WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

На правах рукописи

КРУГЛОВА Елена Семеновна

РАЗРАБОТКА РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ

ВОЗДУШНО-ТЕПЛОВЫХ ЗАВЕС ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ

НОРМИРУЕМЫХ ПАРАМЕТРОВ МИКРОКЛИМАТА

В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ АПК

Специальность 05.20.01 – Технологии и средства механизации

сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Челябинск - 2006

Работа выполнена на кафедре «Безопасность жизнедеятельности» Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Челябинский государственный агроинженерный университет».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор ГОРШКОВ Юрий Германович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

КАПОВ Султан Нануович

кандидат технических наук, доцент

ПАЛАТИНСКАЯ Ирина Петровна

Ведущая организация: ФГОУ ВПО «Курганская государ-ственная сельскохозяйственная
академия»

Защита диссертации состоится 14 июня 2006 года, в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 220.069.01 при ФГОУ ВПО «Челябинский государственный агроинженерный университет» по адресу: 454080, г.Челябинск, пр. им. В.И.Ленина, 75.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО
«Челябинский государственный агроинженерный университет».

Автореферат разослан « » мая 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета
доктор технических наук, профессор Старцев А.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Для поддержания работоспособности людей и получения максимальной продуктивности животных и птиц параметры микроклимата в производственных помещениях АПК нормированы. В холодное время года при открывании дверных проемов для технологических нужд в помещение проникают большие массы наружного воздуха. При этом происходит резкое изменение параметров микроклимата, что негативно влияет на здоровье и работоспособность людей, а также на жизнедеятельность и продуктивность животных и птиц.

Наиболее эффективными средствами, препятствующими проникновению холодного воздуха в открытые проемы, являются воздушно-тепловые завесы (ВТЗ). Однако существующие завесы являются ресурсоемкими, так как имеют большой расход нагреваемого воздуха.

Разработка устройства ВТЗ, обеспечивающего эффективную работу с меньшим расходом воздуха, является актуальной проблемой.

Цель работы. Разработка ресурсосберегающих воздушно-тепловых завес для поддержания нормируемых параметров микроклимата в производственных помещениях АПК.

Задачи исследования

- теоретически исследовать взаимодействие струи завесы с поперечным потоком холодного воздуха через открытые дверные проемы;

- теоретически обосновать возможность создания ресурсосберегающих ВТЗ за счет изменения способа формирования плоской струи завесы;

- экспериментально определить конструктивные параметры воздухораспределителя;

- разработать инженерный метод расчета ВТЗ и оценить социально-экономическую эффективность от внедрения результатов исследований.

Объект исследования. Процесс воздухообмена через открытые дверные проемы в помещениях АПК в холодный период года.

Предмет исследования. Закономерности процессов формирования плоской струи ВТЗ с уменьшенным расходом воздуха и взаимодействия ее с поперечным потоком воздуха через открытые проемы.

Научная новизна

- теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность уменьшения расхода воздуха завесой за счет получения плоской струи из системы круглых струй;

- экспериментально определены конструктивные параметры воздухораспределителя, состоящего из системы круглых сопел;

- теоретически получено уравнение траектории оси струи завесы;

- впервые получено соотношение для угла между векторами начальной скорости струи завесы и поперечного потока воздуха через дверной проем.

Практическая значимость

- исследовано, разработано и испытано устройство ресурсосберегающей ВТЗ для открытых проемов производственных помещений АПК;

- разработан инженерный метод расчета ВТЗ в зависимости от условий воздухообмена и размеров дверных проемов;

- разработан типоразмерный ряд воздухораспределителей-сопловиков для наиболее часто встречающихся размеров дверных проемов;

- разработана техническая документация для различных типоразмеров конструкций ВТЗ.

Реализация результатов исследования. Разработанные ресурсосберегающие ВТЗ внедрены на следующих предприятиях: цех переработки гречневой крупы в пос. Увельский Челябинской области, сельскохозяйственный производственный кооператив «Профинтерн» в п.Домбаровский Оренбургской области, универсам «Теорема» г.Челябинска, ООО «Предприятие «СД» г.Челябинска, Копейский кирпичный завод и др.

Полученные автором результаты используются в учебном процессе Челябинского государственного агроинженерного университета при изучении дисциплин «Теплотехника», «Микроклимат помещений», а также при выполнении дипломных проектов.

Научные положения, выносимые на защиту:

  1. Уравнение траектории оси струи завесы

х = у ctg0.

2. Угол между векторами начальной скорости струи завесы и поперечного потока определяется соотношением

.

3. Формирование струи завесы осуществляется с помощью системы круглых сопел, что позволяет уменьшить ресурсоемкость воздушно-тепловой завесы.

4. Параметры воздухораспределителя для получения минимального угла раскрытия: расстояние между рядами сопел h = 4,5 d; угол между осями сопел разных рядов = 2 … 3°.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на международной научно-практической конференции «Коммунальное хозяйство, энергосбережение, градостроительство и экология на рубеже третьего тысячелетия» (Магнитогорск, МГТУ, 2001), 53 научно-технической конференции (секция «Теплофизика и микроклимат зданий», ЮУрГУ, Челябинск, 2001), всероссийской научно-технической конференции «Динамика машин и рабочих процессов» (ЮУрГУ, Челябинск, 13-15 октября 2004 г.), XLIV, XLV международных научно-технических конференциях «Достижения науки – агропромышленному производству» (ЧГАУ, 2005, 2006).

