şi instalaţii zootehnice – Editura Didactică şi Pedagogică,
Bucureşti, România; [3]. Popa C. Ion (1996) - Exploatarea maşinilor şi instalaţiilor zootehnice, Editura BRUMAR, Timişoara, România; [4]. Popescu, S., ş.a. (1986) – Automatizarea maşinilor şi instalaţiilor folosite în agricultură, Editura Scrisul Românesc, Craiova, România; [5]. *** Prospecte ale firmei S.C. IMA S.A. Iaşi, România; [6]. *** Prospecte ale firmei S.C. AZOMA S.A. Arad, România; [7]. *** Prospecte ale firmei S.C. BEGA TEHNOMET S.A. Timişoara, Româia; [8]. *** Prospecte ale firmei S.C. TEHNOFAVORIT Bonţida S.A. Cluj Napoca, România; [9]. *** Standarde şi normative naţionale şi internaţionale; [10]. *** Prospecte şi cataloage din domeniu.
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
40
RESEARCHES ON THE MULCH ROLE FOR WATER KEEPING INTO THE SOIL /
CERCETĂRI PRIVIND ROLUL STRATULUI DE MULCI ASUPRA PĂSTRĂRII APEI ÎN SOL
Lect. Ph.D. Eng. Dobre M., Ph.D. Stud. Eng. Molder L., Prof. Ph.D. Eng. Bădescu M., Ph.D. Stud. Eng. Stoian Fl.
University of Craiova
Abstract: Water is the engine of plant growth and developing. More water into the soil means more nutrients available and better yield. If the soil has not enough nutrients, the sap that enter the plant does not ensure the nutrient amount. With the classic system where the basis tillage is plowing into the arable layer there are created larger pores and the water stays at the root uptake. This is the mechanism that keeps water into the plowed soil. The not plowed and bare soil forms a compact shallow layer that has finer capillarity than below, namely of 5-7 cm. This layer is formed by rainfall during the cool seasons. In the late spring, when the atmosphere water vapor deficit increases, this layer extracts the water from below because it has finer capillarity. By actual experiment we have measured the rhythm of water evaporation in those three systems (tillage, covered and not tillage bare) for the three soil structure types. The results have shown that the covered soil keeps the water best, followed by the tilled soil. The not tilled and bare soil loses a double amount of water in comparison with the previous systems and during the hot days loses the available water one week earlier. In function of the available technology: direct drill, shallow till and plow, there are required rational mechanization technologies.
Keywords: mechanization technologies, mulch, soil, water INTRODUCTION
Lot of research effort is devoted nowadays for reduced tillage. The new no-til technology brings about changing and challenges. More and more farmers have been adopting it throughout the world (50 times increase in latest years in Latin America). Agronomists became aware of the benefits of this system and try to make it suitable for different soil-climate conditions. Soil organic matter, mineralization, erosion, compaction and last but not least, the high energy requirements are the main disadvantages of the plow-based agriculture. The no till system has disadvantages, too: soil temperature decreasing, higher leaching, difficult low soluble fertilizer incorporation but its advantages strongly overpass them. They can be summarized as follows: increasing soil organic matter content [7], [16], reducing the fuel, labor consumption and machinery requirements, almost stopping the soil water erosion, increasing the yield by appprox. 20%, increasing the surface that can be worked by a farmer and enhancing the benefit.
All aspects of the reduced tillage are related to the soil water keeping capacity. More the soil can keep its water, larger is the water quantity that is used by the plant roots instead to be lost by evaporation. More water into the soil means more diversity of soil life and fertility. With a certain soil, more water through the plant means more nutrients carried within. Our former researches on reduced and no-till system have proven that the success of these technologies highly depends on the soil water keeping capacity. While the surface tillage help creating a shallow large porosity layer that decreases the access of the water from beneath to the soil surface where is susceptible to lose by evaporation, the untilled bare soil
Rezumat: Apa este motorul creşterii şi dezvoltării plantelor. Mai multă apă în sol, la dispoziţia plantelor înseamnă mai mulţi nutrienţi şi o producţie mai bună. Dacă solul nu are suficienţi nutrienţi, soluţia care intră în plantă nu asigură cantitatea necesară de substanţe necesare creşterii şi dezvoltării. În condiţiile sistemului clasic în care lucrarea de bază este arătura, în stratul arat se creează spaţii largi, mai mari decât în profunzimea solului astfel încât apa din sol rămâne la dispoziţia rădăcinii. Acesta este mecanismul prin care solul arat reţine apa. Solul nelucrat şi descoperit formează un strat superficial tasat, cu capilaritate mai mică decât în profunzime, de circa 5-7 cm. Acest strat se formează prin acţiunea precipitaţiilor din anotimpurile reci. Primăvara târziu, când deficitul de vapori de apă din atmosferă creşte, acest strat extrage apa din profunzimea solului din cauză că are capilaritate mai mică. Prin experienţa noastră în vase de vegetaţie am surprins ritmul evaporării apei în aceste trei condiţii (lucrat, acoperit şi nelucrat descoperit) pentru cele trei tipuri de texturi ale solului. Rezultatele au arătat că solul acoperit menţine cel mai bine apa, urmat de solul lucrat. Solul nelucrat şi descoperit pierde o cantitate dublă de apă faţă de sistemele anterioare iar pe timp călduros pierde apa disponibilă mai devreme cu circa o săptămână. în funcţie de varianta tehnologica disponibila: semănat în teren acoperit cu mulci; pregătirea superficiala a solului; varianta clasica cu arătura sunt necesare tehnologii raţionale diferite de mecanizare.
Cuvinte cheie: apă, mulci, sol, tehnologii de mecanizare INTRODUCERE
În ultimul timp se depune un efort foarte mare pentru implementarea tehnologiilor cu lucrări reduse ale solului. Noua tehnologie no – till a adus provocări şi schimbări fundamentale în modul cum se face agricultura. Din ce în ce mai mulţi fermieri au adoptat aceasta tehnologie în lume (America de Sud a înregistrat creşterea suprafeţelor de 50 de ori). Agronomii devin conştienţi de beneficiile acestui sistem şi încearcă să îl adapteze la diversele condiţii de sol şi clima. Materia organica a solului, mineralizarea, eroziunea, compactarea şi, nu în ultimul rând, necesarul mare de energie sunt cele mai mari dezavantaje ale sistemului clasic de agricultură, bazat pe arătură. Şi sistemul no till are dezavantaje: scăderea temperaturii solului, mărirea levigării, dificultăţi privind încorporarea îngrăşămintelor slab solubile dar avantajele acestui sistem le depăşesc cu mult; acestea pot fi structurate astfel: creşterea conţinutului de materie organică a solului [7], [16] reducerea consumului de combustibil, a necesarului de forţă de muncă şi maşini agricole, aproape stoparea eroziunii prin apă, creşterea producţiei cu aproximativ 20%, creşterea suprafeţei ce poate fi lucrată de un fermier şi mărirea profitului.
Toate aspectele sistemelor cu lucrări reduse sunt legate de cantitatea de apă ce poate fi pusă la dispoziţia rădăcinii. Cu cât un sol poate păstra mai bine apa cu atât va putea pune la dispoziţia rădăcinii o cantitate mai mare de apă, în detrimentul simplei evaporări de la suprafaţa solului. Mai multă apă în sol înseamnă o diversitate mai mare a vieţii solului şi o fertilitate mai bună. Cu cat trece mai multa apa prin rădăcină, în loc să se evapore, cu atât planta are mai mulţi nutrienţi iar producţia este mai mare. acestei noi tehnologii depinde, în primul rând de capacitatea solului de a-şi menţine apa. În vreme ce lucrările superficiale ale solului creează un strat cu spaţii mai mari la suprafaţa solului care limitează accesul apei din profunzime către suprafaţa solului unde poate fi evaporată, solul nelucrat şi descoperit formează,
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
41
forms a compacted shallow layer due to rainfall that “attracts” the water from below and lose it into the atmosphere. The mulch layer simply covers the soil surface protecting it against evaporation by colder air between the residue parts that do not require much water vapors. The present papers try to measure the speed of water loss by these mechanisms. MATERIALS AND METHOD
The trials have been carried out in vegetation pots (fig. 1) using three kinds of soil texture: sandy, loamy and clayey. There have been filled three pots for each texture kind, corresponding with no-till – mulch covered, no-till bare and shallow tilled. The pots have been left outdoor to receive rainfall during the winter and they have been weighted almost every day during the spring and summer. In every pot there have been sown sunflower (2004) and corn (2005) seeds. Only one plant remained within a vegetation pot. There also have been made measurements of the plants height, cobs, and roots. With the tilled pot the tillage was made by a 7 cm knife, 5 times in 2004 and 3 times in 2005, usually after a major rain. The residue layer was 3-4 cm thick (when fresh) and almost rotted during the two years of the experiment. In the autumn of the second year (2005), another residue layer was added.
RESULTS AND DISCUSSIONS
The weighting data are presented in the tables below:
la suprafaţă, un strat compactat prin acţiunea precipitaţiilor; acest strat extrage apa din solul de dedesubt, pentru că are capilaritate mai fină, şi o pierde prin evaporare. Stratul de mulci acoperă suprafaţa solului şi previne evaporarea deoarece conţine aer mai rece decât stratul de aer mai cald de deasupra; acest aer necesită mai puţini vapori de apă. Lucrarea de faţă încearcă să măsoare viteza de pierdere a apei prin aceste două mecanisme. MATERIAL ŞI METODĂ
Cercetările s-au desfăşurat în vase de vegetaţie (fig. 1) folosind trei feluri de textură a solului: nisipoasă, lutoasă şi argiloasă. Pentru fiecare tip de textură s-au umplut trei vase de vegetaţie, rezultând 9 cilindri cu sol. De la fiecare tip textural, câte un cilindru a fost acoperit cu mulci, altul a fost lucrat cu un cuţit, la 7 cm iar al treilea a fost lăsat nelucrat şi descoperit. Vasele de vegetaţie au fost lăsate afară pe timpul toamnei, iernii şi primăverii timpurii. în primăvară au semănate cu floarea soarelui (2004) şi porumb (2005), în anul 3 al experimentului. Tot ce s-a făcut a fost să se cântărească, aproape în fiecare zi toţi cilindrii, pentru a determina pierderea de apă prin evapotranspiraţie. Determinările s-au făcut până la formarea producţiei, adică la jumătatea lunii iulie. S-au măsurat plantele şi ştiuleţii, rădăcinile şi masa lor totală. Stratul de resturi vegetale a avut circa 3-4 cm şi aproape că a putrezit în primii doi ani aşa că, în toamna celui de-al doilea an a fost pus din nou.
REZULTATE ŞI DISCUŢII
Datele cântăririlor sunt prezentate în tabelele următoare:
. Fig. 1 – Vegetation pots in 2005 / Vasele de vegetaţie în anul 2005
RESULTS AND DISCUSSIONS
The weighting data are presented in the tables 1, 2 and fig. 2:
REZULTATE ŞI DISCUŢII
Datele cântăririlor sunt prezentate în tabelele 1, 2 şi fig. 2:
Table 1 / Tabel 1 The dynamics of the mass of the vegetation pots during the late spring and early summer of 2004 /
Dinamica masei vaselor vegetale in timpul sfarsitului primaverii si inceputul verii din 2004
Day CM / AM CT / AL CB / AD LM / LM LT / LL LB / LD 3 May 29.798 / 29,798 26.693 / 26,693 28.877 / 28,877 25.690 / 25,690 25.830 / 25,830 25.425 / 25,425 4.05 29.715 / 29,715 26.590 / 26,590 28.612 / 28,12 25.640 / 25,640 25.665 / 25,665 25.270 / 25,270 5.05 29.710 / 29,710 26.600 / 26,600 28.560 / 28,560 25.640 / 25,640 25.628 / 25,628 25.250 / 25,250 6.05 29.688 / 29,688 26.555 / 26,555 28.408 / 28,408 25.632 / 25,632 25.580 / 25,580 25.180 / 25,180 7.05 29.760 / 29,760 26.700 / 26,700 28.445 / 28,445 25.810 / 25,810 25.780 / 25,780 25.340 / 25,340 10.05 29.740 / 29,740 26.625 / 26,625 28.290 / 28,290 25.652 / 25,652 25.510 / 25,510 25.040 / 25,040 11.05 29.605 / 29,605 26.635 / 26,635 28.210 / 28,210 25.735 / 25,735 25.590 / 25,590 25.160 / 25,160 12.05 29.590 / 29,590 26.590 / 26,590 28.140 / 28,140 25.692 / 25,692 25.550 / 25,550 25.115 / 25,115 13.05 29.552 / 29,552 26.563 / 26,563 28.058 / 28,058 25.610 / 25,610 25.442 / 25,442 24.943 / 24,943 14.05 29.560 / 29,560 26.572 / 26,572 28.020 / 28,020 25.598 / 25,598 25.430 / 25,430 24.920 / 24,920 17.05 29.442 / 29,442 27.835 / 27,835 29.240 / 29,240 25.765 / 25,765 25.749 / 25,749 25.305 / 25,305 19.05 29.445 / 29,445 28.775 / 28,775 29.428 / 29,428 25.830 / 25,830 25.880 / 25,880 25.368 / 25,368 20.05 29.410 / 29,410 28.552 / 28,552 29.168 / 29,168 25.700 / 25,700 25.650 / 25,650 25.195 / 25,195 21.05 29.365 / 29,365 28.422 / 28,422 28.965 / 28,965 25.617 / 25,617 25.518 / 25,518 25.040 / 25,040 22.05 29.430 / 29,430 28.390 / 28,390 28.832 / 28,832 25.485 / 25,485 25.345 / 25,345 24.840 / 24,840 25.05 30.110 / 30,110 29.058 / 29,058 29.315 / 29,315 25.390 / 25,390 25.255 / 25,255 24.638 / 24,638 27.05 30.045 / 30,045 28.968 / 28,968 29.105 / 29,105 25.305 / 25,305 25.170 / 25,170 24.470 / 24,470 28.05 30.015 / 30,015 28.937 / 28,937 29.025 / 29,025 25.272 / 25,272 25.145 / 25,145 24.407 / 24,407
8 of June 30.185 / 30,185 29.500 / 29,500 29.755 / 29,755 25.500 / 25,500 25.365 / 25,365 24.720 / 24,720 21.06 29.950 / 29,950 28.800 / 28,800 28.767 / 28,767 25.252 / 25,252 25.104 / 25,104 24.415 / 24,415 28.06 29.890 / 29,890 27.502 / 27,502 27.130 / 27,130 24.915 / 24,915 24.730 / 24,730 23.800 / 23,800 29.06 29.860 / 29,860 27.365 / 27,365 26.925 / 26,925 24.797 / 24,797 24.670 / 24,670 23.690 / 23,690
1 of July 29.765 / 29,765 26.990 / 26,990 26.540 / 26,540 24.500 / 24,500 24.495 / 24,495 23.387 / 23,387 8.07 28.727 / 28,727 25.375 / 25,375 25.660 / 25,660 22.300 / 22,300 23.102 / 23,102 21.725 / 21,725 15.07 25.550 / 25,550 25.292 / 25,292 25.652 / 25,652 21.400 / 21,400 21.955 / 21,955 21.183 / 21,183 22.07 24.575 / 24,575 24.990 / 24,990 25.398 / 25,398 20.890 / 20,890 21.365 / 21,365 20.750 / 20,750
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
42
Table 2 / Tabel 2 The dynamics of the mass of the vegetation pots during the late spring and early summer of 2005 /
Dinamica masei vaselor vegetale in timpul sfarsitului primaverii si inceputul verii din 2005
Day CM / AM CT / AL CB / AD LM / LM LT / LL LB / LD SM / NM ST / NI SB / ND
22.03 27.540 / 27,540
27.360 / 27,360
27.850 / 27,850
22.950 / 22,950
22.760 / 22,760
22.330 / 22,330
27.610 / 27,610
27.735 / 27,735
27.895 / 27,895
29.03 28.580 / 28,580
28.460 / 28,460
28.955 / 28,955
23.430 / 23,430
23.385 / 23,385
22.880 / 22,880
29.010 / 29,010
28.875 / 28,875
28.880 / 28,880
6.04 28.435 / 28,435
28.310 / 28,310
28.775 / 28,775
23.265 / 23,265
23.290 / 23,290
22.700 / 22,700
28.915 / 29,915
28.740 / 28,740
28.665 / 28,665
11.04 28.065 / 28,065
28.100 / 28,100
28.410 / 28,410
22.945 / 22,945
23.100 / 23,100
22.375 / 22,375
28.710 / 28,710
28.530 / 28,530
28.305 / 28,305
25.04 28.650 / 28,650
28.935 / 28,935
29.275 / 29,275
23.570 / 23,570
23.600 / 23,600
23.055 / 23,055
29.555 / 29,555
29.410 / 29,410
29.345 / 29,345
13.06 28.385 / 28,385
28.880 / 28,880
28.955 / 28,955
23.595 / 23,595
23.648 / 23,648
23.250 / 23,250
29.159 / 29,159
29.410 / 29,410
29.295 / 29,295
15.06 27.943 / 27,943
28.450 / 28,450
28.565 / 28,565
23.270 / 23,270
23.340 / 23,340
22.785 / 22,785
28.748 / 28,748
28.935 / 28,935
28.850 / 28,850
17.06 27.577 / 27,577
28.090 / 28,090
28.265 / 28,265
23.005 / 23,005
23.135 / 23,135
22.475 / 22,475
28.395 / 28,395
28.580 / 28,580
28.533 / 28,533
21.06 26.735 / 26,735
27.345 / 27,345
27.660 / 27,660
22.420 / 22,420
22.680 / 22,680
21.830 / 21,830
27.600 / 27,600
27.735 / 27,735
27.765 / 27,765
23.06 25.660 / 25,660
26.270 / 26,270
26.635 / 26,635
21.980 / 21,980
22.375 / 22,375
21.445 / 21,445
27.095 / 27,095
27.235 / 27,235
27.395 / 29,395
25.06 25.800 / 25,800
26.330 / 26,330
26.785 / 26,785
21.455 / 21,455
21.965 / 21,965
21.040 / 21,040
26.690 / 26,690
26.865 / 26,865
26.900 / 26,900
1.07 26.560 / 26,560
27.905 / 27,905
28.010 / 28,010
21.975 / 21,975
22.870 / 22,870
21.970 / 21,970
28.000 / 28,000
28.255 / 28,255
27.915 / 27,915
5.07 28.795 / 28,795
29.600 / 29,600
30.005 / 30,005
23.690 / 23,690
24.180 / 24,180
23.810 / 23,810
29.650 / 29,650
30.005 / 30,005
30.060 / 30,060
CM – clay mulch / AM – argilă mulci; CT – clay tillage / AL - argila lucrată; CB – clay bare / AD - argila descoperită; LM – loam mulch / LM - lutos mulci; LT – loam tillage / LL - lutos lucrat; LB – loam bare / LD - lutos descoperit; SM – sandy mulch / NM - nisipos mulci; ST – sandy
tillage / NL - nisipos lucrat; SB – sandy bare / ND - nisipos descoperit The bolded data are the highest and the lowest for each pot / Datele boldate sunt cele mai mici şi cele mai mari mase pentru fiecare vas de vegetaţie
Fig. 2 – Data of weighings in case of clay soil, in 2004 / Datele cântăririlor în cazul solului lutos, în anul 2004
During the first year of the experiment, the tillage with
the tilled pot was made at the following dates: 4 May, 11 May, 17 May, 21 May, 8 June. If we look at the clay pots data we can notice that, during the late spring, there were not recorded large differences, due to the relative slow evaporative potential in this period. Nevertheless, between the three pots of the clayey soil, there can be observed differences in the speed and amount of losing water. The tilled pot and, especially the mulch plot recorded smaller weight differences in comparison with the bare pot. This can be seen almost in every day of determinations. Another aspect is that the soil moisture is far more fluctuant with the bare and tilled soil in comparison with the mulched soil where is more constant.
The next period, from the beginning of June till the beginning of July, the amount of water that is lost is very high due to the high evaporative potential of the atmosphere. Yet, within this period, there are strong differentiations between the pots, too. While the bare and tilled soil has lost the water rapidly (almost 1 kg per week), the mulched soil has evaporated only 1.458 kg
Lucrarea solului în cazul cilindrului lucrat s-a făcut la 4 mai, 11 mai, 21 mai şi 8 iunie. Dacă privim datele cilindrului cu sol argilos observăm că, în timpul primăverii timpurii, nu s-au înregistrat diferenţe semnificative, din cauza capacităţii evaporative reduse a atmosferei în această perioadă. Totuşi, între cei trei cilindri cu sol argilos se pot observa diferenţe în ce priveşte viteza şi cantitatea de apă pierdută. Cilindrul lucrat şi, în special, cel acoperit, au înregistrat cantităţi mult mai mici de apă pierdută. Acest lucru poate fi observat aproape în fiecare zi a determinărilor. Alt aspect este că umiditatea solului este mult mai fluctuantă la solul nelucrat şi descoperit, în comparaţie cu solul acoperit unde este mult mai constantă.
Următoarea perioadă, de la începutul lui iunie până la începutul lui iulie, cantităţile de apă pierdută sunt foarte mari, din cauza deficitului mare de vapori de apă al atmosferei. Şi în această perioadă sunt diferenţe mari între cilindri. În timp ce cilindrul nelucrat şi descoperit pierde apa foarte rapid (aproape 1 kg pe săptămână), cilindrul acoperit cu mulci a pierdut numai 1,458 kg într-o
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
43
within the all month. Between 8 and 22 July, the bare and tilled pots have lost almost no water because they had very little water available (plants were wilted) yet the mulch pot has lost its remaining water (4.152 kg). This fact has determined that the sunflower plant from the mulch pot (pot nr. 191) to be turgescent almost a month after the other plants were wilted.
The soil temperatures at 5 cm depth, as recorded at 20 of May, 2004 (11
00A.M.) were the following: CM =
17°C; CT = 19°C; CB = 19°C; LM = 16°C; LT = 21°C; LB = 18°C; SM = 18°C; ST = 22.5°C; SB = 22°C.
lună. Între 8 şi 22 iulie cilindrul descoperit şi nelucrat a pierdut foarte puţină apă din cauza că mai avea foarte puţină apă disponibilă (plantele erau, deja, ofilite) dar cilindrul acoperit a pierdut majoritatea apei (4,152 kg). Acest fapt a făcut ca planta de floarea soarelui din cilindrul cu sol argilos, acoperit, s-a ofilit tocmai după o lună după celelalte plante.
Temperatura solului la adâncimea de 5 cm, la data de 20 mai 2004, la ora 11 a fost următoarea: CM = 17°C; CT = 19°C; CB = 19°C; LM = 16°C; LT = 21°C; LB = 18°C; SM = 18°C; ST = 22.5°C; SB = 22°C.
Fig. 3 – Vegetation pots in 2006 / Vasele de vegetaţie în anul 2006
Fig. 4 – Maize roots in case of clay soil / Fig. 5 – Corn cobs in 2006 / Rădăcinile de porumb în cazul solului lutos Ştiuleţii de porumb în anul 2006
The other texture pots (loam and sandy), fig. 3, have
recorded, in this year, similar differences of weight, yet not so obvious like the clay texture pots.
The weighting data from 2004 year of the experiment have shown the higher capacity of the mulched soil to keep water with all textural soil types. This fact was also emphasized by other researchers throughout the world, using as mulch material simple plant residues [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9], [11], [12], [13], [15], gravel [10], [14], volcanic ash [4] or municipal composted wastes [1].
The tilled soils, due to the large pore soil shallow layer, have also kept the water well yet less than the mulched pot. The bare untilled soil has rapidly lost its water, especially within the high evaporative summer period. The second year of the experiment, 2005, recorded less obvious differences between weightings due to the high rainfall which occurred in this year, unexpected for our zone (1,100 mm), during the vegetation period. CONCLUSIONS 1. The mulch layer highly reduces the evaporation of the soil water in all textural types soils. 2. In spring,the low evaporative time (spring) does not have a major influence on water loss between the three researched regimes. 3. The tilled soil loses less water than untilled bare one due to the shallow, large pore, air filled soil layer which cuts the direct access of the water to soil surface. 4. The untilled bare soil forms a compacted fine pore, water filled layer that attracts the water from larger pores from below and loses it into the atmosphere. 5. The rapid loss of water with the untilled bare soil
Celelalte vase de vegetaţie (lutos şi nisipos), fig. 3, au înregistrat, în acelaşi an, pierderi similare de apă însă nu atât de evidente ca în cazul cilindrilor cu sol argilos.
Datele obţinute în anul 2004 au demonstrat că cilindrii acoperiţi cu mulci au avut o capacitate mult mai mare de reţinere a apei, în cazul tuturor trei tipuri texturale. Acest fapt este scos în evidenţă şi de cercetările altor cercetători din străinătate [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9], [11], [12], [13], [15], pietriş [10], [14], cenuşă vulcanică [4] sau compost deşeuri municipale [1].
Solul lucrat, datorită spaţiilor mai largi create în stratul superficial a păstrat, de asemenea, apa bine însă mai slab decât solul acoperit. Solul nelucrat şi descoperit a pierdut apa rapid, în special în perioada caldă. Anul doi al experienţei, 2005, a înregistrat valori mai puţin evidente ale diferenţelor dintre cilindri din cauza precipitaţiilor extreme de abundente (1100 mm). CONCLUZII 1. Stratul de mulci reduce în mod semnificativ evaporarea apei din sol în cazul tuturor tipurilor texturale. 2. În perioada mai rece a anului (primăvara) nu se observă diferenţe majore între regimurile experimentate 3. Solul lucrat pierde mai puţină apă decât solul descoperit datorită stratului de sol superficial cu pori mai largi. 4. Solul nelucrat şi descoperit formează un strat superficial compactat prin acţiunea precipitaţiilor care extrage apa din sol şi o pierde rapid prin evaporare. 5. Pierderea rapidă a apei din solul nelucrat şi descoperit
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
44
determines less water through the plant which means less nutrient, poor root development due to the more compacted soil and, finally, poorer plant development and yield. 6. As technological recommendations there is necessary that, within conservative technologies to take account the most important issue: keeping the water into the soil for roots. This thing can be achieved either by direct drilling in controlled traffic condition 7. Another possibility is shallow tillage in order to create a superficial soil layer with wide porosity when the previous crop does not have enough residues. 8. Plowing can be made when the soil is over compacted or when we need to incorporate amendaments or when there are too much mulch residues, and others. 9. There can be observed that there are three technological variants that include: direct drilling in residue layer; shallow tillage; classic technology including plowing when need. For each variant there is need to set up the proper technology in accordance with the fuel consumption and environment protection. BIBLIOGRAPHY
[1]. Agassi M., Levy G.J., Hadas A., Benyamini H. (2004) - Mulching with composted municipal solid wastes in Central Negev, Israel. Soil & tillage research Journal, vol. 78, pag. 103-113; [2]. Andales A., Batchelor W., Anderson C., Farnham D., Whigham D. (2000) - Incorporating tillage effects into a soybean model. Agricultural systems, vol 66, pag. 117-138; [3]. Baumhardt R.L. and Jones O.R. (2002) - Residue management and tillage on soil – water storage and grain yield of dryland wheat and sorghum for a clay loam in Texas. Soil & tillage research Journal, vol. 68, pag. 71-82; [4]. Diaz F., Jimenez C.C., Tejedor M. (2000) - Influence of the thickness and grain size of tephra mulch on soil water evaporation. Agricultural water management, vol. 74, pag. 47-55; [5]. Ghuman B.S. and Sur H.S. (2001) - Tillage and residue management effects on soil properties and yields of rainfed maize and wheat in a subtropical climate. Soil & tillage research Journal, vol. 58, pag. 1-10; [6]. Hartkamp A.D., White J.M., Rossing W.H., van Ittersum M.K. and Rabbinge R. (2004) - Regional application of cropping systems simulation model: crop residue retention in maize production systems of Jalisco, Mexico. Agricultural systems, vol. 82, pag. 117-138; [7]. Kumar K., Goh K. (2002) - Management practices of previous leguminous and non-leguminous crop residue in relation to winter wheat yields, nitrogen uptake, soil nitrogen mineralization and simple nitrogen balance, European Journal of Agronomy, vol. 16, pag. 295-308; [8]. Lampurlanes J., Angas P. and Cantero-Martinez C. (2001) - Root growth, soil water content and yield of barley under different tillage systems on two soils in semiarid conditions, Field crops research, pag. 27-40; [9]. Mellouli H.J., van Wesemael B., Poesen J., Hartmann R. (2000) - Evaporation losses from bare soils as influenced by cultivation technique in semi-arid regions, Agricultural water management, vol. 42, pag. 355-369; [10]. Nachtergaele J., Poesen J., van Wesemael B. (1998) - Gravel mulching in vineyards of Southern Switzerland,
Soil & tillage research Journal, vol. 46, pag. 51-59; [11]. Olasantan F.O. (1999) - Effect of time of mulching
determină mai puţină apă la dispoziţia plantei ceea ce înseamnă mai puţini nutrienţi, o dezvoltare mai slabă a rădăcinii din cauza solului mai coeziv şi, în final, o producţie mult mai mică. 6. Ca recomandări tehnologice, este nevoie, ca în cadrul noilor tehnologii conservative să ţinem seama, în primul rând, de acest aspect: păstrarea apei la dispoziţia plantelor. Acest lucru poate fi obţinut prin semănatul direct în teren neprelucrat dar acoperit cu un strat de mulci pe toată suprafaţa, în condiţii de trafic controlat. 7. O alta posibilitate ar fi efectuarea de lucrări de pregătire a solului care să creeze un strat superficial cu porozitate mai mare, în cazul când cultura premergătoare nu lasă resturi vegetale suficiente. 8. Arătura poate fi necesară în situaţia în care solul se tasează prin treceri necontrolate, dacă este nevoie să încorporăm amendamente greu solubile sau se acumulează prea mult material organic la suprafaţă de la cultura premergătoare şi semănătoarea nu poate lucra corespunzător, şi alte situaţii. 9. Se remarca, deci, trei variante tehnologice: semănat în teren neprelucrat, acoperit cu mulci; lucrări superficiale de pregătire a solului; tehnologia clasica ce include arătura. Pentru fiecare varianta este necesara, pe criterii de consum energetic minim şi de conservare a mediului, stabilirea unei tehnologii de mecanizare adecvate. BIBLIOGRAFIE
[1]. Agassi M., Levy G.J., Hadas A., Benyamini H. (2004) - Mulcitul cu reziduuri solide de compost de origine urbană din Central Negev, Israel. Jurnal de cercetări asupra solului & lucrărilor acestuia, vol. 78, pag. 103-113; [2]. Andales A., Batchelor W., Anderson C., Farnham D., Whigham D. (2000) - Incorporarea efectelor lucrării solului într-un model de culturǎ de soia. Sisteme Agricole, vol 66, pag. 117-138; [3]. Baumhardt R.L. and Jones O.R. (2002) - Managementul reziduurilor şi lucrǎrile solului- stocarea apei şi producţia boabe de grâu şi de sorg pentru un sol argilos din Texas, Jurnal de cercetări asupra solului & lucrărilor acestuia, vol. 68, pag. 71-82; [4]. Diaz F., Jimenez C.C., Tejedor M. (2000) - Influenţa grosimii şi dimensiunii boabelor din stratul de mulci de tephra asupra evaporǎrii apei din sol, Managementul apei în agricultură, vol. 74, pag. 47-55; [5]. Ghuman B.S. and Sur H.S. (2001) - Lucrǎrile solului şi efectele managementului reziduurilor asupra proprietǎţilor solului şi ranadamentului porumbului şi grâului în zonele cu climat subtropical umed, Jurnal de cercetări asupra solului & lucrărilor acestuia, vol. 58, pag. 1-10; [6]. Hartkamp A.D., White J.M., Rossing W.H., van Ittersum M.K. and Rabbinge R. (2004) - Aplicarea regionalǎ a modelului de simulare a sistemelor de culturi: reţinerea resturilor de culturǎ în sistemele de producţie a porumbului din Jalisco, Mexic, Sisteme Agricole, vol. 82, pag. 117-138; [7]. Kumar K., Goh K. (2002) - Practici de management al reziduurilor de culturǎ în funcţie de randamentul grâului de iarnǎ, absorbţiei de azot, mineralizarea solului cu azot şi a conţinultului echilibrat de azot, European Journal of Agronomy, vol. 16, pag. 295-308; [8]. Lampurlanes J., Angas P. and Cantero-Martinez C. (2001) - Creşterea rǎdǎcinilor, conţinutul apei din sol şi randamentul orzului în cadrul diferitelor sisteme de lucrat solul pe douǎ soluri în condiţii semiaride, Cercetări asupra culturilor de câmp, pag. 27-40; [9]. Mellouli H.J., van Wesemael B., Poesen J., Hartmann R. (2000) - Evaporarea pierderilor din solurile neroditoare, care sunt influenţate de tehnica de cultivare din zonele semiaride, Managementul apei în agricultură, vol. 42, pag. 355-369; [10]. Nachtergaele J., Poesen J., van Wesemael B. (1998) - Mulcitul cu pietriş în viile din Elveţia de sud, Jurnal de cercetări asupra solului & lucrărilor acestuia, vol. 46, pag. 51-59; [11]. Olasantan F.O. (1999) - Efectul timpului de mulcit
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
45
on soil temperature and moisture regime and emergence, growth and yield of white yam in western Nigeria, Soil & tillage research Journal, vol. 50, pag. 215-
221; [12]. Swan J.B., Kaspar T.C. and Erbach D.C. (1996) - Seed-row residue management for corn establishment in northern US Corn Belt, Soil & tillage research Journal,
vol. 40, pag. 55-72; [13]. Tolk J.A., Howell T.A., Evett S.R. (1999), Effect of mulch, irrigation, and soil type on water use and yield of maize, Soil & tillage research Journal, vol. 50, pag. 137-147; [14]. Xiao Yan Li, Jia Dong Gong and Xing Huwei (2000) - In-situ rain water harvesting and gravel mulch combination for corn production in the dry semi-arid region of China, Journal of arid environments, vol. 46, pag. 371-382; [15]. Xiao Yan Li (2003) - Gravel sand-mulch for soil and water conservation in the semiarid loess region of north west China. Catena, vol. 52, pag. 105-127; [16]. Sprague M. and Triplett G. (1986) - No tillage and surface agriculture, Ed. John Willey & sons.
asupra temeraturii solului şi regimului de umiditate şi apariţia,creşterea şi randamentul cartofului alb în Nigeria de vest, Jurnal de cercetări asupra solului & lucrărilor
acestuia, vol. 50, pag. 215-221; [12]. Swan J.B., Kaspar T.C. and Erbach D.C. (1996) - Managementul resturilor de seminţe pentru înfiinţarea de culturi în nordul SUA-Centura de Porumb, Jurnal de cercetări
asupra solului & lucrărilor acestuia, vol. 40, pag. 55-72; [13]. Tolk J.A., Howell T.A., Evett S.R. (1999) - Efectul mulciului, irigaţiei şi tipului de sol asupra folosirii apei şi randamentul porumbului, Jurnal de cercetări asupra
solului & lucrărilor acestuia, vol. 50, pag. 137-147; [14]. Xiao Yan Li, Jia Dong Gong and Xing Huwei (2000) - Combinarea apei de ploaie şi a muciului de pietriş pentru producţia de porumb în regiunile semiaride din China, Jurnalul mediurilor aride, vol. 46, pag. 371-382; [15]. Xiao Yan Li (2003) - Muciul de pietriş-nisip pentru conservarea apei şi a solului în zonele semiaride de loess din nord-vestul Chinei, Catena, vol. 52, pag. 105-127; [16]. Sprague M. and Triplett G. (1986) - Agricultura de suprafaţa, fǎrǎ lucrari ale solului, Ed. John Willey & fii.
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
46
THE EFFECTS OF THE COMMON AGRICULTURAL POLICY (CAP) ON THE MANAGEMENT OF THE AGRICULTURAL MARKETS AND ON THE SUSTAINABLE
DEVELOPMENT OF RURAL AREAS IN ROMANIA /
EFECTELE POLITICII AGRICOLE COMUNITARE (PAC) ASUPRA GESTIUNII PIEŢELOR AGRICOLE ŞI A DEZVOLTĂRII DURABILE A ZONELOR RURALE DIN ROMÂNIA
Ph.D. Stud. Eng. Irimescu A.
1), Prof. Ph.D. Zahiu L.
