Свободный доступ
Ограниченный доступ
Автор: Мюллер
Наметившаяся в мировой и отечественной практике тенденция вовлечения древесных отходов как экологичного топлива в теплоэнергетический баланс становится все более актуальной. На предприятиях лесоперерабатывающей промышленности образуются большие объемы древесных отходов, 10…15 % которых приходится на древесную кору. Наиболее перспективным способом использования этого возобновляемого энергетического ресурса является изготовление древесных топливных гранул. Процесс получения древесных гранул из стволовой древесины достаточно хорошо разработан, однако их производство из древесной коры связано с некоторыми техническими трудностями (обезвоживание и измельчение коры, прессование измельченной коры через фильеры цилиндрической матрицы пресс-грануляторов валкового типа). Проведенные исследования показали, что предварительная термическая обработка древесной коры (термодификация) позволяет решить проблемы ее обезвоживания и механического измельчения до гомогенного состояния для последующего гранулирования. В мировой и отечественной литературе отсутствует теоретически обоснованная математическая модель, описывающая процесс прессования измельченной древесины в пресс-грануляторах валкового типа с цилиндрической матрицей, которая могла бы оптимизировать конструктивные и технико-энергетические параметры прессования. Цель исследования – разработка математической модели процесса прессования
термомодифицированной древесной коры, позволяющей определить связь конструктивных параметров прессовочного узла и требуемых качеств древесных гранул с энергетическими затратами в пресс-грануляторах валкового типа с цилиндрической матрицей. Рассмотрен технологический процесс прессования шихты из древесной коры в клиновом зазоре между внутренней перфорированной цилиндрической поверхностью матрицы и наружной цилиндрической поверхностью прессовочного ролика, а также проанализированы физические процессы на участках формирования и
выталкивания гранулы из фильеры. Получены обоснованная математическая модель процесса прессования шихты из древесной коры через цилиндрическую матрицу и зависимости, связывающие мощность, затрачиваемую на привод пресс-гранулятора, с конструктивными параметрами прессовочного узла и физико-технологическими параметрами шихты из древесной коры.
Автор: Заикин
Рассмотрены особенности оперативного планирования и управления лесосечными работами. Показано, что практически невозможно подобрать численность машин в комплекте таким образом, чтобы их производительность на всех операциях была одинаковой. В целях снижения внутрисменных простоев ведущих машин предлагается оперативное планирование – расчет режимов работы машин и оборудования на отдельных операциях с учетом маневрирования численностью (подключением дополнительных машин) или сменностью работы основных машин. Управление лесосечными
работами – контроль за соответствием режимов работы машин и оборудования на отдельных операциях – предлагается проводить по объемам оперативных, многоуровневых, технически и технологически перемещаемых межоперационных запасов, расчитанных для конкретных условий разработки лесосеки. Как правило, для лесосечных работ применяют различные типы машин, условия их работы разнообразны. Предлагаемая методика реализована в виде программного обеспечения на персональных ЭВМ. Программа написана по разработанной укрупненной блок-схеме. Автоматизированное решение задачи должно происходить согласно разработанной организационной схеме. Основные элементы схемы – сбор исходной информации для решения поставленной задачи, заполнение карты заказа, получение и анализ результатов решения, организация работы комплекта машин на основе полученных результатов. В статье также проанализированы результаты расчетов и организации работы комплекта машин. В приведенном примере за счет организации работы по рассчитанным режимам объем выработки комплекта машин увеличивается на 49 % при условии, что на отстающих операциях (валке и обрезке сучьев) будет подключено дополнительное оборудование. Увеличение объема выработки машин позволяет сократить число дней работы машин на лесосеке до 30 % (в зависимости от объема производства); снизить удельные показатели эффективности (эксплуатационные затраты, металлоемкость,
энергоемкость и др.); уменьшить вредное воздействие машин на лесные экосистемы за счет сокращения объемов отравляющих веществ, выбрасываемых с отработавшими газами; сохранить почвы от разрушения.
