donstuAdvanced Engineering Research (Rostov-on-Don)Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don)2687-1653Don State Technical University10.23947/1992-5980-2017-17-4-129-135donstu-192Research ArticleSAFETY OF HUMAN ACTIVITYБЕЗОПАСНОСТЬ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКАCreation of mathematical model for estimating energy intensity of livestock wastes disinfectionСоздание математической модели для оценки энергоёмкости процесса обеззараживания стоков животноводстваМесхиБесарион ЧохоевичMeskhiBesarion C.reception@donstu.ruЛимаренкоНиколай ВладимировичLimarenkoNikolay V.nikolajj-limarenko@rambler.ruЖаровВиктор ПавловичZharovVictor P.zharovvp@mail.ruШаповалБорис ГригорьевичShapovalBoris G.nba-shapoval@yandex.ruДонской государственный технический университетРоссияDon State Technical UniversityRussian Federation201713072018174129135Copyright © Meskhi B.C., Limarenko N.V., Zharov V.P., Shapoval B.G., 20172017Месхи Б.Ч., Лимаренко Н.В., Жаров В.П., Шаповал Б.Г.Meskhi B.C., Limarenko N.V., Zharov V.P., Shapoval B.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestnik-donstu.ru/jour/article/view/192

Introduction. A perspective method of the livestock wastes disinfection is considered. The key point of the method is in complex physical and chemical impact of the variable magnetic field coupled with a chemical reagent. The device for implementing the proposed technique is an inductor. Electric energy intensity is selected as a parameter characterizing the energy efficiency of the of livestock wastes disinfection process. To increase the efficiency of investigating the livestock wastes disinfection process, it is proposed to use the mathematical experimental design theory. Materials and Methods. In the course of this research, the following techniques were used: instrument, direct and indirect methods of measurement, statistical processing technique, and mathematical experimental design theory. Research Results. The effect of technological factors on the energy efficiency of the livestock wastes disinfection process is experimentally investigated. On the basis of the data obtained, the strength effect ranking of the technology factors on the specific electrical energy capacity of the process is performed. A noncritical degree of impact of evaluating the pair-wise interaction coefficients is established. Their absence in the mathematical model suggests this. Discussion and Conclusions. A mathematical model of the livestock wastes disinfection process which allows evaluating the effect of the technology factors on the specific electrical energy intensity of the given process is developed.

Введение. Рассмотрен перспективный способ обеззараживания стоков животноводства. Суть способа заключается в комплексном физико-химическом воздействии переменного магнитного поля в сочетании с химическим реагентом. Устройством реализации предложенного способа является индуктор. В качестве параметра, характеризующего энергетическую эффективность технологического процесса обеззараживания стоков животноводства, выбрана удельная электрическая энергоёмкость. Для повышения эффективности исследования технологического процесса обеззараживания стоков животноводства предлагается использовать математическую теорию планирования эксперимента. Материалы и методы. В ходе проведения данного исследования использовались методы: инструментального, прямого и косвенного измерения, статистической обработки данных, математическая теория планирования эксперимента. Результаты исследования. Экспериментально исследовано влияние технологических факторов на энергетическую эффективность технологического процесса обеззараживания стоков животноводства. На основании полученных данных выполнено ранжирование по силе влияния технологических факторов на удельную электрическую энергоёмкость процесса. Установлена несущественная степень влияния оценок коэффициентов парного взаимодействия, на что указывает их отсутствие в математической модели. Обсуждения и заключения. Создана математическая модель технологического процесса обеззараживания стоков животноводства, позволяющая оценить влияния технологических факторов на удельную электрическую энергоёмкость процесса обеззараживания.