2)
1)Permanent Representance of Romania at E.U. Bruxelles,
2)ASE Bucharest
Abstract: Romania’s integration into EU has raised a lot of particular problems for the Romanian farmers and determined huge changes in agriculture and rural areas. Therefore in the paper there are analyzed the accession effects on agricultural markets and rural areas in Romania. In this regard was considered the followings: the main characteristics of the CAP for the common organization of the market (COM) for every product; CAP reforms, and especially the recently ones; the results of the accession negotiations for Romanian agriculture; the consequences of taking on board the CAP rules on the request and demand for agro-food products in Romania and resources for agro-food sector in Romania. INTRODUCTION The effects of the market instruments on the management of the agricultural markets in Romania
The positive effects of the accession to the EU are due mainly to the followings: - Participation to the internal market, meaning about
500 million consumers, where the Romanian products would find easier a market niche taking into consideration that there are no longer any kind of duties between Romania and the EU Member States;
- Entering directly into competition with the farmers form other Member States should stimulate the Romanian producers to faster develop their competitiveness and efficiency;
- Important increase of agricultural subsidies - only for 2008 Romanian agriculture benefited of about 1 Billion € (from EU and national budget), that is 3 times higher that the budget before accession. Despite their colleagues in other Member States,
especially form the EU15, the Romanian farmers are still facing huge problems after accession due to followings: - Highly expensive credits – for the time being Romanian farmers
can get credits at a huge interest rate of 2025%, as against their French colleagues, for instance, that benefit of a reduced
interest rate of only 35%; moreover, the Romanian farmers have further difficulties in working with the banks which normally prefer to grant credits to other sectors, not to agriculture;
- Difficulties in competing with their colleagues form other Member States (especially form EU15) who are better prepared for international competition due to the stability they benefited from the CAP support during the decades;
- Smaller direct support – EU 15 farmers benefit of a higher financial support, almost double that the Romanian one during the first years after accession (later on the direct support will increase due to phasing-in process, but not up to the level in other Member
States form EU15); - The lack of a consolidated product chain – this make it
much more difficult the access to the market and the selling at correct prices for the Romanian producers;
- Lack of a stock exchange market for agricultural products that does not allow the producers to get better prices from retailers, who prefer sometimes to purchase
Rezumat: Integrarea României în Uniunea Europeană a pus probleme deosebite producătorilor români şi a determinat schimbări radicale în sectorul agro-alimentar şi mediul rural. În astfel de condiţii în lucrare se analizează efectele aderării asupra pieţelor agro-alimentare şi zonelor rurale româneşti. În acest sens au fost trecute în revistă: principalele aspecte definitorii ale Politicii Agricole Comune (PAC), pe fiecare organizare comună a pieţei, pe produse; procesul de reformă aplicat PAC, cu accent pe adaptările cele mai recente ale acesteia; rezultatul negocierilor de aderare în sectorul agro-alimentar românesc; efectul preluării PAC asupra cererii şi ofertei agro-alimentare în România şi resursele sectorului agro-alimentar românesc. INTRODUCERE Efectele mecanismelor comunitare asupra gestiunii pieţelor agricole
Efectele pozitive ale aderării de datorează în principal următoarelor aspecte: - participarea la piaţa comunitară – piaţă unică, cu
aproape 500 milioane consumatori, unde produsele româneşti de calitate ar putea să-şi găsească mai uşor debuşee în condiţiile în care au dispărut taxele vamale sau taxele de orice altă natură;
- intrarea producătorilor români în competiţie directă cu ceilalţi fermieri comunitari este menită să-i stimuleze să-şi dezvolte mai rapid capacitatea concurenţială şi eficienţa;
- creşterea substanţială a subvenţiilor agricole – numai în contul anului 2008 agricultura românească a beneficiat în total (subvenţii comunitare şi naţionale) de aproape un miliard €, de 3 ori mai mult faţă de bugetul anterior aderării. Fermierii români, spre deosebire de omologii lor din celelalte
state membre ale UE, şi în special din vechile state membre (UE15), se confruntă însă cu probleme mari în ce priveşte: - accesul la credite – fermierii francezi spre exemplu
beneficiază de credite cu dobândă de 35%, faţă de
2025% cât se aplică în România în prezent, ca să nu mai menţionăm dificultăţile în a lucra cu băncile, care preferă în general să acorde credite către alte sectoare;
- posibilitatea de a face faţă competiţiei directe cu fermierii europeni, mult mai bine pregătiţi; spre exemplu UE15 exportă masiv pe piaţa internaţională spre deosebire de România care are exporturi extrem de reduse;
- dezavantajul sprijinului financiar direct mai redus - fermierii din UE15 beneficiază de sprijin financiar mai important – aproape dublu ca nivel al plăţilor directe în primii ani după aderare (ulterior diferenţele se vor mai atenua datorită procesului creşterii graduale – phasing-in, a plăţilor directe până în 2016 pentru fermierii români);
- lipsa unor filiere consolidate pe produs – aceasta îngreunează mult accesul la pieţe şi valorificarea la preţuri corecte pentru producătorii români;
- piaţă eterogenă – inexistenţa unor burse funcţionale pentru produsele agricole lasă producătorii la discreţia comercianţilor, care preferă de multe ori să aducă produsele
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
47
from other Member States where producers could be more efficient and make more interesting offers;
- Difficulties in getting quality and less expensive inputs for agriculture – most of the Romanian farmers do not have the financial means for purchasing guaranteed quality inputs and many times purchase “profit” products that do not allow them even to get back the investment when harvest.
In such conditions it is important to assess the possible effects of the adoption of the Community regulations (acquis communitaire) on agriculture and of
the participation to the single market. Subsequently, solutions will be proposed in order to help especially the Romanian producers less prepared to face the competition on the EU market by increasing their efficiency and to remain in the market. In this regard the thesis analyses the followings: 1) the general situation of the Romanian agriculture in
the European context; 2) the weak and strong points of the Romanian agro-food
sector; 3) the situation of the main Romanian agricultural products /
markets; 4) the evolution of the Romanian market in the Community
context, after the Accession to the EU; 5) the perspectives of the Romanian producers to
succeed in supplying the major part of the national market for the main agro-food products;
6) the perspectives of the Romanian producers to supply for a part of the products showing a shortfall at the Community level.
The analysis pointed out the following aspects: CASE STUDY 1) The general situation of the Romanian agriculture in the European context
The perspectives of the Romanian agriculture are rendered difficult buy several factors that affect the productivity and efficiency compared with the Community average: - the fragmented agricultural structures – in average there are 2,2 ha/farm compared with the EU average of 18 ha; - with the exception of some part of the commercial farms, most of the Romanian agricultural exploitation are poorly equipped; - absence of an adequate consulting network to support the farmers in adopting the best decisions for adapting the production to the market demands; - adoption of the Community standards, mainly in the field of animal welfare and of the cross-compliance, needs costly investments that otherwise would be used for purchasing modern equipment. 2) The weak and strong points of the Romanian agro-food sector
Among the strong points, the following should be noted: - high quality of arable land and at much lower prices compared with the Western Member States; - a dynamic market, in development, where the demand grows gradually, following the path of to the economic growth that result in the increase of national income and consumption. Some of the weak points are: - the average age of the farmers is high, i.e. more than 50 years; - the rural area is not sufficiently developed in order to offer good perspectives for the young people who would like to settle there; - the banking system, for the time being, does not pay due attention to the agricultural sector, and practice very high interest rates, drastically limiting the possibilities for making important investments, not even for rural development, where the public co-financing is at least 50%.
din alte state membre, unde producătorii sunt mai competitivi şi pot oferi produse la preţuri mai avantajoase;
- dificultăţi în aprovizionare cu inputuri de calitate şi la preţuri corecte – mulţi dintre fermieri nu au mijloace financiare pentru a achiziţiona produse cu calitate garantată şi cad pradă ofertelor „avantajoase”, care nu le permit să – şi recupereze din recoltă nici măcar investiţia. In astfel de condiţii este importantă evaluarea
posibilelor efecte ale preluării regulilor comunitare (acquis-ul comunitar) în domeniul agriculturii şi participării la piaţa unică, după care să fie propuse soluţii pentru a ajuta în primul rând producătorii români mai puţin pregătiţi pentru a face faţă concurenţei comunitare să-şi crească performanţele şi să reuşească să rămână în sistemul productiv.
In acest sens în lucrare sunt analizate: 1) situaţia generală a agriculturii româneşti în contextul
european; 2) punctele slabe şi punctele tari ale sectorului agro-
alimentar românesc; 3) situaţia principalelor produse/pieţe agricole
româneşti; 4) evoluţia pieţei româneşti în context comunitar, după
aderarea la UE; 5) perspectivele producătorilor români de a reuşi să asigure
acoperirea celei mai mari părţi din cererea de pe piaţa naţională pentru principalele produse agro-alimentare;
6) perspectivele producătorilor români de a asigura o parte din deficitul unor produse agro-alimentare la nivel comunitar.
Analiza a permis relevarea următoarelor aspecte: STUDIU DE CAZ 1) Situaţia generală a agriculturii româneşti în contextul european
Performanţele agriculturii româneşti sunt grevate de mai mulţi factori care conduc la obţinerea, în general, a unor randamente şi o eficienţă mai reduse decât media comunitară: - structuri agrare fărâmiţate – în medie 2,2 ha/exploataţie faţă de circa 18 ha media în UE; - cu excepţia unei părţi dintre fermele comerciale, cele mai multe dintre exploataţiile agricole româneşti au dotare tehnica slabă; - lipsa unei reţele corespunzătoare de consultanţă, care să sprijine fermierii în adoptarea celor mai bune decizii în ce priveşte adaptarea producţiei la cerinţele pieţei; - preluarea standardelor comunitare, în special în domeniul bunăstării animale şi al condiţiilor de eco-condiţionalitate, necesită investiţii costisitoare, fonduri care altfel ar fi putut fi utilizate la achiziţionarea de utilaje moderne; 2) Puncte tari şi puncte slabe ale sectorului agro-alimentar românesc
În ce priveşte punctele tari se pot evidenţia următoarele: - terenuri arabile de bună calitate, la preţuri mult reduse faţă de cele din statele membre vestice; - piaţă dinamică, în dezvoltare, cererea crescând pe măsură ce îmbunătăţirea situaţiei economice antrenează sporirea veniturilor şi a consumului naţional. Dintre punctele slabe amintim: - media înaintată a vârstei fermierilor, peste 50 de ani; - mediu rural insuficient dezvoltat economic pentru a oferi perspective tinerilor care ar dori să se stabilească în această zonă; - sistem bancar care deocamdată nu acordă atenţia cuvenită sectorului agricol, practicând dobânzi foarte mari, ceea ce limitează drastic posibilităţile de realizare a unor investiţii importante, chiar şi pentru dezvoltare rurală, unde se asigură o cofinanţare publică de cel puţin 50%.
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
48
3) The situation of the main Romanian products/markets
The real situation of the most Romanian farms does not allow them to really take advantage of the EU Accession. In this way, for instance, the lack of producers’ organization does not give them the necessary power to negotiate on equal basis with the supermarkets. All these aspects have strong negative consequences on the income of the Romanian producers, who are confronted with competitiveness problems in comparison with their colleagues from the other Member States.
The lack of prompt and correct information on the progress of the market/demand and prices has also a negative impact on the competitiveness of the Romanian producers.
The process of upgrading the animal breeding farms begun before Accession, with a financial support from the SAPARD EU Program, allowing for the purchasing of highly efficient and specialized breeds (meat, milk – at the expense of the mixed breeds), leading to a higher productivity. This was the case mainly for the sector of bovine specialized for the milk and, respectively, meat production.
Although in the ovine sector this process begun later, the changing to the breeds specialized for the meat production is increasingly rapidly. 4) The evolution of the Romanian market after the accession to the EU
The adoption of the acquis and implementation of the EU support determined the farmers to orient toward those products that benefit of higher subsidies: energetic crops (mainly the rape), rice (the foreign investments allowed for record yield of more than 4000 kg/ha), sugar beet, etc.
The favorable condition of the last two years (the harvests of 2008 and 2009) gave Romania the chance to become one of the main EU cereal exporters.
A particular situation is in the milk sector where due to the difficulties to reach the Community standards on hygiene (the maximum level accepted is 400.000 for somatic cells/ml and 100.000/ml for bacteria), the prohibition on marketing the products made of non-compliant milk on the EU market continues to apply.
Consequently, a series of establishments opted for the use of compliant raw milk brought from neighboring countries (Hungary, Slovakia).
If the national producers will not be able to meet to the requirements, the purchasing of the raw milk from other Member States could increase even more in the next period of time. This will happen precisely when, from January, 1
st,
2010, the State Aid of 0.3 RON/kg of raw milk will not be granted any more, which will lead to a supplementary increase in the price at the Romanian producer that will result in a decrease of the purchasing from the national market.
For fruits and vegetables the situation is also unfavorable because Romania still shows a deficit – about 70% of the marketed products come from other Member States or third countries. Because the CAP does not provide for important support for fruits and vegetables and it is granted through the producers organizations (which are very few in Romania), there is little hope that the accession to the EU will modify the situation of this sector.
Neither in the meat sector has the situation changed significantly due to the fact that the Community subsidies are given per surface unit (until 2013 included), not per animal. However, Romania decided to grant national subsidies for the animal farming sector, aiming to the strengthening of this sector. 5) The perspectives of the Romanian producers to succeed in covering a major part of the national demand of the main agro-food products
For a series of products the national production continues to be the major part of the consumption – cereals, wine, poultry meat, ovine meat, milk products.
3) Situaţia principalelor produse/pieţe agricole româneşti
Situaţia celor mai multe ferme din România nu permite acestora să profite cu adevărat de aderarea la UE. Astfel, spre exemplu, lipsa organizării producătorilor nu le conferă puterea necesară pentru a putea negocia de la egal cu reţeaua de supermagazine care s-a dezvoltat foarte mult în România în ultimii ani. Toate aceste aspecte grevează puternic asupra veniturilor producătorilor români, care se confruntă cu probleme de competitivitate în raport cu fermierii din celelalte state membre ale UE.
Lipsa informării prompte şi corecte asupra evoluţiei pieţei/cererii şi preţurilor afectează de asemenea semnificativ competitivitatea producătorilor români.
Procesul de dezvoltare a fermelor zootehnice a început înaintea aderării, cu sprijin financiar important din programul comunitar SAPARD, ceea ce a permis achiziţia unor rase specializate (carne, lapte - în detrimentul celor mixte) performante, care a condus la obţinerea de randamente superioare. Aceasta a vizat în special sectorul bovinelor specializate pentru producţia de lapte şi respectiv carne.
Deşi pentru sectorul ovinelor a demarat mai târziu, procesul trecerii către rasele specializate pentru producţia de carne a luat amploare. 4) Evoluţia pieţei româneşti în context comunitar, după aderarea la UE
Preluarea cerinţelor comunitare în domeniu a determinat orientarea în general către acele produse care beneficiază de susţinere financiară mai importantă: culturile energetice (rapiţa în special), orezul (investiţiile străine au permis obţinerea de randamente record de peste 4000 kg/ha), sfecla de zahăr, etc.
Situaţia favorabilă din ultimii doi ani (recoltele anilor 2008 şi 2009) a permis României să devină unul dintre principalii exportatori de cereale din UE.
O situaţie aparte o prezintă sectorul laptelui unde datorită problemelor în alinierea la standardele comunitare de igienă (celule somatice - 400.000/ml şi conţinut microbian - 100.000/ml) continuă să se aplice interdicţia comercializării pe piaţa comunitară a produselor din lapte neconform.
Ca urmare, o serie de unităţi de procesare s-au orientat către laptele crud, conform, adus din state membre vecine (Ungaria, Slovacia, etc.).
Dacă producătorii autohtoni nu vor reuşi să se alinieze cerinţelor, achiziţiile de lapte crud din alte state membre ale UE ar putea creşte şi mai mult în perioada următoare; aceasta mai ales în condiţiile în care de la 1 ianuarie 2010 ajutoarele de stat de 0,30 RON/kg de lapte crud nu vor mai putea fi acordate, ceea ce va conduce la creşterea preţului la producătorul român şi la reducerea şi mai mult a achiziţiei de pe piaţa naţională.
La fructe şi legume situaţia este de asemenea dificilă deoarece România continuă să fie deficitară – circa 70% din producţia comercializată provine din alte state membre sau ţări terţe. Întrucât PAC nu prevede subvenţii importante pentru fructe şi legume, iar sprijinul se acordă prin organizaţiile de producători (care sunt slab reprezentate în România), nu sunt speranţe ca aderarea la UE să modifice situaţia acestui sector.
Nici în sectorul producţiei de carne situaţia nu s-a schimbat foarte mult deoarece subvenţiile comunitare directe se acordă pe suprafaţă (până în 2013 inclusiv), nu pe cap de animal. Totuşi, România a decis să acorde subvenţii naţionale în sectorul animalier, care a determinat revigorarea acestuia. 5) Perspectivele producătorilor români de a reuşi să asigure acoperirea celei mai mari părţi din cererea de pe piaţa naţională pentru principalele produse agro-alimentare
La o serie de produse producţia autohtonă continuă să reprezinte majoritatea în consumul naţional - cereale, vin, carne de pasăre, carne de ovină, produse lactate.
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
49
By contrast, for products such as fruits and vegetables, pork meat and sugar, more than 60% of the raw materials come from the other Member States or from the third countries.
A positive element is that the majority of the high quality products from the supermarkets established in the last years in Romania are produced at a national level.
If agricultural producers do not succeed in increasing rapidly their competitiveness (for instance in the milk sector), the risk will increase for the national market to be taken over by the products made outside Romania.
A good example in this sense is the wine market, where the Romanian product used to cover the main part of the national market, but now it faces huge pressure from the wines coming not only from EU, but worldwide. 6) The perspectives of the Romanian producers to cover a part of the products showing a shortfall at the Community level
The EU has an important deficit for fruits and vegetables, ovine and bovine meat, sugar, honey, but most significantly in the vegetal protein (oilcake and other solid residues of soybean) – the EU imports annually 45 million tones of soybean (genetically modified), mainly from South America.
A rough assessment shows that, on average and on long term, Romania could cover a large part of the Community deficit if it could develop: - the ovine meat sector – by extending the rearing of the breeds specialized in the meat production; - the production of the genetically modified soybean – on the condition EU will allow its cultivation in the Community; - honey production. RESULTS
Regarding the EU policy on the rural areas development, the effect for Romania may be one of the most beneficial, taking into account the measures foreseen and the important funds allocated from the EU budget to our country – 8,022 billion Є for the period 2007-2013.
From the measures foreseen, it can be noted: - investments for modernizing the farms and the agro-
food industry; - the development of the rural areas (infrastructure,
potable water supply systems; etc) - the conservation and the protection of the
environment (for instance, important subsidies for maintaining the pastures in good conditions);
- the stimulation of the young people to settle in the rural areas (25.000 €/beneficiary);
- supporting the income of the farmers from the zones with natural handicap (less favorite areas).
CONCLUSIONS
The only problem is the capacity to ensure the co-financing of the projects, taking into account that the public funding varies between 50 and 70%, depending on the age of the beneficiary (young farmer) and the localization of the project (in the less favorite areas).
The situation of the implementation of the projects unfortunately confirms this difficulty, especially in the conditions of the present economic and financial crisis. Thus, after almost three years after the beginning of the application period for this program, the funds spent represent less than 10% of the 8.002 billion Є. BIBLIOGRAPHY
*** Intergovernmental Conference to join the EU - ROMANIA, Romania's Position Paper, Chapter 7 - Agriculture; *** Romanian Government - Ministry of Environment, LIFE Complementarity programme + with other Community financial instruments.
Spre deosebire, la produse precum fructele şi legumele, carnea de porc, zahărul, peste 60% din produse sau materia primă provine din comerţul intra-comunitar sau din importul din ţări terţe.
Un factor pozitiv este acela că marea majoritate a produselor de bună calitate din supermagazinele multinaţionale stabilite în ultimii ani în România sunt realizate pe plan naţional.
Dacă producătorii agricoli nu vor reuşi însă să-şi crească rapid competitivitatea (a se vedea situaţia laptelui), pe termen lung riscul va fi tot mai mare ca piaţa naţională să revină produselor realizate în afara României.
Un exemplu elocvent în acest sens îl constituie piaţa vinului, unde produsele naţionale acoperă mare parte din vânzările pe piaţa naţională, dar acum se vede asaltată de vinurile din ţările cele mai performante in domeniu, din Europa şi restul lumii. 6) Perspectivele producătorilor români de a asigura o parte din deficitul unor produse agro-alimentare la nivel comunitar
UE este deficitară la o serie de fructe şi legume, la carnea de ovine şi de vită, la zahăr, miere, dar cel mai semnificativ la proteina vegetală (şroturi de soia) – UE importă anual peste 45 Mtone de şroturi de soia (modificată genetic), în principal din America de Sud.
O primă analiză indică faptul că pe termen mediu şi lung România ar putea acoperi o bună parte din deficitul comunitar dacă ar dezvolta: - sectorul cărnii de ovină – extinderea creşterii raselor specializate pentru producţia de carne; - producţia de soia modificată genetic – cu condiţia acceptării cultivării acesteia la nivelul UE; - producţia de miere. REZULTATE
In ce priveşte politica UE pentru dezvoltarea zonelor rurale, efectul asupra României poate fi dintre cele mai benefice având în vedere măsurile prevăzute şi sumele foarte mari alocate de la bugetul comunitar ţării noastre – 8,022 miliarde € pentru perioada 2007 – 2013.
Dintre măsurile prevăzute amintim: - investiţii pentru modernizarea fermelor şi industriei
agro-alimentare; - dezvoltarea zonelor rurale (infrastructură, alimentarea
cu apă potabilă, canalizare, etc.); - conservarea şi protecţia mediului (de exemplu
subvenţii importante pe unitatea de suprafaţă pentru menţinerea în bune condiţii a păşunilor);
- stimularea stabilirii tinerilor în zonele rurale (25.000 €/beneficiar);
- susţinere veniturilor fermierilor din zonele cu handicap natural (defavorizate).
CONCLUZII
Singura problemă o reprezintă capacitatea de a asigura partea de cofinanţare a proiectelor, având în vedere că finanţarea publică variază între 50 şi 70%, în funcţie de vârsta beneficiarului (tânăr fermier) şi localizarea proiectului (în zonele defavorizate).
Situaţia aplicării proiectelor confirmă din păcate această dificultate, mai ales în condiţiile crizei economico – financiare actuale. Astfel, după aproape trei ani de la începerea perioadei de aplicare a programului, fondurile cheltuite nu reprezintă decât circa 8% din cele 8,022 miliarde €. BIBLIOGRAFIE
*** Conferinţa interguvernamentală pentru aderarea la Uniunea Europeană - ROMÂNIA, Document de poziţie al României, capitolul 7 – Agricultura; *** Guvernul României - Ministerul Mediului, Complementaritatea programului LIFE+ cu alte instrumente financiare comunitare.
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
50
THE NEED OF RECOVERING THE NATIONAL FORESTRY FUND AND THE OPPORTUNITY
OF MECHANIZING THE WORKS în WOODS /
NECESITATEA REFACERII FONDULUI FORESTIER SI OPORTUNITATEA MECANIZARII LUCRARILOR FORESTIERE
Ph.D. Eng. Drăghia D., Prof. Ph.D. Eng. Bădescu M., Assoc. Prof. Ph.D. Eng. Boruz Sorin
University of Craiova
Abstract: The forestry national fund of Romania is a national asset. Among the principles that ensure the sustainable management of woods the most important are those which ensure the integrity of the forestry fund and increasing the surface occupied by woods which are ruled by national laws. Of the strategic actions that are included into the development policy of the forestry fund în order to increase its contribution to enriching the quality of life that are founded by the communitarian aquis are emphasized the wood planting and replanting on mid and long term. The forestry ecosystems have an active potential în dimensioning the phenomenon of climatic change and stopping the environment protection by absorbing and stocking the CO2 that impose, along with the controlling the soil erosion process of the degraded soils rapid measures of wood replanting. Within the wood replanting technology, the working operations: soil preparation, tillage, planting and wood maintenance are labor consuming and în order to reduce the time needed to do these operations there are needed mechanization of the technological measures. Only the introduction within the wood replanting technologies of the planting machineries, machinery for removing the debris, clearance of the planting places can be solved with machinery. The present paper is a contribution în this issue. Keywords: forestry fund, ecosystems recovery, wood planting, mechanization INTRODUCTION
All forest, land for afforestation, those that serve the cultivation, production or administration forest, ponds, creeks beds, the other purpose forest land and unproductive forest plan contained în the 1 January 1990 or included în they subsequently, provided the law is, regardless of ownership, national forest.
Forests are considered and included în national forest land with an area of at least 0.25 hectares covered with trees, which must reach a minimum height of 5 m at maturity în normal vegetation.
Term forest includes forests covered în forest arrangements on January 1, 1990, and subsequently included în them, under the law, forest belts, mountain pine, wooded pastures with greater consistency and equal 0.4, calculated only for surface forstiera actually occupied by vegetation.
Forest age class distribution indicate a lack of stand preexploatabile exploited as a result of past exploitation far beyond the possibility provided by forest arrangements. Distribution of forest age class is represented în Figure 2.
How forest management practices are regulated by forest arrangements. They form the basis of forest cadastre and the title of state property and shall, în relation to environmental objectives, goals and management measures necessary to achieve them.
Rezumat: Fondul forestier al României constituie bun de interes naţional. Dintre principiile care asigură gestionarea durabilă a pădurilor în prim-plan stau acelea care asigură integritatea fondului forestier şi majorarea suprafeţelor terenurilor ocupate cu păduri care se reglementează prin amenajările silvice. Dintre acţiunile cu caracter strategic care formează politica de dezvoltare a fondului forestier din ţara noastră în scopul creşterii contribuţiei acesteia la ridicarea calităţii vieţii fundamentată de prevederile aquis-ului comunitar se remarcă împădurirea şi reîmpădurirea pe termen mediu şi lung. Ecosistemele forestiere au un rol potenţial deosebit de activ în dimensionarea fenomenului de schimbare climatică şi stoparea poluării mediului prin procesul de absorbţie şi stocare de bioxid de carbon, ce impune alături de prevenirea şi combaterea procesului de eroziune a solului şi valorificare a terenurilor degradate, măsuri grabnice de împădurire. În cadrul tehnologiilor de împăduriri operaţiile de lucru: pregătirea terenului, lucrarea solului, plantare şi întreţinerea culturilor mari consumatoare de forţă de muncă impun pentru încadrarea în termeni operativi ai acestei ample acţiuni o mecanizare complexă a fluxului tehnologic. Numai introducerea în practica silvică a unor maşini pentru defrişarea preexistenţilor, curăţirea locurilor de plantare, prelucrarea mecanizată a solului şi plantat poate avea o rezolvare de succes. Lucrarea prezentată este o contribuţie în această direcţie. Cuvinte cheie: fond forestier, refacerea ecosistemelor, împădurire, mecanizarea lucrărilor
INTRODUCERE
Totalitatea pădurilor, terenurilor destinate împăduririi, a celor care servesc nevoilor de cultură, producţie sau administraţie silvică, iazurilor, albiilor pâraielor, altor terenuri cu destinaţie forestieră şi neproductive, cuprinse în amenajamentele silvice la data de 1 ianuarie 1990 sau incluse în acestea ulterior, în condiţile legii, constituie, indiferent de natura dreptului de proprietate, fondul forestier naţional.
Sunt considerate paduri si sunt incluse în fondul forestier
national terenurile cu o suprafata de cel putin 0,25 ha acoperite cu arbori, care trebuie sa atinga o inaltime minima de 5 m la maturitate în conditii normale de vegetatie.
Termenul pădure include: pădurile cuprinse în amenajamentele silvice la data de 1 ianuarie 1990, precum si cele incluse ulterior în acestea, în conditiile legii, perdelele forestiere de protectie, jnepenisurile, pasunile impadurite cu consistenta mai mare sau egala cu 0.4, calculata numai pentru suprafata ocupata efectiv de vegetatie forstiera.
Distribuirea pădurilor pe clase de vârsta indică un deficit de arborete exploatabile şi preexploatabile ca efect al exploatărilor din trecut cu mult peste posibilitatea prevăzută de amenajamentele silvice. Repartizarea pădurilor pe clase de vârsta este reprezentată în figura 2.
Modalitatea practica de gestionare a fondului forestier se reglementeaza prin amenajamentele silvice. Acestea constituie baza a cadastrului forestier si a titlului de proprietate a statului si stabilesc, în raport cu obiectivele ecologice, telurile de gospodarire si masurile necesare pentru realizarea lor.
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
51
42%
6% 11% 10%
31%
Water protection
Forests with scientific interest and forest eco and geofund conservation
Forests with recreational functions
Forests against climatic factors and industrial pests
Soil and land protection
22.80%
19%18%
14.80%
10%
15.40%
0.00%
5.00%
10.00%
15.00%
20.00%
25.00%
21-
20
21-
40
41-60 61-80 81-
100
peste
100
Series1
Fig. 1 - Forests structure on functional groups / Fig. 2 - Forest age class distribution / Structura forestieră pe grupuri funcţionale Distribuţia după clase de vârstă a pădurilor
MATERIAL AND METHODS
Policy and development strategy of the forestry sector în Romania (2000-2010) în order to increase its contribution to improving the quality of life based on sustainable forest management, has based objectives and actions în accordance with the provisions of the acquis communitarian.
The actions and measures of strategy set out în this respect stands out afforestation and reforestation on medium and long of forest land, as well as those unproductive outside forest fund (about 2 million hectares).
To ensure the continuity of production and protection functions exercised by the forest is necessary that once the operation (cutting) of forest stands to produce regeneration. Used currently în forestry practice, the term regeneration defines, în this case, process replacement of trees that make up a generation of mature stands, or brink of natural extinction, a young generation that is expected to be the future stand. RESULTS
In case of natural regeneration, appearance of specimens which is the new generation occurs spontaneously or, most often following the application of forestry interventions (treatments), which mature trees are created generative reproductive conditions (the seeds) and vegetative (by shoots).
If case of artificial regeneration, the installation of the new stand is by seeding or planting, using for this purpose afforestation material (seeds, saplings, seedlings), transported by humans deliberately, often by considerable distance from the place where this material collected or grown up în the territory to be planted or sown. Artificial character of this mode of regeneration is determined by the fact that man establishes în advance instead of rooting and growth space for each young tree, the transport of material for afforestation and uses different techniques for attaching it to the ground.
All about artificial forest land can be installed and where it is missing, except în the content area of forest, for the value of land with forest vegetation are unsuitable for other uses (land degraded by erosion or landslide, mobile sands, land salt or with excess moisture, waste dumps discovered, or land), to obtain protective effects around targets (cities, lakes, roads, water, farms), as well as for afforestation enclaves, the pastures and other empty fields content of forest which can not be
MATERIALE ŞI METODE
Politica si strategia de dezvoltare a sectorului forestier din Romania (2000-2010) în scopul cresterii contributiei acestuia la ridicarea calitatii vietii pe baza gestionarii durabile a padurilor, a fundamentat obiective si actiuni în concordanta cu prevederile acquisului comunitar.
Dintre actiunile si masurile cu caracter strategic stabilite în acest sens se remarca impadurirea si reimpadurirea pe termen mediu si lung a terenurilor din fondul forestier, precum si a celor neproductive din afara fondului forestier (aproximativ 2 milioane hectare).
Pentru asigurarea cu continuitate a functiilor de productie si de protectie exercitate de padure este necesar ca odata cu exploatarea (taierea) arboretelor sa se produca si regenerarea lor.Folosit în mod curent în practica silviculturala, termenul de regenerare defineste, în acest caz, procesul de inlocuire a unei generatii de arbori ce alcatuiesc un arboret ajuns la maturitate, sau în pragul disparitiei sale naturale, printr-o generatie tanara, ce urmeaza sa constituie viitorul arboret. REZULTATE
În cazul regenerării naturale, apariţia exemplarelor ce
constituie noua generaţie are loc spontan sau, de cele mai multe ori, în urma aplicarii unor intervenţii silviculturale (tratamente), prin care arborilor maturi li se creează condiţii de reproducere generativă (prin seminţe) sau vegetative (prin lastari, drajoni).
În cazul regenerării artificiale , procesul de instalare a noului arboret se face prin semănare sau plantare, folosind în acest scop material de împadurire (seminţe, puieţi, butaşi), transportat de om în mod deliberat, deseori pe distanţe apreciabile, de la locul unde acest material colectat sau cultivat, pana în teritoriul ce urmeaza a fi plantat sau semănat. Caracterul artificial al acestui mod de regenerare este determinat de faptul ca omul stabileşte cu anticipaţie locul de înrădăcinare şi spaţiul de creştere pentru fiecare arbore tânar, efectuează transportul materialului de împădurire şi foloseşte diferite procedee tehnice pentru fixarea acestuia în sol.
Tot pe cale artificială padurea poate fi instalată şi în terenurile unde ea lipseşte, în afară şi în cuprinsul zonei forestiere, pentru punerea în valoare cu ajutorul vegetaţei forestiere a terenurilor inapte pentru alte folosinte (terenuri degradate prin eroziune sau alunecari, nisipuri mobile, terenurile saraturate sau cu exces de umiditate, haldele de steril sau terenurile decopertate), pentru obtinerea unor efecte de protectie în jurul unor obiective (oraşe, lacuri, drumuri, ape, ferme), ca şi pentru împădurirea enclavelor, a poienilor şi a altor terenuri goale din cuprinsul
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
52
regenerated naturally. Works that run the afforestation technology
represents some of the most important technologies în production processes în forestry.
The soil work is preparing a layer of mold-free vegeatie herbaceous, permeable to water and air, with heat treatment times în which sowed the seeds find favorable conditions for germination and the plants resulting în plant and sapling can grow vigorously, making a relatively short time status masiv.Cunoasterea terrain characteristics that will be carried out preparatory work of land and soil is of particular importance for setting the default choice of technologies and working machinery, machines or devices suitable for enforcement operations question.
Artificial forest cultures can be installed by: - direct sowing; - planting; - direct potting.
The method of direct crops has a reduce share of afforestation work în our country, given the many disadvantages of the present method (recommended land with loose soil, ungrassy, slightly grassy, free of weeds, no seeds or shrubs).
Sapling can be planted with manual planting techniques or with machines. The choice depends of the number of saplings that is going to be planted, terms of location, workforce andd available equipment.
CONCLUSION
The manual planting is used în the following situations: - The regeneration of area less accessible to
machines when the planting place is too rocky, with stand, steps, etc.;
- In heavy land; - When the juveniles are too large or small for the
planting machines; - When the planting machines are not available; - When there are some small surfaces to replant. The advantages of mechanical planting: - Mechanical planting of seedling ensures productivity
and efficiency of afforestation works; - Planting productivity reaches 500-3000 seedlings /
hour; - Ensure optimal conditions for development of
seedlings în the first growing season. BIBLIOGRAPHY: [1]. Leahu I. (2001) - Forests planning, Didactic and Pedagogical Publishing House, Bucharest, Romania; [2]. Rucăreanu N., Leahu I. (1982) - Forests planning, Ceres Publishing House, Bucharest, Romania; [3]. Giurgiu V., (1988) - Planning multiple role of forests, Ceres Publishing House, Bucharest, Romania; [4]. Dorog S. (2007) - Fundamentals and practical forest planning, University of Oradea Publishing House, Romania; [5]. *** Technical rules Forest Planning; [7]. Florescu Gh., Abrudan I.V. (2003) - Installation technologies forest crops, University Transylvania Brasov Publishing House, Romania.
fondului forestier, ce nu pot fi regenerate pe cale naturală. Lucrările care se execută în cadrul tehnologiilor de
împaduriri reprezintă unele din cele mai importante tehnologii din cadrul proceselor de producţie din silvicultură.
Prin lucrarea solului se pregateşte un strat de pământ afânat lipsit de vegeatie erbacee, permeabil la apa şi aer, cu un regim de caldură favorabil, în care seminţele semănate găsesc condiţii favorabile de germinare, iar plantele rezultate, ca şi puieţii plantati, pot creşte viguros, realizând într-un timp relativ scurt starea de masiv. Cunoaşterea caracteristicilor terenului în care urmează a se executa lucrarile de pregatire a terenului şi a solului prezintă o importanţă deosebită pentru stabilirea tehnologiilor de lucru şi implicit alegerea utilajelor, maşinilor sau dispozitivelor adecvate pentru executarea operaţiilor respective.
Culturile forestiere pot fi instalate artificial prin: - semănături directe ; - plantări ; - butăşiri directe.
Metoda semănăturilor directe deţine o pondere redusă în lucrările de împaduriri din ţara noastră, date fiind numeroasele dezavantaje pe care le prezintă această metodă (se recomanda terenuri cu soluri afânate, neinierbate, slab inierbate, slab intelenite, lipsite de semintis sau de arbuşti).
Plantarea manuala a puieţilor presupune instalarea vegetaţiei forestiere pe cale artificială folosind puieţi ale caror radăcini se încorporeaza în solul terenului destinat culturii forestiere.
CONCLUZII
Plantarea manuala se execută în urmatoarele situaţii: - pentru regenerarea ariilor mai greu accesibile maşinii
cand locul de plantare este prea abrupt, stâncos, cu arboret, cu multe rape, etc.;
- în terenuri greoaie; - cand puieţii sunt prea mari sau prea mici pentru
maşinile de plantat; - când masinile de plantat nu sunt disponibile; - când sunt suprafeţe mici pentru a se face replantare; Avantajele plantării mecanizate : - plantarea mecanizată a puieţilor asigura productivitate şi
eficienţa lucrarilor de împadurire; - productivitatea de plantare are valori de la 500-3000
puieţi/ora; - asigură condiţii optime de dezvoltare a puieţilor în
prima perioadă de vegetaţie. BIBLIOGRAFIE [1]. Leahu I. (2001) - Amenajarea pădurilor, Editura Didactică şi Pedagocă, Bucureşti, România; [2]. Rucăreanu N., Leahu I. (1982) - Amenajarea pădurilor, Editura Ceres, Bucureşti, România; [3]. Giurgiu V., (1988) - Rolul amenajării multiple a pădurilor, Editura Ceres, Bucureşti, România; [4]. Dorog S. (2007) - Noţiuni teoretice şi practice de amenajarea pădurilor, Editura Universităţii din Oradea, România; [5]. *** Normele tehnice pentru amenajarea pădurilor; [6]. Florescu Gh., Abrudan I.V. (2003) - Tehnologii de instalare a culturilor forestiere, Editura Universitatii Transilvania Braşov, România.