Автор: Феклистов Павел Александрович
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова
Изложены результаты исследования водного режима листьев и древесины березы повислой, изучено весеннее сокодвижение. Дано морфологическое описание деревьев березы, прирост ее по диаметру, рас-смотрены показатели анатомического строения годичного кольца. Оценивается поражение древесины гнилями в связи с возрастом деревьев и их диаметрами. Подробно обсуждаются вопросы асимметрии листовой пластинки на удлиненных и укороченных побегах и возможности использования показателей флуктуирующей асимметрии для целей биоиндикации.
Предпросмотр: Морфолого-физиологические и экологические особенности березы повислой (Betula pendula Roth.) в таежной зоне монограия.pdf (0,7 Мб)
Автор: Сидоров
Рассматривается возможность применения методов СВЧ радиометрического зондирования для решения задачи мониторинга пожароопасных ситуаций в лесных массивах. Обосновывается необходимость использования комплексного многочастотного зондирования. Оценивается возможность и целесообразность применения многоканального сканирующего авиационного комплекса для решения поставленной задачи
Автор: Коптев Сергей Викторович
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова
Рассмотрены алгоритмы обработки статистических материалов: группировка исходных материалов, вычисление статистических показателей распределения признака, вычисление кривой нормального распределения, критериев достоверности различия, показателей меры связи. Рассмотрен пример вычисления простейших регрессионных уравнений и их оценка. В приложении приведены необходимые исходные и справочные материалы
Автор: Устинов
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова
В связи со сложными геологическими условиями территории Брянской области, важным вопросом является совершенствование схемы типов леса, применяемой лесоустройством. При описании участков лесного фонда основополагающими показателями являются: тип леса – по В.Н. Сукачеву; тип лесорастительных условий – по П.С. Погребняку; класс бонитета – по бонитеровочным шкалам М.М. Орлова. Эти три классификации, имея свои достоинства и недостатки, твердо вошли в практику лесного хозяйства. Цель исследований – определение взаимосвязей типов лесорастительных условий и классов бонитета и уточнение на их основе действующей схемы типов леса сосняков естественного происхождения в лесах области. Объектом исследований являются насаждения естественного происхождения с преобладанием в древостое сосны обыкновенной. Для моделирования динамики высот древостоев сосны использована характеристика 47 181 насаждения, в составе древостоев которых преобладает сосна обыкновенная естественного происхождения. Площадь этих сосняков составляет 177 093 га. Насаждения представлены шестнадцатью типами лесорастительных условий (А0…А5, В2…В5, С2…С5, Д2, Д3). Разработана математическая модель динамики высот сосновых древостоев по типам лесорастительных условий. Все коэффициенты уравнения для типов лесорастительных условий, почв по классам продуктивности и средней температуры самого теплого месяца в году получены на уровне значимости α <0,05; R2 = 0,914. Отклонения средних высот, вычисленных по математической модели, от средних высот древостоев на пробных площадях составляют ±0,5 %. С помощью модели динамики высот уточнены возможные классы бонитета сосняков по типам лесорастительных условий. Полученные результаты позволили уточнить для лесов Брянской области действующую схему типов леса.