обеззараживаниестоки животноводстваиндукторматематическая теория планирования экспериментаматематическая модельdisinfectionlivestock wastesinductormathematical experimental design theorymathematic modelReferencesЛимаренко, Н. В. Анализ способов обеззараживания / Н. В. Лимаренко // Состояние и перспективы развития сельскохозяйственного машиностроения.: сб. тр. 8-й межд. науч.- практ. конф. - Ростов-на-Дону, 2015. - С. 605-608.Limarenko, N.V. Analiz sposobov obezzarazhivaniya. [Analysis of disinfection methods.] Sostoyanie i perspektivy razvitiya sel'skokhozyaystvennogo ma- shinostroeniya.: sb. tr. 8-y mezhd. nauch.- prakt. konf. [State and prospects for the development of agricultural machine building: Proc. 8th Int. Sci.-Pract. Conf.] Rostov-on-Don, 2015, pp. 605–608 (in Russian).Логвиненко, Д. Д. Интенсификация технологических процессов в аппаратах с вихревым слоем /Д. Д. Логвиненко, О. П. Шеляков. - Техника : Киев, 1976. - 144 с.Logvinenko, D.D., Shelyakov, O.P. Intensifikatsiya tekhnologicheskikh protsessov v apparatakh s vikhrevym sloem. [Process intensification in vortex-layer apparatus.] Kiev: Tekhnika, 1976, 144 p. (in Russian).Вершинин, И. Н. Аппараты с вращающимся электромагнитным полем / И. Н. Вершинин, Н.П. Вершинин - Сальск, 2007. - 368 с.Vershinin, I.N., Vershinin, N.P. Apparaty s vrashchayushchimsya elektromagnitnym polem. [Apparatus with rotating electromagnetic field.] Salsk, 2007, 368 p. (in Russian).Вершинин, Н. П. Установки активации процессов. Использование в промышленности и в сельском хозяйстве. Экология. / Н. П. Вершинин. - Ростов-на-Дону, 2004. - 314 с.Vershinin, N.P. Ustanovki aktivatsii protsessov. Ispol'zovanie v promyshlennosti i v sel'skom khozyaystve. Ekologiya. [Process activation units. Application in industry and agriculture. Ecology.] Rostov-on-Don, 2004, 314 p. (in Russian).Лимаренко, Н. В. Исследование параметров магнитного поля в рабочей камере индуктора / Н. В. Лимаренко [и др.] // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. - 2016. - № 1. - С. 136-142.Limarenko, N.V., et al. Issledovanie parametrov magnitnogo polya v rabochey kamere induktora. [Study on magnetic field parameters in the inductor working chamber.] Vestnik of DSTU, 2016, no. 1, pp. 136–142 (in Russian).Драйнер, Н. Прикладной регрессионный анализ / Н. Драйнер, Г. Смит. - Москва : Статистика, 1973. - 392 с.Dreyner, N., Smit, G. Prikladnoy regressionnyy analiz. [Applied regression analysis.] Moscow: Statistika, 1973, 392 p. (in Russian).Евдокимов, Ю. А. Планирование и анализ экспериментов при решении задач трения и износа / Ю. А. Евдокимов, В. И. Колесников, А. И. Тетерин. - Москва : Наука, 1980. - 228 с.Yevdokimov, Y.A., Kolesnikov, V.I., Teterin, A.I. Planirovanie i analiz eksperimentov pri reshenii zadach treniya i iznosa. [Experimental design and analysis of experiments in solving problems of friction and wear.] Moscow: Nauka, 1980, 228 p. (in Russian).Зедгинидзе, И. Г. Планирование эксперимента для исследования многокомпонентных систем / И. Г. Зедгинидзе. - Москва : Наука, 1976. - 390 с.Zedginidze, I.G. Planirovanie eksperimenta dlya issledovaniya mnogokomponentnykh system. [Experimental design to study multicomponent systems.] Moscow: Nauka, 1976, 390 p. (in Russian).Karl Siebertz. Statistische Versuchsplanung. Design of Experiments (DoE) / Karl Siebertz, David van Bebber, Thomas Hochkirchen. - London. New York: Springer Heidelberg Dordrecht, 2010. - 326 p.Karl Siebertz, David van Bebber, Thomas Hochkirchen. Statistische Versuchsplanung. Design of Experiments (DoE) London. New York: Springer Heidelberg Dordrecht, 2010, 326 p.Адлер, Ю. П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю. П. Адлер, Е. В. Маркова, Ю. В. Грановский. - 2-е изд., перераб. и доп. - Москва : Наука, 1976. - 280 с.Adler, Y.P., Markova, E.V., Granovskiy, Y.V. Planirovanie eksperimenta pri poiske optimal'nykh usloviy. [Experimental design under searching for optimal conditions.] 2nd revised and enlarged ed. Moscow: Nauka, 1976, 280 p. (in Russian).Вентцель, Е. С. Теория случайных процессов и ее инженерные приложения / Е. С. Вентцель, Л. А. Овчаров. - 5-е изд., стер. - Москва : КНОРУС, 2013. - 448 с.Ventsel, E.S., Ovcharov, L.A. Teoriya sluchaynykh protsessov i ee inzhenernye prilozheniya. [Theory of random processes and its engineering applications.] 5th reimpression. Moscow: KNORUS, 2013, 448 p. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.