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
53
THE MANAGEMENT OF MECHANIZATION WITHIN THE SMALL AND MIDDLE FARMS
/ MANAGEMENTUL MECANIZARII în FERMELE AGROZOOTEHNICE MICI şi MIJLOCII
Ph.D. Stud. Eng. Prună V., Prof. Ph.D. Eng. Bădescu M., Ph.D. Stud. Eng. Stoian F.
University of Craiova
Abstract: The nature has given to the Romania agriculture soil and clime conditions that are extremelly favorable for a performance agriculture. The social and administrative situations as well as insufficient financiar resources of the contemporary times give to the agricultural yields for the most cases, a subsistence outturn. Being aware that the agriculture mechanization is the dynamic vector of the quality of works, the oportunity of their execution and the technical progress can enframe agriculture on the sustainability direction and prosperity there is need to organize it on the efficient principles of the economic science. The management of the agriculture mechanization begins with the choosing and the dimensioning of the technical equipment în full concordance with the applying of the most advanced cropping technologies. în the same manner, the National Program of Development PNADR 2007-2013, by allowing not rambursable funds of investments for direct using of farmers by using the possibility of transforming farms în agricultural viable exploitations where the economic efficiency, environment protection and social development must be the basis of profitable activities. Keywords: mechanisation management, endowment, FEADR projects INTRODUCTION
The contemporary agriculture has the fingerprint of conjugation of all material and managerial possibilities în order to achieve the competence and performance attributes.
The main mean of movement of agriculture on the sustainability trajectory, by promoting the quality and efficiency and the technical progress is its mechanization and automatisation.
The firm condition of the market economy of transforming the agricultural exploitations în specific economical agencies impose the orientation of the professional preparation of the agricultural producers toward the completing the knowledges about agronomy, husbandry, mechanization and the economic ones where the management, marketing and financial analysis are strong elements în approaching productive activity.
Begining with the fact that the general feature of management that is practiced în the agricultural exploitation by different indicators, all technical and economical activities of the cropping technologies by economical judgement can be extracted the main directions of the management of the mechanization activity: 1. The choosing and dimensioning of the endowment destinated to mechanization of agricultural and animal husbandry activities; 2. The elaboration of rational mechanization technologies that will ensure a right correlation with the advanced cropping technologies; 3. The structure and exploitation of the machineries on the minimum fuel consumption criteria and environment protection; 4. The set up of a rigorous system on the adaptation and adjustment of machinery în order to respect the high qualitative level of the mechanical works as well as of technical preparation of the delivery permit; 5. The set up of proper machinery for:
Rezumat: Natura a înzestrat agricultura României cu condiţii pedoclimatice extrem de favorabile realizării unei agriculturi de înalta performanta. Conjuncturile socio-administrative şi insuficientele resurse financiare din epoca contemporana imprima producţiilor agricole de cele mai multe ori un randament de subzistenţă. Conştientizând faptul ca mecanizarea agriculturii este vectorul dinamic care prin calitatea lucrărilor, oportunitatea execuţiei şi progresul tehnic poate înscrie agricultura pe traiectoria durabilităţii şi prosperităţii, este necesară organizarea acesteia pe principiile eficiente ale ştiinţelor economice. Managementul mecanizării agriculturii începe cu alegerea şi dimensionarea necesarului de echipamente tehnice în deplină concordanţă cu aplicarea unor tehnologii avansate de cultura. Nu întâmplător faţă de aceste condiţii Programul Naţional de Dezvoltare PNADR 2007-2013 prin acordarea fondurilor nerambursabile de investiţii FEADR pune la dispoziţia producătorilor agricoli posibilitatea transformării fermelor în exploataţii agricole viabile unde eficienţă economică, conservabilitatea mediului şi dezvoltarea socială vor sta la baza unor activităţi profitabile. Cuvinte cheie: managementul mecanizării, dotare echipamente, proiecte FEADR INTRODUCERE
Agricultura contemporana poarta amprenta conjugării tuturor posibilităţilor materiale şi organizatorice în vederea realizării atributelor de competenţă şi performanţă.
Principala pârghie de mişcare a agriculturii pe traiectoria durabilităţii, prin promovarea calităţii eficientei şi progresului tehnic, o reprezintă mecanizarea şi automatizarea acesteia.
Condiţia fermă a economiei de piaţă de transformare a exploataţiilor noastre agricole în agenţi economici specifici, impune orientarea pregătirii profesionale a producătorilor agricoli spre completarea cunoştinţelor de agronomie, zootehnie, mecanizare, cu cele de baza ale ştiinţelor economice, unde managementul, marketingul, analiza financiara reprezintă elemente certe de abordare a activităţii productive.
Pornind de la caracteristica generală a managementului practicat în exploataţiile agricole de a monitoriza prin diferiţi indicatori toate activităţile tehnice economice din tehnologiile de cultura prin prisma eficienţei economice, se desprind principalele direcţii privind managementul activităţilor de mecanizare: 1. Alegerea şi dimensionarea necesarului de echipamente tehnice destinate mecanizării lucrărilor agricole şi zootehnice; 2. Elaborarea unor tehnologii raţionale de mecanizare care sa asigure o justa corelare cu variantele avansate a tehnologiilor de cultură; 3. Structurarea şi exploatarea sistemei de maşini pe criteriul consumului energetic minim şi cel conservativ al mediului; 4. Organizarea unui sistem riguros privind adaptarea şi reglarea maşinilor pentru executarea la un înalt nivel calitativ al lucrărilor mecanice precum şi pregătirea tehnica a permisului de deservire; 5. Stabilirea de maşini agricole propice:
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
54
a) optimal dimensioning of the working plots and of the location methods; b) technological maintenance of aggregates; c) the correlation of the machineries with the soil and clime conditions.
All these things are used în order to enhance the working capacity în agriculture mechanization. MATERIALS AND METHODS The supplying of the technical base of farm
An important component of the management of the small and middle husbandries is the one of right adjustment of the setting up în full concordance with the applying of advanced technologies of endowment by technical equipment of farms în order to achieve efficient and rigorous mechanization technologies.
The managerial activity is the one, which will establish the weight and the hue of the financial efforts for endowment of the farms by tractors, machinery and specific equipments for recovery the immense deficit of farms în this respect.
For the analysis of the opportunity for establishing the mechanization system that is needed we have to take account of the following criteria: - its location, represented by the relief, soil resistance,
average yields and the structure of the cropping plan, optimal time for works, the preparation of the labor requirement;
- the supplying of an optimal technological flux of works by achieving the correlation between the number and the capacity of machineries that participate to the working process as well as the evenness of the fluctuation of the work requirement by a right crops structure;
- the technical endowment and its level determine the machinery characteristics, the rational using of energetic resources and fuel by machinery and equipments; the way the machinery satisfy the requirements and working capacity în order to comply with the requirements;
- the economical efficiency by achieving superior economical endicators over the previous situation.
The achieving of these criteria depends of the complying with the following requirements:
- the organizatoric structure of farm - the dimensions of the established module - the obtaining of qualitative performing indicators - high technical availability due to the working
capacity, machinery maneuverability, liability and complete using of the working time.
The success of managerial plan to fit the technical equipment of agricultural farms can meet by running a draft prepared on the basis of feasibility studies made by experts în the field. CASE STUDY On the endowment with tractors and machinery using FEADR funds
The lack of funds în actual conditions of farmers from our country regarding the tractors and machinery as well as equipments is sustained by the E U and Romania Government by launching the National Developing Plan PNDR 2007 – 2013 for giving not reimbursable funds for private and public investments (FEADR) în value of 7.5 million euros.
Within this plan, the 121 measure that is în progress offers not reimbursable funds 50% of the project value for endowment by machinery and agricultural installations.
Establishment type projects to obtain funds with all relevant documentation and feasibility studies are carried
a) optimizării dimensionale a parcelelor de lucru şi a metodelor de amplasare; b) deservirii tehnologice a agregatelor, c) corelării regimului de exploatare al agregatelor cu condiţiile pedoclimatice. Toate acestea în vederea măririi capacităţii de lucru
în mecanizarea agriculturii. MATERIALE ŞI METODE Asigurarea bazei tehnice a exploataţiei agricole
O componentă importantă a managementului ce vizează mecanizarea întreprinderilor agrozootehnice mici şi mijlocii este aceea a stabilirii juste, în deplină concordanţă cu aplicarea unor tehnologii avansate de cultură, a dotării cu utilaje şi echipamente tehnice a fermelor în vederea realizării unei eficiente şi riguroase tehnologii de mecanizare.
Activitatea manageriala este aceea care va stabili ponderea şi nuanţarea eforturilor financiare spre dotarea exploataţiilor agricole cu tractoare, maşini agricole şi echipamente specifice pentru refacerea uriaşului deficit existent la nivelul fermelor.
In analiza pentru fundamentarea şi oportunitatea stabilirii sistemului de mecanizare necesar se tine seama de următoarele criterii: - zonalitatea acestuia, reprezentată de forma de relief,
rezistenţa solului, producţiile medii prevăzute şi structura planului de cultura, perioadele optime de executare a lucrărilor, pregătirea şi disponibilul forţei de muncă;
- asigurarea unui flux tehnologic optimal lucrărilor prin realizarea corelării între numărul capacitatea maşinilor care participa la obiectul muncii, precum şi aplatizarea fluctuaţiei necesarului de munca printr-o judicioasa structura de culturi;
- dotarea tehnica existenta şi nivelul ei determinată de tipul şi caracteristicile maşinilor, de utilizarea raţională a surselor de energie existente şi a combustibilului de către maşinile şi echipamentele aferente; modul în care agregatele agricole satisfac cerinţele agrotehnice şi capacitatea de lucru a lor asigura volumul de lucrări necesar de executat;
- eficienţa economică, prin realizarea unor indicatori economici superiori fata celor obţinuţi de sistema de maşini precedentă. Îndeplinirea acestor criterii se asigura prin respectarea de
catre utilajele din sistemul ales a următoarelor cerinţe: - structura agrozootehnica a fermei; - dimensiunile modului stabilit; - obţinerea unor indici calitativi ai lucrărilor la nivel de performanta; - disponibilitatea tehnica ridicata datorita capacităţii de lucru, manevrabilităţii maşinilor, fiabilităţii acestora şi utilizarea, cat mai completa, a timpului de lucru.
Succesul planului managerial de dotare cu echipamente tehnice a exploataţiilor agricole se poate îndeplini prin derularea unui proiect întocmit pe baza studiilor de fezabilitate, elaborate de specialişti în domeniu. STUDIU DE CAZ Privind dotarea cu tractoare şi maşini agricole folosind fonduri europene FEADR
În condiţiile actuale financiare ale producătorilor agricoli din ţara noastră, lipsa fondurilor necesare investiţiilor privind dotarea cu tractoare, maşini agricole şi echipamente este susţinută de Comunitatea Europeana şi Guvernul României prin lansarea programului naţional de dezvoltare PNDR 2007-2013, de acordare a fondurilor europene nerambursabile pentru investiţii private şi publice (FEADR) în valoare de 7,5 milioane euro.
În cadrul acestuia măsura 121, care este deja în derulare, oferă fonduri nerambursabile în valoare de 50 % din valoarea proiectului pentru dotarea cu maşini şi instalaţii agricole.
Întocmirea proiectelor tip pentru obţinerea fondurilor însoţite de toată documentaţia şi studii de fezabilitate corespunzătoare se
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
55
out by specialized companies for these projects. The projects that have the all eligibility conditions are
accepted by APDRP and the beneficiary can begin the investment and for his own financial contribution required for the endowment with technical equipment can appeal banks that are agreed by FEADR and by the society that supply the tractors and equipments.
The projects, în most cases, are structured as follows: Applicant’s activity
The main activity of the applicant is "Cereal cultivation (not rice), leguminous plants and oilseed crops, CAEN Code 0111 and generates revenues. Secondary activity:
- cod CAEN 0164 – Seed preparation; - cod CAEN 1091 – Preparing the farm fodder.
realizează de către societăţi specializate pentru aceste proiecte. Proiectele care întrunesc condiţiile de eligibilitate sunt
acceptate de APDRP şi beneficiarul poate demara realizarea investiţiei, iar pentru contribuţia financiară proprie necesară la dotarea cu echipamente tehnice poate apela la bănci agreate de FEADR cât şi de societatea care asigura livrarea tractoarelor şi maşinilor agricole.
Proiectele, în majoritatea cazurilor, se structurează astfel: Obiecte de activitate ale solicitantului
Obiectul principal de activitate al societăţii este "Cultivarea cerealelor (exclusiv orez), plantelor leguminoase şi celor producătoare de seminţe oleaginoase", cod CAEN 0111, şi generatoare de venituri. Obiecte de activitate secundare:
- cod CAEN 0164 – Pregătirea seminţelor; - cod CAEN 1091 – Pregătirea furajelor agricole.
Table 1 / Tabel 1 Equipments that already belong to the applicant / - Echipamente care deja apartin aplicantului
Date of buying
Net value at the last evaluation [RON]
Pieces
Total / Total 340
Combine / Combină 1996 0 2
Herbicide applying machinery / Echipament aplicare erbicide
1997 0 1
Fertilizer spreading machinery / Echipament aplicare îngrăşământ
1997 0 1
Drill SUP / Picamer SUP 2001 0 1
Drill SPC / Picamer SPC 2001 0 1
Tractor U 650 / Tractor U 650 1996 0 5
Harrow GDU – 3,4 / Grapă GDU - 3,4 1993 0 2
Gantry / Punte 1998 0 1
Theme with the description of the proposed objectives: SC. ACROMEC S.R.L Macesu de Jos is a private
farm în the plain zone. The surface is about 448.56 ha, that is concentrated within the Macesu de Jos, Macesu de Sus and Gighera, District Dolj.
The total area exploited has been acquired by lease, lease by 201 contracts, which include land areas between 21 ha and 0.30 ha. Most rental contracts are intended areas of less than 5 ha.
Those areas have been exploited to their rent by giving individual owners with rudimentary methods of operation.
By present investment project, S.C. AGROMEC S.R.L Măcesu de Jos is trying to acquisition of machinery and agricultural machinery.
The general objective of the project consists of increasing the competitivity of the agricultural sector by better using of the human resources and the production factors by: - enhancing the technical endowment level of S.C.
AGROMEC S.R.L Macesu de Jos; - the performing of the mechanical works în optimal
time that is scheduled în the crop technology; The specific objectives of the project are: the
introducing and the developing of new procedures, the diversification of production, the adjustment of the revenue, the level and the quality and the market requirement, including the ecological one. Reaching these objectives will be made by adjusting the profile of activity by: - practicing the ecological agriculture, a new agriculture system that try to introduce techniques of production that conduct to the durable development of farms în the financial view respecting în the same time the environment protection. The requirement of ecological products is increasing because it is healthy for consumer. From this point of view, the producers, the
Tema cu descrierea obiectivelor propuse: S.C. ACROMEC S.R.L Măceşu de Jos este o fermă privată, în
zona de câmpie. Suprafaţa de teren aflata în exploatare este 448,56 ha, concentrata pe teritoriul administrativ al comunelor Măceşu de Jos, Măceşu de Sus şi Gighera din judeţul Dolj.
Suprafaţa totală exploatata a fost dobândită prin arendare, prin 201 contracte de arenda, ce cuprind suprafeţe de teren cuprinse între 0,30 ha şi 21 ha. Majoritatea contractelor de arenda au ca obiect suprafeţe mai mici de 5 ha.
Suprafeţele respective au fost exploatate pana la darea lor în arenda de către proprietari persoane fizice, cu mijloace rudimentare de exploatare.
Prin prezentul proiect de investiţii S.C. AGROMEC S.R.L Măceşu de Jos intenţionează procurarea de utilaje şi maşini agricole.
Obiectivul general al proiectului consta în creşterea competitivităţii sectorului agricol printr-o utilizare mai buna a resurselor umane şi a factorilor de producţie prin: - ridicarea nivelului tehnic de dotare al S.C.
AGROMEC S.R.L Măceşu de Jos; - efectuarea lucrărilor mecanice în perioadele optime
prevăzute în tehnologiile de cultură. Obiectivele specifice ale proiectului de investiţii sunt:
Introducerea şi dezvoltarea de tehnologii şi procedee noi, diversificarea producţiei, ajustarea profilului, nivelului şi calităţii producţiei la cerinţele pieţei, inclusiv a celei ecologice.
Atingerea obiectivului se va realiza prin ajustarea profilului activităţii prin: - practicarea agriculturii ecologice, sistem de agricultura nou care urmăreşte reintroducerea unor tehnologii şi tehnici de producţie care duc la dezvoltarea durabila a fermierilor din punct de vedere financiar, urmărind în acelaşi timp şi protecţia mediului inconjurator. Cererea de produse ecologice este în continuă creştere fiind susţinută direct de interesul consumatorilor pentru o alimentaţie sănătoasă. Din acest motiv, producătorii,
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
56
consumers and traders are encouraged by the national authorities from EU, by funds that will make the passing to the ecological agriculture easier.
By practicing ecological agriculture, S.C. AGROMEC S.R.L Macesu de Jos will apply new technologies as chopping and incorporation of the previous crop residues, minimum tillage, etc. All these works can not be performed without updated machinery that complies with GAEC regulations.
The company aims by introducing in the ecological circuit the farm, complies with the EU regulations of applying GAEC conditions and also benefit from the advantage that Romania has in organic production: the agricultural land has received less pesticides and the harmful effect of the chemical is much lower than în other EU countries. - Investments for the processing of agricultural products, respectively, the acquiring of a mill.
The processing of an agricultural product is one operation applied to a vegetal product that will have as a result another product that is, also, an agricultural product.
The result of processing that is the object of this investment can have as a goal both the trade and using within the farm.
The project demonstrates that the improvement of the general performance of the exploitation will be reached by: - adaptation of the exploitation to the communitarian standards.
By achieving the investment project there will be adjusted the standards to the communitarian ones for which our country has a deadly limit. The communitarian standard refers to is the purity of cereal seeds by making a technological flux that is suitable for these requirements. - the technical objective that will be made by acquiring two tractors of 275 and 132 HP and a combine, including the tools (scarificator, 2 plows with 7 and, respectively, 4 furrows, disc harrow, combinatory, cereal drill and wide row drill, trailer, fertilizer spreader machines). Agro-technical tillage will comply with the execution quality indicators as well as the schedule time, that are determinant factors for yield quality and quantity. Also, the S.C. AGROMEC S.R.L Macesu de Jos propose the acquiring of a mill for processing the production. In order to avoid the dependence of the rainfall and agricultural production to achieve high unuinivel S.C. AGROMEC S.R.L Măceşu de Jos propose the acquiring of irrigation equipments. The economical and financial objective of increasing the economical viability of the farm by: - the increasing of the work productivity by reducing the time of performing the tillage; - the increasing of the plus value of the agricultural products by processing and animal feeding.
These performances are reflected by the financiar indicators of the investment project whose parameters comply with the FEADR requirements. The duration of the achieving the investment is 24 months and the reimbursement duration is 5.9 years resulting în the fact that S.C. AGROMEC S.R.L Măceşu de Jos by the present project makes a reliable investment.
We attach to the present documentation the annex 2 with the financial indicators. We conclude that the reaching of the proposed objectives will transform the farm în a viable exploitation taking account of the economical, ecological and social importance of it. The machinery investments are included în the Romanian policy that is included în EU. Fundamentation of necessity and investment opportunity
By achieving the machinery investment the degree of the mechanization of the agricultural works is enhanced.
procesatorii şi comercianţii ecologici sunt încurajaţi de autorităţile naţionale şi de UE prin alocarea de fonduri menite să îi ajute să treacă mai uşor de la agricultura convenţională la cea ecologică.
Prin practicarea agriculturii ecologice S.C. AGROMEC S.R.L Măceşu de Jos va aplica tehnologii "noi" cum ar fi mărunţirea şi incorporarea resturilor vegetale de la culturile anterioare, "minimum tillage" etc. Toate aceste lucrări nu pot fi eficient efectuate fără reînnoirea maşinilor care sa permita respectarea regulilor principale GAEC în agricultura ecologică.
Societatea urmăreşte prin introducerea fermei în sectorul de producţie ecologic alinierea la cerinţele Uniunii Europene de aplicare a condiţiilor GAEC şi de asemenea sa beneficieze de avantajul pe care România dispune în producţia ecologică: terenurile agricole au fost mai slab chimizate, iar efectul negativ al substanţelor chimice de sinteză este muIt mai redus decât în aIte ţări ale Uniunii Europene. - investiţii pentru procesarea produselor agricole, respectiv achiziţionare moara cu ciocanele.
Procesarea unui produs agricol reprezintă orice operaţiune efectuata asupra unui produs agricol şi având drept rezuItat un produs care este, de asemenea, un produs agricol.
Rezultatul procesării ce face obiectul investiţiei realizate prin proiect poate avea drept scop atât comercializarea cat şi utilizarea în cadrul fermei.
Proiectul demonstrează îmbunătăţirea performanţei generale a exploataţiei agricole prin atingerea: - adaptării exploataţiilor la standardele comunitare.
Prin realizarea proiectului de investiţii se urmăreşte adaptarea la standardele comunitare nou introduse şi pentru care ţara noastră are perioadă de graţie. Standardul comunitar la care societatea se adaptează prin proiectul de finanţare este standardul pentru puritatea seminţelor de cereale prin realizarea unui flux tehnologic pentru prelucrarea acestora. - obiectivului tehnic, care se va realiza prin achiziţia a două tractoare de 275 şi 132 CP şi o combină, inclusiv a utilajele agricole agregate (scarificator, 2 pluguri cu 7 şi respectiv 4 trupiţe, grapa cu discuri, combinator, semănătoare de păioase şi semănătoare de prăşitoare, remorca, maşina de împrăştiat îngrăşăminte). Lucrările agrotehnice vor respecta indicii calitativi de execuţie, precum şi perioadele optime, factori determinanţi ce influenţează nivelul şi calitatea producţiei. De asemenea, S.C. ACROMEC S.R.L Măceşu de Jos propune achiziţionarea unei mori cu ciocanele pentru valorificarea superioara a producţiei agricole. Pentru evitarea dependentei de precipitaţii şi atingerea unuinivel ridicat al producţiei agricole S.C. AGROMEC S.R.L Macesu de Jos îşi propune achiziţionarea de echipamente pentru irigaţii. Obiectivului economico-financiar de creştere a viabilităţii economice a exploataţiei agricole prin: - creşterea productivităţii muncii prin reducerea timpului de executare a lucrărilor agrotehnice; - creşterea valorii adăugate la produsele vegetale, prin activităţi de procesare şi de furajare a animalelor.
Aceste performante sunt reflectate şi în indicatorii financiari ai proiectului de investiţii, ai căror parametrii corespund cerinţelor FEADR. Durata de realizare a investiţiei este de 24 luni, iar durata de recuperare a investiţiei este de 5,9979 ani, rezultând faptul că S.C. AGROMEC SRL Măceşu de Jos prin prezentul proiect realizează o investiţie fezabilă.
Anexăm prezentului memoriu justificativ Anexa 2 cu indicatori financiari. Concluzionând atingerea obiectivelor fixate va transforma ferma intr-o exploataţie agricola viabila, având în vedere importanta economica, ecologica şi sociala a acesteia. Investiţia în utilaje şi maşini agricole, crearea unui parc de maşini performant se încadrează în cerinţele politicii agricole româneşti, membra a UE. Fundamentarea necesităţii şi oportunităţii investiţiei
Prin realizarea investiţiilor în utilaje şi maşini agricole se asigura creşterea nivelului de mecanizare a activităţii agricole.
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
57
The mechanization is the main factor of the increasing of the work productivity and of increasing the production due to the possibilities for good scheduling and a high qualitative level. Also, the mechanization is the main condition for capitalization of the production factors that enhance the production (irrigation, the agrobiological progress, etc.)
The need of machinery is determined by: the weighting degree on each tractor and combine, the usage degree of tractors and combines, the existence of a high disequilibrium between demand and offer, between the physical outturn în vegetal production over the EU members, the level of the work productivity în agriculture. - the degree of loading for tractor and combine.
The average of loading a tractor was of 55.1 ha of arable land în June 2004. The value of this indicator is much higher over the normal parameters for the actual conditions of Romania (25-35 ha/tractor). - High differences are still between Romania and other EU countries: 55 ha arable/tractor în Romania în comparison with: 4.2 ha arable land/tractor în Austria, 5.0 ha arable/tractor în Italy, 7.9 ha arable/tractor în Belgium, 14.6 ha arable/tractor în France, 12.5 ha arable/tractor în Germany, 10.9 ha arable/tractor în Greece, 11.8 ha arable/tractor în Portugal, etc.
Practically, the low degree of endowment with tractors of agriculture determines a reduced endowment with machineries.
The specific loading per combine for harvesting cereals highly differ with the region: between 51.5 ha/combine în the center region and 133.7 ha/combine în the South – East region; the North – East, North – West and Center have loadings per combine under the European average (79 ha/combine).
With the case of S.C. AGROMEC S.R.L Macesu de Jos, the loading degree of a tractor is over 89 ha that generates high delays and overpassing the right time for works.
In the Annex 1 there is presented the actual situation and the proposed by the investment project on the workload of agricultural and farm work during the performance compared to the optimal technology imposed. Failure to timely agrotechnical tillages lead to significant losses of quantitative and qualitative production. - The degree of usage of tractors and machinery.
The regional analysis of the tractors and combines endowment show that the mortgage degree of tractors is over the country average (71.3%) în South – East, South – West, North – West and Bucharest – Ilfov regions.
The equipments used by the S.C. AGROMEC S.R.L Măceşu de Jos are like fall within the values characteristic of the region in which they operate, most of which are manufactured in the period 1995-1996 and with a history of over 13 years and a degree of wear of 75%.
In the fleet of company owned cars, tractors and combines are in the advanced, were entered in the assets of the company during the period 1995-1996.
The exploitation of these machinery is hard to perform because of frequents defections, high fuel and lubricants consumption.
These reasons determine delays in carrying out agricultural work on time, turned in reducing delays and lost productivity production. The existence of a high disequilibrium between the tenderers and applicants mechanization services has conducted to the following: - high prices made by tractor owners (40-50% higher than the real price) - to the increasing of the price of the agricultural products;
Mecanizarea se manifesta ca principal factor de creştere a productivităţii muncii şi ca factor de creştere a producţiei agricole, datorita posibilităţilor pe care Ie oferă de a efectua lucrările agricole în cadrul perioadelor agrotehnice optime şi la un nivel calitativ ridicat. De asemenea, mecanizarea este condiţia hotărâtoare a valorificării celorlalţi factori de producţie care potenţează producţia agricola (irigaţiile, progresul agrobiologic etc).
Nevoia de investiţii în utilaje şi maşini agricole este determinata de: gradul de încărcare pe fiecare tractor şi combina, gradul de uzura al tractoarelor şi maşinilor agricole, existenta unui mare dezechilibru intre oferta şi cererea de servicii de mecanizare, existenta unor mari decalaje intre randamentele fizice obţinute în producţia vegetala din tara noastră fata de tarile Uniunii Europene, nivelul productivităţii muncii în agricultura. - gradul de încărcare pe tractor şi combina
Media gradului de încărcare pe un tractor fizic era de 55,1 ha teren arabil în iunie 2004. Valoarea acestui indicator (55,1 ha teren arabil/tractor) se situează, însa, mult peste parametrii normali pentru condiţiile actuale ale României (25-35 ha/tractor). - mari decalaje faţă de ţările Uniunii Europene: 55 ha teren arabil/tractor în Romania fata de: 4,2 ha teren arabil/tractor în Austria, 5,0 ha teren arabil/tractor în Italia, 7,9 ha teren arabil/tractor în Belgia, 14,6 ha teren arabil/tractor în Franta, 12,5 ha teren arabil/tractor în Germania, 10,9 ha teren arabil/tractor în Grecia, 11,8 ha teren arabil/tractor în Portugalia etc.
Practic, gradul redus de dotare cu tractoare al agriculturii determina şi o dotarea redusa cu maşinile agricole aferente.
Încărcătura specifică pe combina de recoltat cereale păioase, prezintă mari disparităţi în profil regional: încărcătura variază între 51,5 ha/combină în regiunea Centru şi 133,7 ha/combina în regiunea Sud-Est; regiunile Nord-Est, Nord-Vest şi Centru, au încărcătura pe combină sub valoarea mediei europene (79 ha/combină).
În cazul S.C. AGROMEC S.R.L Măceşu de Jos, gradul de încărcare pe tractor este de peste 89 ha/tractor, care generează întârzieri mari în executarea lucrărilor şi depăşirea perioadelor optime pentru executarea lucrărilor.
În Anexa 1 se prezintă situaţia existentă şi cea propusă prin proiectul de investiţii privind gradul de încărcare a utilajelor agricole şi perioada de realizare a lucrărilor agricole comparativ cu perioada optima impusa de tehnologie. Nerealizarea la timp a lucrărilor agrotehnice conduce la pierderi importante cantitative şi calitative ale producţiei.
- gradul de uzură al tractoarelor şi maşinilor agricole Analiza regională a vechimii parcului de tractoare şi
combine, arată că, gradul de amortizare a tractoarelor este peste media pe ţară (71,3%) în regiunile (Sud - Est, Sud-Vest, Nord - Vest, Bucureşti - Ilfov).
Echipamentele folosite de S.C. AGROMEC S.R.L Măceşu de Jos se înscriu în valorile caracteristice ale regiunii în care isi desfăşoară activitatea, majoritatea acestora fiind fabricate în perioada 1995-1996 şi având o vechime de peste 13 ani şi un grad de uzura 75%.
În privinţa parcului de maşini aflat în proprietatea societăţii, tractoarele şi combina sunt în stare avansata de uzură, fiind intrate în patrimoniul societăţii în perioada 1995-1996.
În exploatarea acestora apar greutăţi deosebite cauzate de defecţiunile dese, consumurile mari de combustibili şi lubrifianţi.
Aceste motive determină întârzieri în desfăşurarea lucrărilor agricole la timp, întârzieri transformate în diminuarea productivităţii şi pierderi de producţie. Existenta unui mare dezechilibru intre ofertanţii şi solicitanţii de servicii de mecanizare, care conduce la următoarele: - tarife mari ale proprietarilor de tractoare (40-50% mai mari decât costurile reale);
- urcarea costului produselor agricole obţinute;
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
58
- the impossibility of making the soil tillage în time. The existence of large gaps between yields
individuals obtained in the production plant of our country, compared to EU countries. Achieving agricultural production increased, in terms of making investments in tractors and agricultural machinery and, therefore, in terms of making work mechanized quality is possible only by observing technologies specific culture. Along with investment in machinery and agricultural machinery, irrigation of more than 50% of cultivated areas, the use of varieties with high potential, weed, pest and plant diseases - factors of production important role in the development of technologies and in achieving production agricultural competitive (high yields and quality at a price: the cost low). The level of the work productivity în agriculture
The comparative analysis of the work productivity (the raw plus value / worker) shows significant differences between Romanian and EU agriculture. In the year 2002, the EU productivity level varies between 5,100 EUR per person employed in Portugal and 41,651 EUR per person employed in the Netherlands, up from 1,818 EUR per person employed in Romania, the number of people employed in agriculture in Romania is the higher in Europe.
The upward data show that the minimum of this indicator among the European countries (recorded în Portugal) was 2.8 times higher than în Romania în 2002 and the maximum (recorded în Holland), of approximatively 23 times higher.
The reduction of the differences comparative EU regarding this indicator need the acquiring of good machinery and, on the other side, the reduction of people employed in agriculture, both by developing other sectors of national economy, especially through rural development.
By acquiring new machinery the work productivity will reach a higher level due to shorter time need to perform work operations.
S.C. AGROMEC S.R.L Macesu de Jos expresses its option for a sustainable agriculture system that assume, în fact, the respecting and introduction în the agricultural activity of the measures included within the environment friendly practices, for so called anthropic activities for the environment: scientifical using of the technological components (soil tillage, crop rotation, fertilization, irrigation, pest control by biological means).
Among the main measures we mention: - the performing the tillage în the right time - the reduced using of the heavy machinery for soil
preparation that can affect and even kill the soil organisms as well as of the increasing of the contact surface of tyres;
- keeping not cropped lands between the cultivated plots; - crop varieties and hybrids that have a high productivity
and are adapted to local conditions; - the applying of the organic material resulted from
animal farm for fertilizing crops. - irrigations will achieve a correct distribution of water,
the farm being included în reglementations of 2000/60/CE order;
- - phyto-sanitary substances used will be approved for use in standard conditions of plant protection products.
- imposibilitatea realizării lucrărilor agricole în termen optim. Existenta unor mari decalaje intre randamentele fizice
obţinute în producţia vegetala din tara noastră, fata de tarile UE. Obţinerea unor producţii agricole ridicate, în condiţiile efectuării unor investiţii în tractoare şi maşini agricole si, prin urmare, în condiţiile efectuării unor lucrări mecanizate de calitate, este posibila numai cu respectarea tehnologiilor de cultura specifice. Alături de investiţiile în utilaje şi maşini agricole, irigarea a peste 50% din suprafeţele cultivate, utilizarea unor soiuri cu potenţial ridicat, combaterea buruienilor, a dăunătorilor şi bolilor plantelor - factori de producţie cu rol important în realizarea unor tehnologii performante şi în obţinerea unor producţii agricole competitive (producţii ridicate şi de calitate la un preţ: de cost scăzut). Nivelul productivităţii muncii în agricultură
Analiza comparativa a productivităţii valorice a muncii (valoarea adăugată brută/persoana ocupată) relevă decalaje importante, între agricultura românească şi cea comunitară. La nivelul anului 2002, în cadrul UE, nivelul productivităţii muncii oscilează între 5.100 EUR/persoană ocupata în Portugalia şi 41.651 EUR / persoană ocupată în Olanda, faţă de numai 1.818 EUR / persoană ocupată în Romania, numărul persoanelor ocupate în agricultură în România fiind cel mai ridicat în Europa.
Datele de mai sus ne arata ca, minimul acestui indicator în rândul tarilor comunitare (înregistrat în Portugalia) era în anul 2002 de 2,8 ori mai mare decât cel din România, iar maximul (înregistrat în Olanda) de aproximativ 23 ori mai mare.
Reducerea decalajelor faţă de UE la acest indicator, necesită, pe de o parte, realizarea de investiţii în echipamente tehnice, iar pe de altă parte, reducerea populaţiei ocupate în agricultura, atât prin dezvoltarea celorlalte sectoare ale economiei naţionale, dar mai ales prin dezvoltarea rurală.
Prin achiziţia de echipamente noi productivitatea muncii va atinge un nivel mai ridicat decât în prezent prin scurtarea timpului necesar realizării lucrărilor agricole.
S.C. AGROMEC S.R.L Macesu de Jos îşi exprima opţiunea pentru un sistem de agricultura durabilă, care presupune respectarea şi introducerea în activitatea agricolă a măsurilor precizate în Codul bunelor practici agricole, pentru aşa numitele activităţi antropice sau practici agricole prietenoase fata de mediul înconjurător: utilizarea ştiinţifică, armonioasă a tuturor componentelor tehnologice (Iucrările solului, rotaţia culturilor, fertilizare, irigare, combaterea bolilor şi dăunătorilor inclusiv prin metode biologice).
Printre principalele măsuri menţionăm: - efectuarea în perioada optima de lucrabilitate şi traficabilitate; - folosirea cât mai redusă a agregatelor agricole agresive
pentru afânarea şi mărunţirea solului, care pot afecta organismele din sol, precum şi mărirea suprafeţei de contact a roţilor;
- păstrarea de spaţii necultivate între cele cultivate; - soiuri şi hibrizi cu un potenţial genetic ridicat şi adaptaţi
condiţiilor locale; - aplicarea materialelor organice reziduale provenite
din sectorul zootehnic fertilizarea solului; - irigaţiile se vor realiza cu echipamente performante ce vor
asigura o distribuţie raţională a apei în sol, exploataţia agricolă aflându-se şi într-o zonă supusă aplicării nr. 2000/60/CE;
- substanţele fito-sanitare utilizate vor fi omologate în condiţiile standardului pentru utilizarea produselor de protecţie a plantelor.
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
59
Table 2 / Tabel 2
The description of the machinery that will be acquired by the project /
Descrierea echipamentului care va fi achizitionat prin proiect
Nr. crt.
Specification / Specificaţii pieces Value
(no VAT) [RON]
VAT [RON]
Total With VAT
[RON]
1. Tractor 275 CP / Tractor 275 CP 1 634.537 / 634,537 120.562 / 120,562 755.099 / 755,099
2. Tractor 132 CP / Tractor 132 CP 1 321.792 / 321,792 61.140 / 61,140 382.932 / 382,932
3. Combine / Combină 1 1.151.026 / 1,151,026 218.695 / 218,695 1.369.721 / 1,369,721
4. Scarificator / Scarificator 1 53.804 / 53,804 10.223 / 10,223 64.027 / 64,027
5. Plow with 7 furrows / Plug cu 7 trupiţe 1 147.986 / 147,986 28.117 / 28,117 176.103 / 176,103
6. Plow with 4 furrows / Plug cu 4 trupiţe 1 53.518 / 53,518 10.168 / 10,168 63.686 / 63,686
7. Trailer / Remorcă 1 62.843 / 62,843 11.940 / 11,940 74.783 / 74,783
8. Disc harrow / Plug cu discuri 1 165.463 / 165,463 31.438 / 31,438 196.901 / 196,901
9. Combinator / Combinator 1 79.381 / 79,381 15.082 / 15,082 94.463 / 94,463
10. Cereal drill / Tocător cereale 1 128.461 / 128,461 24.408 / 24,408 152.869 / 152,869
The tractors acquired by this project have a working
capacity of 12 ha/day, the 275 HP one and 6 ha/day, the 132 HP one with plowing în function of the soil and clime conditions.