Автор: Орловский
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова
Проблемой чрезвычайной важности является получение достоверных сравнимых результатов при проведении детального надзора за опасными хвое- и листогрызущими вредителями при учете их в кроне дерева и сборе шишек хвойных деревьев. Цель работы – исследование ускорения кроны, обеспечивающего отрыв гусениц и шишек от веток. Решена задача определения поперечных смещений и ускорений ствола дерева под действием толчка (импульса), производимого на ствол дерева отдачей цилиндра при вылете из него поршня под воздействием взрыва порохового заряда. Проанализированы способы учета гусениц при детальном надзоре, околоте кедров при отряхивании шишек. Описана конструкция разработанного авторами оборудования для отряхивания гусениц и шишек с хвойных деревьев. Программа исследований предусматривала анализ влияния конструктивных особенностей отряхивателя, высоты точки приложения силы к стволу дерева, массы поршня, величины порохового заряда, характеристик модельного дерева. Исследования проводились как на математической модели, так и в натурных условиях на макетном образце отряхивателя. Методы работы – математическое моделирование и экспериментальные исследования. Получены математические зависимости определения полной кинетической энергии системы дерево–отряхиватель, усилия толчка в зависимости от конструктивных параметров отряхивателя, массы поршня и величины заряда. Приведены теоретические основы расчета параметров удара, достаточных для сбивания гусениц и шишек. Составлены уравнения колебаний ствола дерева и ветки в различных точках. Определены формы колебаний, поперечные смещения и ускорения ствола дерева и ветки от импульса силы в зависимости от исходных данных на разном удалении от ствола в три последовательных момента времени. Экспериментально определены усилия удержания гусениц сибирского шелкопряда на ветке дерева в зависимости от возраста гусеницы в спокойном и потревоженном состояниях. Сделаны выводы о применимости устройства для отряхивания гусениц и шишек кедра, сосны, лиственницы европейской и японской. На основании полученных результатов можно обосновывать конструктивные параметры отряхивателя и оценивать эффективность его применения.
Автор: Дербин Василий Михайлович
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова
В статье приведены общие сведения о сертификационных процессах на лесозаготовительных и деревоперерабатывающих предприятиях, показана динамика сертификационных процессов лесоуправления и цепочки поставок. Основными причинами, влияющими на сертификационные процессы лесозаготовительных и лесоперерабатывающих предприятий, являются: сохранение и расширение рынков сбыта лесной продукции, повышение цены сертифицированной продукции, стремление к устойчивому лесопользованию. На примере холдинга ОАО «Соломбальский ЛДК» продемонстрировано изменение приоритетов с развитием лесной сертификации. Рассмотрены виды сертификационных затрат, включающие услуги по подготовке к сертификации, услуги на проведение сертификационных аудитов, расходы на выделение лесов высокой природоохранной ценности, изучение флоры и фауны, мониторинг сохранения редких и исчезающих видов растений и животных и другие расходы, которые необходимы для объективной оценки экономической эффективности от сертификации лесозаготовительных и деревоперерабатывающих предприятий. К тому же для сертификации арендованных участков леса требуются согласования с заинтересованными сторонами. В статье произведена оценка удельных стоимостных затрат на сертификацию цепочки поставок ОАО «Соломбальский ЛДК» и сертификацию лесоуправления двух лесозаготовительных предприятий - ОАО «Светлозерсклес» и ООО «Тоймалес». При оценке удельных затрат принят промежуток времени в 5 лет, включающий весь перечень мероприятий сертификационного процесса (подготовка предприятия, предварительный, основной, контрольные аудиты и др.) и учитывающий все фактические затраты на сертификационный процесс лесоуправления и цепочки поставок. Сделан вывод о том, что при увеличении доли сертифицированных поставщиков сырья лесопромышленного холдинга удельные стоимостные затраты снижаются.
Автор: Мюллер
Производство биотоплива из отходов переработки древесины за последние годы приобретает все больший размах. Несмотря на расширение производства древесных гранул, остаются нерешенными вопросы о влиянии отдельных параметров процесса прессования древесных гранул на их качество. Одним из основных параметров, определяющих качество древесных гранул, является давление прессования. Имеющиеся теоретические модели процессов гранулирования показывают, что развиваемое давление прессования является экспоненциальной зависимостью от относительной длины фильеры в матрице. Однако проведенные экспериментальные исследования показали, что эта зависимость носит не экспоненциальную, а линейную зависимость от относительной длины фильеры. Целью настоящей работы была разработка такой математической модели прессования древесной гранулы в цилиндрических фильерах матрицы, которая бы соответствовала экспериментальным исследованиям. Были проанализированы все этапы физического процесса прессования. На основании этого анализа было выявлено, что в процессе прессования древесная шихта претерпевает упругие и пластические деформации. Исходя из этого при разработке новой математической модели процесса прессования древесных гранул за основу была принята теория упруго-пластического деформирования сплошных тел. На базе этой теории рассмотрены два этапа прессования древесной гранулы - выдавливание гранулы через коническое отверстие в цилиндрический канал матрицы и ее движение по цилиндрическому каналу матрицы. Выполненные математические исследования позволили получить зависимость перепада давления по длине гранулы в коническом и цилиндрическом каналах фильеры матрицы и на протяжении всей фильеры в целом. Полученная новая математическая модель процесса прессования древесных гранул показала, что перепад давления в каналах матрицы прямо пропорционален их относительной длине, что полностью соответствует экспериментальным данным.
