WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

На правах рукописи

Дресвянникова Елена Владимировна

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ УВЛАЖНЕНИЯ

ВОЗДУХА ПТИЦЕВОДЧЕСКИХ ПОМЕЩЕНИЙ

С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭЛЕКТРОАЭРОЗОЛЯ

Специальность 05.20.02 – электротехнологии и электрооборудование

в сельском хозяйстве

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой

степени кандидата технических наук

Ижевск 2009

Работа выполнена на кафедре «Электротехнология сельскохозяйственного производства» Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Ижевская государственная сельскохозяйственная академия» (ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА)

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор

Лекомцев Петр Леонидович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Кондратьева Надежда Петровна

кандидат технических наук

Овсянников Николай Владимирович

Ведущая организация: Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет» (ФГОУ ВПО СПбГАУ)

Защита состоится 6 ноября 2009 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета КМ 220.030.02 в ФГОУ ВПО «Ижевская ГСХА» по адресу: 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 9 – 315.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Ижевской государственной сельскохозяйственной академии».

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью,
просим направлять по адресу: 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, д. 11, Диссертационный совет. Телефон/факс: 58-99-47.

Автореферат разослан 2 октября 2009 г. и размещен на сайте www.izhgsha.ru

Ученый секретарь диссертационного совета Н.Ю. Литвинюк

кандидат технических наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Современное развитие птицеводства на промышленной основе связано, прежде всего, с интенсификацией и ускорением научно-технического прогресса отрасли. Интенсификация птицеводства, сопровождающаяся значительным увеличением выхода продукции с единицы производственных площадей возможна только при создании оптимального микроклимата птицеводческих помещений.

Факторы среды в условиях промышленного ведения птицеводства значительно влияют на организм птицы. Существенное влияние на продуктивность птицы оказывает влажность воздуха помещений, неразрывно связанная с температурой и скоростью движения воздуха. Сухой и перенасыщенный влагой воздух приводит к потерям продукции в птицеводстве до 15%.

Все вышеизложенное обусловило необходимость проведения исследований по разработке и практическому внедрению электроаэрозольной технологии искусственного увлажнения воздуха при выращивании птицы, которая по сравнению с другими методами увлажнения позволяет более качественно обработать воздух в помещении.

Несмотря на это, электроаэрозольные системы увлажнения мало применяются в производстве, так как отсутствуют научно обоснованные принципы построения оптимальной электроаэрозольной технологии увлажнения в закрытых помещениях.

Цель работы. Разработка и обоснование электроаэрозольного метода увлажнения воздуха птицеводческих помещений.

Задачи исследования:

  • разработать математическую модель электроаэрозольного увлажнения воздуха помещения;
  • разработать математические модели генерации и распространения электроаэрозоля в закрытом помещении;
  • разработать методики расчета технологических параметров электроаэрозольного увлажнения воздуха помещений;
  • создать технические средства электроаэрозольного увлажнения;
  • экспериментально исследовать процессы генерации и распространения электроаэрозоля, влияние электроаэрозольного увлажнения на параметры воздушной среды птицеводческого помещения.

Объект исследования. Технологический процесс электроаэрозольного увлажнения воздуха, микроклимат птицеводческих помещений.

Предмет исследования. Определение оптимальных технологических и технических параметров электроаэрозольного увлажнения воздуха.

Научная новизна работы состоит в:

  • разработке математической модели электроаэрозольного увлажнения воздуха помещения;
  • разработке математических моделей генерации и распространения электроаэрозоля;
  • обосновании методики расчета технологических параметров электроаэрозольного генератора;
  • разработке технических средств электроаэрозольного увлажнения.
  • обосновании влияния электроаэрозольного увлажнения на параметры воздушной среды птицеводческого помещения.

Практическая ценность диссертации заключается в том, что разработанные теоретические положения, математические модели и результаты лабораторных и производственных экспериментальных исследований позволяют проектировать системы электроаэрозольного увлажнения птицеводческих помещений, приводящие к повышению продуктивности птиц до 5%.