The plowing period is about 20 days for the wheat crop, work that is done in în August. In October, before the sowing operations, the same surface needs a harrowing, the capacity of the machinery being of 40 ha/day, the tractor of 275 HP and of 20 ha/day for the 132 HP tractor.
For the rest of the crops there will be performed fall plowing în October – November, the harrowing being made în the spring before drilling.
There were, also, taken into account the following: - current need of the farm as regard the number of machinery and annexes; - the developing strategy of the farm and the subsequent need of mechanical basis; - the technical features of the machinery; - the cost/outturn ratio; - the average level of maintenance expenses for the machinery.
The need to not depend of the climatic conditions, the investment for new equipments being paramount.
The equipments will be acquired în accordance with the environment protection. The distribution of the machinery will be made according with the cropping technology.
Taking account of the condition assumed by the project we consider that the machinery that we proposed to be acquired comply with the needs of S.C. AGROMEC S.R.L Macesu de Jos. CONCLUSIONS
Mechanization of agricultural production processes is a prerequisite în promoting technical progress and raising the quality of work and economic efficiency.
Ensuring mechanical technologies în judicious conjunction with the most advanced culture technologies is achieved by a specific management where the first component is to ensure technical equipment.
Using FEADR funds for agricultural endowment is made by eligible projects that contains the following elements: activity objects, targeted objectives, substantiate the need and appropriateness of the investment, describing the proposed acquisition and presentation of financial indicators.
Following the investment, agricultural works contained în cultural set up will take place în the optimal
Tractoarele achiziţionate prin acest proiect au o capacitate de lucru de 12 ha/zi cel de 275 CP, respectiv 6 ha/zi cel de 132 CP la arat în funcţie de condiţiile de sol şi climă.
Perioada de arat este de aproximativ 20 zile pentru cultura de grâu, lucrare ce se realizează în luna august. În luna octombrie, anterior realizării lucrărilor de însămânţare, aceeaşi suprafaţă necesită o discuire, capacitatea de lucru a utilajului fiind de peste 40 ha/zi tractorul de 275 CP respectiv 20 ha/zi pentru cel de 132 CP.
Pentru restul culturilor se realizează arături de toamnă, în lunile octombrie - noiembrie, discuirea realizându-se primăvara, înainte de semănat.
În definitivarea listei obiectivelor investiţiei s-au avut în vedere: - nevoile curente ale societăţii privind numărul de maşini
agricole, utilajele agricole şi echipamentele anexe; - strategia de dezvoltare a societăţii şi nevoile viitoare
de forţă mecanică; - caracteristicile tehnice ale maşinilor şi utilajelor; - raportul cost de achiziţie / randament de lucru; - nivelul mediu al cheltuielilor de întreţinere pentru
maşinile şi utilajele propuse prin proiect. Nevoia de a nu depinde de condiţiile climaterice, investiţia în
echipamente noi de irigaţii fiind majoritară în proiectul de investiţii. Utilajele ce vor fi achiziţionate vor respecta normele
privind protecţia mediului. Distribuţia echipamentelor se va face funcţie de tehnologiile de cultură.
Ţinând cont de condiţiile asumate prin proiect, considerăm că utilajele propuse prin proiect răspund cerinţelor agro-tehnologice pentru desfăşurarea activităţii în condiţii optime la S.C. AGROMEC S.R.L Măceşu de Jos. CONCLUZII
Mecanizarea proceselor de producţie din agricultură reprezintă o condiţie obligatorie în promovarea progresului tehnic, ridicarea calităţii lucrărilor şi eficienţei economice.
Asigurarea tehnologiilor mecanice într-o judicioasă corelaţie cu cele mai avansate tehnologii de cultură se poate realiza printr-un management specific în care prima componentă o reprezintă asigurarea echipamentelor tehnice.
Utilizarea fondurilor FEADR pentru dotarea cu tehnica agricolă se face prin proiecte eligibile ce conţin următoarele elemente: obiecte de activitate, obiectivele vizate, fundamentarea necesităţii şi oportunităţii investiţiei, descrierea achiziţiilor propuse şi prezentarea indicatorilor financiari.
În urma realizării investiţiei, lucrările agricole cuprinse în planul culturilor înfiinţate se vor desfăşura în perioade
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
60
period with qualitative indicators of performance without negative environmental effects. Duration investment is 24 months and recovery time is up to 6 years, achieving a profitable activity. REFERENCES [1]. Alecu I. (1991) – Management and marketing în agriculture, Ceres Publishing House, Bucharest, Romania; [2]. Gangu V., Naghui A., Nicolescu M. (2004) - Perspectives of mechanizing the Romanian agricuture – International Conference UNACOMA; [3]. Mihai A., Nicolescu M., Bria N., Gualtiero B. (2008) - Management of cereal crops and technical plants mechanization, SCIENTIFIC PAPERS - INMATEH III, no. 26, Bucharest, Romania; [4]. Popescu S., Badescu M. (1992) - Diagnosis and technical maintenance of tractors, Ceres Publishing House, Bucharest, Romania; [5]. Sandru A., Badescu M. (1981) – Reducing the power consumption through the aggregates rational capitalization, Scrisul Romanesc Publishing House, Romania; [6].
xxx Global Business Management, S.C MAP (2009) -
Performant agricultural machines – Modernization of vegetal farm of S.C AGROMEC Macesu de Jos, project FEADR – M121.
optime la indici calitativi de performanţă fără efecte negative asupra mediului. Durata de realizare a investiţiei este de 24 luni, iar durata de recuperare de până la 6 ani, realizându-se o activitate profitabilă. BIBLIOGRAFIE [1]. Alecu I. (1991) – Managementul şi marketingul în agricultura, Editura Ceres, Bucureşti, România; [2]. Gângu V., Naghiu A., Nicolescu M. (2004) - Perspectivele mecanizarii agriculturii românesti în Romania, Conferinta Internationala UNACOMA;
[3]. Mihai A., Nicolescu M., Bria N., Gualtiero B. (2008) - Managementul mecanizării culturilor de cereale şi plante tehnice, LUCRĂRI ŞTIINŢIFICE - INMATEH III, nr. 26, Bucureşti, România; [4]. Popescu S., Badescu M. (1992) - Diagnosticarea şi intretinerea tehnica a tractoarelor, Editura Ceres, Bucureşti, România; [6]. Sandru A., Badescu M. (1981) – Reducerea consumului de energie prin exploatarea rationala a agregatelor agricole, Ed. Scrisul Romanesc, România; [7].
xxx Global Business Management, S.C MAP (2009) -
Maşini agricole performante – Modernizarea fermei vegetale apartinand S.C AGROMEC Măceşu de Jos, proiect FEADR – M121.
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
61
STUDY REGARDING THE INFLUENCE OF COMBUSTION GAS ON THE QUALITY OF CEREALS WITHIN THE DRYING PROCESS
/ STUDIU PRIVIND INFLUENTA GAZELOR DE ARDERE ASUPRA CALITATII CEREALELOR IN
PROCESUL DE USCARE
Ph.D. Eng. Călin L.1)
,Prof. Ph.D. Eng. Ionel I.1)
, Prof. Ph.D. Eng. Jadaneant M.1)
, Ph.D. Eng. Bria N.
2), Prof. Ph.D. Eng. Bojic M.
3)
1)Politehnica University Timisoara,
2)INMA Bucharest
3)Faculty of Mechanical Engineering of Kragujevac, Serbia
Abstract. The paper presents some observations on the necessity of optimizing the drying process by using convection technology for storage the grain products in the context of efficient storage and cereal preservation,in order to be in accordance with the European requirements of quality and food safety. Drying seed grain for storage for long periods is one method used on a very large-scale in agriculture and food industry, but it must take into account the characteristics of drying parameters and the process should be accomplished without damaging the quality of cereals. The purpose of performing the noxious gas measurements , resulting from the combustion process of propane to obtain the necessary gas mixture with fresh air for drying grain was to demonstrate that holding burning compounds in extraction of moisture from the grain, using this type of dryer through convection does not affect the food products in terms of safety. Keywords: drying agent temperature, drying process, final moisture, pollutant emissions
INTRODUCTION
Upper capitalizing of cereals is a complex activity, which consists primarily in a conditioning appropriate to ensure the premises to preserve in good conditions the harvest until processing and storage, as well as an appropriate storage which does not affect the organoleptic and technical characteristics of cereals. Most events that occur due to physiological processes taking place with different intensities during the storage of cereals, mostly with very serious consequences, are determined by their humidity, which exceeds the maximum permissible amount for
storage. Increasing humidity with only 23% over these
ranges enhances 1020 times breathing and ensures conditions for the development of microorganisms.
Losses of starch occur while heat, carbon dioxide and water are produced [2], according to relationship (1):
Rezumat. Lucrarea prezintă câteva observaţii privind necesitatea optimizării proceselor de uscare prin convecţie utilizând tehnologiile de păstrare a produselor cerealiere, în contextul eficientizării activităţilor de depozitare şi păstrare a cerealelor, de aliniere la cerinţele de calitate şi siguranţă alimentară europene. Uscarea seminţelor de cereale în vederea depozitării pe perioade îndelungate este o metodă utilizată pe scară foarte largă în agricultură şi industria alimentară, dar care trebuie să ţină seama de caracteristicile parametrilor de uscare, iar procesul să se desfăşoare fără deprecierea calitativă a cerealelor. Scopul efectuării măsurătorilor de noxe, rezultate în urma procesului de ardere a propanului în vederea obţinerii gazelor de ardere necesare amestecului cu aer proaspăt pentru uscarea cerealelor, a fost acela de a demonstra că participaţia compuşilor de ardere în procesul de extracţie a umidităţii din cereale utilizând acest tip de uscător, prin convecţie, nu afectează din punct de vedere al siguranţei alimentelor inocuitatea acestora.
Cuvinte cheie: emisii poluante, proces de uscare, umiditate finală, temperatura agentului de uscare
INTRODUCERE
Valorificarea superioară a cerealelor reprezintă o activitate complexă, ce constă în primul rând, într-o condiţionare corespunzătoare, care să asigure premisele păstrării în bune condiţii a recoltei, până în momentul prelucrării, precum şi o depozitare în bune condiţii care să nu afecteze caracteristicile organoleptice şi tehnologice ale cerealelor. Cele mai multe fenomene care au loc datorită proceselor fiziologice ce se desfăşoară cu intensităţi diferite pe timpul depozitării cerealelor, în majoritate cu consecinţe deosebit de grave, se datorează umidităţii acestora, valoare ce depăşeşte limita maximă admisă pentru depozitare. Creşterea umidităţii cu numai 2÷3 % peste aceste limite intensifică respiraţia de 10÷20 de ori şi asigură condiţii pentru dezvoltarea microorganismelor.
Totodată au loc pierderi de amidon, degajându-se căldură, bioxid de carbon şi apă [2], conform relaţiei (1):
C8H12O6 + 8 O2 = 8CO2 + 6H2O + 674 [kcal] (1)
Following the temperature increases, breathing increases further, focusing on degenerative process. Through water condensation on the surface of the products autoheating occurs, and smell becomes increasingly persistent. At the present moment, the attention is increasingly focussed on controlling mycotoxins in food. These are chemical combinations that are hazardous to human health and animals, which can cause micotoxicoze and even cancer [2, 4]. There are a lot of grain storage systems, but keep dry is currently the most widely used system, regardless of destination, whereas in these conditions physiological processes result under very low intensity, microorganisms do not exceed the conditions of growth, and therefore the economic efficiency of the system is proved. The objective is reducing humidity of grain mass to the balance humidity, at which storage may be performed for a long time without losses [6.7].
În urma creşterii temperaturii, respiraţia creşte şi mai mult, accentuându-se procesul degenerativ. Prin condensarea apei pe suprafaţa produselor are loc o autoîncălzire, mirosul neplăcut devenind din ce în ce mai persistent. În prezent, se acorda din ce în ce mai multă atenţie controlului micotoxinelor aflate în produsele alimentare. Acestea reprezintă combinaţii chimice ce sunt periculoase pentru sănătatea oamenilor şi animalelor, care pot cauza micotoxicoze şi chiar cancer [2, 4]. Există numeroase sisteme de păstrare a cerealelor, dar păstrarea în stare uscată constituie în prezent sistemul cel mai larg utilizat, indiferent de destinaţie, întrucât în aceste condiţii procesele fiziologice decurg cu intensitate deosebit de mică, microorganismele nu depăşesc condiţiile de dezvoltare, fiind deci eficient economic. Obiectivul uscării este scăderea umidităţii masei de cereale până la cea de echilibru, la care păstrarea se poate face timp îndelungat, fără pierderi [6,7].
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
62
THE PURPOSE OF EXPERIMENTAL RESEARCH
Drying is one of the best methods of conservation of harvested grain. Drying reduces moisture storage products to the value specific to each plant: cereals, up to 14% and oilseed plants up to 9%. Knowledge and control processes inside the drying, product temperature, drying agent temperature, air temperature and humidity can lead to the smooth conduct of the process of drying, reduce drying period, with favorable effects on fuel consumption [8.9 ]. In order to store for a long period of time, and for maintaining the organoleptic qualities, cereals, are subjected to drying process.
Low humidity in the grains is the most important factor to protect them from mycological contamination [11,12].
Incompletely dried cereals or those dried slowly may begin to go mouldy and depreciate. It is, therefore, important to choose suitable schemes for drying and grain drying should be achieved before being affected by fungi or mushrooms. In order to achieve the research objectives were pursued the following: - Determination of optimum temperature variation of the
drying agent according to seed moisture for preservation of germination and minimum energy consumption;
- Influence of environment and material parameters on fuel consumption;
- Determination of the temperature gradient within the drying chamber;
- Study the influence of drying process on cereals quality to obtain healthy products;
- Study the influence of drying agent to obtain healthy products in accordance with food safety.
MEASUREMENT OF POLLUTANT EMISSIONS FROM THE COMBUSTION GASES OF DRYING AGENT
The purpose of the measurements of particulate matter, resulting from the combustion process of propane to obtain the necessary fuel gas mixture with fresh air for drying grain, was to demonstrate that holding burning compounds in extraction of moisture from the grain using this type of dryer type GSI - 1226, through convection, does not affect their food safety for dry cereals intended for alcohol. Drying agent is the mixture of gases and fresh air introduced by a fan [5.12]. As regarding the control of pollutant emissions from the combustion gases of the dryer drying agent, it was used a gas analyzer [5], TESTO 350 M / XL (Fig. 1). There were made a total of 14 batches of drying, for the following varieties of hybrid semilatent of maize: Colomba, Florence and PR35P12.
SCOPUL CERCETARII EXPERIMENTALE
Uscarea, este una dintre cele mai bune metode de conservare a cerealelor recoltate. Prin uscare se reduce umiditatea produselor până la valoarea de depozitare specifică fiecărei plante: cereale, până la 14% iar seminţe oleagine de plante de până la 9%. Cunoaşterea şi controlul proceselor din interiorul camerei de uscare, temperatura produsului, temperatura agentului de uscare, temperatura şi umiditatea aerului, pot conduce la desfăşurarea în bune condiţii a procesului de uscare, reducerea duratei uscării, cu consecinţe favorabile asupra consumului de combustibil [8,9]. În vederea păstrării pe o perioada cat mai lunga, precum si pentru menţinerea calităţilor organoleptice, cerealele, sunt supuse procesului de uscare.
Umiditatea redusă în cereale este cel mai important factor pentru a le proteja de contaminarea micologică [11,12].
Cerealele neuscate în întregime sau cele uscate lent pot începe să se mucegăiască şi se depreciază. De aceea, este important să alegem regimuri potrivite de uscare şi este necesară uscarea cerealelor înainte de a fi afectate de fungi sau ciuperci. În vederea realizării obiectivelor cercetării s-au urmărit următoarele: - Determinarea variaţiei optime a temperaturii agentului de
uscare în funcţie de umiditatea seminţelor, pentru conservarea germinaţiei şi a unui consum minim de energie;
- Influenţa parametrilor mediului ambiant şi a materialului asupra consumului de combustibil;
- Determinarea gradientului de temperatură în interiorul camerei de uscare;
- Studierea influenţei procesului de uscare asupra calităţii cerealelor în vederea obţinerii de produse sănătoase;
- Studierea influenţei agentului de uscare în vederea obţinerii de produse sănătoase, în conformitate cu normele privind siguranţa alimentară.
MĂSURAREA EMISIILOR POLUANTE DIN GAZELE DE ARDERE ALE AGENTULUI DE USCARE
Scopul efectuării măsurătorilor de noxe, rezultate în urma procesului de ardere a propanului în vederea obţinerii gazelor de ardere necesare amestecului cu aer proaspăt pentru uscarea cerealelor, a fost acela de a demonstra că participaţia compuşilor de ardere în procesul de extracţie a umidităţii din cereale utilizând acest tip de uscător, prin convecţie, tip GSI - 1226, nu afectează din punct de vedere al siguranţei alimentelor inocuitatea acestora pentru cerealele uscate destinate obţinerii de alcool. Agentul de uscare este reprezentat de amestecul de gaze de ardere şi aer proaspăt introdus printr-un ventilator [5,12]. În vederea efectuării controlului emisiilor poluante din gazele de ardere ale agentului de uscare ale uscătorului, s-a utilizat un analizor de gaze[5], TESTO 350 M/XL (fig. 1). S-au efectuat un număr de 14 şarje de uscare, pentru următoarele soiuri de hibrizi de porumb semitardivi: Colomba, Florencia şi PR35P12.
Fig. 1 - Activity of measuring emission levels of gases during the drying of corn / Activitate de achiziţie a valorilor emisiilor poluante din gazele de ardere pe timpul uscării porumbului
1 – dryer / uscător, 2 – acquisition system / sistem de achiziţie; 3 – data sampling probe / sondă prelevare date
To make measurements, it was used a specific method encountered in cases of drying of grains, with
Pentru efectuarea măsurătorilor, s-a recurs la o metodică specifică utilizată în cazurile uscării cerealelor, cu respectarea
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
63
respect of the specific rules for safety and working conditions. Before feeding the dryer with the amount of 20 tonnes of maize were taken samples and were monitored physical index values and characteristics of corn drying agent and the environment as follows:
- Initial humidity: 2030%;
- Final humidity: 1414.5%; - Temperature of drying agent in the upper burner:
95110°C; - Temperature of drying agent in the lower burner:
8090°C;
- Ambient temperature: 20.424°C;
- Relative air humidity: 5052.3%. then through a cover, a data sampling probe was placed alternately in the two parts of the predrying chamber of the dryer. The TESTO equipment was connected to a laptop and a data acquisition system [5, 12], all during drying corn process in the 14 batches (fig. 2).
Measurements allowed the acquisition of CO concentration values, NO, H2S, NOx, and H2 and their variations are evidenced in fig 4, 5 and 6. Measurement of emission of gases of drying agent were performed using Gas-analyzer TESTO 350 M / XL. It is a powerful device for determining the gaseous emissions of burning gases, their determination being accomplished in special cells, following electro-chemical reaction-type Peltier [5].
normelor specifice de protecţia muncii şi lucru în condiţii deosebite. Înainte de alimentarea uscătorului cu cantitatea de 20 tone de porumb, s-au luat probe şi s-au monitorizat valorile indicilor fizici ai porumbului şi caracteristicile agentului de uscare şi ale mediului ambiant astfel:
- Umiditate iniţială = 2030 %;
- Umiditatea finală = 1414,5 %; - Temperatura agentului de uscare în arzătorul superior:
95110°C; - Temperatura agentului de uscare în arzătorul inferior
= 8090°C;
- Temperatura mediului ambiant: 20,424°C;
- Umiditatea relativă a aerului: 5052,3 %; apoi, prin intermediul unui capac de vizitare s-a introdus sonda pentru prelevarea datelor, alternativ în cele două porţiuni ale camerei de preuscare a uscătorului. Echipamentul TESTO a fost racordat la un laptop şi la un sistem de achiziţie de date [5, 12], pe tot timpul uscării porumbului în celor 14 şarje (fig. 2).
Măsurătorile efectuate au permis achiziţia valorilor concentraţiilor CO, NO, H2S, NOx, şi H2 iar variaţiile acestora sunt materializate în figurile 4, 5 şi 6. Măsurarea emisiilor poluante din gazele de ardere ale agentului de uscare s-au efectuat cu ajutorul gazo-analizorului TESTO 350 M/XL. Acesta este un echipament performant de determinare a emisiilor gazoase din gazele de ardere, determinarea acestora realizându-se în celule speciale, în urma unor reacţii electro-chimice de tip Peltier [5].
Fig. 2 - Measuring system, data aquisition and processing / Sistem de măsurare, achiziţie şi prelucrare date
The gases considered are SO2, CO, CmHn, O2, NO and
NO2. The analysis unit is equipped with two inputs for temperature sensors: one for determining the temperature of taken gases and one for other uses, e.g. for determining ambient temperature (fig. 3 a).
Gazele analizate sunt SO2, CO, CmHn, O2, NO şi NO2. Unitatea de analiză este echipată cu două intrări diferite pentru senzorii de temperatură: una pentru determinarea temperaturii gazelor prelevate şi una pentru altă utilizare, spre exemplu pentru determinarea temperaturii ambiante (fig. 3 a).
Fig. 3 – Gas - analyzer TESTO 350 M / XL a - unit of analysis / unitatea de analiză, b - control unit / unitatea de control, c - Gas sampling probe / Sonda de prelevare a gazelor / Gazo – Analizorul TESTO 350 M/XL
The control unit (Fig. 3.b) is a measuring device that can be used independently of the unit of analysis, but not for
Unitatea de control (fig. 3.b) este un dispozitiv de măsurare ce poate fi utilizat şi independent de unitatea de
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
64
determining the gaseous emissions. It is equipped with input jacks at which can be connected (in addition to the unit of analysis) temperature sensors, humidity, speed, turbulence, pressure, current and voltage, and speed. Measured data can be transferred to a PC via a serial interface type. The device can be equipped with multiple gas probessampling probe (Fig 3.c). MESUREMENTS RESULTS
Following the measurement process, the values measured in the form of volume concentration (ppm) were converted into mass concentrations and reported to a reference value of oxygen, O2% = 19%, resulting in the laws of variation of CO, NO, H2S, NOx , and H2 [11.12]. Due to construction conditions were taken values both at the bottom and the top of the dryer (Fig. 4, 5, 6).
analiză, însă nu pentru determinarea emisiilor gazoase. Este echipat cu mufe de intrare la care pot fi conectaţi (pe lângă unitatea de analiză) senzori de temperatură, umiditate, viteză, turbulenţă, presiune, curent şi tensiune, precum si turaţie. Datele măsurate pot fi transferate şi către un PC printr-o interfaţă tip serială. Aparatul poate fi echipat cu mai multe sonde de prelevare a gazelor (fig 3.c).
REZULTATE
În urma procesului de măsurare, valorile determinate, sub forma concentraţiei volumice (ppm) au fost transformate în concentraţii masice şi raportate la o valoare a oxigenului de referinţă, O2 % = 19 %, rezultând legile de variaţie ale CO, NO, H2S, NOx, şi H2[11,12]. Datorită condiţiilor constructive s-au prelevat valori atât din partea inferioară cât şi cea superioară a uscătorului (fig. 4, 5, 6).
Fig. 4 - Diagram for CO variation in he process of maize drying /
Diagrama de variaţie a CO, la uscarea porumbului
Fig. 5 - Diagram for NO , H2S variation in the process of maize drying /
Diagrama de variaţie a NO, H2S la uscarea porumbului
The average value measured for 400-450 mg/m3 CO,
indicates a normal operation of burner, values achieved for the beginning of the drying process, followed by an increase of approx. 10 to 15% at the end of the drying process.
Valoarea medie măsurată de cca. 400-450 mg/m3,
a CO, indică o funcţionare normală a arzătorului, valori realizate pentru partea de început a procesului de uscare, urmată de o creştere cu cca. 10 – 15 %, pe sfârşitul procesului de uscare.
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
65
Fig. 6 - Diagram for NOx, H2 variation during maize drying /
Diagrama de variaţie a NOx, H2 la uscarea porumbului
Values for NO, H2S, NOx, H2 frame within the normal
range. NO and NO x have 2 peaks, which are within acceptable limits. Other values of H2 and H2S are very favorable, according to specifications. And measurements were repeated at the top and the values obtained confirmed those obtained in predrying lower chamber, with the observation that the average values of CO are about. 700 mg/m3. To check the results have taken batches samples subjected to drying process and have been conducted laboratory analyses. The results presented in the analysis report, conducted by gas chromatography emphasized the presence in the product of quantities of heavy metals (lead <0.025 ppm) below the allowable minimum limit, respectively absence of cadmium.
CONCLUSION
Capitalizing on top of cereal seed is a complex action, which is primarily a conditioning appropriate to ensure the premises of harvest storage in good condition until processing. Seeds are perishable products that maintain physiological activity even after harvest, during storage and disposal. Most dryers use as heat drying agent a mixture of air and gases.
The gases produced by combustion of gaseous or liquid fuels are mixed with air to a temperature suitable to material subject to drying.
To use the gases as the drying agent is necessary to use fuel with a negligible content of sulfur, soot and ash without determinig gas and ash apparition and their participation in air mixture - gases does not exceed 3 to 5%, so that its properties be similar to the air characteristics. In these circumstances we consider that the mixture of air and gases can be used with good results -chart 1 + x - x of moist air, which provides the solution of convection drying of grain yield as a very good result of direct contact between the drying agent and material subject to drying, and food safety considerations ( by replacing dry cereal products using drying agents with similar properties of air). Among the existing drying methods for large work capacity, convection drying is the most used, being sometimes preceded by a warm-grain pipeline. REFERENCES [1]. Arkema – Baker, ş.a. (1997) – Modeling and analysis of mixed-flow grain dryer, ASAE; [2]. Banu M. (1998) – Manual of food engineer, Technical Publishing House, Bucharest, Romania; [3]. Bria, N., ş.a. (1965) – Mechanization of production in
Valorile pentru NO, H2S, NOx, H2, se încadrează în limitele normale. NO şi superioară iar valorile obţinute au confirmat cele obţinute în camera de preuscare inferioară, cu observaţia că valorile medii NOx - ul au 2 vârfuri, care se încadrează în limitele acceptate. Celelalte valori H2 şi H2S sunt situate la valori foarte favorabile, conform normelor. S-au repetat măsurătorile şi la partea ale CO sunt de cca. 700 mg/m
3. Pentru
verificarea rezultatelor s-au luat probe din loturile supuse procesului de uscare şi s-au efectuat analize de laborator. Rezultatele materializate în buletinele de analiză, realizate prin gazcromatografie au evidenţiat prezenţa în produs a unor cantităţi de metale grele (plumb < 0,025 ppm) sub limita minimă admisibilă, respectiv, lipsa cadmiului.
CONCLUZII
Valorificarea superioară a seminţelor de cereale reprezintă o acţiune complexă, care constă în primul rând într-o condiţionare corespunzătoare care să asigure premisele păstrării recoltei în bune condiţii până în momentul prelucrării. Seminţele sunt produse perisabile, care îşi menţin activitatea fiziologică chiar şi după recoltare, în timpul păstrării şi depozitării. Majoritatea uscătoarelor folosesc ca agent termic de uscare un amestec de aer şi gaze.
Gazele produse prin arderea combustibililor gazoşi sau lichizi sunt amestecate cu aer până la o temperatură corespunzătoare materialului supus uscării.
Pentru a putea utiliza gazele de ardere ca agent de uscare, este necesar să se utilizeze combustibili cu un conţinut neglijabil de sulf, fără antrenarea de funingine sau cenuşă, iar participaţia acestora în amestecul aer - gaze de ardere să nu depăşească
35 %, astfel încât proprietăţile acestuia să fie similare cu ale aerului. În aceste condiţii putem aprecia că pentru amestecul de aer şi gaze de ardere se poate utiliza cu bune rezultate diagrama i 1 + x - x a aerului umed, fapt ce oferă soluţiei de uscare a cerealelor prin convecţie atât un randament foarte bun, urmare a contactului direct dintre agentul de uscare şi materialul supus uscării, precum şi considerentelor de siguranţă alimentară prin inocuitatea produselor cerealiere uscate utilizând agenţi de uscare cu proprietăţi similare ale aerului. Dintre metodele de uscare existente, pentru capacităţi de lucru mari, uscarea prin convecţie este cea mai folosită, ea fiind uneori precedată de o preîncălzire prin conducţie a cerealelor. BIBLIOGRAFIE [1]. Arkema – Baker. ş.a. (1997) – Modelarea şi analiza uscătoarelor de cereale, ASAE; [2]. Banu M. (1998) – Manualul inginerului din industria alimentară, vol. I, Editura Tehnică, Bucureşti, România; [3]. Bria, N., ş.a. (1965) – Mecanizarea lucrărilor în
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
66
technical plant crops, Agro – Forestry Publishing House, Bucharest, Romania; [4]. Cao, CW. (2004) – Research modeling and simulation of mixed flow grain dryer, Brasil; [5]. Ionel I. (2004) – Energo - Ecology of fossil fuels, Politehnica Publishing House, Timisoara; [6]. Luikov A.V. (1966) – Heat and mass transfer in capilar – porous bodies, London, United Kingdom; [7]. Sitompul, J.P., Stadi I. and Sumardiono S. (2003) – Modeling and simulation of momentum heat and mass transfer in a deep-bed grain dryer, Drying tehnology, vol
21, pag. 217-229; [8]. Segal B., Porneală S., a.o. (1991) – Energy savings in food industry, Tehnical Publishing House, Bucharest, Romania; [9]. Sruha, R.N., a.o. – Grain storage, Translation from the University Winipeg - Manitoba, Canada, The Avi Publishing Company; [10]. Thierer, L., ş.a. (1971) – Technology of receipt, storage, conditioning and preservation of agricultural products. Ceres Publishing House, Bucharest, Romania; [11]. Ţucu, D. (2007) – Integrated technology systems for milling and baking. Horizons University Publishing
House, Timisoara, Romania; [12]. *** www.mgtrade.ro
cultura plantelor tehnice, Editura Agro – Silvică, Bucureşti, România; [4]. Cao, C.W. (2004) – Modelarea şi simularea uscării mixte a fluxului de cereale, Brasil; [5]. Ionel, I., ş.a. (2004) – Energo – Ecologia combustibililor fosili, Editura Politehnica, Timişoara; [6]. Luikov, A.V. (1966) – Transferul de căldură şi masă în corpurile capilar – poroase, Londra, Marea Britanie; [7]. Sitompul, J.P., ş.a. (2003) – Modelarea si simularea transferului de caldură si masă într-un uscător de cereale adânc, Tehnologii de uscare., vol 21, pag. 217-
229; [8]. Segal, B., Porneală S., ş.a. (1991) – Economisirea de energie în industria alimentară, Editura Tehnică, Bucureşti, România; [9]. Sruha, R.N., ş.a. – Păstrarea cerealelor – traducere de la Universitatea Winipeg – Manitoba, Compania de editare Avi, Canada; [10]. Thierer, L., ş.a. (1971) – Tehnologia recepţionării, depozitării, condiţionării şi conservării produselor agricole, Editura Ceres, Bucureşti, România; [11]. Ţucu, D. (2007) – Sisteme tehnologice integrate pentru morărit şi panificaţie, Editura Orizonturi
Universitare, Timişoara, Romania; [12]. *** www.mgtrade.ro
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
67
STUDY REGARDING THE INFLUENCE OF SOIL WORKS QUALITY ON PREPARING GERMINATING BED,ON ITS PROPERTIES TO MEET AGROBIOLOGICAL PLANTS
REQUIREMENTS /
STUDIU PRIVIND INFLUENŢA CALITĂŢII LUCRĂRILOR SOLULUI LA PREGATIREA PATULUI GERMINATIV, ASUPRA PROPRIETĂTILOR ACESTUIA PENTRU SATISFACEREA
CERINŢELOR AGROBIOLOGICE ALE PLANTELOR
Ph.D. Stud. Eng. Meca A.V., Prof. Ph.D. Eng. Bădescu M., Assoc. Prof. Ph.D. Eng. Boruz S., Ph.D. Stud. Eng. Stoian F.
University of Craiova
Abstract: To achieve sustainable agriculture based on performance and competitiveness it is necessary to modernize culture technologies, where reducing energy consumption and environmental conservation have a primary role.
Ground processing works by their nature must change soil properties în terms of biological requirements of plants without damaging their structure and texture. The qualitative indices of the machines used în this preparatory work of the germinating bed cover both indicators on germinative characteristics of technological process executed and agrobiological plant requirements.
This work aims at establishing the optimum constructive and energetic variants of machines operative parts în order to obtain qualitative indicators of performance în preparation of plants conditions of germination, emergence and development. INTRODUCTION
Agricultural production processes consists în many technological processes including works that condition and favor the plants growth and development.
Elaboration and development of technologies of soil works, scientifically based, must guarantee obtaining high productions, performed at high quality, but, at the same time, contributing to soil conservation and environment protection.
To have a highly developed agriculture advanced methods of achieving soil works are compulsory, using performing machineries, which lead to the establishment and optimization of solutions for appropriate mechanization technologies.
The main goal is to find constructive and optimal power solutions to obtain higher values of qualitative working indexes with agricultural machineries of lower consumption and higher economic efficiency.
Criteria for assessment of tillage works using agricultural machines are established as result of experiments with different types of machines (with different mechanisms of work), at different technological speeds and depths ,on representative soil types, determining the permissible values of qualitative work indexes and geometric and gravitational elements of worked soil.
As a result of the analysis of works, depending on optimal values of qualitative work indexes we get a range of criteria for improving agricultural machines categories. MATERIALS AND METHOD
Soil is the medium for growth and development of plants, because în it and through it, are ensured the nutrients and microorganisms, în a normal aero-thermo-fluid system.
Soil is a complex system comprising a heterogeneous mixture of solid, liquid and gas, mineral and organic components.
Solid phase (about 50% of volume) is composed of a
Rezumat: Pentru realizarea unei agriculturi durabile pe criterii de performanţă şi competitivitate este necesara modernizarea tehnologiilor de cultura unde reducerea consumului de energie şi conservarea mediului au un rol prioritar.
Lucrările de prelucrare a solului prin natura lor trebuie să modifice proprietăţile acestuia în direcţia cerinţelor biologice a plantelor fără deteriorarea structurii şi texturii lor. Indicii calitativi de lucru ai maşinilor utilizate în lucrările de pregătire a patului germinativ cuprind atât indici referitori la caracteristicile procesului tehnologic executat cât şi respectarea cerinţelor agrobiologice ale plantelor.
Prezenta lucrare se înscrie în direcţia stabilirii variantelor constructive şi energetice optime a organelor de lucru a maşinilor în vederea obţinerii unor indici calitativi de performanţă în pregătirea condiţiilor de germinare, răsărire şi dezvoltare a plantelor. INTRODUCERE
Procesul de productie agricola este constituit din procese tehnologice ce cuprind lucrari care conditioneaza şi favorizeaza cresterea şi dezvoltarea plantelor.
Elaborarea şi dezvoltarea unor tehnologii de lucrari ale solului fundamentate stiintific trebuie să garanteze obtinerea de productii mari, executate la nivel calitativ inalt, dar în acelasi timp să contribuie la conservarea solului şi la protectia mediului inconjurator .
Pentru a avea o agricultura puternic dezvoltata se impun metode avansate de realizare a lucrarilor solului prin utilizarea de echipamente tehnice performante, care să conduca la stabilirea şi optimizarea solutiilor privind tehnologiile de mecanizare adecvate .
Scopul principal este de a gasi solutiile constructive şi energetice optime, pentru a obtine valorile superioare ale indicilor calitativi de lucru, cu masini agricole cu consum redus şi eficienta economica cat mai mare.
Criteriile de apreciere a lucrărilor efectuate cu masinile agricole se fac în urma unor experimentari cu diferite tipuri de masini (cu diferite organe de lucru), la diferite viteze tehnologice şi adâncimi, pe tipuri de soluri reprezentative, determinand valorile admisibile ale indicilor calitativi de lucru şi a elementelor geometrice şi gravitationale ale solului lucrat.
In urma analizei lucrarilor în functie de valorile optime ale indicilor calitativi de lucru obtinem criterii de imbunatatire a gamei de masini agricole . MATEREIALE ŞI METODĂ
Solul este mediul de crestere şi dezvoltare a plantelor, deoarece în el şi prin el, se asigura elementele nutritive şi microorganismele, pe fondul unui regim termo-aero-hidric normal.
Solul este un sistem complex, alcătuit dintr-un amestec eterogen de parti solide, lichide şi gazoase, de componente minerale şi organice.
Faza solidă (circa 50% din volum), este compusa
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
68
mineral fraction (45%), which contains particles of different sizes, shapes and chemical compositions and an organic fraction (5%),which is a heterogeneous form containing various forms of life, active organisms, plants and animals residues, în various stages of decomposition.
Liquid phase consists în soil water, which partially or completely fills the spaces between solid particles; it contains the solutions resulting from dissolution of mineral components and from those that have entered the soil surface.
Gaseous phase, which consists of porous spaces between solid particles; its composition consists mainly în soil air.
Liquid and the gaseous phases, are, together, about 50% out of the soil volume and get to be mutually exclusive.
Inputs from the soil and from the atmosphere that determine and affect the life of plants are conducted by the agricultural works executed upon the soil and plants.
In order that the soil favourably determine and influence positive growth and plants development and microorganisms life, it is necessary to be maintained at its maximum potential production.
These factors are achieved or are influenced by the work performed on the soil. Therefore, by designing and optimizing the machines and soil technological work processes, we must take ino consideration the plants requirements and the soil reaction.