Автор: Заикин
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова
Полное использование производственных возможностей машин и оборудования в значительной степени зависит от соответствия их конструктивных особенностей и параметров организации работы конкретным природно-производственным условиям. Соответствие параметров организации работы или параметров взаимосвязи машин достигается в процессе технологических расчетов с определением оптимальных режимов функционирования. Расчет режимов работы машин в различные периоды разработки лесосек может быть выполнен по математическим моделям. В основу моделирования лесозаготовительного процесса нами положен подход к его организации, основанный на подключении дополнительного оборудования на «отстающих» операциях. Для расчета продолжительности работы машин на технологических операциях при планировании лесозаготовительного процесса нами получены аналитические зависимости для различной продолжительности работы машин на лесосеке. С использованием этих аналитических зависимостей разработана математическая модель для определения суммарного эффективного времени работы лесозаготовительных машин в течение всего периода разработки лесосеки, а также получены математические модели определения энергозатрат и удельных энергозатрат работы машин на отдельных лесозаготовительных операциях и комплекта в целом за различный промежуток времени. Полученные математические модели реализованы в программном модуле МППлес информационной системы для оперативного планирования лесозаготовительного процесса. Проведение компьютерного эксперимента с моделированием различных вариантов комплектов лесосечных машин на основе МППлес позволило убедиться в том, что организация работы с подключением на отстающих операциях дополнительных машин снижает продолжительность разработки лесосеки и энергозатраты на их выполнение до 10…30 %.
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова
Лесные экосистемы в настоящее время оценивают только по лесным ресурсам и некоторым экологическим функциям, их средоформирующий потенциал - через заданные коэффициенты. Методология оценки лесных экосистем включает принципы построения совокупности лесных благ в динамике их лесообразовательного процесса; формы представления экономических характеристик (показателей, критериев, эффектов) с учетом их пространственно-временной динамики; способы определения суммарной стоимости участков лесов в зависимости от их эколого-социальной и экономической значимости и правового статуса. Основные принципы оценки: представление участка леса как объекта эколого-экономической оценки; формирование совокупности натуральных показателей лесных благ (ресурсов и функций); обоснование экономических эквивалентов натуральных показателей лесных благ; построение критерия комплексной оценки участка леса. При этом лесные экосистемы рассматривают с трех позиций: как природное явление; как часть экономической сферы; как элемент правовой системы государства. Леса как природное явление при оценке представляют в виде экологической системы, как элемент экономической сферы их рассматривают в виде источника различных видов природных благ, развивающегося по определенным закономерностям лесообразовательного процесса с учетом антропогенных факторов. Критерием оценки лесных экосистем является дисконтированная величина рентного дохода в виде разницы между суммарным потенциальным экономическим эффектом от всех лесных благ за длительный период времени и расходами лесного хозяйства на воспроизводство, охрану и защиту лесов. Суммарный эффект рассчитывается с учетом динамики пространственно-временных функциональных связей отдельных компонентов и участков леса, характера природо- и лесопользования и дисконтирования денежных величин. Схема построения экономической оценки лесов соответствует разделению их на эксплуатационные и защитные, на категории защитности, на виды особо защитных участков лесов и леса на особо охраняемых природных территориях. Рассмотренные методология, принципы и практика эколого-экономической оценки лесов позволяют более достоверно, по сравнению с существующими подходами, определить общественную значимость лесных экосистем. Такие оценки являются научной основой разрешения (соединения) краткосрочных интересов индивидуальных лесо- и природопользователей в максимизации дохода и долгосрочных предпочтений общества в сохранении природно-ресурсного потенциала лесных экосистем.