Реализация результатов исследований. Результаты исследований и комплекс технических средств апробированы и внедрены на ряде птицефабрик Удмуртской Республики и Кировской области. Получен патент на изобретение на электроаэрозольный генератор за №2322307 от 20.04.08 г.
Результаты исследований также используются в учебном процессе ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА.

На защиту выносятся следующие основные положения:

  • математическая модель и результаты экспериментальных исследований процесса электроаэрозольного увлажнения воздуха помещения;
  • математические модели и результаты экспериментальных исследований процессов генерации и распространения электроаэрозоля;
  • методы расчета технологических параметров электроаэрозольного увлажнения помещений;
  • технические средства электроаэрозольного увлажнения.
  • влияние электроаэрозольного увлажнения на параметры воздушной среды птицеводческого помещения.

Апробация работы.

Основные положения работы и результаты исследований доложены и обсуждены на: Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Молодые ученые в реализации национальных проектов» (Ижевск, 2006), Всероссийской научно-практической конференции «Инновационное развитие АПК. Итоги перспективы» (Ижевск, 2007), Всероссийской научно-практической конференции «Научный потенциал аграрному производству» (Ижевск, 2008), 6-й Международной научно-технической конференции ГНУ ВИЭСХ (Москва, 2008), Всероссийской научно-практической конференции «Научный потенциал аграрному производству» (Ижевск, 2008), Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 70-летию почетного гражданина Удмуртской республики, председателя СХПК-Племзавод им.Мичурина Вавожского района УР В.Е.Калинина, (Ижевск, 2008), Всероссийской научно-практической конференции «Научный потенциал – современному АПК» (Ижевск, 2009).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 научных работ, в том числе 2 статьи в изданиях входящих в перечень ВАК, и приравненных к ним – 1 патент на изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения,
5 глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа содержит 139 страниц машинописного текста, 44 иллюстраций, 5 таблиц, 8 приложений и список литературы из 141 наименований, в том числе 26 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель исследования и положения, выносимые на защиту, раскрыта научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе «Современное состояние вопроса увлажнения воздуха птицеводческих помещений» проведен анализ существующих процессов и технических средств, обеспечивающих требуемый уровень влажности воздуха в птицеводческих помещениях с использованием электротехнологий.

Высокая эффективность новых электротехнологий в сельскохозяйственном производстве доказана в работах Бородина И.Ф., Басова А.М., Будзко И.А., Живописцева Е.Н., Изакова Ф.Я., Лебедева С.П., Мартыненко И.И., Новиковой Г.В., Прищепа Л.Г., Стребкова Д.С., Савушкина А.В., Сторчевого В.Ф., Цугленка Н.В. и др. ученых.

Изучению физических процессов в электрически заряженном аэрозоле посвящены работы Мирзабекяна Г.З., Смолуховского М., Фукса Н.А., Китаева А.В., Мкртумяна А.В., Савушкина А.В., Лекомцева П.Л. и др.

Вопросы распыления и зарядки жидкостей, генерации заряженных частиц были рассмотрены Бурхартом Е., Верещагиным И.П., Зелени Н., Левичем В.Г., Макальским Л.М., Реллеем И. и др. В области разработки новых конструкций электроаэрозольных генераторов большая работа проведена Блюминым Г.З., Бороком А.М., Виснапуу Л.Ю., Дондоковым Д.Д., Лысенко В.Ф., Макальским Л.М., Савушкиным А.В., Лекомцевым П.Л. и др.

Однако проведенный обзор технических средств для получения электроаэрозолей показал, что существующие электроаэрозольные генераторы не позволяют заряжать большие объемы распыляемой жидкости и не могут быть использованы по ряду технических параметров для проведения обработок в крупногабаритных птицеводческих помещениях.