Globally applied working technologies on the soil require to have well prepared germinating bed and to answer the following requirements: - seeds should be placed în a thin and settling soil
layer to allow to the water to come around the seed and create enough efficient moisture, to swell the seeds and liquefy the starch reserves necessary to development of the embryo;
- soil layer on which the seeds sit, must be enough harder to promote the plant growing vertically;
- the soil surface should be compact enough to avoid the crust, hampering the best growth of plant and to promote the preservation of water în the soil.
Agricultural practice has proved the major influence of the quality level of germinating bed on the agricultural productions.
dintr-o fracţie minerală (45%), ce contine particule de diferite marimi, forme şi compozitii chimice şi o fractie organică (5%), care este o formă eterogenă ce conţine diverse forme de viata, organisme active şi reziduuri de plante şi animale în diferite stadii de descompunere.
Faza lichidă, ce constă din apa solului, care umple parţial sau integral spaţiile dintre particulele solide; ea conţine soluţii care au rezultat din dizolvarea componentelor minerale şi a celor care au pătruns prin suprafata solului.
Faza gazoasă, care este constituită din spaţiile poroase dintre particulele solide; compozitia ei consta în special din aerul solului.
Faza lichidă şi cea gazoasă reprezintă, împreună, circa 50% din volumul solului şi au tendinţa de a se exclude reciproc.
Factorii de productie din sol şi din atmosfera care determina şi influenteaza viata plantelor, se dirijeaza, în cea mai mare masura prin lucrarile agricole ce se executa asupra solului şi a plantelor.
Pentru ca solul să poată determina şi influenta favorabil cresterea şi dezvoltarea plantelor şi viata microorganismelor este nevoie ca acesta să fie mentinut la potentialul maxim de productie,
Asigurarea acestor factori se realizează sau se influenteaza prin lucrarile executate asupra solului. Asadar, prin proiectarea şi optimizarea masinilor şi tehnologiilor de prelucrare a solului, trebuie să se aiba în vedere atat cerintele plantelor, cat şi reactia solului.
Tehnologiile de lucru supra solului aplicate pe plan mondial impun ca patul germinativ să fie bine pregatit şi să raspunda urmatoarelor cerinte: - semintele trebuie să fie asezate intr-un strat de sol fin şi
tasat pentru a permite apei să vină în jurul semintei, pentru a crea umiditate suficientă, capabilă să umfle boabele şi să lichefieze rezervele de amidon necesare dezvoltarii embrionului;
- stratul de sol pe care se asaza semintele trebuie să fie mai tare pentru a favoriza cresterea plantei pe verticală;
- suprafata solului trebuie să fie destul de grosiera pentru
a evita formarea crustei care impiedica buna rasarire a plantei şi pentru a favoriza pastrarea apei în sol.
Practica agricola a dovedit influenta majora pe care o exercita nivelul calitativ al patului germinativ asupra nivelului productiilor agricole.
Fig.1 - Optimal structure of a germinating bed / Structura unui pat germinativ optim
1 - soil layer of clods to protect seeds of water evaporation / strat de sol de bulgari uşori pentru protecţia seminţelor de evaporaţie; 2 -soil layer groun d to facilitate the germination of plant / strat de sol mărunţit pentru facilitatea germinaţiei; 3 - soil layer settling that forms
the base of germinating bed / strat de sol tasat ce formează baza patului germinativ; 4 - soil layer tilled / strat de sol arat, 5 - the tillage base (more settled) / baza arăturii (tasată mult)
Physical and mechanical soil properties
Knowledge of physical and mechanical soil properties have a particular importance în terms of soil working, as well as în working mechanisms design and their kinematics.
Apparent density and porosity of soil Settlement status of elementary particles that
Proprietăţi fizico-mecanice ale solului
Cunoaşterea proprietăţilor fizico-mecanice ale solului au o importanţă deosebită în ceea ce priveşte prelucrabilitatea acesteia, precum şi proiectarea formei organelor de lucru şi a cinematicii lor.
Densitatea aparenta şi porozitatea solului Starea de asezare a particulelor elementare ce
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
69
compose the soil structure is expressed by various indicators such as apparent density and porosity of soil.
As it is known în physics, the density means the ratio between the mass and volume of a material body that means unit mass volume:
alcătuiesc structura solului se exprimă prin diverşi indicatori, precum densitatea aparenta şi porozitatea solului.
După cum se ştie din fizică, prin densitate se înţelege raportul dintre masa şi volumul unui corp, adică masa unităţii de volum:
sV
M [g / cm
3] (1)
where: = Density [g / cm3]
M = mass of dry soil [g]; VS=volume of solid particles of soil [cm
3].
Density varies în quite small limits în most soils, between
2.652.68 [g/cm3].
Density values are involved în the total porosity calculating formula:
unde: = densitatea [g/cm3];
M = masa solului uscat [g]; VS= volumul particulelor solide ale solului [cm
3].
Densitatea variaza în limite destul de mici la
majoritatea solurilor, fiind cuprinsa intre 2.652.68 [g/cm3].
Valorile densităţii intervin şi în calculul porozităţii totale:
pS
P
t
PT
VV
V
V
VP
100* [%] (2)
Where P T = total porosity [%];
V T = total volume of soil [cm3];
V S = volume of solid part of soil [cm3];
V p = pores volume [cm3].
Optimal porosity of tilled soils is 45% for clay soils, 47% for loamy soils and 40% for the sand.
Soil texture
Soil texture is the mineral part of soil and is characterized by the distribution on fraction of component particles, of which the soil aggregates are formed, each fraction comprising particles of definite size.
Elementary soil particles, which by their size determine soil texture are organized în complex bands at a high level, which constitute the soil structure.
Textural classification of soils is essential for knowing the physical, agronomical and improvement attributes.
Classification of solid fractions (Atterberg, 1912)
Unde PT = porozitatea totala [%]; VT = volumul total al solului [cm
3];
VS = volumul partii solide a solului [cm3];
Vp = volumul porilor [cm3].
Porozitatea optima a solurilor cultivate este de 45 % pentru soluri lutoase, 47 % pentru cele argilare şi 40 % pentru cele nisipoase. Textura solului
Textura solului constituie partea minerala şi se caracterizeaza prin repartizarea pe fractiuni a particulelor componente din care sunt formate agregatele de sol, fiecare fractiune cuprinzând particule de dimensiuni determinate.
Particulele elementare de sol, care prin dimensiunea lor determina textura solului, sunt organizate la nivel superior în formaţii mai complexe, care constituie structura solului.
Clasificarea texturala a solurilor este esentiala pentru cunoasterea insusirilor fizice, agronomice, ameliorative, etc.
Clasificarea fractiunilor solide (Atterberg, 1912)
No crt / Nr. crt.
Classes of particles / Clase de particule
Diameter / Diametru [mm]
Comments / Observaţii
1. Boulders / Bolovani > 200
Soil skeleton / sol schelet 2. Stones / Pietre 200-20
3. Gravel / Pietriş 20.2 / 20,2
4. Coarse sand / Nisip grosier 2.0-0.2 / 2,0-0,2
5. Fine sand / nisip fin 0.2-0.05 / 0,2-0,05
Fine soil (soil itself) / pământ fin (pamantul însuşi)
6. Dust (silt) / praf 0.05-0.002 / 0,05-0,002
7. Uncolloidal loamy / Argilă necoloidală 0.002-0.001 / 0,002-0,001
8. Colloidal loamy / Argilă coloidală <0001
Soil texture gives us useful information on:
- Soil suitability to process with various agricultural machines;
- calculation of work rates, fuel consumption and the wear out of equipment;
- establishing agrotechnical improvements measures; - Dosing and methods of application of fertilizers,
herbicides, etc.
The degree of soil settling The degree of settling the soil is a complex indicator
that regards both the apparent density and the texture and it is determined by the following formula:
Textura solului da informatii utile privind: - pretabilitatea solului la prelucrarea cu diferite masini
agricole; - calculul normelor de lucru, al consumului de
carburanţi şi al uzurii; - stabilirea măsurilor agrotehnice, ameliorative şi hidroameliorative; - stabilirea dozelor şi a metodelor de aplicare a
îngrăşămintelor, ierbicidelor, etc
Gradul de tasare Gradul de tasare este un indicator complex care tine
seama atat de densitatea aparenta, ca şi de textura şi se determină cu formula:
100*MN
TMNT
P
PPG
(3)
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
70
where: GT= degree of settling [%v/u]; PMN=necessary porosity [%]; PMN= 45+0.163*A; PT= total porosity [%];
A= clay content under 0.002 [% g/g]. Cohesion and internal soil friction
Cohesion is defined as a force that interlinks elementary soil particles due to physical and chemical processes Soil, as any material, resists to the various forces that are applied on it. The resistance of soil means resistance to shredding soil and depends on moisture, soil texture and other soil attributes. Variation of shredding resistance with humidity is calculated by a power function of the form:
unde: GT= gradul de tasare [%v/u]; PMN=porozitatea minim necesară [%]; PMN= 45+0.163*A; PT= porozitatea totala [%];
A= continutul de argila sub 0.002 [% g/g]. Coeziunea şi frecarea interna a solului
Se defineste coeziunea ca fiind o forta care leaga intre ele particulele elementare de sol datorita unor mecanisme fizico-chimice. Solul, ca orice material, opune rezistenta diferitelor forte care i se aplică. Rezistenţa opusă de sol reprezintă rezistenţa la sfaramare şi depinde de umiditate, textura şi alte însuşiri ale solului. Variaţia rezistenţei la sfaramare cu umiditatea se exprimă printr-o funcţie putere de forma:
RS = RS1Wr0.5
[daN/cm2] (4)
where: RS = resistance to shredding [daN/cm
2];
RS1 = unitary shredding resistance [daN/cm2]
which has parameter value with resistance proper to moisture of 1%; Wr = relative humidity [%out of the limit of adhesion].
Adherence and external friction
Between mass of soil and a foreign object with which it comes into contact are developed attractions forces which means adherence.
Adherence registers a raised trend according to the loamy soil content increase and at very high humidities, close to the leak limit, adherence registers a decline.
The values of coefficient of friction of the soil on steel are given în the table below:
unde: RS= rezistenţa la sfărâmare [daN/cm
2];
RS1= rezistenţa unitară la sfărâmare [daN/cm2]
care are valoare de parametru cu semnificaţia de rezistenţa corespunzătoare umidităţii de 1%; Wr= umiditatea relativă [% din limita de adeziune].
Adeziunea şi frecarea externa
Intre masa solului şi un obiect strain cu care vine în contact se dezvolta forte de atractie care constituie adeziunea.
Adeziunea înregistrează o tendinţă de creştere pe măsura ce creşte conţinutul de argilă al solului, iar la umidităţi foarte ridicate, apropiate de limita de curgere, adeziunea inregistreaza o scadere.
Valorile coeficientului de frecare a solului pe otel se dau în tabelul de mai jos:
Soil Type / Tipul de sol
Coefficient of friction /
Coeficientul de frecare
Soil moisture / Umiditatea solului
In / În [%]
% of the capillary capacity of irrigation water /
% capacitatea de capilaritate apei folsite la irigaţii
Sol argilo-nisipos / Sandy-clay soil 0.26 / 0,26 0.31 / 0,31
3.05.5 / 3,05,5
6.67.7 / 6,67,7
20 30
Sol luto-nisipos / Clay-sandy soil 0.30 / 0,30 0.40 / 0,40
5 13
18 48
Chernozem (black earth) / Cernoziom (pamant negru)
0.40 / 0,40 18 44
Clay soil-medium / Sol lutos mediu 0.70 / 0,70 22 54
Heavy clay soil / Sol lutos greu with structure / cu structura without structure / fără structură
0.27 / 0,27 0.38 / 0,38
11 16
22 35
Loamy soil / Sol argilos 0.45 / 0,45 0.55 / 0,55
20 24
45 54
Fig. 2 - Influence of size of soil aggregates on soil water distribution /
Influenţa mărimii conglomeratelor de sol asupra distributiei de apa în sol
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
71
Agro-technical requirements and tillage rules for preparing the germinating bed
Starting from the evidences presented above, through the soil working technologies, we try to ensure optimal conditions for germination, emergence and developing of crops.
Regardless of the working soil method, for good growth and development, plants need to achieve an optimal ratio between capillary and uncapillary porosity and a most favorable treatment of water, air and food. Tillage should ensure the following: - accumulation and retention în the soil of quantities of
water from rainfall; additional water reserves provide good seed germination and an appropriate development of plant în its early stages of vegetation;
- obtaining a layer of loosen soil that creates good conditions for plant growth because roots grow better and more easily penetrate into this kind of soil, especially în the early stages of vegetation;
- accumulation în soil of a large quantity of nitrates, by enhancing nitrification process ;
- ensuring soil porosity that allows good life conditions to microorganisms. Root system of plants can grow în good conditions when total
porosity is 4860%, out of which 3036% capillary
porosity and the aeration: 1824%; - obtaining a germinating bed without clods, so seeds
could make intimate contact with the soil and can emerge în the shortest time;
- activity of microorganisms and biochemical processes. Physical changes that occur în the soil through its working methods, influence the relationship between the soil content of air, water and heat, creating favorable conditions for microorganisms activity. Soil micro-organisms use oxygen for oxidation of organic substances from which they obtain carbon dioxide and food required. Decomposition of organic material to simple compounds and elements such as CO2, H2 O, NH3, SH3, P, Ca, Mg, Fe, etc., by heterofobe bacteria takes place with normal intensity and only în well-worked aerated soil;
- hydrous stability of soil aggregates and their size are important factors which determine the activity of microorganisms and biochemical processes, influencing favorable regime for water, air and soil nutrition.
RESULTS Determination of qualitative work indexes în preparing the germinating bed
Qualitative indexes of the machines used to work the soil include both the characteristics of the technological processes executed and indicators relating to its agronomic characteristics.
The technological performance level is given by the degree to which the performed values are according to the agrotechnical crops requirements and given working conditions.
All these mechanical works included în processing soil technology must change some soil properties în compliance with biological requirements of plants without damaging soil structure and its texture. 1. Determining the degree of smoothing the soil
The degree of smoothing the soil is calculated in% with the relation:
Cerinţe agrotehnice şi reguli pentru lucrările solului în vederea pregătirii patului germinativ
Pornind de la elementele prezentate anterior, prin tehnologiile de lucru a solului, se incearca să se asigure conditiile optime de germinare, rasarire şi dezvoltare a plantelor cultivate.
Indiferent de metoda de lucru a solului, pentru o buna crestere şi dezvoltare, plantele cultivate au nevoie ca în sol să se realizeze un raport optim intre porozitatea capilara şi cea necapilara şi un regim cat mai favorabil de apa, aer şi hrană. Lucrările solului trebuie să asigure următoarele: - acumularea şi păstrarea în sol a unor cantitati de apa
provenită din precipitatii; rezerva de apă suplimentară asigură o bună germinatie a semintelor şi o dezvoltare corespunzătoare a plantelor în primele faze de vegetaţie;
- obţinerea unui strat de sol afânat care creaza conditii bune pentru cresterea plantelor, deoarece radacinile se dezvolta mai bine şi patrund mai usor în sol, mai ales în primele faze de vegetatie;
- acumularea în sol a unei cantitati cât mai mare de nitrati, prin intensificarea proceselor de nitrificare;
- asigurarea unei porozităţi a solului care să permită condiţii bume de viata a microorganismelor. Sistemul radicular al plantelor poate să se dezvolte în condiţii
bune atunci când porozitatea totală este 4860%, din care
porozitatea capilară 3036%, iar cea de aeratie 1824%; - obtinerea unui pat germinativ, fără bulgari, astfel încât
sămânţa să poată lua contact cât mai intim cu solul, pentru a răsari în cat mai scurt timp;
- activitatea microorganismelor şi procesele biochimice. Modificarile fizice care au loc în sol prin metodele de lucru ale acestuia, influenţează raportul dintre conţinutul solului în aer, apă şi căldura, creând condiţii favorabile pentru activitatea microorganismelor. Microorganismele din sol folosesc oxigenul pentru oxidarea substantelor organice din care isi procura bioxidul de carbon şi hrana necesară. Descompunerea materiei organice pana la compusi simpli şi elemente ca CO2, H2O, NH3, SH3, P, Ca, Mg, Fe, etc de catre bacteriile heterofobe, are loc cu intensitate normala numai în solurile lucrate şi bine aerate;
- stabilitatea hidrică a agregatelor din sol şi mărimea acestora constituie factori importanţi care condiţionează activitatea microorganismelor şi proceselor biochimice, influenţând favorabil regimul de apă, aer şi hrană din sol.
REZULTATE Determinarea indicilor calitativi de lucru la pregatirea patului germinativ
Indicii calitativi de lucru ai masinilor utilizate la prelucrarile solului cuprind atat indici referitori la caracteristicile procesului tehnologic executat cat şi indici referitori la caracteristicile agronomice ale acestuia.
Nivelul de performanţă tehnologică este dat de gradul în care valorile realizate corespund cerinţelor agrotehnice pentru culturile şi condiţiile de lucru date.
Toate aceste lucrari mecanice ce sunt cuprinse în tehnologia de prelucrare a solului trebuie să modifice unele proprietăţi ale acestuia în directia cerintelor biologice ale plantelor, fara insă a deteriora structura şi textura solului. 1. Determinarea gradului de nivelare a solului
Gradul de nivelare a solului se calculeaza în % cu relaţia:
100*1 1
21
n
h
hh
G
n
i
ii
ns
(5)
where: în care:
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
72
ih1 = variation în level of soil, initially measured [cm];
ih1 = variation în level of soil measured after the
soil was worked [cm]; n = number of measurements.
2. Determining the degree of grinding of soil The degree of grinding of soil is the weight proportion of soil portions în comparison with total weight of soil sample. Grinding degree is calculated in% as follows:
ih1 =denivelarea solului măsurată iniţial [cm];
ih2 =denivelarea solului măsurată dupa executarea
lucrării [cm]; n = numarul masuratorilor efectuate. 2. Determinarea gradului de mărunţire a solului Gradul de mărunţire a solului reprezinta proporţia în greutate a porţiunilor de sol raportată la masa totală a probei de sol. Gradul de mărunţire se calculează în % cu relaţia:
100*1
5
n
M
M
G
n
bt
b
ms
(6)
where:
5bM = clods mass with up to 5cm diameter from
the processed soil [kg];
btM = total mass of the clods of processed layer
[kg]; n = number of measurements.
Determining the degree of grinding of the soil is made by using devices with different size vibrating sieves. The standard deviation of the size of aggregates is given by:
în care:
5bM = masa bulgărilor cu diametrul de până la
5 cm din stratul de sol prelucrat [kg];
btM= masa totală a bulgărilor din stratul
prelucrat [kg]; n = numărul măsurătorilor efectuate.
Determinarea gradului de maruntire a solului se efectueza prin cernere cu ajutorul unor aparate cu site vibratoare de diferite dimensiuni. Abaterea standard a dimensiunii agregatelor este data de relaţia:
1
)(1
n
ddn
im
d (7)
where:
md = average diameter of clods soil resulted
after processing [cm];
id = diameter of clods class / aggregates [cm];
n = number of measurements.
3. Determining the degree of loosening the soil Soil loosening degree will be determined by measuring the coordinates of various points from a reference system, using a ruler. Ruler is placed horizontally using the air bubble and will be focussed on driving direction of the machine; there are made measurements of distances between the ruler and field. Soil loosening degree is calculated in% with the relation:
în care:
md = diametrul mediu al bulgărilor de sol rezultat în
urma prelucrărilor [cm];
id = diametrul clasei de bulgari /agregate [cm];
n = numărul de măsurători efectuat. 3. Determinarea gradului de afanare a solului
Gradul de afânare a solului se va determina prin măsurarea coordonatelor diferitelor puncte faţă de un sistem de referinţă, cu ajutorul unei rigle. Rigla va fi aşezată orizontal cu ajutorul unei nivele cu bulă de aer şi va fi orientată pe direcţia de inaintare a maşinii; se fac măsuratori ale distantelor dintre rigla şi câmp. Gradul de afanare a solului se calculeaza n % cu relaţia:
100*1 1
21
n
h
hh
G
n
a
aa
as
[%] (8)
where:
1ah = size measured în a certain point on the ruler at
the soil surface before car passing [cm]
2ah = size measured at the same point from the ruler
to the soil surface after car passing [cm] n = number of performed measurements
4. Determining the degree of destruction of plant remains
The degree of destruction of plants residues will be determined by the ratio expressed in% between the quantity of wastes of plant remaining uncut on the soil surface after the equipment passing and the total quantity of existing plant remains on soil surface before equipment passing, as follows:
unde:
1ah = dimensiunea masurata într-un anumit punct de pe
rigla la suprafata solului, inainte de trecerea masinii [cm]
2ah = dimensiunea masurata în acelasi punct de la
rigla la suprafata solului, dupa trecerea masinii [cm] n = numarul de masuratori efectuat
4. Determinarea gradului de distrugere a resturilor vegetale
Gradul de distrugere a resturilor vegetale se va determina prin raportul exprimat în % dintre cantitatea de resturi vegetale ramase netaiate pe suprafata solului dupa trecerea utilajului şi cantitatea totala de resturi vegetale existente pe suprafata solului inainte de trecerea utilajului, astfel:
100*1
n
G
GG
G
n
ti
niti
drv
[%] (9)
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
73
here: G ti = total quantity of plant remains în the sample, existing before the passage of equipment [kg]; G ni = quantity of uncut plant remains from the sample, remaining after equipment passing [kg]; n = number of measurements.
5. Determining the degree of coverage of plant remains
The coverage of crop residues degree will be determined by the ratio expressed in% between the quantity of vegetal mass remaining on the soil surface after the crossing of equipment and plant mass existing on the surface field before the passage of equipment.
Determinations will be run on a polygon and will consist în experimental harvestings on diagonals of polygon before and after the samples of all plant residues found on the soil surface. It will make a total of 5 repetitions for which the samples will by dried în open air and then, will be accurately weighed with 0.1 grams precision, after which there will be calculated the average values of existing plant weight of one square meter plot în both situations (before and after equipment crossing ). The formula for calculation is the following:
în care: Gti = cantitatea totala de resturi vegetale din proba luata inainte de trecerea utilajului [kg]; Gni= cantitatea de resturi vegetale netaiate din proba luata dupa trecerea utilajului [kg]; n = numarul de masuratori efectuat.
5. Determinarea gradului de acoperire a resturilor vegetale
Gradul de acoperire a resturilor vegetale se va determina prin raportul exprimat în % dintre cantitatea de masa vegetala ramasa pe suprafata solului dupa trecerea utilajului şi masa vegetala existenta pe suprafata campului inainte de trecerea utilajului
Determinarile se vor executa pe un poligon şi vor consta în recoltarea pe diagonalele poligonului experimental, inainte şi dupa efectuarea probelor, a tuturor resturilor vegetale care se gasesc pe suprafata solului. Se vor efectua un numar de 5 repetitii pentru care probele se vor usca la aer şi apoi se vor cantari cu precizia de 0.1 grame, dupa care se vor calcula valorile medii ale masei vegetale existente pe un metru patrat de parcela, în cele doua situatii (inainte şi dupa trecerea utilajului). Formula de calcul este urmatoarea:
100*1
n
G
GG
G
n
ti
siti
v
[%] (10)
where: Gsi = measured weight of plant mass remained on the soil surface for samples taken after the equipment passing [g]; Gti = total weight of plant mass measured on the soil surface samples before passing the equipment [g]; n = number of measurements.
CONCLUSIONS
By identifying qualitative indicators of soil tillage, it is aimed at establishing a methodology for determining the quality of our soil works în agricultural holdings în order to achieve an increased production, while the mechanical, physical and chemical properties of solid part soil are maintained. BIBLIOGRAPHY
[1]. Toma D., Sin Gh. (1987) – Quality of agricultural works manually executed for operations în the field, Ceres Publishing House, Bucharest, Romania; [2]. Naghiu D. et al. (2004) – Agricultural machines and instalations,
vol I, Risopriat Publishing House Cluj-Napoca, Romania; [3]. STAS 12836-90 - Condition determination methods for field trials.
în care: Gsi = greutatea măsurataăa masei vegetale ramasă pe suprafaţa solului pe proba luata dupa trecerea maşinii [g]; Gti = greutatea totala măsurată a masei vegetale de la suprafaţa solului pe proba luată înainte de trecerea maşinii [g]; n = numărul de măsuratori efectuat.
CONCLUZII
Prin identificarea indicilor calitativi de lucru ai solului, s-a urmărit realizarea unei metodologii de determinare a calităţii lucrărilor solului pentru exploataţiile agricole, în vederea realizării unei producţii agricole sporite, în condiţiile păstrarii proprietăţilor mecanice, fizice şi chimice ale părţii solide a solului. BIBLIOGRAFIE
[1]. Toma D., Sin Gh. (1987) – Calitatea lucrului manual executat pentru operatii în camp, Editura Ceres, Bucureşti, România; [2]. Naghiu D. şi altii (2004) – Maşini şi instalatii agricole,
vol I, Editura Risopriat Cluj Napoca, România; [3]. STAS 12836-90 - Metode de determinare a condiţiilor la încercările în câmp.
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
74
SOME ASPECTS REGARDING THE APPLICATIONS OF GEOTHERMAL ENERGY ÎN AGRICULTURE
/ CÂTEVA ASPECTE PRIVIND APLICAŢIILE ENERGIEI GEOTERMALE în AGRICULTURĂ
Ph.D. Stud. Eng. Dicu L.E., Prof. Ph.D. Eng. Bădescu M.,
Assoc. Prof. Ph.D. Eng. Boruz S.
University of Craiova
Abstract: Geothermal energy is a renewable and non-pollute source of energy, which will supply de future energy demands. This type of energy has found many applications în agriculture field, mostly for thermal needs of the plants în protected conditions, to obtain quality products with minimum costs. This paper aims to be a brief description to the major improvements of geothermal energy direct use în agriculture în the last years to motivate the interest and development of this energy în the future. It can have a major role for developing countries economies, including our country too. It will focus on low-enthalpy geothermal energy applications, energy which is stored at few meters below ground as heat, exploited with heat pumps help and used în different applications. Use of renewable energy resources (geothermal energy too) will contribute to countries economical development (especially în this economical crisis time), developing local industry and în the same time ensuring the energy independence to other countries.
Keywords: geothermal energy, heat pumps, geothermal greenhouses INTRODUCTION
Geothermal energy has been used în many global applications for centuries, being a lot of evidence to support this fact, during the Romans time who used it for bathing, cooking, heating. Today, worldwide more than 7000 MWt (thermic) geothermal energy are used for heating or cooling commercial residences, agriculture, aquaculture, industry etc. în our country the utilization of extracted geothermal energy is used for heating 37 %, 30 % în agriculture (greenhouses), 23 % în processing industry and 7 % în other means.
Europe is one of the most geothermal region of the world, specially în applications. However the applications of geothermal energy în agriculture is limited. It is well known that European farmers maintain and manage 44 % of the size of Europe as a cultivated area. With such market potential positive contribution of geothermal energy, witch fulfils the idea of non-issuing gas emissions and is economically justified, should be considered and applied în different agricultural sectors. The new EU targets and Common Agricultural Policy (CAP), including actions of member states or non-member neighbouring states, and this increase the role and prospects of geothermal resources, considering their high potential în Western Europe, Central Europe, Eastern Europe and Mediterranean.
Currently there are a number of financial opportunities în EU programs on the promotion of local energy resources, including geothermal energy, for productive applications în remote rural communities în agricultural areas. Technical aspects regarding geothermal energy
Geothermal energy is a clean energy, not dependent on climate conditions and can be exploited locally, is
Rezumat: Energia geotermala face parte din categoria resurselor de energie regenerabile şi nepoluante care vor acoperi necesarul de energie în următorii ani. Aceasta energie şi-a găsit aplicare şi în domeniul agricol, în special pentru nevoile termice ale plantelor, pentru obţinerea unor produse de calitate superioare cu costuri minime. Această lucrare se doreşte a fi o descriere a celor mai importante îmbunătăţiri aduse aplicaţiilor directe ale energiei geotermale în agricultura, realizate în ultimii ani, cu scopul de a stimula interesul şi dezvoltarea acestui tip de energie în viitori. Ea poate fi de o importanţă majoră pentru un anumit număr de ţări în curs de dezvoltare din lume, printre care şi ţara noastră. În această lucrare se pune accentul pe aplicaţiile energiei geotermale de joasă temperatură, energie care este stocata la câţiva metri în pământ sub forma de căldură şi adusa la suprafaţă cu ajutorul pompelor de căldură şi folosita în diverse aplicaţii. Utilizarea resurselor energetice regenerabile şi nepoluante de care dispunem ajuta la dezvoltarea şi întărirea economiei (mai ales în contextul crizei economice pe care o traversam), prin dezvoltarea industriala regionala şi în acelaşi timp ne asigură independenţa energetică faţă de alte ţări.
Cuvinte cheie: energie geotermală, pompe de caldură, sere geotermale INTRODUCERE
Energia geotermală a fost utilizată în multe aplicaţii la nivel mondial de secole, existând multe dovezi în acest sens, inca de pe vremea romanilor care o foloseau la încălzirea spatiilor, gătit, bai, etc. Astăzi, la nivel mondial, mai mult de 7,000 MWt (termic) energie geotermala sunt folosiţi pentru încălzirea sau răcirea spatiilor comerciale rezidenţiale, agricultura şi acvacultura, în industrie. La noi în ţară utilizarea energiei geotermice extrase este folosită în proporţie de 37% pentru încălzire, 30% pentru agricultura (sere), 23% în procese industriale, 7% în alte scopuri.
Europa este cu siguranţă una dintre „cele mai geotermale” regiuni ale lumii, mai ales când ne referim la aplicaţii. Cu toate acestea aplicarea energiei geotermale în agricultura în Europa şi în alte regiuni este foarte limitata. Se ştie că agricultorii europeni menţin şi gestionează 44% din suprafaţa Europei ca suprafaţă cultivată. Cu o astfel de piaţă, contribuţia potenţialului pozitiv al energiei geotermale, care îndeplineşte criteriile de a nu emite gaze de seră şi este justificată economic, ar trebui sa fie luata în considerare şi aplicata în producţie în diferite sectoare agricole. Noile obiective UE şi politica agricolă comuna (PAC), include acţiuni în favoarea statelor membre şi a statelor vecine non-membre, iar acest lucru creste rolul şi perspectivele resurselor geotermale de energie, având în vedere potenţialul lor ridicat în Europa de Vest, Europa Centrala, Europa de Est şi zona mediteraneana.
În prezent există o serie de oportunităţi financiare în programele europene cu privire la promovarea resurselor de energie locale, este şi cazul energiei geotermale, pentru aplicaţii productive în comunităţile din zonele agricole rurale izolate. Aspecte tehnice cu privire la energia geotermala
Energia geotermala este o energie curată, nu este dependenta de condiţiile climatice şi poate fi exploatată pe
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
75
available anytime and anywhere, regardless of weather and climate. Is one of the renewable energy of the least cost investment to reduce greenhouses gases, comparable with other renewable resources. Geothermal energy can be:
1. high temperature (characteristic of volcanic areas), surrounding water blades reaching hundreds of degrees, making a partial vaporization that is used în a power plant. Access to water canvas is difficult. Sometimes drilling depths exceed 10 000 m;
2. low temperature, available în any place of the globe. Deep earth temperature increases by 3°C at every 100 m. The temperature difference created can be applied în heating by recirculating heat pump fluid, not for producing energy. Ground heat can be used at depths starting at 1,2 m. depths greater than 1,8 m the soil has a constant temperature de 10°C. This heat potential is recovered with heat pumps.
Usually agriculture applications use the second type of energy, low temperature heat because it has the advantage of taking over at investment location, thus eliminating additional costs to transport energy. It also eliminates the possibility of environmental pollution by transferring water from large depths loaded with various harmful substances (as în the case of using geothermal waters) Limitations on the use of low geothermal energy - First one is economic due the high investment costs witch influence the category and type of users of this resource. The weight of financial effort and investment risk are located în the first part of the employment ministry. A solution of this limitation would be accessing structural funds. - A second limitation is on multidisciplinary nature of this application witch requires a team of specialists from different scientific fields to provide technical and economic solutions the most appropriate.
The exploitation of geothermal potential low heat requires special equipment designed to raise the temperature to a level witch allows heating or hot water preparation. Such equipment is called geothermal heat pump and works on the same principle as a refrigerator, with the following components: compressor, evaporator, condenser, circulation pump, auxiliary.
plan local, fiind pusa la dispoziţie oricând şi oriunde, indiferent de vreme şi climat. Este una din energiile regenerabile cu cel mai scăzut cost de investiţie pentru reducerea gazelor cu efect de seră, comparabil cu alte resurse regenerabile. Energia geotermala poate fi: 1. de înalta temperatura (caracteristica zonelor vulcanice); pânzele de apa limitrofe ajungând la sute de grade, realizând o vaporizare parţială care se utilizează într-o centrala electrică. Accesul la pânza de apa este dificil. Uneori, adâncimea de foraj poate depasi 10.000 m; 2. de joasă temperatura, accesibilă în orice parte a globului. Temperatura scoarţei terestre creste în adâncime cu 3°C la fiecare 100 m. Diferenţa de temperatura creata ar putea fi aplicată în termoficare prin recircularea fluidului în pompe de căldură, nu în producerea energiei electrice. Căldura solului poate fi utilizată de la adâncimi începând de la 1,2 m. La adâncimi mai mari de 1,8 solul are o temperatura constanta de 10°C. Acest potenţial termic se valorifica cu ajutorul pompelor de căldură.
În general, aplicaţiile din agricultura utilizează cea de-a doua categorie termică, energia geotermala de joasa temperatura, întrucât prezintă avantajul preluării acesteia la locul amplasării investiţiei, eliminându-se astfel cheltuielile suplimentare cu transportul energiei. De asemeni, se elimina posibilitatea poluării mediului prin transferarea de la adâncimi mari a apelor încărcate cu diferite substanţe nocive (ca în cazul folosirii apelor geotermale). Limitări privind folosirea energiei geotermale de joasă temperatură - Prima limitare este de natura economica, datorata costurilor ridicate ale investiţiei ce influenţează categoria şi tipul de utilizatori al acestei resurse. De asemenea, ponderea efortului financiar şi riscul investiţiei sunt localizate în prima parte a angajării lucrării. O soluţie a acestei limitări ar fi accesarea fondurilor structurale. - A doua limitare este data de caracterul multidisciplinar al aplicaţiei, care necesita un colectiv de specialişti din diferite domenii ştiinţifice pentru a oferi soluţii tehnice şi economice ce converg ,cele mai adecvate.
Exploatarea energiei geotermale de potenţial termic scăzut necesită echipamente special concepute pentru ridicarea temperaturii până la un nivel care să permită încălzirea şi/sau prepararea apei calde. Aceste echipamente poarta denumirea de pompe de căldură geotermale şi funcţionează pe acelaşi principiu ca şi maşinile frigorifice, având următoarele părţi componente: compresor, vaporizator, condensator, pompe de circulaţie, auxiliare.
Fig. 1 - Scheme of operation principle of a heat pump with mechanical vapours compression /
Schema principiului de funcţionare a unei pompe de căldură cu compresie mecanică a vaporilor 1 - entry cold fluid source / intrarea sursei de lichid cald; 2 – exit fluid cold source / ieşirea sursei de fluid receş, 3 – evaporator / evaporator; 4 – compressor / compresor, 5 – valve rolled / robinet cu bilă; 6- condenser / condensator; 7 – input source hot fluid /
intrarea sursei de fluid încins; 8 – exit hot fluid source / ieşirea sursei de fluid încins
Geothermal heat pumps use the natural heat
stored from the sun, în land, which has a relatively constant temperature year round. This heat is taken to be used trough a liquid medium (antifreeze liquid, closed systems and ground water) where it is pumped into the heat pump. Hence, using different types of
Pompele de căldură geotermale folosesc căldura stocata natural, de la soare, în pământ, care are o temperatura relativ constanta tot timpul anului. Aceasta căldură este preluata pentru a putea fi utilizata, printr-un mediu lichid (lichid antigel, pentru sistemele închise şi apa subterana pentru sistemele deschise) de unde este pompata în pompa de căldură. De aici,
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
76
heat exchanger is used to heat various areas în winter, but can be switch the cycle cooling these areas during summer (heat is injected inside the earth).
Intermediate circuits of taking heat from the soil consisting of heat exchangers, named collectors, can be several types: horizontal, which is mounted at depths of
approx. 1,21,5 m and vertical, also called wells, which are installed at depths of up to 100 m.
The advantages of heat pumps; - Efficiency (25-50 % less electricity used for heating or cooling); - Low maintenance costs; - Reliable with a duration use up to 25 years; - Non pollute. CASE STUDY
Greenhouse (fig. 2) is the most common application of this type of energy în agriculture, being used more than 25 years în some European countries. In our country is în faze of innovation with a project at Oradea. Is used successfully în countries like Greece, Turkey, Hungary, Tunis, Algeria, Island to produce vegetable, flowers, etc. în out of season. In fig. 3 and 4 are presented some types of geothermal heating installations used în greenhouses: soil heaters – located 30-50 cm below the ground level for cultivation în soil or directly în the concrete floor for soil-less or cultivation în pots.
cu ajutorul unui schimbător de căldură care est de mai multe tipuri, este folosita pentru încălzirea diferitelor spatii în sezonul rece, dar poate fi inversat ciclul pentru răcirea acestor spatii în sezonul cald (căldura este injectata în interiorul pământului).