Публикации. Основные результаты исследований по теме диссертации опубликованы в 12 научных работах.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и общих выводов, изложенных на 119 страницах машинописного текста, содержит 42 рисунка, 12 таблиц, список литературы, включающий в себя 117 наименований, и 14 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении даны обоснование актуальности темы диссертации, цель работы, научная и практическая значимость результатов исследований, основные научные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Состояние вопроса и задачи исследования» приводятся результаты анализа отечественной и зарубежной литературы, посвященной оценке влияния параметров микроклимата производственных помещений АПК на здоровье и работоспособность персонала, а также на жизнедеятельность и продуктивность сельскохозяйственных животных и птиц.

В холодное время года при открывании дверных проемов или ворот в помещение врывается холодный наружный воздух, который быстро выхолаживает помещение, создает потоки, отрицательно воздействующие на людей и животных. Наиболее эффективными средствами против проникновения холодного воздуха в открытые проемы являются воздушно-тепловые завесы.

Большой вклад в совершенствование методов расчета завес внесли такие ученые, как Г.Н.Абрамович, В.В.Батурин, И.А.Шепелев, В.М.Эльтерман и др. Однако вопросы повышения эффективности завес и снижения их ресурсоемкости до сих пор остаются в поле зрения исследователей.

Применяемые в настоящее время воздушно-тепловые завесы можно разбить на четыре группы по области применения (таблица 1). Конструкции ВТЗ различаются: местом расположения воздухораспределителя (снизу, сверху, сбоку); числом воздухораспределителей (односторонние, двусторонние, двойные завесы); местом забора воздуха для струи завесы; типом вентилятора, калорифера и их компоновкой.

Характерными для всех завес шиберного типа являются: способ получения плоской струи завесы – щелевой воздухораспределитель; небольшие скорости; значительные удельные расходы воздуха (1500…2000 м3/ч на 1 м2 дверного проема) и соответственно большие удельные затраты электроэнергии на нагрев воздуха (17…20 кВт на
1 м2 дверного проема). Наиболее остро стоит проблема для третьей и четвертой групп, то есть для ворот больших размеров, так как такие конструкции завес являются дорогостоящими и энергоемкими.

Анализ существующих методик расчета ВТЗ показал:

- результаты расчетов расхода воздуха завесой разными методами отличаются между собой в 1,5…2,0 раза;

- начальными условиями допускается эффективность завес 60…80%;

- вопрос об изменении способа формирования струи завесы с целью уменьшения удельного расхода воздуха не рассматривался;

- некоторые параметры ВТЗ не обоснованы или завышены.

В частности, не обоснован угол между вектором начальной скорости воздуха в струе завесы и плоскостью ворот. Расход же воздуха завесой завышен, что влечет за собой повышенный расход тепловой энергии и делает завесы дорогостоящими.

Исходя из анализа исследовательских работ и поставленной цели, были определены задачи исследования.

Таблица 1 – Технические характеристики современных воздушно-тепловых завес

Гру-ппа

Тип завесы

Расход воздуха,

м3/ч

Скорость воздуха, м/с

Мощность двигателя,

кВт

Длина

струи, м

Масса установ-ки, кг

Калори-фер

Направление струи

Место установки

I

ТРОПИК

КЭВс100,200

GLOB. C800 PREMIER сер.C,S

LRX

ТЗУ

КЭВ-П11

295-1650

500-1300

1000

300-1200

240-420

800-1600

500-950

4,8-7,3

5-6,4

9,0

4,1-9,0

3,8

4,5-9

-

3-9

3-12

3-6

3,0-18

2-3

7,5-9,5

3-6

2,2-3,0

1,5-2,5

2-3

2,3-3,0

2,0

2,0-3,5

1,5-2,2

5,7-26

11-17

11

9,0-62,5

9

-

11-19

электрич.

то же

- « -

электрич.

и водян.

электрич.

то же

- « -

сверху, сбоку

cверху, сбоку

cверху

cверху

cверху

cверху, сбоку

cверху

Помещения и тамбуры с невысокими дверными проемами.

II

ЗЭТ (ТРОП.)

КЭВ-П с.300

PREMIER Сер.PHV

LG

ТЗК-4

КЭВ-П

1500-3050

1300-3200

1800-3500

800-2100

3000

700-2700

6,7-8,5

11

9,5-11.5

7,1

4,5-9

-

6-24

6-24

12-24

1,5-12

25-50

12-36

3,5-6,0

3,5

4,0

3,0

2,5-3,5

2,5-36

20-33

26-59

30-63,6

16-28

-

41-110

- « -

электрич.

электрич.

и водян.

водяной

электрич.

и водян.

сверху, сбоку

сверху, сбоку

сверху

сверху

сверху, сбоку

сверху, сбоку

Склады, гаражи, большие магазины, даже с постоянно открытыми дверями.

III

КЭВ-П с.400

PREM. С.T

ТЗД-3,15

PWZ

2500-5000

2000-4000

3500

3900-8400

13,7

17,0

9-17

4-16

19-80

24-48

25-50

2,48-3,75

4,5

6,0

3,5-6

4,0

80-150

62-107

-

-

водяной

электрич.

и водян.

- « -

сверху, сбоку

сверху

сверху, сбоку

сверху, сбоку

Производственные поме-щения, склады, ангары, здания АПК

IV

ЗВТ1.00.000

ЗТ.В2-28.01

ТЗК-6,3

24000-34000

28000

15000

13-15

-

9-17

216-432

202

60-200

1,5-2,0

-

1,7-3,0

748-1114

818

-

водяной

водяной

электрич.

и водян

сбоку

сбоку

сверху, сбоку

Въездные ворота про-изводственных зданий

Во второй главе «Теоретическое обоснование создания ресурсосберегающих ВТЗ для поддержания нормируемых параметров микроклимата в производственных помещениях АПК» приводятся теоретические исследования по обоснованию создания ресурсосберегающей ВТЗ.

Pages:     || 2 | 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»