При сравнительном анализе всех возможных генераторов аэрозоля можно сделать вывод, что они имеют определенные недостатки для применения в птицеводстве.

При гидравлическом способе и распылении с предварительным газонасыщением затруднено регулирование расхода при заданном качестве дробления, а также затруднено распыливание высоковязких жидкостей.

Механическое распыливание осуществляется вращающимися механизмами, требуются большие расходы энергии, а также при работе создают повышенный акустический шум, недопустимый в птичниках. Акустический способ распыливания не применяется в птичниках по той же причине.

Ультразвуковой и электрический способы распыления мало применимы вследствие низкой производительности и необходимости дорогостоящего оборудования.

Таким образом, пневматический способ распыления является наиболее перспективным для применения в птичниках, из-за отсутствия шума, простоты конструкции, и возможности регулирования расхода и дисперсности распыла.

При рассмотрении проблемы использования электроаэрозолей в сельском хозяйстве отмечается, что научно обоснованные закономерности процессов генерации и применения электроаэрозолей для увлажнения воздуха в птицеводческих помещениях разработаны недостаточно.

Во второй главе «Математическое моделирование генерации и

применения электроаэрозолей для увлажнения воздуха помещений» проведено математическое моделирование процессов увлажнения, генерации и распространения электроаэрозоля в помещении.

Для определения массы воды при достижении заданной влажности используется формула

, (1)

где, Т – температура воздуха, К; 1 и 2 – первоначальное и конечное значения относительной влажности соответственно; р – атмосферное давление, Па; в – плотность воздуха, кг/м3; Vв – объем помещения, м3; а – молекулярная масса воздуха, кг/моль.

Рисунок 1 – Зависимости массы распыливаемой жидкости mв от температуры

воздуха tв и требуемой влажности в помещении:

1 – 30%, 2 – 40 %, 3 – 50%, 4 – 60%, 5 – 70%, 6 – 80%, 7 – 90%, 8 – 95%.

Из рисунка 1 видно, что степень поглощения влаги зависит от температуры воздуха и первоначальной влажности.

Генерация электроаэрозоля состоит в формировании форсункой мельчайших капель с последующей их зарядкой. На процесс распада влияют физические свойства распыливаемой жидкости и окружающей среды.

Электрическое поле генератора в отсутствии объемного заряда полностью определяется системой выбранных электродов и формой напряжения.

Электрические капли, двигаясь в электрическом поле и воздушном потоке генератора, создают ток переноса электрических зарядов – ток конвекции, который является одной из основных характеристик процесса генерации электроаэрозоля, определяющий эффективность электризации аэрозольных частиц и степень их дробления.

В результате математического моделирования получена основная характеристика процесса генерации электроаэрозоля для пневматического генератора – конвекционный ток

, (2)

где,, ар – диаметр нити, м; U – напряжение, В;

Qж – расход жидкости, м3/с; t – время распада струи на капли; с; dk – медианный диаметр капли, м; – коэффициент; R – радиус сопла, м; 0 – электрическая постоянная, Ф/м; – постоянная времени зарядки, с.

С увеличением расхода жидкости (рисунок 2) конвекционный ток возрастает. Связано это с увеличением количества образующихся капель электроаэрозоля на повышенных расходах.

Рисунок 2 - Зависимость конвекционного тока электроаэрозоля Ik от расхода

жидкости Qж при разном напряжении U

Рисунок 3 - Зависимость удельного заряда qуд от расхода жидкости Qж при разном

напряжении U

На величину конвекционного тока также существенное влияние оказывает напряжение зарядки, с возрастанием которого увеличивается напряженность электрического поля генератора и соответственно возрастает конвекционный ток. Нелинейный характер кривых конвекционного тока обусловлен влиянием объемного заряда, ослабляющего напряженность электрического поля генератора. Таким образом, факторы, приводящие к уменьшению размера и повышению заряда образующихся капель, увеличивают конвекционный ток.

Pages:     || 2 | 3 |






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