Circuitele intermediare de preluare a căldurii din sol sunt compuse din schimbătoare de căldură, denumite colectori care pot fi de mai multe tipuri: orizontali, care se montează la
adâncimi de cca. 1,21,5 m şi verticali, denumiţi şi sonde, care se montează la adâncimi de pana la 100 m.
Avantajele folosirii pompelor: - sunt eficiente (25-50 % mai puţină electricitate consumată pentru încălzire răcire); - necesită costuri de mentenanţă scăzute; - sunt fiabile, având o durata de folosire de pana la 25 ani; - nepoluante. STUDIU DE CAZ
Greenhouse (fig. 2) este cea mai întâlnită aplicaţie a energiei geotermale în agricultură, fiind utilizata de mai bine de 25 ani în anumite tari europene. În ţara noastră este la început de drum, existând un proiect în acest sens la Oradea. Se foloseşte cu succes în ţări ca Grecia, Turcia, Ungaria, Algeria, Islanda, pentru obţinerea de legume, flori, etc, în afara sezonului. În fig. 3 şi 4 sunt prezentate câteva tipuri de instalaţii de încălzire geotermală a serelor: instalaţii de încălzire montate în sol: se amplasează la 30-50 cm sub nivelul solului pentru cultivarea plantelor în sol, şi chiar sub podeaua de beton în cazul culturilor la ghiveci sau al celor care au alt tip de substrat (hidroponice).
Fig. 2 - Greenhouse / Seră
It is a good energy saving techique, having a large influence ao plant development, but it cannot be taken as a unique system to cover the total heat demands, particulary în cold climates. On the soil heaters – heat at the same time the soil and air în the greenhouse, being well known în Mediterranean countries.
Este o tehnică bună de reducere a consumurilor de energie, având o influenta pozitiva asupra dezvoltării plantelor şi obţinerii de produse de calitate superioara, dar nu reprezintă o soluţie unica pentru acoperirea nevoilor totale termice în cazul climatelor reci. Instalaţiile de încălzire la nivelul solului, încălzesc în acelaşi timp solul şi aerul din interiorul serei, fiind cele mai răspândite în ţările mediteraneene.
Fig. 3 - Greenhouse / Seră
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
77
Free convective air heater (fig. 4) is the older type of installations used în greenhouses.
Instalaţia de încălzire cu curenţi de aer care circulă liber (fig. 4) este cel mai vechi tip de instalaţie de încălzire pentru sere.
Fig. 4 - Free convective air heaters / Încălzitoare libere de aer cu convecţie
Convective air heaters with forced air movement – is still used although has a poor temperature distribution în the heated space.
To obtain higher quality production at lower cost, according to environmental protection, greenhouse ideal model would be that beside using low enthalpy geothermal energy to heat the greenhouse, another method is to recycle water în a closed system of greenhouse. By this method saves 99 % water.
This ability to recycle water within a closed greenhouse will reduce pressure on water resources (which also became limited), while contributing to control temperature and humidity inside the greenhouse.
Such a project will include the following: - Adapting agricultural production to climate change; - Reducing water consumption for agricultural production by introducing the method of recycling water (water resources are affected by extension use); - water quality is an issue disputed by the EU countries, as many polluants în water have accumulated în agricultural products. Recycling water în a closed greenhouse system will solve this problem. - Reducing dependence on fossil fuels and CO2 emissions trough the introductions of low enthalpy geothermal energy, not în any ay pollute the environment, keeping it clean. RESULTS
Spirulina algae have a great importance, especially în pharmaceuticals industry. These are obtain în controlled conditions (fig. 5), în geothermal greenhouses. The technique providing Spirulina algae was taken over and improved by Greeks.
Instalaţii de încălzire cu sistem ventilator – încă se mai foloseşte, deşi prezintă o distribuţie neuniforma a temperaturii aerului în interiorul serei.
Pentru obţinerea unor producţii superioare, de calitate, cu costuri cat mai reduse, în concordanta cu protecţia mediului, un model ideal de sera ar fi ca pe lângă utilizarea energiei geotermale de mica entalpie pentru încălzirea serei, sa se recicleze apa intr-un sistem închis de sera. Prin aceasta metoda se economiseşte 99 % apa.
Capacitatea de a recicla apa intr-un sistem închis de sera va reduce presiunea asupra resurselor de apa (care au devenit şi ele limitate), contribuind în acelaşi timp la controlul temperaturii şi umidităţii din interiorul serei.
Un astfel de proiect va avea ca obiective următoarele: - adaptarea producţiei agricole la schimbările climatice; - reducerea consumului de apa pentru producţia agricola prin introducerea metodei de reciclare a apei (resursele de apa sunt afectate de folosirile extensive); - calitatea apei este o problematica disputata de tarile UE, deoarece mulţi poluanţi proveniţi din apa s-au acumulat în produsele agricole. Reciclând apa în interiorul unui sistem închis de sera se rezolva aceasta problema. - Reducerea dependentei fata de combustibilii fosili şi a emisiilor de CO2 prin introducerea energiei geotermale de mica entalpie, care nu poluează în nici un fel mediul, păstrându-l curat. REZULTATE
Algele Spirulina, precum şi alte alge au o mare importanta, în special la obţinerea de medicamente. Acestea se obţin în condiţii controlate, în sere geotermale (fig. 5), de obţinere a producţiei de alge Spirulina a fost preluata şi îmbunătăţită de greci.
Fig. 5 - Images from a geothermal greenhouse providing Spirulina algae / Imagini dintr-o seră geotermală pentru producerea Spirulinei
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
78
Heating installations for animal farms
It is little used technique în the world and is used în Serbia and Macedonia. Drying of agricultural products
Drying of agricultural products using geothermal energy improves the quality of finished products. Here are some examples and the countries where are practiced: - Drying of cereals (wheat în Serbia, rice în
Macedonia, etc) - Drying of fruits în Guatemala, Mexic, Turkey; - Drying of vegetables (tomatoes în Greece) - Dryind tobacco, etc.
Other applications of geothermal energy. Besides the above examples: dry mass of plants used în animal feeding, heating/cooling various warehouses for fruits and vegetables, dried fish în northern Iceland and the list can go on. CONCLUSIONS
Application of geothermal energy în agriculture has expanded greatly în recent yers and will develop more and more în the future, due to its locally availability to obtain agricultural products, as well as its character to reduce greenhouse gases. This energy source can be commercially competitive with any other energy source, helping even the economic development of many developing countries and contributing to the formation of new jobs.
The use of geothermal energy în agriculture could become an attractive solution, already used successfully în many EU countries and beyond. Limitindg the application of this kind of energy în agriculture, is caused by high initial costs of investment, being accessible only to a small category of users. These limitations can be overcome with EU funding opportunities, there are a number of programs that promote local energy resources, including geothermal energy, and for productive applications în rural agricultural communities.
To implement a project involving the use of such power requires a lot of experience, information and knowledge from many scientific disciplines and technical assistance. There are many internationally organizations willing to provide technical assistance în te field that interest us.
Thus, geothermal is a competitive alternative, feasible and clean to fossil fuels, which will have a increasingly important role în the future. BIBLIOGRAPHY
[1]. Popovski K. şi Popovska-Vasilevska S. (2001) - Feasability of geothermal agricultural projects at the begining of XXI century, GHC BULLETIN, June, International Summer School, Skopje, Macedonia; [2]. James C. Witcher, Witcher and Associates – Direct use of geothermal source în agriculture, New Mexico State University Las Cruces, New Mexico, USA; [3]. http://geoheat.oit.edu/bulletin/bull22-2/art4.pdf [4].http://www.energeia.ro/energie-geotermala/pompe-caldura/pompe-de-caldura-geotermale-94/ [5].http://ro.altermedia.info/stiintatehnologie/introducere-in-energia-geotermala_3077.html
Instalatii de încălzire utilizate pentru fermele zootehnice Este o aplicaţie puţin utilizată în lume şi despre care
nu se ştie prea multe. Se utilizează în Serbia şi Macedonia. Uscarea produselor agricole
Uscarea produselor agricole cu ajutorul energiei geotermale îmbunătăţeşte calitatea produselor finite obţinute. Iată câteva exemple în acest sens şi ţările unde se practică: - uscarea cerealelor (grâu în Serbia, orez în
Macedonia, etc.); - uscarea fructelor în Guatemala, Mexic, Turcia; - uscarea legumelor (tomate în Grecia); - uscarea tutunului, etc.
Alte aplicaţii ale energiei geotermale. Pe lângă exemplele de mai sus mai sunt: uscarea masei vegetale folosita la furajarea animalelor, incălzirea/răcirea diferitelor depozite pentru fructe şi legume, uscarea peştelui în Nordul Islandei, şi lista ar putea continua. CONCLUZII
Aplicarea energiei geotermale în agricultura s-a extins foarte mult în ultimii ani şi se va dezvolta tot mai mult în viitor, datorita disponibilităţii acesteia la nivel local pentru obţinerea de produse agricole, precum şi a caracterului ei de reducere a gazelor cu efect de sera. Aceasta sursa de energie poate fi competitiva comercial cu oricare alta sursa de energie, ajutând chiar la dezvoltarea economica a multor tari în curs de dezvoltare şi contribuind la formarea de noi locuri de munca.
Utilizarea energiei geotermale în agricultura poate deveni o soluţie atractiva, fiind deja folosita cu succes în multe tari din UE şi nu numai. Limitarea aplicării acestei energii în agricultura, este cauzata de costurile iniţiale ridicate ale investiţiei, nefiind accesibila decât unei mici categorii de utilizatori. Aceasta limitare poate fi depăşită cu ajutorul oportunităţilor financiare oferite de UE, existând o serie de programe care promovează resursele locale de energie, printre care şi energia geotermala, pentru aplicaţii productive în comunităţile agricole rurale.
Pentru implementarea unui proiect ce implica utilizarea acestui tip de energie necesita multa experienţă, informaţii şi cunoştinţe din mai multe discipline ştiinţifice, precum şi asistenta tehnica. La nivel internaţional există multe organizaţii care sunt dispuse să ofere asistenta tehnica în domeniul care ne interesează.
Astfel, energia geotermală este o alternativă competitivă, fezabilă şi nepoluantă la combustibilii clasici, care va avea un rol din ce în ce mai important în viitor. BIBLIOGRAFIE
[1]. Popovski K. şi Popovska-Vasilevska S. (2001) - Fezabilitatea proiectelor geotermale în agricultură la începutul secolului XXI, BULLETIN GHC, iunie, Şcoala Internaţională de vară, Skopje, Macedonia; [2]. Witcher J.C., Witcher and Associates (2006) – Utilizarea directă a surselor geotermale în agricultură, Universitatea de stat New Mexico Las Cruces, New Mexico State University Las Cruces, New Mexico, SUA; [3]. http://geoheat.oit.edu/bulletin/bull22-2/art4.pdf [4].http://www.energeia.ro/energie-geotermala/pompe-caldura/pompe-de-caldura-geotermale-94/ [5].http://ro.altermedia.info/stiintatehnologie/introducere-in-energia-geotermala_3077.html
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
79
TECHNOLOGY OF CASTING AND REPARING SOME PARTS USING THE METHOD OF RAPID PROTOTYPING-RP BY EXPERIMENTAL TESTS
/ TEHNOLOGIA DE TURNARE ŞI REPARARE A UNOR PIESE FOLOSIND METODA RAPID
PROTOTYPING – RP PRIN ÎNCERCĂRI EXPERIMENTALE
Assoc. Prof. Florea Gh.1)
, Prof. Chiriac Al.1)
, Prof. Ph.D. Eng. Sărăcin I.2)
, Ph.D. Eng. Pandia O.
2), Prof. Ph.D. Eng. Gheorghe M.
3)
1)University “Dunărea de jos”of Galaţi;
2)University of Craiova;
3)Politehnica University Bucharest
Abstract: In the 90s a third group of technologies was added to the well-known technologies used until the beginning of 90s, those of processing by material removing (lathing, milling, adjustment, electro erosion, laser technology, ultrasounds) and those of processing by material redistribution (forging, punching, drawing, extrusion, casting). Those technologies differ from the other ones because they are based on a new principle for pieces materialization, the rapid creation technologies of prototypes, technologies known under the name of Rapid Prototyping - RP which create the piece adding the material as much as it is necessary and where it is necessary. The 3D prototypes different materials, without resorting to the usual machine-tools which remove the material but guarantee the product’s performances are created through rapid prototyping. The procedure presents the advantage of being able to practically create pieces irrespective of their shape. These procedures allow even the creation of colored objects, being able to evidence some details of the object, of the model, or of the respective work. Keywords: 3D model, design, dimensional precision, Prototyping, solidification INTRODUCTION
The 3D models are the most efficient way of presenting a project before even existing in the real world. The utilization of the 3D models brings many advantages both in designing and in presenting it to a potential client.
If the presentation of a project is wanted to be as realistic as possible we can use the fourth dimension: the time.
The models come to life and allow an easier understanding of the work or the analysis of the technical and esthetical impact that those can bring on the environment where they will exist and function.
To the great majority of RP systems the model’s creation process is completely mechanized so that the operator can let the machine working alone even during the night. The process lasts for several hours depending on the dimension, the geometrical complexity and the number of pieces simultaneously created.
The rapid prototyping is also accessible to the industrial utilization. These technologies become more and more efficient and accessible because many machines were developed in this direction. Among the users of rapid prototyping we can include the sculptors, the art foundry-worker, the dentists, the designers, the architects etc. The majority of rapid prototyping techniques are based on material addition. These are the most often used methods to create in a very short period of time prototypes with complex configurations both inside and outside of them, and also niches and cavities (pieces often impossible to create with the traditional procedures).
The ideology of a piece rapid creation (prototype) is based on the computerized design in 3D-CAD, the
Rezumat: Cunoscutelor tehnologii utilizate până la începutul anilor ’90, cele de prelucrare prin înlăturare de material (strunjire, frezare, rectificare, electroeroziune, prelucrarea cu laser, ultrasunete etc.) şi cele de prelucrare prin redistribuire de material (forjare, ştanţare, trefilare, extrudare, turnare, etc.), li s-a adăugat, în anii ’90, o a treia grupă de tehnologii, care se deosebesc de celelalte, în sensul că are la baza un nou principiu pentru materializarea pieselor, tehnologiile de fabricare rapidă a prototipurilor, tehnologii cunoscute sub numele de Prototipare Rapidă (sau Rapid Prototyping – RP) care realizează piesa prin adăugare de material atât cât este necesar şi unde este necesar. Prin prototipaj rapid se realizează prototipuri 3D, din diferite materiale, fără a se mai recurge la obişnuitele maşini unelte care îndepărtează material, dar cu garantarea perfomanţelor produsului. Procedeul prezintă avantajul de a putea realiza practic piese indiferent de forma acestora. Aceste procedee permit chiar creearea obiectelor în culori, putându-se astfel pune în evidenţă anumire detalii ale obiectului, modelului sau operei respective. Cuvinte cheie: design, model 3D, precizie dimensională, prototyping, solidificare INTRODUCERE
Modelele 3D sunt cel mai eficient mod de a prezenta un proiect chiar înainte ca acestea să existe în realitate. Folosirea modelelor 3D aduce multe avantaje atât în timpul proiectării unui produs cât şi în cazul prezentării acestuia unui potenţial client.
Dacă se doreşte prezentarea cât mai realistă a unui proiect, putem apela la folosirea celei de a patra dimensiune timpul.
Astfel, modelele 3D prind viaţă şi permit înţelegerea mai uşoară a funcţionării sau analiza impactului tehnic sau estetic pe care acestea le au asupra mediului în care vor exista şi funcţiona.
La marea majoritate a sistemelor RP, procesul de construire al modelului este complet automatizat, astfel încât operatorul poate lăsa maşina să lucreze singură, chiar şi în timpul nopţii. Procesul durează de regulă mai multe ore, în funcţie de mărimea, complexitatea geometrică şi numărul pieselor construite simultan.
Prototipajul rapid este accesibil si practicii industriale. Aceste tehnologii devin tot mai performante şi abordabile, pentru că numeroase maşini s-au dezvoltat în această direcţie. Printre noii utilizatori ai prototipajului rapid se află sculptorii, turnătorii de artă, stomatologii, medicii, designerii, arhitecţii etc. Majoritataea procedeelor de prototipaj rapid (rapid prototyping) se bazează pe adaosul de material. Acestea sunt metodele cele mai des utilizate pentru realizarea într-o perioadă scurtă de timp a prototipurilor cu configuraţii complexe atât la interior cât şi la exterior, dar în egală măsură a intrândurilor şi cavităţilor (piese adesea imposibil de realizat prin procedeele tradiţionale).
Ideologia formării rapide a unei piese (prototipului) se bazează pe proiectarea computerizată a acesteia în 3D-
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
80
preview on the computer, the optimization of the building according to the designer’s demands and the functional characteristics, the complete modification of the three-dimensional model in models with two coordinates and many layers, the verification of the reproduction possibility of this amount of layers models, namely the materialization of thismodel as an entity, as a solid physical piece (fig.1).
CAD, vizualizarea pe calculator, optimizarea construcţiei funcţie de cerinţele designerului şi caracteristicile funcţionale, transformarea modelului tridimensional, în totalitate, în modele în două coordonate şi multe straturi, verificarea posibilităţii de reproducere a acestei totalităţi de modele în straturi, adică materializarea acestui model ca un tot unitar, ca piesă fizică soildă (fig. 1).
Fig. 1 - The main stages of the RP method: a- the 3D-CAD model; b- the amount of 2D-CAD models; c- the piece made of layers / Principalele etape ale metodei RP: a-modelul 3D-CAD; b-totalitatea modelelor 2d-CAD; c-piesa construită din straturi.
MATERIAL AND METHOD
All the technological procedures from the Rapid Prototyping concept follow the same basic stages, namely: - the CAD model creation which contains a complete
description of the piece using a program and a method adequate to those technologies;
- the CAD model transfer to the division processor; The division can be made, in many cases, just by the
CAD program used for modification. The most commune method is the model’s approximation with triangular plane elements.
-the model’s triangularization so that would be prepared for division and for creation.
These can represent two different operations or the division can be made during the creation. The last parameter, the sections’ thickness, is introduced in the system in order to be created.
The creation raises a series of problems, and the solution particularizes each process, as follows: - The type of the material and under what form this will be used; - The way of support for the model during its creation; - The way of addition of a new layer; - The way of fixation of the new layer on the previous one; - The way of marking the forms for each section; - The way of marking the area between the external and internal form of a section.
- cleaning and facing are operations where the clamps used for building and the material surplus or other operations of processing (including the mechanics) are eliminated by means of which it is followed the improvement of dimensional precision and of surfaces’ quality.
In order to obtain a 3D folder one of the already existing 3D programs can be used as a starting point. The STL, VRPL and PLY formats are international standard formats which are used by the majority of software engineers. RESULTS
There are several techniques of rapid prototyping including the 3D printing. The procedure, like all the methods of rapid Prototyping, allows, in several hours, the creation of three-dimensional physical models of the designed objects starting directly from the 3D CAD/CAM electronic format, the 3D printer being the only machine used as it can be seen in the figure 2.
MATERIAL ŞI METODĂ
Toate procedeele tehnologice din cadrul conceptului de Rapid Prototyping urmează aceiaşi paşi de bază şi anume: - realizarea modelului CAD care cuprinde o descriere
completă a piesei, folosind un program şi o metodă adecvată acestor tehnologii; - transferarea modelului CAD spre procesorul de secţionare.
Secţionarea poate fi făcută, în multe cazuri, chiar de programul CAD folosit pentru modelare. Cea mai comună metodă este aproximarea modelului cu elemente triunghiulare plane.
-triangularizarea modelului astfel încât acesta să fie
pregătit pentru secţionare şi construcţie. Acestea pot fi două operaţii separate sau secţionarea
poate fi făcută în timpul construcţiei. Ultimul din parametrii, grosimea secţiunilor, este introdus în sistem în vederea construcţiei.
Construcţia, ridică o serie de probleme, iar soluţionarea individualizează fiecare proces, astfel: - tipul materialului şi sub ce formă va fi folosit; - modul de sprijine a modelului în timpul construcţiei lui; - modul de adăugare a unui nou strat; - modul de lipire a noului strat de cel precedent; - modul de marcare al contururilor pentru fiecare secţiune; - modul de marcare a ariei dintre conturul exterior şi interior al unei secţiuni.
-curăţirea şi finisarea sunt operaţii în cadrul cărora se elimină suporţii folosiţi la construcţie şi materialul în exces sau alte operaţii de prelucrare (inclusiv mecanică) prin care se urmăreşte îmbunătăţirea preciziei dimensionale şi a calităţii suprafeţelor.
Pentru a obţine un fişier 3D se pleacă de la unul dintre programele 3D existente. Formatele STL, VRPL şi PLY sunt formate standard internaţionale care sunt folosite de cea mai mare parte a informaticienilor.
REZULTATE
Există mai multe tehnici de prototipare rapidă, printre ele numărându-se şi imprimarea 3D. Procedeul, asemeni altor metode de prototipaj rapid, permite realizarea în câteva ore de modelele fizice tridimensionale ale obiectelor proiectate pornind direct de la formatul electronic 3D CAD/CAM, unicul utilaj folosit fiind imprimanta 3D asa cum vede din figura 2.
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
81
Fig. 2 - The principle of a model creation on a 3D printer /
Principiul realizării unui model pe o imprimanta 3D
The printer creates 3D physical prototypes by the
solidification of the deposited layers of powder using binder liquid. By definition 3DP is an easy and an adaptable process, creating geometries of a various complexity in hundreds different applications, supporting many types of materials.
The general schema can be observed in figure 3. A charged roller with multiple channels similar to that from an ink-jet printer is moved in the xy coordinates on the platform’s surface. Instead of the printer’s ink, this charged roller drops grains of adhesives from the tank, which willconsolidate in contact with the material particles deposited in a thin layer on the working platform.
Imprimanta creează prototipuri fizice 3D prin solidificarea straturilor de pudră depuse utilizând binder lichid. Prin definiţie 3DP este un proces uşor şi uşor adaptabil, realizând geometrii de o complexitate variată în sute de aplicaţii diferite, suportând multe tipuri de materiale.
Schema generală se poate observa în figura 3. Un cap de depunere cu canale multiple asemănător celui de la o imprimantă cu jet de cerneală este plimbat în coordonate x-y pe suprafaţa platformei. In locul cernelei imprimantei, acest cap de depunere lasă picături de adeziv din rezervor, care se vor întări în contact cu particulele de material depuse într-un strat subţire pe platforma de lucru.
Fig. 3 - The general schema of the three-dimensional printing procedure / Schema generală a procedeului de tipărire tridimensională
Once a layer is finished, the piston from the working
vat descends with an increment the platform, the piston from the material container will lift, and after that the roll will lay down another material layer on the working platform.
The charged roller will place the adhesive in the zones corresponding to the section among the piece, created in that moment. The process continues in a similar way until the complete materialization of all sections. (fig.4).
Odată un strat terminat, pistonul din cuva de lucru coboară platforma cu un increment, pistonul din containerul cu material se va ridica, după care rola va intinde un nou strat de material pe platforma de lucru.
Capul de depunere va plasa adezivul în zonele corespunzătoare secţiunii prin piesă, realizata in momentul respectiv. Procesul continuă în mod similar până la materializarea completă a tuturor secţiunilor (fig. 4).
Fig. 4 - The principle of a model creation / Principiul realizării unui model
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
82
After the finalization of the creation process layer by layer, the piston rises and the piece is extracted from the mass of powder remained unused.
A 3D printer creates physical models by digitalization in several hours instead of days. It is quick and simple, allowing the engineers to produce a chain of ideas of models and tests of functional elements, at a reasonable price.
This printer is based on a monochromatic prototyping system. It quickly prints and it easily creates complex geometries, very thin sides of walls, as well as very small surfaces.
The principle subcomponents of a type of printer are: the charged roller, the working platform, the tank of adhesive, the piston, the working vat, the material container and the role which lay down the material layer. CONCLUSIONS
The models created by rapid prototyping represent the future technology, the procedure that allows obtaining in a few hours complex models, starting directly from the design dates.
The prototypes improve the communication between the specialists because the understanding of three-dimensional objects is made more easily, this thing leading to costs and time economies.
The creation planning is made more easily because as the same time as the product’s mark is created the packing technology can be designed before the product’s creation.
The prototypes are also used to test a certain product in order to verify if it is working properly and in this way some improvements can be brought. BIBLIOGRAPHY
[1]. Florea Gh., Chiriac Al., Marginean I. (2008) - Performant methods for castings, Europlus Publishing
House, Galati, Romania; [2]. Florea Gh., Chiriac Al., Marginean I., Croitoru Gh. (2008) - State-of- the art casting, Europlus Publishing House, Galati, Romania; [3]. www.mcp-group.com/index.html;. [4]. www.mech.kuleuven.be/pp/research/rapidprototyping#sla [5]. www.moellerdesign.com/rp.htm
După finalizarea procesului de construire strat cu strat, pistonul se ridică şi piesa se scoate din masa de pulbere rămasă nefolosită.
O imprimanta 3D creează modele fizice prin digitalizare în câteva ore în loc de zile. Este rapidă şi simplă, permiţând inginerilor să producă un lanţ de idei de modele şi teste ale elementelor funcţionale, la un preţ convenabil.
Această imprimantă are la bază un sistem de prototipaj rapid monocrom. Imprimă rapid şi se realizează uşor geometrii complexe, părţi foarte subţiri ale pereţilor, precum şi suprafeţe foarte mici.
Subcomponentele principale ale unei astfel de imprimante sunt: capul de depunere, platforma de lucru, rezervorul cu adeziv, pistonul, cuva de lucru, containerul cu material şi rola care împrăştie stratul de material. CONCLUZII
Modelele realizate prin prototipaj rapid reprezinta tehnologia viitorului, procedeul care permite să se obţină în câteva ore modele, complexe, pornind direct de la datele de proiectare.
Prototipurile îmbunătăţesc comunicarea dintre specialişti deoarece înţelegerea obiectelor tridimensionale se face mai uşor, acest lucru conducând la economii de cost şi timp.
Planificarea producţiei se face mai uşor, deoarece odată cu fabricarea reperului produsului se poate proiecta si tehnologia de ambalare înainte ca produsul să fie realizat.
Prototipurile se mai utilizează la testarea unui anumit produs, pentru a i se vedea dacă funcţionează aşa cum trebuie şi astfel se pot aduce îmbunătăţiri. BIBLIOGRAFIE [1]. Florea Gh., Chiriac Al., Marginean I. (2008) - Metode performante pentru piese turnate, Editura Europlus,
Galati, România. [2]. Florea Gh, Chiriac Al, I. Marginean, Croitoru Gh. (2008) - Ultima tendinţă la turnare, Editura Europlus, Galaţi, România. [3]. www.mcp-group.com/index.html [4]. www.mech.kuleuven.be/pp/research/rapidprototyping#sla [5].www.moellerdesign.com/rp.htm
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
83
STUDIES AND RESEARCHES ON ACQUIRING PHYSIOLOGICAL TRAITS AND THE CONTENT OF AMINO- ACIDS IN OPAL HYBRID MAIZE CULTIVATED BY S.C. MIRILA-OLT
/ STUDII ŞI CERCETĂRI PRIVIND ÎNSUŞIRILE FIZIOLOGICE ŞI CONŢINUTUL ÎN AMINOACIZI
LA HIBRIDUL DE PORUMB OPAL CULTIVAT LA S.C. MIRILA-OLT
Ph.D. Eng. Pandia O.1)
, Prof. Ph.D. Eng. Sărăcin I.1)
, Assoc. Prof. Gheorghe F.2)
, Prof. Chiriac A.
2), Asist. Vladulescu C.
1)
University of Craiova - Faculty of Agriculture1)
; University of Galaţi2)
; University of Craiova - Faculty of Horticulture
1)
Abstract: The present work tries to establish the role of irrigation and applying variable doses of Nitrogen and Phosphorous, it also tries to ground, from the physiological point of view, the contribution of each factor in achieving high quantitative and qualitative productions. Keywords: diseases and pests, resistance, variable doses INTRODUCTION
Zea mays corn is one of the most important crop plants, with multiple uses in human nutrition, industry and animal feed. Good resistance to drought and heat, relatively low number of diseases and pests, adaptability to different climatic condition, weeding, leave the field clean of weeds, it is a good precursory for many plants, uses well organic and mineral fertilizers, reacts very strongly to irrigation, propagation coefficient very high as it is an important honey and medicinal plant. The temperature, as essential element of the precocity of corn, is registered starting from the biological threshold (10 – Celsius degrees). Because of its high capacity of adaptation to soil and climate conditions as well as because of the ample improvement process, maize culture has a spreading area that guarantees the satisfaction of all requirements of every county in our country, and, in many counties – mainly the southern and the western ones – may accomplish important availability in the case of our national economy. MATERIALS AND METHOD
In order to determine the main physiological traits there was included into the study a corn hybrid, of average class Opal that sums up temperatures between: 1400-1500. - Determine the physiological characteristics; - Irrigation system; - Planned density: 55.000 pl/ha; - Content of amino acids.
Rezumat: Lucrarea de faţă încearcă să stabilească rolul de irigare şi prin aplicarea de doze variabile de azot şi fosfor, de asemenea, încearcă să stabileasca, din punct de vedere fiziologic, contribuţia fiecărui factor în realizarea producţii cantitative şi calitative ridicate. Cuvinte cheie: boli şi dăunători, doze variabile, rezistenţă INTRODUCERE
Porumbul Zea mays, este una din cele mai importante plante de cultură, cu utilizări multiple în alimentaţia oamenilor, industrie, hrana animalelor. Rezistenţa bună la secetă şi căldură, numarul relativ redus de boli şi dăunători, adaptabilitate la condiţii diferite de climă, fiind praşitoare, lasă terenul curat de buruieni, constituie o bună premergătoare pentru multe plante, valorifică bine îngrăşămintele organice şi minerale, reacţionează foarte puternic la irigaţii, coeficient de înmulţire foarte mare fiind o importantă plantă meliferă şi medicinală. Temperatura, ca element esenţial al precocităţii porumbului, se înregistrează începând cu pragul biologic (10 grd.C). Datorită capacităţii sale de mare de adaptare la sol şi condiţiile climatice, precum şi datorită procesului de îmbunătăţire amplu, cultura de porumb are o arie de raspandire care garantează satisfacerea tuturor cerinţelor din fiecare judeţ în ţara noastră, şi, în multe judeţe - în principal de sud, iar cele de vest - poate realiza disponibilitatea de important, în cazul economiei noastre naţionale. MATERIALE ŞI METODĂ
Pentru determinarea principalelor însuşiri fiziologice a fost luat în studiu un hibrid de porumb, din clasa mijlocie Opal care însumează temperaturi între: 1400-1500. - determinarea însuşirilor fiziologice; - sistem irigat; - densitatea planificată: 55.000 pl/ha; - conţinutul în aminoacizi.
Sowing was done after a preceding wheat crop. Since the Mirila soil falls within the medium soil, plowing was done at a depth of 21-25 cm. The land preparation was done in autumn with work on the surface. Preparation of germinative bed was done by a single pass with the combinatorial 7-8cm.
For proper adjustment of the sowing machine for 55000 plants harvested there were used holes of 14- distributor shaft teeth 22- wheel shaft teeth. The precision of sowing ensures minimum loss of plants and an excellent control of the depth of sowing and 70cm distance between rows and of 26 cm between the plants in row.
Optimal sowing period was in springtime when the sowing depth sola registered a temperature of 8-10 Celsius degrees, on 24-04, the quantity of seed per hectare being 25 kg. The length of the row is of 8.4 and the number of repetitions for each variant is 3. RESULTS
The period of emergence was on 06.05.2007. Throughout the period of vegetation there were pursued
Însămânţarea a fost efectuată după o cultură premergătoare de grâu. Deoarece solul de la Mirila se încadrează în categoria solurilor mijlocii, arătura a fost efectuată la o adâncime de 21-25 cm. Pregătirea terenului a fost efectuată din toamnă prin lucrări superficiale. Pregătirea patului germinativ s-a realizat printr-o singură trecere cu combinatorul la 7-8cm.
Pentru reglarea corespunzătoare a semănătoarei pentru 55000 plante recoltabile au fost folosite orifici 14- dinţi ax distribuitor 22- dinţi ax roata.Precizia semanatului asigura pierderi minime de plante si un control excelent al adâncimii de semănat şi al distanţei între rânduri de 70 cm şi între plantele pe rând de 26 cm.
Perioda optimă de semănat a fost primăvara când în sola adâncimea de semănat a înregistrat o temperatură de 8-10 grade C, la data de 24-04, cantitate de sămânţă la hectar fiind de 25 kg. Lungimea rândului este de 8,4 şi numărul de repetiţii pentru fiecare variantă este 3. REZULTATE
Perioada de răsărire a fost în data de 06.05.2007 În toată perioada de vegetaţie s-au urmărit următoarele
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
84
the following physiological processes occurring in vine plant: no. of plants in plot, no. of fallen plants, flowering date, silk date, silk uniformity, height of the plant, grade for resistance to drought, physiological maturity date, no. of prematurely dried plants, grade for mature green plants, no. of fallen plants, no. of broken plants, grade for general appearance of the plant, no. of plants at harvest time, no. of sterile plants, no. of missing cobs, no. of harvested cobs, grade for plant resistant to Fusariosis, grade for grain huddle, grade for grain consistency, grade for grain coverage, grade for cobs’ appearance, weight of the cobs, no. of broken plants, general grade, % of grains on cob, grain humidity, grain production t/ha. Irrigation of the crop was made in 5 repetitions: 9.05.2007 - 200 m
3;
21.05.2007 - 200 m3;
9.06.2007 - 300 m3;
21.06.2007 - 300 m3;
7.07.2007 - 400 m3.
procese fiziologice care au loc în viţa plantei: nr. de plante în parcelă, nr de plante căzute, data înfloritului, data mătăsitului, uniformitatea mătăsitului, înălţimea plantei, nota pentru rezistenţă la secetă, data maturităţii fiziologice, nr de plante uscate prematur, nota pentru plantele verzi la maturitate, nr.de plante căzute, nr. de plante frânte, nota aspect general al plantei, nr. de plante la recoltare,nr. de plante sterile, nr. de ştiuleţi lipsă, nr de ştiuleţi recoltaţi, nota plantei rezistente la fuzarioză, nota la şistăvirea bobului, nota la consistenţa bobului, nota la acoperire cu bob, nota la aspectul ştiuletelui, greutatea ştiuleţilor, nr. de plante frânte, nota generală, % de boabe pe ştiulete, umiditatea boabelor, producţia de boabe t/ha. Irigarea culturii a fost efctuată în 5 repetiţii: 9.05.2007 - 200 m
3;
21.05.2007 - 200 m3;
9.06.2007 - 300 m3;
21.06.2007 - 300 m3;
7.07.2007 - 400 m3.
Table 1 / Tabelul 1
Main physiological traits followed to the Opal corn hybrid in three repetitions / Principalele însuşiri fiziologice urmărite la hibridul de porumb Opal în trei repetiţii
Hybrid / Hibrid
Repetition / Repetiţia
Nr. of plants in
plot / Nr. de plante
parcelă
Loowering date / Data
înfloririi
Silk release date / Data
mătăsit.
Silking uniformity / Unifor. mătăsit.
Plant height /
Înălţimea plantelor
Resistance to drought rating /
Notă Rez. la secetă
Physical maturity date /
Data maturitate
fizică
Number of prematurely dried plant /
Nr. plante uscate premtur
Rating for mature green
plants / Nota pentru plante verzi la maturitate
Number of fallen plants /
Nr. plante căzute
Number of broken plants /
Nr. plante
frânte
Rating for gen. appear. of plants /
Nota aspect
gen. plante
Number of plants at harvest / Nr. plante la recoltare
Opal
1 64 7.07 10/07 9 220 8 31/08 2 8 0 1 8 62
2 63 7.07 10/07 9 221 8 31/08 1 8 0 0 8 64
3 63 7.07 10/07 9 221 8 31/08 1 8 0 2 8 63
Table 2 / Tabelul 2
Main physiological traits followed to the Opal corn hybrid în three repetitions Principalele însuşiri fiziologice urmărite la hibridul de porumb Opal în trei repetiţii
Hybrid / Hibrid
Repetition / Repetiţia
No. of sterile plants / Nr. plante sterile
No. of missing cobs / Nr. ştiul eţi
lipsă
No. of harvested cobs /
Nr. ştiul eţi recoltaţi
Rating for resist. to Fusarium / Nota
rezist. la
Fusarium
Rating for shriveled grains /
Nota şistăvirii boabe
Rating for grain compos. /
Nota cons.
bob
Rating for cover beans /
Nota la acoperire
bob
Rating for cobs
appearance / Nota aspect
ştiuleţi
Weight cobs /
Greutate ştiuleţi
No. of broken plants on m
2 / Nr.
plante frânnte pe m
2
General rating / Nota
generală
Percentage of grains per cob / % boabe
ştiulete
Grain moisture / Umiditate
boabe
Productivity / Productivity
[t/ha]
Opal
1 3 0 63 9 9 7 8 8 175 4 8 82 18,8 11,55
2 3 0 61 9 9 7 8 8 176 5 8 82 18,8 12,10
3 2 0 59 9 9 7 8 8 169 3 8 81 18,8 11,70
The height of the plants was of 220221 cm to the cm
system to crop irrigation system. In addition, the insertion height of the cobs is of 1.25 cm, the plants received the grade 8 to drought resistance and for the uniformity of the silk 9. During all the vegetation period, the number of fallen plants was zero, and the number of broken plants
was between 12 in all three repetitions. The period for physiological maturation was of 31.08, and the prematurely dried plants are 1-2. To a number of
harvested plants, namely 6264 there were harvested
5963 cobs, the grain yield of this hybrid is 82, with a grain humidity around the value of 18.8. The grade for the general aspect of the plants was 8.
