Digital tools for increasing the efficiency of experimental studies of the energy density of disinfection of pig manure without bedding using mechanical ultrasound frequency vibrations | Цифровые инструменты повышения эффективности экспериментальных исследований энергоёмкости обеззараживания свиного бесподстилочного навоза механическими колебаниями на частоте ультразвука

Английский. The purpose of the study is to obtain a mathematical model of the energy intensity of disinfection of swine liquid manure by mechanical ultrasound frequency vibrations and to perform its digital formalization. The development stages of the digital tool that increases the efficiency of operational actions in the process of liquid manure disinfection using mechanical ultrasound frequency vibrations are described. The developed digital tool makes it possible to predict the influence of the fluid temperature in the working chamber and the duration of exposure on the specific energy intensity. The assessment of the reliability of the results of experimental studies in comparison with the results obtained by calculation using the created digital tool showed a deviation not exceeding 3%. The prospects of using the Python programming language with Matplotlib and Tkinter libraries to solve issues of this level are substantiated. A mathematical model in the form of a second order polynomial has been obtained, which allows evaluating the influence of exposure duration, fluid temperature in the working area and the sodium hypochlorite concentration on the specific energy density of disinfection of liquid manure by mechanical vibrations. Using the open library Matplotlib of the Python language a digital tool has been created that makes it possible to predict specific energy consumption during the disinfection of liquid manure by mechanical vibrations at the ultrasonic frequency of 35 kHz with a power of 200 W. The functional characteristics of the digital tool are a database, a data visualization module, cross-platform feature configured to export data to docx, xlsx, jpeg, pdf format files. Comparison of the data obtained experimentally with the values calculated by the created software showed the reliability of over 97%. Thanks to the architecture used the created digital tool has a high degree of integration into the functionality of higher-level software solutions.

Русский. Цель исследования – получение математической модели энергоёмкости обеззараживания свиного бесподстилочного навоза механическими колебаниями на частоте ультразвука и её цифровая формализация. Описаны этапы создания цифрового инструмента, повышающего эффективность операционных воздействий, на примере обеззараживания свиного бесподстилочного навоза механическими колебаниями на частоте ультразвука. Разработанный цифровой инструмент позволяет прогнозировать влияние температуры среды в рабочей камере и продолжительности экспозиции на удельную энергоёмкость. Оценка достоверности результатов экспериментальных исследований по сравнению с результатами, полученными расчётным путём с использованием созданного цифрового инструмента, показала отклонение, не превышающее 3%. Обоснована перспективность использования языка программирования Python с библиотеками Matplotlib и Tkinter для решения задач подобного уровня. Получена математическая модель в виде полинома второго порядка, позволяющая оценить влияние продолжительности экспозиции, температуры среды в рабочей зоне и концентрации гипохлорита натрия на удельную энергоёмкость обеззараживания бесподстилочного навоза механическими колебаниями. Используя открытую библиотеку Matplotlib языка Python, создан цифровой инструмент, позволяющий прогнозировать удельные энергетические затраты при обеззараживании бесподстилочного навоза механическими колебаниями на частоте ультразвука 35 кГц мощностью 200 Вт. Функциональными особенностями цифрового инструмента является база данных, модуль визуализации данных, кроссплатформенность инструмента с возможностью экспорта данных в docx, xlsx, jpeg, pdf. Сравнение данных, полученных экспериментально, с рассчитанными значениями в созданном программном продукте показало достоверность свыше 97%. Благодаря используемой архитектуре построения созданный цифровой инструмент имеет высокую степень интеграции в функционал более высокоуровневых программных решений.