The number of sterile plants in the three repetitions
was between 23, the grade for Fusariosis was 9, the cobs, for their general appearance received the grade 8, and
the productions had values between 11.5512.10 t/ha. To Opal hybrid, depending on the production of grains
of corn, there was calculated the content in amino acids, expressed in kg/ha. In the production irrigated system, the content of 100 g s.u. has significant values to the same amino acids, being a significant difference in both the sum of the amino acids and the essential amino acids of almost 290 g, and for a hectare, the difference is of approximately 6.89 kg/ha to essential amino acids.
Înălţimea plantelor a fost de 220221 cm la sistemul cm la sistemul irigat de cultură. De asemenea înălţimea de inserţie a ştiuleţilor este 1,25 cm, plantele au primit nota 8 la rezistenţa la secetă iar la uniformitatea mătăsitului 9. Pe toată perioada de vegetaţie numărul de plante căzute a fost zero, iar numărul de plante frânte fiind
cuprins între 12 în toate cele 3 repetiţii. Durata maturării fiziologice a fost de 31.08, iar plantele uscate prematur sunt în număr de 1-2 . La un număr de plante recoltate,
respectiv 6264 s-au recoltat 5963 ştiuleţi, randamentul în boabe al acestui hibrid este de 82, cu o umiditate a boabelor cuprinsă între valorile de 18,8. Nota aspectului general al plantelor a fost 8.
Numărul de plante sterile la cele 3 repetiţii a fost
cuprins între 23, nota primită la Fuzarioză a fost 9, ştiuleţii ca aspect general au primit nota 8, iar producţiile
au avut valori între 11,5512,10 t/ha. La hibridul Opal, în funcţie de producţia de porumb
boabe, s-a calculat conţinutul în aminoacizi, exprimat în kg/ha. În sistemul irigat de producţie, conţinutul la 100 g s.u. prezintă valori semnificative la aceiaşi aminoacizi, existând o diferenţă semnificativă atât la suma aminoacizilor, cât şi la aminoacizii esenţiali de aproape 290 g, iar la hectar diferenţa este de aproximativ 6,89 kg/ha la aminoacizii esenţiali.
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
85
Table 3 / Tabelul 3
The content of amino acids expressed in kg/ha depending on the production of grains of corn to the Opal hybrid in the year 2007 / Conţinutul în aminoacizi exprimat în kg/ha în funcţie de producţia de porumb boabe la hibridul Opal, anul 2007
Amino acids / Aminoacidul
Irrigated system / Sistemul irigat [g/100g s.u.]
The content of amino acids / Conţinutul în aminiacid [kg/ha]
aspartic 0.693 / 0,693 4.475 / 4,475
threonina 0.414 / 0,414 2.676 / 2,676
serina 0.491 / 0,491 3.172 / 3,172
glutamina 1.28 / 1,28 8.384 / 8,384
prolina 0.64 / 0,64 4.256 / 4,256
cysteina 0.37 / 0,37 2.450 / 2,450
glicozina 0.45 / 0,45 2.966 / 2,966
alanina 0.80 / 0,80 5.224 / 5,224
valina 0.483 / 0,483 3.127 / 3,127
metionina 0.13 / 0,13 0.902 / 0,902
izoleucina 0.40 / 0,40 2.644 / 2,644
leucina 1.013 / 1,013 6.546 / 6,546
tirozina 0.616 / 0,616 3.985 / 3,985
phenilalanina 0.520 / 0,520 3.360 / 3,360
histidina 0.51 / 0,51 3.353 / 3,353
lyzina 0.441 / 0,441 2.850 / 2,850
arginina 0.664 / 0,664 4.295 / 4,295
Total aa 9.915 / 9,915 64.665 / 64,665
The irrigation influences favorably the increase of the amino acids content, but the differences are not very relevant, being of only hundreds of grams (11.10 g/100 g s. u. total amino acids, of which 5.28 g/100 g s.u. essential amino acids), but, reporting it to the production of this hybrid we notice an increase of approximately 6 times, those having a content of 77,13 kg/ha. CONCLUSIONS
The year 2007, because of the fact that itmwas a favorable year for corn crop, it is noticeable because an accentuated growth of all the physiological processes in close connection with the physiological traits of Opal hybrid.
Irrigation of the Opal hybrid corn crop led to the obtaining of some significant quantities of the content of amino acids existing in the grains of corn.
The bigger the report of amino acids, the bigger the increase of quality value of the hybrid studied.
Respecting the technology of corn crop with the irrigation system, led to obtaining good results from a quantitative and qualitative point of view for this hybrid that is recommended to be used in crops. BIBLIOGRAPHY
[1]. Goian M., Sala F., Berbecea A., Radulov I., Gherban C. (2000) - The effect of mineral fertilizers upon the production of maize, on cambic chernozem within the Timisoara Didactic Reasearch Station, between 1997 and 1999, SCIENTIFIC RESEARCH, Agriculture Series, Vol XXXII, Part I, Publishing House Agroprint Timişoara, Romania; [2]. Hera C. (1972) - Influence of fertilizers on corn hybrids grown in different soils in Romania, Yearbook XXXVIII ICCPT Fundulea, Romania; [3]. Pandia O. (2004) - Study of the intensity of physiological processes (photosynthesis) in some maize hybrids under different doses of NP, Annals of University of Craiova, Vol XXXIV, Craiova, Romania.
Irigaţia influenţează în mod favorabil creşterea conţinutului în aminoacizi, dar diferenţele nu sunt destul de relevante, fiind de ordinul sutelor de grame (11,10 g/100 g s.u. total aminoacizi, din care 5,28 g/100 g s.u. aminoacizi esenţiali), însă raportându-i la producţia realizată de acest hibrid observăm o creştere de aproximativ 6, ori, aceştia având un conţinut de 77,13 kg/ha. CONCLUZII
Anul 2007, datorită faptului că a fost un an favorabil culturii porumbului, se remarcă printr-o creştere accentuată a tuturor proceselor fiziologice în strânsă legătură cu însuşirile fiziologice ale hibridului Opal.
Irigarea culturii de porumb a hibridului Opal a condus la obţinerea unor cantităţi semnificative ale conţinutului în aminoacizi existenţi în boabele de porumb.
Cu cât raportul de aminoacizi este mai mare, cu atât creşte valoarea calitativă a hibridului luat în studiu.
Respectarea tehnologiei de cultură a porumbului în sistem irigat a dus la obţinerea de rezultate bune din punct de vedere cantitativ şi calitativ al acestui hibrid care este recomandat să fie luat în cultură. BIBLIOGRAFIE
[1]. Goian M., Sala F., Berbecea A., Radulov I., Gherban C. (2000) – Efectul fertilizantilor minerali asupra producţiei de porumb pe ernoziomul cambic Staţiunea de cercetare de la Timişoara în anul 1997 şi 1999, LUCRĂRI ŞTIINŢIFICE, seria Agricultură, vol. XXXII, partea I, Editura Agroprint, Timişoara, România; [2]. Hera C. (1972) - Influenţa îngrăşămintelor asupra unor hibrizi de porumb cultivaţi pe diferite tipuri de sol din România, Anualul ICCPT Fundulea XXXVIII, România; [3]. Pandia O. (2004) - Studiul intensităţii unor procese fiziologice (fotosinteză) la unii hibrizi de porumb sub diferite doze de N.P., Analele Universităţii din Craiova, Vol. XXXIV, Craiova, România.
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
86
APPLICATION OF MECHANIZED AGRICULTURAL WORKS ON A CROP TECHNOLOGY AND THE EFFECT OF THEIR INVALIDE USE
/ APLICAREA LUCRĂRILOR AGRICOLE MECANIZATE ÎN TEHNOLOGIA UNEI CULTURI ŞI
EFECTUL FOLOSIRII LOR INCORECTE
Prof. Ph.D. Eng. Sărăcin I.1)
, Ph.D. Eng. Olimpia P.1)
, Assoc. Prof. Gheorghe F.2)
, Prof. Chiriac A.
2), Prof. Gheorghe M.
3)
1)University of Craiova - Faculty of Agriculture;
2)University of Galati;
3)University Politehnica Bucharest
Tel: +40 744.162.539; E-mail: [email protected]
Abstract: The evaluation of the management of the soil quality represents the process of measuring the changes that took place in the quality of the soil, as a result of the agricultural practices adopted for the improvement of the economical performances obtained for the same field surface. In work is presented a set of indicators regarding the main characteristics of the health status of the soil.
Indicators selected for evaluation of the management of soil quality must show which are the present performances of the soil and how can be preserved and improved their functions for future usage. The selected indicators can refer to physical, chemical, biological characteristics or at processes that took place at the level of the soil.
Keywords: erosion, performances, soil quality, soil degradation INTRODUCTION
The South area of district Dolj, though its geographical position it is situated under the influence of an excessive natural ground with annual average temperatures that are high enough, average annual precipitation of 400-500 mm and the value of the small aridity index is considered to be one of the most predisposed areas at the process of soil degradation due to drought phenomenon of drought - aridity - desert. Work of improvement and preservation of the soils must be advisable realised.
The management of soil quality refers to the selection of the adequate agricultural practices, correspondent to the modality of usage of the agricultural field, depending on soil types for the territory of each agricultural exploitation.
For the identification of the properties or the key attributes of the soil, sensible to exchange the function of the soil will be recommended the research of a minimum set of indicators, of primordial interest for the farmer. MATERIAL AND METHOD
Though its geographical position land S-V it is situated under the influence of an excessive natural ground with annual average temperatures that are high enough, average annual precipitation of 400-500 mm and the value of the small aridity index is considered to be one of the most predisposed areas at the process of soil degradation due to drought phenomenon of drought – aridity – desert and mechanical works.
The process of degradation of the soil, due to this phenomenon is defined as the actual or potential loss of productivity or the utility of the soil of the natural and atrophic factors. Indicators of the soil quality
- Relationship with the main characteristics of the soil status health;
- Fertilization of the soil, structure, erosion, retention of nutrients;
- Retention and transportation of the soil and the nutrients; compaction degree, porosity, hob of the plough, depth at which can be plough;
Rezumat: Evaluarea managementului calităţii solului reprezintă procesul de măsurare a schimbărilor intervenite în calitatea solului a urmare a practicilor agricole adoptate pentru îmbunătăţirea performanţelor economice obţinute de pe aceiaşi suprafaţă de teren. In lucrare este exemplificat un set de indicatori cu referire la principalele caracteristici ale stării de sănătate ale solului.
Indicatorii selectaţi pentru evaluarea managementului calităţii solului trebuie să arate care sunt performanţele actuale ale solului şi cum pot fi prezervate şi îmbunătăţite funcţiile acestora pentru utilizarea viitoare.Indicatorii selectaţi se pot referi la caracteristicile fizice, chimice, biologice, sau la procesele ce au loc la nivelul solului. Cuvinte cheie: eroziune, performante, calitatea solului, degradarea solului INTRODUCERE
Zona de sud a judeţului Dolj, prin poziţia sa geografică se află sub influenţa excesivă a unui sol natural cu temperaturi medii anuale, care sunt destul de ridicate, cu media anuală de precipitaţii de 400-500 mm şi valoarea mică a indexului de ariditate ceea ce o fac să fie una dintre zonele cele mai predispuse la procesul de degradare a solului din cauza fenomenul de secetă – ariditate - deşert.
Este recomandabilă îmbunătăţirea şi conservarea solurilor. Managementul calităţii solului se referă la selectarea practicilor agricole adecvate, corespunzător modului de utilizare a terenului agricol în funcţie de tipurile de sol de pe teritoriul fiecărei exploataţii agricole.
Pentru identificarea proprietăţilor sau atributelor cheie ale solului, sensibile la schimbarea funcţiunii solului se recomandă cercetarea unui set minim de indicatori, de interes primordial pentru fermier. MATERIALE ŞI METODĂ
Prin poziţia ei geografică zona de S-V se află sub influenţa unui continentalism excesiv cu temperaturi medii anuale destul de mari, precipitaţii medii anuale 400-500 mm iar valoarea indicelui de ariditate mică este considerată una din cele mai predispuse arii la procesele de degradare a solului datorate fenomenelor de secetă-aridizare-deşertificare – mecanizare
Procesul de degradare a solului datorat acestui fenomen este definit ca pierderea actuală sau potenţială a productivităţii sau a utilităţii solului a factorilor naturali şi antropici. Indicatori ai calităţii solului
- Relaţia cu principalele caracteristici ale stării de sănătate ale solului;
- Fertilitatea solului, structura, eroziunea, reţinerea de nutrienţi;
- Reţinerea şi transportul apei şi nutrienţilor; gradul de compactare, porozitatea, talpa plugului, profunzimea la care poate fi arat;
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
87
- Available level of fertility, degrees regarding the requirements of the main cultures regarding the reaction of the soil, threshold of biological and chemical activity;
- Measuring the microbiological activities, productivity of the soil and the degree of satisfaction with N.
The main processes that can aid the development of the phenomenon of degradation – desert can be identified in: - biological degradation through the loss of organic
substance; - physical degradation due to structure
The degradation of the soil through the reduction of the content of organic substance has as main factors that can be identified: excessive use of the agricultural works or of others measures of agro-techniques measures, accelerated erosion of the soil, due to long periods of activity of the wind in this area, excessive and inadequate application of chemical fertilisers, herbicides and insecticides. The massive content of organic matter can be associated with the intensive usage of the tillage, of leaving the uncultivated field during summer time, burning the stubble filed, etc.
The influence of the texture on the processed of soil degradation is presented through at least 2 reasons: - the size and the modalities of disposure of the soil particles
that at vulnerable at the action of the wind and water; - the modification of the potential of retention of the
water, making possible surface drainages. The main factors that are responsible for the degradation of
the sandy soils from the South of Oltenia, can be considered: - the uncontrolled and excessive plowing, figure 1. - aeolian deflation, figure 2. - soil contamination usage of the cover with folio,
figure 3.
- Nivelul de fertilitate disponibil, praguri cu referire la cerinţele principalelor culturi privind reacţia solului, praguri de activitate biologică şi chimică;
- Măsurarea activităţii microbiologice, productivitatea solului şi potenţialul de satisfacere cu N.
Principalele procese care pot favoriza dezvoltarea fenomenului de degradare-deşertificare pot fi identificate în: - degradarea biologică prin pierderea de materie
organică; - degradarea fizică datorată structurii;
Degradarea solului prin reducerea conţinutului de materie organică are ca principali factori ce pot fi identificaţi: folosirea excesivă a lucrărilor agricole sau a altor măsuri de agrotehnică, eroziunea accelerată a solului datorată lungii perioade de activitate a vântului în această zonă, aplicarea excesivă şi neadecvată a îngrăşămintelor chimice, erbicidelor şi insecticidelor. Declinul masiv al conţinutului de materie organică poate fi asociat cu folosirea intensivă a arăturii, a lăsării terenului necultivat în perioada de vară, arderea miriştilor, etc.
Influenţa texturii asupra proceselor de degradare a solului este reliefată prin cel puţin 2 motive: - mărimea şi modul de dispunere a particulelor de sol
fulnerabile la acţinea vântului şi a apei; - modificarea potenţialului de reţinere a apei făcând
posibile scurgerile de suprafaţă. Principalii factori responsabili pentru degradarea solurilor nisipoase din Sudul Olteniei pot fi consideraţi: - arătura necontrolată şi în exces; figura 1 - deflaţia eoliană, figura 2 - contaminarea solului prin folosirea excesivă acoperirii
cu mulci din folie sau tunele din folie, figura 3.
Fig. 1 - Plowing excess moisture / Arătura necontrolată şi în exces
Fig. 2 - The action of spring wind on the sandy soils / Acţiunea vântului asupra solurilor nisipoase
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
88
In the same time, the soil represents the main source of herbs in the cultures, due to the reserve of herbs seeds from the soil, reserve that can be used for the realization of the green areas, of protection of the cultures through Aeolian deflation, by application of some specific technologies in that area and leaving some unprocessed surfaces in which high herbs will be developed up to the blossom period, when will be destroyed.
În acelaşi timp solul reprezintă sursa principală de îmburuienare a culturilor datorită rezervei de seminţe de buruieni din sol, rezervă care poate fi folosită pentru realizarea zonelor verzi de protejarea culturilor de deflaţia eoliană prin aplicarea unor tehnologii specifice pentru zona respectivă şi lăsarea unor suprafeţe neprelucrate în care buruienile de talie înaltă să se dezvolte până la perioada de înflorire când vor fi distruse.
Fig. 3 - Soil contamination usage of the cover with folio / Soluri contaminate cu mulci de folie
Fig. 4 - Rests of folio on the surface of pouching soil / Resturi de folie ramase în sol
CONCLUSIONS
1. Basic agricultural work carried out on sandy soils should be carried out in spring in the system without overthrowing the swath or a few days before crop establishment; 2. Cover with foil to make mulch so that the amount of soil to use for small to avoid îmburuienării land; 3. Mulch foil to provide the possibility of recovery on the ground; 4. Before setting mulch foil is appropriate to execute treatment plant soil. BIBLIOGRAPHY
[1]. Abăităncei D. and other (1980) – Engines for motor vehicles and tractors, Technical Publishing House, Bucharest, Romania; [2]. Mărdărescu R. and other (1968) – Engines for motor vehicles and tractors, Technical Publishing House Bucharest, Romania; [3]. Stratulat M., Andreescu C. (1998) – Car Diagnose, Scientific and Technical Society Publishing House
Bucharest, Romania; [4]. Sărăcin I. (2000) – Power base for agriculture. Engines, Universitaria Publishing House, Craiova, Romania.
CONCLUZII
1. Lucrările agricole de bază realizate pe solurile nisipoase trebuie efectuate primăvara în sistem fără răsturnarea brazdei sau cu câteva zile inainte de înfiinţarea culturilor; 2. Acoperirea cu mulci din folie să se facă astfel încât cantitatea de sol folosită pentru fixare să fie mică, pentru evitarea îmburuienării terenului; 3. Mulciul din folie să ofere posibilitatea recuperării de pe sol; 4. Înainte de fixarea mulciului din folie este indicat să se execute tratamente fitosanitare. BIBLIOGRAFIE
[1]. Abăităncei D. şi alţii (1980) – Motoare pentru autovehicule şi tractoare, Editura Tehnică Bucureşti, România; [2]. Mărdărescu Radu, si collab. (1968) – Motoare pentru autovehicule şi tractoare, Editura Tehnică Bucureşti, România; [3]. Stratulat M., Andreescu C. (1998) – Diagnosticarea automobilului, Editura Societatea Ştiintifică şi Tehnică,
Bucureşti, România; [4]. Sărăcin I. (2000) – Baza Energetică pentru agricultură. Motoare, Editura Universitaria, Craiova, Romania.
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
89
PROCESS AUTOMATION OF SHOCK ABSORBING SYSTEMS DYNAMIC TESTING, SPECIFIC TO TECHNICAL EQUIPMENT CONSTRUCTION
/ AUTOMATIZAREA PROCESULUI DE TESTARE DINAMICĂ A SISTEMELOR DE AMORTIZARE
SPECIFIC CONSTRUCŢIEI ECHIPAMENTELOR TEHNICE
Eng. Matache M., Eng. Mihai M., Ph.D. Eng. Vlăduţ V., Eng. Voicea I.
INMA Bucharest Tel: +40 727.957.693.; E-mail: [email protected]
Abstract: The shock absorbers role in all the auto vehicle geometry is very important, because the shock absorber is a key element for the security and performances of a technical equipment.
The main function of a shock absorber consists in controlling the ratio between the technical equipment static masses (chassis, casing, engine, passengers, loading, etc) and the moving ones (wheels, tyres, brakes, etc) during its functioning. In movement, these masses produce continuum mechanical shocks, because of the terrain irregularities or the direction changements, which are transmitted to the rolling system, passengers, direction, etc.
The tests which have to be performed on a shock absorber are of static and dynamic nature. The shock absorbers compact testing platform – PCIA can be used for performing both types of tests which are suited to using such an equipment. The platform offers the possibility of simultaneous endurance dynamic testing of more shock absorbers, thus reducing both the time and cost of a test and it could be used in the future for testing other machine parts. Likewise can be performed static resistance tests of shock absorbers as well as the dynamic test of raising the elastic characteristics.
The equipment can reproduce different reference signals for actuating the shock absorbers, under different forms and with different frequencies and amplitudes, thus reproducing the entire range of vibrations and loads at which the shock absorbers are subjected by daily usage and the strains at which they have to be subjected for testing, stipulated in standards and other regulations. Keywords: shock absorber, platform, signal, testing INTRODUCTION
The shock absorbers role in all the auto vehicle geometry is very important, because the shock absorber is a key element for the security and performances of a technical equipment. It is proven the fact that the usage of shock absorbers which don't comply whith the current norms have often led to producing of some tragic accidents. Further, because it is conceived by the vehicle originar designer as an integral part of the suspension system, any modification on its structure has unexpected effects on the machine general charactestics [1, 2, 3, 8].
The main function of a shock absorber consists in controlling the ratio between the technical equipments static masses (chassis, casing, engine, passengers, load, etc) and the moving ones (wheels, tyres, brakes, etc) during its functioning. In movement, these masses produce, by the terrain irregularities or by direction changement, continuum mechanical shocks, which are transmitted to the rolling system, passengers, direction, etc. The shock absorber role is absorbing this mechanical energy, due to the technical equipment launches on the vertical direction, and to dissipate it all around, as thermal energy, thus realising the vehicle trajectory stabilization [4, 5, 6, 7, 9].
Tests which have to be effectuated on a shock absorber are of static and dynamic nature [11]. The compact shock absorbers testing platform – PCIA can be
Rezumat: Rolul amortizoarelor în toată geometria unui autovehicul este foarte important, deoarece amortizorul este un element vital pentru securitatea şi performanţele unui echipament tehnic.
Funcţia principală a amortizorului constă în a controla raportul între masele statice ale echipamentelor tehnice (şasiul, caroserie, motor, pasageri, încărcătură, etc.) şi cele în mişcare (roţi, anvelope, frâne, etc.) în timpul rulării sale. În mers, aceste mase produc, prin neregularităţile terenului sau schimbările de direcţie, şocuri mecanice continue, care se transmit sistemului de rulare, pasagerilor, direcţiei, etc.
Testele care trebuie efectuate asupra unui amortizor sunt de natură statica şi dinamică. Platforma compacta de încercare a amortizoarelor – PCIA poate fi utilizată pentru efectuarea ambelor tipuri de teste care se pretează la folosirea unui asemenea echipament. Platforma oferă posibilitatea încercării dinamice simultane la anduranţă a mai multor amortizoare, astfel reducându-se atât timpul şi costul unei încercări, ea putând fi utilizată în viitor şi pentru încercarea altor organe de maşini. De asemenea se pot efectua teste statice de rezistenţă a amortizoarelor, cât şi testele dinamice de ridicare a caracteristicilor elastice.
Echipamentul poate reproduce diferite semnale de referinţă pentru acţionarea amortizoarelor, sub diferite forme si cu diferite frecvente si amplitudini, putându-se astfel reproduce întreaga gama de vibraţii si sarcini la care amortizoarele sunt supuse prin utilizarea lor zilnică cât şi solicitările la care trebuie supuse pentru testare, stipulate în standarde si alte reglementari. Cuvinte cheie: amortizor, platformă, semnal, testare INTRODUCERE
Rolul amortizoarelor în toată geometria unui autovehicul este foarte important, deoarece amortizorul este un element vital pentru securitatea şi performanţele unui echipament tehnic. Este demonstrat faptul că utilizarea unor amortizoare care nu respectă normele în vigoare au condus adesea la producerea unor accidente cu urmări tragice. În plus, deoarece el este conceput de către proiectantul originar al vehiculului drept o parte integrantă a sistemului de suspensie, orice modificare a sa are efecte neaşteptate asupra caracteristicilor generale ale maşinii [1, 2, 3, 8].
Funcţia principală a amortizorului constă în a controla raportul între masele statice ale echipamentelor tehnice (şasiul, caroserie, motor, pasageri, încărcătură, etc.) şi cele în mişcare (roţi, anvelope, frâne, etc.) în timpul rulării sale. În mers, aceste mase produc, prin neregularităţile terenului sau schimbările de direcţie, şocuri mecanice continue, care se transmit sistemului de rulare, pasagerilor, direcţiei, etc. Rolul amortizorului este tocmai de a absorbi această energie mecanică, datorată lansărilor pe verticală a echipamentelui tehnic, şi a o disipa în jur, sub formă de energie termică, realizând astfel stabilizarea traiectoriei vehiculului [4, 5, 6, 7, 9].
Testele care trebuie efectuate asupra unui amortizor sunt de natură statica şi dinamică [11]. Platforma compacta de încercare a amortizoarelor – PCIA poate fi
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
90
used for performing both types of tests which can use such an equipment. The platform offers the possibility of simultaneous endurance dynamic testing of more shock absorbers, thus reducing both the time and cost of a test and it could be used in the future for testing other machines parts. At the same time, can be effectuated static resistance tests of shock absorbers as well as the dynamic test of raising the elastic characteristics [10, 12].
The testing platform is endowed with rapid coupling systems which will simulate the linkage systems on the technical equipment of the shock absorbers.
The equipment can reproduce different reference signals for actuating the shock absorbers, under different forms and with different frequencies and amplitudes, thus reproducing the entire range of vibrations and loads at which the shock absorbers are subjected by daily usage and also the strains at which they have to be subjected for testing, stipulated in standards and other regulations. MATERIAS AND METHOD
The experimental model of the shock absorbers compact testing platform (PCIA) is presented in figure 1.
utilizată pentru efectuarea ambelor tipuri de teste care se pretează la folosirea unui asemenea echipament. Platforma oferă posibilitatea încercării dinamice simultane la anduranţă a mai multor amortizoare, astfel reducându-se atât timpul şi costul unei încercări, ea putând fi utilizată în viitor şi pentru încercarea altor organe de maşini. De asemenea se pot efectua teste statice de rezistenţă a amortizoarelor, cât şi testele dinamice de ridicare a caracteristicilor elastice [10, 12].
Platforma de testare este dotată cu sisteme de cuplare rapide care vor simula sistemele de prindere pe echipamentele tehnice ale amortizoarelor.
Echipamentul poate reproduce diferite semnale de referinţă pentru acţionarea amortizoarelor, sub diferite forme si cu diferite frecvente si amplitudini, putându-se astfel reproduce întreaga gama de vibraţii si sarcini la care amortizoarele sunt supuse prin utilizarea lor zilnică cât şi solicitările la care trebuie supuse pentru testare, stipulate în standarde si alte reglementari. MATERIALE ŞI METODĂ
Modelul experimental al platformei compacte de testare a amortizoarelor (PCIA) este prezentat în figura 1.
Fig. 1 - The compact shock absorbers testing platform (stand) / Platforma compactă de testare a amortizoarelor (stand) 1 – Mechanical system / sistem mecanic; 2 – Hydraulic system / sistem hidraulic; 3 – Command and control system / sistem de
comandă şi control
Experimental model constructive description The shock absorbers compact testing platform (stand),
PCIA is composed of the following systems: 1. mechanical system (fig. 2) 2. hydraulic system (fig. 3) 3. command and control system (fig. 4, 5)
Descriere constructivă a modelului experimental Platforma compactă de testare a amortizoarelor
(stand), PCIA este alcătuită din următoarele sisteme: 1. sistemul mecanic (fig. 2) 2. sistemul hidraulic (fig. 3) 3. sistemul de comandă şi control (fig. 4, 5)
Fig. 2 – Mechanical system / Sistemul mecanic Fig. 3 – Hydraulic system / Sistem hidraulic 1 – holster / batiu; 2 – guiding column / coloană ghidaj; 3 – superior chassis / 1 – oil tank / rezervor ulei; 2 – pump engine / motor montant superior; 4 – driving screw / şurub conducător pompă; 3 – hydraulic hose / furtun hidraulic
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
91
Fig. 4 – Command and control system / Sistem de comandă şi control 1 – control panel / panou control; 2 – data acquisition system with oscilloscope / sistem achiziţie date cu osciloscop;
3 – signal generator / generator de semnal; 4 – data processing laptop / laptop prelucrare date
Fig. 5 – Control panel / Panou control 1 –ON/OFF buttons / butoane pornire/oprire; 2 – safety button / buton avarie; 3 – signaling lamps / lămpi semnalizare; 4 – oil
temperature regulator / regulator temperatură ulei; 5 – digital display of load cell signal / afişaj digital semnal doză tensometrică
Functional description
The shock absorbers compact testing platform PCIA has the role to perform the run in and to determine the elastic characteristics of all the shock absorbers types, by covering the next stages: 1. By means of the command and control system and of the shock absorber positioning system are executed the following operations:
it is actuated the hydraulic group for obtaining the necessary pressure for the hydraulic cylinder;
it is actuated the shock absorber positioning system for adapting the working distance to its sizes.
2. By the medium of the mechanical system it is realised the mounting of the shock absorber on stand.
3. By the medium of the control and parameters measuring system of the shock absorber subjected to the test can be executed the following operations: it is established the testing frequency and the
stroke by commanding the signal generator; it is visualized in real time the elastic characteristic on
the oscilloscope display and it is verified its framing in the limits required by the producer;
it is achieved the data acquisition (force, displacement) necessary for drawing the elastic characteristic of the shock absorber.
Dimensional and constructive characteristics:
Gauge dimensions: - Length: 2596 mm; - Width: 1830 mm; - Height: 2870 mm;
Power supply: 380 Vca ; Maximum force: 50 kN; Maximum stroke: 350 mm; Working pressure: 150 bar.
Shock absorbers testing methodology on stand Shock absorbers role and characteristics
Shock absorbers used in autovehicles suspension have the role to rapidly dissipate the energy of the
Descriere funcţională
Platforma compactă de testare a amortizoarelor PCIA are rolul de a realiza rodajul şi a determina caracteristicile elastice ale tuturor tipurilor de amortizoare, prin parcurgerea următoarelor etape: 1. Prin intermediul sistemului de control si comandă al
grupului hidraulic şi al sistemului de poziţionare amortizor se execută următoarele operaţii: se acţionează grupul hidraulic pentru obţinerea
presiunii necesare cilindrului hidraulic; se acţionează sistemul de poziţionare al
amortizorului pentru a se adapta distanţa de lucru la dimensiunile acestuia;
2. Prin intermediul sistemului mecanic se realizează montajul amortizorului pe stand.
3. Prin intermediul sistemului de control şi de măsurare a parametrilor amortizorului supus încercarii se pot executa următoarele operaţii: se stabileşte frecvenţa de încercare şi cursa amortizorului
prin comandarea generatorului de semnal; se vizualizează în timp real caracteristica elastică
pe display-ul osciloscopului şi se verifică încadrarea acesteia în limitele cerute de producător;
se efectuează achiziţia de date (forţă, deplasare) necesare pentru realizarea caracteristicii elastice a amortizorului.
Caracteristici dimensionale şi constructive Dimensiuni de gabarit:
- Lungime: 2596 mm; - Lăţime: 1830 mm; - Înălţime: 2870 mm;
Tensiune de alimentare: 380 Vca; Forţă maximă: 50 kN; Cursă maximă: 350 mm; Presiune de lucru: 150 bar.
Metodologie de încercare a amortizoarelor pe stand Rolul şi caracteristicile amortizoarelor
Amortizoarele folosite în suspensia automobilelor au rolul de a disipa rapid energia oscilaţiilor verticale ale
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
92
vertical oscillations of the vehicle cabin and wheels by transforming it in thermal energy given to the environment.
Shock absorbers are mounted in parallel with the main elastic elements of the suspension and represent a key element in assuring the comfort and safety in traffic.
At modern auto-vehicles, the most used shock absorbers are the telescopic hydraulic shock absorbers. The working principle of these dampers consist in the following: at the relative displacement of the suspended mass up against the unsuspended mass, the viscous liquid from the shock absorber's body is forced to pass through small section orifices. Because of the liquid friction which appears at its passage through the calibrated orifices, the oscillations energy is transformed in thermal energy.
The dependence between the damper's resistance force F, (the force opposed by the liquid passing through the calibrated orifices) and the relative speed between the suspended and unsuspended mass (speed of shock absorber piston Vp) defines the amortization characteristic. The telescopic damper resistance force is given by the relation:
F = CV-i [N]
where: C is the damper's resistance coefficient, i – the speed's exponent.
Depending on the speed's exponent i, the amortization characteristic can be linear, (i=1), regressive (i<1) and progressive (i>1).
The advantage of regressive characteristic dampers consist in more reduced value of the resistance forces at big oscillation speeds and hence the transmission of smaller forces to the frame or the bodywork. The ones with progressive characteristic present the advantage that the resistance forces are smaller at small oscillation speeds (travelling with reduced speeds or travelling on routes with smooth unevenness) and are increasing rapidly with the increment of the oscillation speed. The optimum characteristic is a square characteristic (i=2), which assures a proper comfort. Also, the axle oscillation is amortized faster after a squared law and is obtained a greater safety in traffic.
Depending on the ratio between the shock absorber resistance coefficients at the compressing stroke Cc (stroke of masses approach) and the expansion stroke Cd (stroke of masses aberrancy), the telescopic shock absorbers can be:
with double effect and symmetric characteristic, Cc=Cd;
with double effect and asymmetric characterictic, Cc≠Cd;
with simple effect, Cc=0; Cd≠0; The great majority of current shock absorbers are
with double effect and asymmetric absorbing
characteristic with Cd=(25) Cc. Usage of such
characteristic is motivated by tendency of reducing the shocks effect at wheel crossing over bold unevenness, by a smaller amortization at the compression throw.
If Cc is big, at wheel crossing over the bumps of the road, the speed of the unsuspended mass rises and through the damper will be transmitted a big force, and at the wheel crossing over gaps the transmitted forces will be smaller. But if Cd is too big, at movement over a road with gaps it could loose the wheel contact with the rolling route and the wheel will cross over a part of the gap without touching it.
Moving over rolling routes with uneven surfaces, there are recommended big differences between the Cc and Cd coefficients. In case of traffic on roads with long but smooth irregularities, it is recommended a small difference between the two coefficients.
The shock absorber medium resistance coefficient C is defined by the relation:
caroseriei şi ale roţilor automobilului prin transformarea ei în energie calorică cedată mediului ambiant.
Amortizoarele sunt montate în paralel cu elementele elastice principale ale suspensiei şi reprezintă un element de bază în asigurarea confortului şi siguranţei circulaţiei.
La automobilele moderne, cele mai utilizate amortizoare sunt amortizoarele hidraulice telescopice. Principiul de lucru al acestor amortizoare constă din următoarele: la deplasarea relativă a masei suspendate faţă de masa nesuspendată, lichidul vâscos din corpul amortizorului este obligat să treacă prin orificii de secţiune mică. Datorită frecării lichide care apare la trecerea acestuia prin orificiile calibrate, energia oscilaţiilor se transformă în energie calorică.
Dependenţa dintre forţa de rezistenţă a amortizorului F, (forţa opusă de lichid la trecerea prin orificiile calibrate) şi viteza relativă dintre masa suspendată şi nesuspendată (viteza pistonului amortizorului Vp) defineşte caracteristica de amortizare. Forţa de rezistenţă a amortizorului telescopic este dată de relaţia:
F = CV-i [N]
în care: C este coeficientul de rezistenţă al amortizorului; i – exponentul vitezei.
În funcţie de exponentul vitezei i, caracteristica de amortizare poate fi liniară (i=1), regresivă (i<1) şi progresivă (i>1).
Avantajul amortizoarelor cu caracteristică regresivă constă în valoarea mai redusă a forţelor de rezistenţă la viteze mari de oscilaţie şi deci transmiterea unor forţe mici la cadru sau caroserie. Cele cu caracteristică progresivă prezintă avantajul că forţele de rezistenţă sunt mici la viteze reduse de oscilaţie (deplasarea cu viteze reduse sau deplasarea pe căi cu denivelări line) şi cresc rapid cu creşterea vitezei de oscilaţie. Caracteristica optimă este o caracteristică pătratică (i=2), care asigură un confort corespunzător. De asemenea, oscilaţia punţii se amortizează mai rapid după o lege pătratică şi se obţine o siguranţă mai mare în circulaţie.
În funcţie de raportul dintre coeficienţii de rezistenţă ai amortizorului la cursa de comprimare Cc (cursa de apropiere a maselor) şi cursa de destindere Cd (cursa de depărtare a maselor), amortizoarele telescopice pot fi:
cu dublu efect şi caracteristică simetrică, Cc=Cd;
cu dublu efect şi caracteristică asimetrică, Cc≠Cd;
cu simplu efect; Cc=0; Cd≠0; Marea majoritate a amortizoarelor actuale sunt cu
dublu efect şi caracteristică de amortizare asimetrică cu
Cd=(25) Cc. Folosirea unui astfel de caracteristici este
motivată prin tendinţa de a micşora efectul şocurilor la trecerea roţii peste denivelări proeminente, printr-o amortizare mai mică la cursa de comprimare.
Dacă Cc este mare, la trecerea roţii peste ridicăturile căii de rulare, viteza masei nesuspendate creşte şi prin amortizor se va transmite o forţă mare, iar la trecerea roţii peste denivelări sub formă de adâncituri, forţele transmise vor fi mai mici. Dacă, însă, Cd este prea mare, la deplasarea pe un drum cu adâncituri se poate pierde contactul roţii cu calea de rulare, roata ve trece peste o parte din adâncitură fără să o atingă.
La deplasarea pe căi de rulare cu suprafeţe neregulate, se recomandă diferenţe mari între coeficienţii Cc şi Cd. În cazul circulaţiei pe drumuri cu neregularităţi lungi, dar line, este recomandată o diferenţă mică între cei doi coeficienţi Cc şi Cd.
Coeficientul mediu de rezistenţă al amortizorului C este definit de relaţia:
C = 1/2(Cc + Cd) (1)
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
93
The C coefficient is chosen so that the oscillations amortization assure the passangers comfort and the merchandise protection in the conditions of auto-vehicle circulation on roads with uneven surfaces.
In case of shock absorbers with progressive characteristic, for reducing the forces which are transmitted through the damper, there are provided unloading valves (of compression, respective of expansion). When the relative speeds between the two masses reach a value, named critical speed (Vcr), the unloading valves open themselves and the passing sections for liquid widen. Thus, the amortization force will increase more slowly. It is recommended that the damper works with the unloading valves closed until speeds corresponding to low frequency oscillation are reached, with amplitudes equal to the suspension stroke until the buffers couple. This speed is:
Coeficientul C se alege astfel ca amortizarea oscilaţiilor să asigure confortul pasagerilor şi protejarea mărfurilor în condiţiile circulaţiei automobilului pe drumuri cu suprafeţe neregulate.
În cazul amortizoarelor cu caracteristică progresivă, pentru reducerea forţelor ce se transmit prin amortizor, se prevăd supape de descărcare ( de comprimare, respectiv de destindere). Când vitezele relative dintre cele două mase ating o valoare, numită viteza critică (Vcr), supapele de descărcare se deschid şi secţiunile de trecere pentru lichid se măresc. În acest fel, forţa de amortizare va creşte mai lent. Se recomandă ca amortizorul să funcţioneze cu supapele de descărcare închise până la viteze corespunzătoare oscilaţiilor de frecvenţă joasă, cu amplitudini egale cu cursa suspensiei pana la cuplarea limitatoarelor. Această viteză este:
4,02,0hV 0rcr ≈ω×= [m/s] (2)
where:
hr is the wheel stroke until the buffers coupling, determined from the suspension elastic characteristic.
ω0 suspension self pulsation. In table 1 are given for different types of auto-vehicles the medium values of the damper resistance coefficent [10, 11].
unde:
hr este cursa roţii până la cuplarea limitatoarelor, determinată din caracteristica elastică a suspensiei.
ω0 pulsaţia proprie a suspensiei. În tabelul 1 sunt date pentru diferite tipuri de automobile valorile medii ale coeficientului de rezistenţă al amortizorului [10, 11].
Table 1 / Tabel 1
Values recommended for the damper resistance coefficents / Valori recomandate pentru coeficienţii de rezistenţă ai amortizorului
Auto-vehicle / Automobilul
Cc Cd C
With closed valves / cu supapele închise With closed valves / cu supapele închise
With open valves / cu supapele deschise
Front/Faţă Rear/Spate Front/Faţă Rear/Spate Front/Faţă Rear/Spate Front/Faţă Rear/Spate
Cars with: / Autoturisme cu: - microcylinder
capacity / microcilindree
- small and medium cylinder capacity / cilindree mică
şi medie -big cylinder
capacity / cilindree mare
Trucks /
Autocamioane: Ga<90x10
3 N
Ga>90x103
N
Buses / Autobuze:
Ga>105
N
360
1030
1380
1110 1660
860
450
900
920 -
1530
900
3000
3380
4440
5870 14300
13800
3310
4110
4470 -
11700
13400
1680
2455
2890
3490 7980
7330
1880
2500
2695 -
6615
7150
1090
970
1540
2060 5650
3960
1570
950
1380 -
4500
4400
For assuring a sufficient reducement of the amortization forces, it is recommended that the section of the characteristic appropriate to the open valves (Vp>Vcr) be regressive.
The critical forces for dampers are comprised between
the limits: Fcrd = 20003000 N for the expansion stroke
and Fcrc = 400700 N for the compression stroke. Between the two forces it is recommended the relation:
Pentru a se asigura o micşorare suficientă a forţelor de amortizare, se recomandă ca porţiunea caracteristicii corespunzătoare supapelor deschise (Vp>Vcr) să fie regresivă.
Forţele critice de amortizoare sunt cuprinse în
limitele: Fcrd = 20003000 N pentru cursa de destindere
şi Fcrc = 400700 N pentru cursa de comprimare. Între cele doua forţe se recomandă relaţia:
Fcrd = (1/41/3) Fcrd (3)
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
94
the ratio value being taken smaller if the roads on which the vehicle is designed to travel are of good quality. Verification of the shock absorbers quality
For quality verification, the dampers are subjected to: 1. type verifications; 2. lot verifications.
1. Type verifications are executed according to the regulations of the quality control technology for all the technical conditions established according to STAS 9381-88. Type verifications are done:
- at product type approval; - in case of raw matters or materials replacement or in
case of their quality characterictics modification; - at every constructive or technological modification which
affects the product quality; - periodic, at least once every two years, as well as at
the beneficiary request. This type of verification is made on four dampers of
the same size, constructive variant, dimensions, executed from the same material and through the same technological process, excepting the trailing test which is performed on a single piece. If a shock absorber does not correspond to a single verification, the test is repeated for a double number of dampers. 2. Lot verifications are performed according to the
regulations of the quality control technology, through procedures established by SR ISO 3951:1998 for measurable quality characteristics. The verifications are done on lots of dampers of the same size, constructive variant, with the same dimensions, executed from the same materials and through the same technological process [2, 11].
The type and lot verifications at which are subjected the dampers, according to table 2, are the following:
valoarea raportului luându-se mai mică dacă drumurile pe care este destinat să circule automobilului sunt de bună calitate. Verificarea calităţii amortizoarelor
Pentru verificarea calităţii, amortizoarele se supun la: 1. verificări de tip; 2. verificări de lot.
1. Verificările de tip se execută în conformitate cu prevederile tehnologiei de control al calităţii pentru toate condiţiile tehnice stabilite în conformitate cu STAS 9381-88. Verificările de tip se fac:
- la omologarea produsului; - în cazul înlocuirii materiilor prime ori materialelor sau în
cel al modificării caracteristiciilor de calitate ale acestora, - la fiecăre modificare constructivă sau tehnologică care
afectează calitatea produsului; - periodic, cel puţin odată la doi ani, precum şi la
cererea beneficiarului. Acest tip de verificare se face pe câte patru
amortizoare de aceeaşi mărime, variantă constructivă, dimensiuni, executate din acelaşi materiale şi prin acelaşi proces tehnologic, cu excepţia încercării la tracţiune care se face pe o singură bucată. Dacă un amortizor nu corespunde unei singure condiţii, verificarea se repetă pentru un număr dublu de amortizoare. 2. Verificările de lot se execută în conformitate cu
prevederile tehnologiei de control al calităţii, prin procedeele stabilite de SR ISO 3951:1998 pentru caracteristicile de calitate măsurabile. Verificările se fac pe loturi de amortizoare de aceeaşi mărime, variantă constructivă, cu aceleaşi dimensiuni, executate din acelaşi materiale şi prin acelaşi proces tehnologic [2, 11].
Verificările de tip şi de lot la care sunt supuse amortizoarele, conform tabelului 2 sunt următoarele:
Table 2 / Tabel nr. 2
Verification name / Denumirea verificării Verifications / Verificări
of type / de tip of lot / de lot
Materials quality verification / Verificarea calităţii materialelor X X
Exterior aspect verification / Verificarea aspectului exterior X X
Gauge dimensions verification / Verificarea dimensiunilor de gabarit X X
Execution and mounting verification / Verificarea execuţiei şi montajul X X
Roughness verification / Verificarea rugozităţii X X
Hardness verification / Verificarea durităţii X X
Protective covers verification / Verificarea acoperirilor de protecţie X X
Maximum stroke verification / Verificarea cursei maxime X X
Length and nominal stroke verification / Verificarea lungimii şi cursei nominale X X
Net mass verification / Verificarea masei nete X X
Functioning verification / Verificarea funcţionării X X
Liquid loss verification / Verificarea pierderilor de lichid X X
Protector welding verification on the damper superior cap / Verificarea rezistenţei sudurii protectorului pe capacul superior al amortizorului
X -
Traction test / Încercarea la tracţiune X X
Guiding test / Încercarea ghidajului X -
Valves test at shock / Încercarea supapelor la şoc X -
Bumpers and grips test / Încercarea tampoanelor şi prinderilor X -
Determination of the adjustment diagram F-s / Determinarea diagramei de reglaj F-s X X
Determination of the amortization characteristics F-v / Determinarea caracteristicilor de amortizare F - v
X -
Verification of thermal stability and functionality at high end temperatures / Verificarea stabilităţii termice şi funcţionării la temperaturi limită
X -
Endurance test / Încercarea de anduranţă X -
Noise level determination / Determinarea nivelului de zgomot X -
Bumpers test at stretch / Încercarea tampoanelor la elongaţii X X
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
95
The materials quality verification is made based on the quality certificates released by the producer. In case of doubt, there are made chemical analyses or mechanical tests of control in the proportion established in the current standards of materials.
The dampers proper test with the compact testing platform for testing shock absorbers
On the shock absorbers compact testing platform – PCIA can be effectuated the following tests: Maximum stroke test
The damper maximum stroke verification is done measuring the maximum and the minimum lenght of the same damper and making the substitution. Testing of lengths and nominal stroke
Verification of the lengths and of nominal stroke for dampers provided with self catchers, can be made by measuring a damper without load and under load, according to the stipulations from the technical product documentation. Functionality testing
The verification is made on stand at the temperature
of 23±5°C. There are performed 810 complet cycles (expansion and compression) at the test speed of the damper provided in the product technical documentation.
The damper must develop the forces provided in the product technical documentation. After the test, with the obtained data it's drawn F-s diagram, which is compared with the initial F-s diagram. Traction test The assembled damper is mounted in catching devices and is loaded at the traction forces provided in the product technical documentation. Guiding test
The test is performed at assembled dampers, on the
platform with a frequency of 1,60,1 Hz (according to STAS
9381-88), at a stroke of 25 mm placed so that to assure a minimum guard of 5 mm between the elastic catcher and the rod guidance at the end of the expansion stroke of the damper. Right in front of the guidance, perpendicularly on the damper axle is applied a constant force of 150 N. There are
performed 106 cycles at a temperature of 9010°C.
Determination of adjustment diagram F-s The F-s diagram is determined on the dampers testing
platform. The F-s diagram is drawn for the following testing
conditions: - testing stroke (s), of which value must be written in the initial file; - shock absorber speed.
The determination have to be made at an environment temperature of 23±5°C. The effective amortization forces values Fd and Fc up against the nominal values have to be framed
between the limits provided in table 3 (STAS 9381-88).
Verificarea calităţii materialelor se face pe baza certificatelor de calitate eliberate de producător. În caz de dubiu, se fac analize chimice sau încercări mecanice de control în proporţia stabilită în standardele de materiale în vigoare.
Testarea propriu-zisă a amortizoarelor cu platforma compactă pentru încercat amortizoare
Pe platforma compactă pentru încercat amortizoare – PCIA se pot efectua următoarele testări: Testarea cursei maxime
Verificarea cursei maxime a amortizorului se face măsurând lungimea maximă şi lungimea minimă a aceluiaşi amortizor şi efectuând diferenţa. Testarea lungimilor şi cursei nominale
Verificarea lungimilor şi cursei nominale la amortizoarele prevăzute cu limitatoare proprii de cursă, se face prin măsurări pe un amortizor fără sarcină şi sub sarcină, conform prevederilor din documentaţia tehnică de produs. Testarea funcţionării
Verificarea se face pe stand la temperatura de 23±5°C.
Se efectuează 810 cicluri complete (destindere şi comprimare) la viteza de încercare a amortizorului prevăzută în documentaţia tehnică de produs.
Amortizorul trebuie să dezvolte forţele prevăzute în documentaţia tehnică de produs. După încercare, cu datele obţinute se trasează diagrama F-s, care se compară cu diagrama F-s iniţială. Testarea la tracţiune
Amortizorul asamblat se fixează în dispozitive de prindere şi se încarcă la forţele de tracţiune prevăzute în documentaţia tehnică de produs. Testarea ghidajului
Încercarea se efectuează la amortizoarele asamblate, pe
platformă cu frecvenţa de 1,60,1 Hz (conform STAS
9381-88), la o cursă de 25 mm plasată astfel încât să asigure o gardă de minim 5 mm între limitatorul elastic şi ghidajul tijei la sfârşitul cursei de destindere a amortizorului. În dreptul ghidajului, perpendicular pe axa amortizorului, se aplică o forţă constantă de 150 N. Se
efectuează 106 cicluri la o temperatură de 9010°C.
Determinarea diagramei de reglaj F-s Diagrama F-s se determină pe platforma de încercări
amortizoare. Diagrama F-s se trasează pentru următoarele condiţii
de încercare: - cursa de încercare (s), a cărei valoare trebuie înscrisă în fişa iniţială; - viteza amortizorului.
Determinarea trebuie făcută la o temperatură a mediului ambiant de 23±5°C. Valorile forţelor efective de amortizare Fd şi Fc faţă de valorile nominale trebuie să se
încadreze în abaterile prevăzute la tabelul 3 (STAS 9381-88).
Table 3 / Tabelul 3 Limits to the nominal amortization forces / Abateri limită la forţele nominale de amortizare
Vehicle / Vehiculul Piston speed / Viteza
pistonului, v [m/s]
Limits to the nominal amortization forces / Abateri limită la forţele nominale de amortizare [%]
extension / la destindere compression / la comprimare
Cars / Autoturisme Until / Până la 0,131
inclusiv
15 15 dar nu mai puţin de / but not
less than 50 N
Rest of the vehicles / Restul vehiculelor
25 25
Cars / Autoturisme Over / Peste 0,131 until /
până la 0,5 inclusiv
12,5 15
Rest of the vehicles / Restul vehiculelor
20 20
Cars / Autoturisme
Over / Peste 0,5 12,5 13
Rest of the vehicles / Restul vehiculelor
13 13
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
96
Testing of thermal stability and functionality at limiting temperatures Thermal stability testing
The verification is made on the testing platform using additionally an installation which allows the temperature determination for the damper subjected to the test, without cooling. The verification is made on the damper without guard, placed in vertical position with the piston in the middle stroke position.
The thermal stability of the damper is determined this way: a) It is recorded initially the F-s diagram at a testing
stroke s = 25 mm and a testing frequency, = 1,66
Hz for the damper temperature equal with the
environment temperature 235C and after for each 5°C of temperature rising until it is settled.
b) It is processed the heating diagram T-t and the amortization force drop diagram F-T. The damper temperature is measured on the outer surface of the tank cylinder, at the sealing device level (in the upper part).
The damper is considered proper if: - the maximum temperature is settled until +90°C;
- at maximum temperature, the drop of the amortization force does not exceed 30%, both at the damper expansion and compression;
- during recording (from 5 to 5°C) the form of the F-s diagram curves remain similar to the form of the initial F-s diagram curve;
- the form of the F-s diagram curve recorded after the damper cooling to the environment temperature ressembles with the initial one, and the amortization forces do not drop with more than 5% at expansion and with 7,5% at compression.
Functionality testing at high end temperatures (thermal shock) At this verification it is noted the shock absorber
comportment at extreme temperatures. The maximum temperature verification is made by maintaining the damper working for one hour at a temperature of +110°C,
at a testing frequency, = 1,66 Hz and the piston stroke s = 25 mm. After finalizing the test, the damper must not present oil leakage.
Verification at minimum temperature is made by maintaining the damper working for 12 h at a temperature of 40°C, at a speed of 0.262 m/s, at 1.66 Hz and the piston stroke s = 25 mm. After finalizing the test, the damper must not present oil leakage. Endurance tests Tests on stand
Before the test are verified: a) the effective dimensions of the pieces which wear off; b) the oil quantity inside the damper; c) the damper mass; d) the amortization characteristic F-v.
The damper testing regime have to be according to the company standard:
- the testing temperature +60+80°C; for maintaining this temperature there will be built exterior casings for cooling with water; the damper position will be vertical; - test time 3 x 10
6 cycles.
The amortization characteristic is verified , after every 10
6 cycles, comparing it with the in intial amortisation
characteristic. For the broken pieces or which present important wear are taken into pictures, for establishing the causes which determined the wear.
SHOCK ABSORBERS TESTING The shock absorbers testing on the compact platform
– PCIA was made for a commercial damper, used for equipping auto-vehicles.
For these dampers were raised the adjustment
Testarea stabilităţii termice şi funcţionării la temperatură limită Testarea stabilităţii termice
Verificarea se face pe platforma de încercări utilizând suplimentar o instalaţie care permite determinarea temperaturii amortizorului supus încercării, fără răcire. Verificarea se face pe amortizorul fără protector aşezat poziţie verticală cu pistonul în poziţia de mijloc a cursei.
Stabilitatea termică a amortizorului se determină astfel: a) Se înregistrează iniţial diagrama F-s la cursa de încercare s=25
mm şi frecvenţa de încercare, = 1,66 Hz pentru temperatura
amortizorului egală cu temperatura mediului ambiant 235C şi apoi pentru fiecare 5°C de creştere a temperaturii până în momentul când aceasta se stabilizează.
b) Se construieşte diagrama de încălzire T-t şi diagrama scăderii forţei de amortizare F-T. Temperatura amortizorului încercării se măsoară pe suprafaţa exterioară a cilindrului rezervor, la nivelul dispozitivului de etanşare (în partea superioară).
Amortizorul se consideră corespunzător dacă: - temperatura maximă se stabilizează până la +90°C; - la temperatura maximă, scăderea forţei de amortizare
nu depăşeşte 30% atât la destinderea cât şi la comprimarea amortizorului;
- în timpul înregistrării (din 5 în 5°C) alura curbelor diagramelor F-s rămâne asemenea cu alura curbei diagramei F-s iniţială;
- alura curbei diagramei F-s înregistrată după răcirea amortizorului la temperatura mediului ambiant este asemenea cu alura curbei iniţiale, iar forţele de amortizare nu scad cu mai mult de 5% la destindere şi cu 7,5% la comprimare.
Testarea funcţionării la temperaturi limită (şoc termic) La această verificare se urmăreşte comportarea
amortizorului la temperaturi extreme. Verificarea la temperatura maximă se face menţinând amortizorul în funcţionare timp de o oră la o temperatură de +110°C, la
o frecvenţa de încercare, = 1,66 Hz şi cursa pistonului s = 25 mm. După terminarea încercării amortizorul nu trebuie să prezinte scurgeri de ulei.
Verificarea la temperatura minimă se face menţinând amortizorul în funcţionare timp de 12 h la temperatura de -40°C, la o viteză de 0,262 m/s, la 1,66 Hz şi cursa pistonului s = 25 mm. După terminarea încercării amortizorul nu trebuie să prezinte scurgeri de ulei. Încercări de anduranţă Încercări pe stand
Înainte de încercare se verifică: a) dimensiunile efective ale pieselor care se uzează; b) cantitatea de ulei din amortizor; c) masa amortizorului; d) caracteristica de amortizare F-v.
Regimul de încercare al amortizorului trebuie să fie conform standardului de firmă:
- temperatura de încercare +60+80°C; pentru menţinerea acestei temperaturi se vor amenaja cămăşi exterioare de răcire cu apă;poziţia amortizorului verticală;
- durata încercării 3 x 106 cicluri.
Caracteristica de amortizare se verifică, după fiecare 10
6 cicluri, comparându-se cu caracteristica de amortizare
iniţială. Piesele deteriorate sau care prezintă uzuri caracteristice importante se fotografiază, în vederea stabilirii cauzelor care au determinat uzura.
TESTAREA AMORTIZOARELOR Testarea amortizoarelor pe platforma compactă de
încercat amortizoare – PCIA, s-a realizat pentru un amortizor din comerţ, utilizat pentru echiparea autovehiculelor.
Pentru aceste amortizoare s-au ridicat caracteristicile
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
97
characteristics (F-s) and were effectuated the traction tests. The obtained experimental data were processed and
written in a testing bulletin. There were performed more iterations, (minimum 10), watching the reproductibility of the monitored parameters, for verifying the stability and reliability of the shock absorbers testing platform – PCIA.
In figure 6 and 7 is presented the mounting respective testing of a damper designed to road vehicles, with a maximum mass of 2t, on the shock absorbers testing platform.
de reglaj (F-s) şi s-au efectuat încercările de tracţiune. Datele experimentale obţinute au fost prelucrate şi
introduse într-un buletin de încercări. Au fost efectuate mai multe repetiţii (minim 10), urmărindu-se reproductibilitatea parametrilor monitorizaţi, pentru a se verifica stabilitatea şi fiabilitatea platformei de încercat amortizoare – PCIA.
În figura 6 şi 7 este prezentată prinderea respectiv testarea unui amortizor destinat autovehiculelor rutiere, cu masa max. 2t, pe platforma de încercat amortizoare.
Fig. 6 – Mounting of a bitubular damper designed to road auto-vehicles Fig. 7 –Testing of a damper destined for road auto- vehicles for testing (detail) / Prinderea amortizorului bitubular destinat autovehiculelor on the the shock absorbers testing - platform – PCIA / rutiere, în vederea testării (detaliu) Testarea amortizorului bitubular destinat autovehiculelor rutiere rutiere pe platforma pentru încercat amortizoare - PCIA
Bitubular shock absorber destined for road auto-vehicles 1. Product: Shock absorber, produced by MONROE
ORIGINAL 2. Dimensions: - extended: 700 mm; - compressed: 450 mm 3. Test: maximum stroke testing, functionability testing and determination of the elastic characteristic F-s; 4. Regulation/procedure/instruction: STAS 9381-88; SR ISO 3951:98; 5. Abstract description of the testing way: The test comprises two phases: - phase A – the testing of damper functioning in view of
its preparation for the proper test and the initial verification of its functionability;
- phase B – the proper test, respective of raising the elastic characteristic F-s of the damper.
The damper linkage on the testing stand was made using a specific catching device which simulates the mounting conditions on the vehicle. Location of tests : DI – INMA Bucureşti Measuring apparatus used::
- traction – compression load cell from the componence of the force measuring chain endowing PCIA;
- system of displacement measurement with inductive
transducer, 0500 mm, 0,1 mm resolution; - data acquisition board DAP 3200 e / 214 – SUA; - digital thermometer with surface transducer, type
871 A; - caliper 0÷1000 mm;
Testing parameters: A. Maximum stroke testing and of damper functionability Maximum stroke: 250 mm Testing of damper functionability was made according with STAS 9381-88 and consisted of :
- number of running out cycles: 8 – 10 complete cycles;
- stroke of damper rod: 200 mm - speed of rod movement:0,1 m/s - electrical signal of displacement command
(provided by the platform function generator) – with amplitude of ± 10 V, triangle wave;
B. Raising of the elastic characterictic F-s
Amortizor bitubular destinat autovehiculelor rutiere 1. Produs: Amortizor auto, produs de firma MONROE
ORIGINAL 2. Dimensiuni: - în stare destinsă: 700 mm; - în stare comprimată: 450 mm 3. Încercare: testarea cursei maxime, a funcţionării şi determinarea caracteristicii elastice F-s; 4. Regulament/procedură/instrucţiune: STAS 9381-88; SR ISO 3951:98; 5. Descrierea rezumativă a modului de încercare: Încercarea cuprinde două faze: - faza A – testarea funcţionării amortizorului în vederea
pregătirii acestuia pentru încercarea propriuzisă şi verificarea preliminară a funcţionalităţii;
- faza B – încercarea propriu-zisă, respectiv de ridicare a caracteristicii elastice F-s a amortizorului.
Prinderea amortizorului pe standul de încercare s-a făcut cu ajutorul unui dispozitiv specific de prindere care simulează condiţiile de montare pe vehicul. Locul de desfăşurare a încercărilor: DI – INMA Bucureşti Aparate de măsură folosite:
- dinamometru tractiune – compresiune din componenta lantului de masurare a fortei din cadrul PCIA;
- sistem de masurare a deplasarii cu traductor
inductiv, 0500 mm, rezolutia 0,1 mm; - placă achiziţie date DAP 3200 e / 214 – SUA; - termometru digital cu traductor de suprafata, tip
871 A; - şubler 0÷1000 mm;
Parametrii de încercare: A. Testarea cursei maxime şi a funcţionării amortizorului Cursa maximă: 250 mm Testarea funcţionării amortizorului s-a făcut conform STAS 9381-88 şi a constat din :
- numărul de cicluri de rodaj: 8 – 10 cicluri complete;
- cursa tijei amortizorului: 200 mm - viteza de deplasare a tijei:0,1 m/s - semnalul electric de comandă a deplasării (furnizat
de către generatorul de funcţii al platformei) - cu amplitudinea de ± 10 V, triunghiular;
B. Ridicarea caracteristicii elastice F-s
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
98
Raising of the elastic characteristic of the damper was made in the following conditions: - Effective stroke (displacement) of the piston rod during
the test with sine wave reference signal: 163.08 mm – at testing frequency of 0.3 Hz; 171.92 mm – at testing frequency of 0.4 Hz; 182.9 mm – at testing frequency of 0.5 Hz; 141.55 mm – at testing frequency of 1 Hz; 94.09 mm – at testing frequency of 1.5 Hz;
- Effective stroke (displacement) of the piston rod during the test with triangle wave reference signal:
156.98 mm – at testing frequency of 0.3 Hz; 158.83 mm – at testing frequency of 0.4 Hz; 162.1 mm – at testing frequency of 0.5 Hz; 135.05 mm – at testing frequency of 1 Hz; 87.15 mm – at testing frequency of 1.5 Hz;
- Electrical command signal with amplitude of ± 10 V, sine wave / triangle wave;
- Signal frequency:
0.3 Hz , 0.4 Hz, 0.5 Hz, 1 Hz, 1.5 Hz;
- Damper body temperature : 23 ±5C.
The electrical command signal of the stroke was provided by the function generator of the electrical command panel of the hydraulic cylinder. RESULTS
During the test did not appear abnormal noises, tendencies of rod stucking, oil leakage.
The forces values in the characteristic points of the diagram (FmaxD - extension, FmaxC -compression), table 4.
Ridicarea caracteristicii elastice F-s a amortizorului a fost făcută în următoarele condiţii: - Cursa (deplasarea) efectivă a tijei pistonului pe
parcursul încercării cu semnal de referinta sinusoidal: 163,08 mm – la frecvenţa de încercare de 0,3 Hz; 171,92 mm – la frecvenţa de încercare de 0,4 Hz; 182,9 mm – la frecvenţa de încercare de 0,5 Hz; 141,55 mm – la frecvenţa de încercare de 1 Hz; 94,09 mm – la frecvenţa de încercare de 1.5 Hz;
- Cursa (deplasarea) efectivă a tijei pistonului pe parcursul încercării cu semnal de referinta triunghiular:
156,98 mm – la frecvenţa de încercare de 0,3 Hz; 158,83 mm – la frecvenţa de încercare de 0,4 Hz; 162,1 mm – la frecvenţa de încercare de 0,5 Hz; 135,05 mm – la frecvenţa de încercare de 1 Hz; 87,15 mm – la frecvenţa de încercare de 1.5 Hz;
- semnalul electric de comandă cu amplitudinea de ± 10 V, sinusoidal / triunghiular;
- frecvenţa semnalului:
0.3 Hz , 0.4 Hz, 0.5 Hz, 1 Hz, 1.5 Hz;
- temperatura corpului amortizorului : 23 ±5C.
Semnalul electric de comandă a deplasării a fost furnizat de către generatorul de funcţii al dulapului electric de comandă a cilindrului hidraulic. REZULTATE
Pe parcursul încercării nu au apărut zgomote anormale, tendinţe de înţepenire a tijei, scurgeri de ulei.
Valorile forţelor în punctele caracteristice ale diagramei (FmaxD - destindere, FmaxC -comprimare), tabel 4.
Table 4 / Tabel 4
Reference signal / Semnal de
referinţă
Testing force / Forţa de încercare
Testing frequency /
Frecvenţa de încercare [0.3 Hz]
Testing frequency /
Frecvenţa de încercare [0.4 Hz]
Testing frequency /
Frecvenţa de încercare [0.5 Hz]
Testing frequency /
Frecvenţa de încercare [1 Hz]
Testing frequency /
Frecvenţa de încercare [1.5 Hz]
Sine wave /Sinusoidal
FmaxD (daN) 57 70 72 92 82
FmaxC (daN) 116 131 150 160 150
Triangle wave /Triunghiular
FmaxD (daN) 28 56 57 57 53
FmaxC (daN) 72 77 93 130 126
Caracteristica F-s, frecventa de incercare 0.3 Hz, semnal de referinta sinusoidal
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
Cursa (mm)
Fo
rta (
kN
)
Caracteristica F-s, frecventa de incercare 0.3 Hz, semnal de referinta triunghiular
-0.1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
Cursa (mm)
Fo
rta (
kN
)
Caracteristica F-s, frecventa de incercare 0.4 Hz, semnal de referinta sinusoidal
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
Cursa (mm)
Fo
rta (
kN
)
Caracteristica F-s, frecventa de incercare 0.4 Hz, semnal de referinta triunghiular
-0.1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
-20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
Cursa (mm)
Fo
rta (
kN
)
Forc
e /
Characteristic F-s, 1Hz testing frequency 0,3 Hz, sinusoidal reference signal / Characteristic F-s, 1Hz testing frequency 0,3 Hz, triangular reference signal /
/ Characteristic F-s, 1Hz testing frequency 0,4 Hz, triangular reference signal / / Characteristic F-s, 1Hz testing frequency 0,4 Hz, sinusoidal reference signal /
Range of displacement / Range of displacement /
Forc
e /
Range of displacement / Range of displacement /
Forc
e /
Forc
e /
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
99
Caracteristica F-s, frecventa de incercare 0.5 Hz, semnal de referinta sinusoidal
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
Cursa (mm)
Fo
rta (
kN
)
Caracteristica F-s, frecventa de incercare 0,5 Hz, semnal de referinta triunghiular
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0 20 40 60 80 100 120
Cursa (mm)
Fo
rta (
kN
)
Caracteristica F-s, frecventa de incercare 1 Hz, semnal de referinta sinusoidal
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Cursa (mm)
Fo
rta
(k
N)
Caracteristica F-s, frecventa de incercare 1 Hz, semnal de referinta triunghiular
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Cursa (mm)
Fo
rta (
kN
)
Caracteristica F-s, frecventa de incercare 1.5 Hz, semnal de referinta sinusoidal
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Cursa (mm)
Fo
rta
(k
N)
Caracteristica F-s,frecventa de incercare 1.5 Hz, semnal de referinta triunghiular
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Cursa (mm)
Fo
rta (
kN
)
CONCLUSIONS
After the effectuated tests it was concluded that the PCIA platform can reproduce different reference signals for actuating shock absorbers, under different forms, with different frequencies and amplitudes, so that it can be simulated the entire range of vibrations and loads at which the dampers are subjected through their daily usage, but also the solicitations at which they have to be subjected for testing, according to standards and other regulations.
For the shock absorbers destined to road vehicles were effectuated the tests of functionality verification, of measuring the maximum stroke, respective of drawing the elastic adjustment characteristic F-s, at different testing frequencies, the form of reference signal being different: sine, respective triangle wave.
The effectuated tests had as purpose the verification of the compact platform for testing shock absorbers - PCIA capacity of performing on dampers the tests mentioned in the execution documentation and in the current standards. The obtained results were written in test bulletins and have confirmed the PCIA capacity of testing in simulated and accelerated regime any type of shock absorber.
On the compact platform for testing shock absorbers – PCIA can be effectuated also the simultaneous endurance
CONCLUZII
În urma încercărilor efectuate s-a constatat că platforma - PCIA, poate reproduce diferite semnale de referinţă pentru acţionarea amortizoarelor, sub diferite forme, cu diferite frecvenţe şi amplitudini, putându-se astfel simula întreaga gamă de vibraţii şi sarcini la care amortizoarele sunt supuse prin utilizarea lor zilnică, dar şi solicitările la care trebuie supuse pentru testare, stipulate în standarde şi alte reglementari.
Pentru amortizoarele destinate vehiculelor rutiere s-au efectuat încercările de verificare a funcţionării, de măsurare a cursei maxime, respectiv de ridicare a caracteristicii elastice de reglaj F-s a amortizoarelor, la
frecvenţe diferite de încercare, forma semnalului de referinţă fiind diferită: sinusoidal respectiv triunghiular.
Testările efectuate au avut drept scop verificarea capacităţii platformei compacte pentru încercat amortizoare -PCIA, de a efectua asupra amortizoarelor probele stipulate în documentaţia de execuţie a amortizoarelor şi în standardele în vigoare. Rezultatele obţinute au fost consemnate în buletine de încercare şi au confirmat capacitatea PCIA de testare în regim simulat şi accelerat a oricărui tip de amortizor.
Pe platforma compactă pentru încercat amortizoare - PCIA se poate efectua de asemenea încercarea
/ Characteristic F-s, 1Hz testing frequency 0,5 Hz, triangular reference signal
/ Characteristic F-s, 1Hz testing frequency 1 Hz, triangular reference signal
/ Characteristic F-s, 1Hz testing frequency 1,5 Hz, triangular reference signal
/ Characteristic F-s, 1Hz testing frequency 0,5 Hz, sinusoidal reference signal
/ Characteristic F-s, 1Hz testing frequency 1 Hz, sinusoidal reference signal
/ Characteristic F-s, 1Hz testing frequency 1,5 Hz, sinusoidal reference signal /
Forc
e /
Forc
e /
Range of displacement / Range of displacement /
Forc
e /
Forc
e /
Range of displacement / Range of displacement /
Range of displacement / Range of displacement /
Forc
e /
Forc
e /
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
100
test of more dampers, depending on their type and dimensions. BIBLIOGRAPHY [1]. Fătu D. (1991) –Operating and maintenance guide of hydraulic equipment, Tehnical Publishing House, Bucharest, Romania; [2]. Hilohi C., Untaru M, Soare I, Druţă Gh. (1987) –Testing methods and procedures of motor vehicles, Tehnical Publishing House, Bucharest, Romania; [3]. Ionescu Fl. (2002) – Fluids mecanics and hydraulic and pneumatic driving systems, Pedagogical and didactic Publishing House, Bucharest, Romania; [4]. Mazilu I., Marin V. (1995) – Self-acting hydraulic systems, Academia Română Publishing House,
Bucharest, Romania; [5]. Neagu T. (1982) – Tractors and horticultural machines Didactic and Pedagogical Publishing House, Bucharest, Romania; [6]. Oprean A. (1989) – Hidraulic automation and driving systems, Technical Publishing House, Bucharest, Romania; [7]. Pal C. (1986) – Hydraulic and pneumatic automation equipments, Rotaprint Technical University Iaşi, Romania; [8]. Reinholtz Ch., Robertshaw H. (2001) - Innovative Designs for Magneto-Rheological Dampers, August 7, Blacksburg, Virginia, USA; [9]. Roşca R., Vâlcu V. (2000) – Hydraulic and pneumatical driving systems, Editura Ion Ionescu de la Brad, Iaşi,
Romania; [10]. Untaru M, Seitz N, Pereş Gh, Tabacu I, Macarie T. (1982) – Calculus and autovehicles construction, Didactic and Pedagogical Publishing House, Bucharest, Romania; [11]. Untaru M, Stoicescu A, Pereş Gh, Tabacu I. (1982) – Wheeled autovehicles dynamics, Didactic and Pedagogical Publishing House, Bucharest, Romania; [12]. www.Damper Test System.
simultană la anduranţă a mai multor amortizoare, funcţie de tipul şi dimensiunile acestora. BIBLIOGRAFIE [1]. Fătu D. (1991) – Ghid de operare şi mentenanţă a echipamentului hidraulic, Tehnical Publishing House, Bucharest, România; [2]. Hilohi C., Untaru M, Soare I, Druţă Gh. (1987) – Metode şi proceduri de testare a motoarelor vehiculelor, Editura Tehnică, Bucureşti, România; [3]. Ionescu Fl. (2002) – Mecanica fluidelor şi sisteme de comandă hidraulice şi pneumatice, Editura Pedagogică şi Didactică, Bucureşti, România; [4]. Mazilu I., Marin V. (1995) – Sisteme hidraulice auto-acţionate, Editura Academiei Române, Bucureşti,
România; [5]. Neagu T. (1982) – Tractoare şi maşini horticole, Editura Pedagogică şi Didactică, Bucureşti, România; [6]. Oprean A. (1989) – Acţionări şi automatizări hidraulice,
Editura Tehnică, Bucureşti, România; [7]. Pal C. (1986) – Echipamente hidraulice şi pneumatice de automatizare, Rotaprint Universitatea Tehnică Iaşi, România; [8]. Reinholtz Ch., Robertshaw H. (2001) - Design inovativ pentru amortizoare electro-reologice, August 7, Blacksburg, Virginia, SUA; [9]. Roşca R., Vâlcu V. (2000) – Acţionări hidraulice şi pneumatice, Editura Ion Ionescu de la Brad, Iaşi,
România; [10]. Untaru M, Seitz N, Pereş Gh, Tabacu I, Macarie T. (1982) – Calculul şi construcţia automobilelor, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti;, România; [11]. Untaru M, Stoicescu A, Pereş Gh, Tabacu I. (1982) – Dinamica autovehiculelor pe roţi, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, România; [12]. www.Damper Sisteme de testare
Vol. 30, No.1 / 2010 INMATEH -
consul t ing
