WWW.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |

«Российская академия сельскохозяйственных наук Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Государственное научное учреждение Всероссийский ...»

-- [ Страница 9 ] --

Пыль, содержащая аммиак и неприятные запахи, смывается в первый резервуар для воды. Твердые частицы оседают на дне. Че рез определенные промежутки времени резервуар опорожняют, и его содержимое (аммиакосодержащий раствор) используется для сельскохозяйственных нужд.

На следующей стадии вторая фильтрующая стенка оконча тельно очищает воздух от аммиака, мелких частиц пыли и неприят ных запахов. Добавление кислоты (например, серной) повышает ка чество очистки. Содержащийся в отработанной воде аммоний в ре зультате химической реакции образует сульфат. Это предотвращает последующее испарение NH3 (стадия химической очистки). Кислота дозируется автоматически насосом в зависимости от уровня кислот ности воды.

При необходимости проводится третья стадия очистки – биологическая. При пропускании воздуха через корневую древесину происходит микробиологическое преобразование запахов.

В воздухе после прохождения через систему очистки содер жание аммиака снижается на 70%, пыли – на 95%, неприятных запа хов – до 90%, удаляется до 90% плесневых грибов, бактерий, микро бов. Управление системой осуществляется компьютером. Возможен дистанционный контроль состояния в любой момент времени.

Преимущества нового оборудования – возможность ком плектования системы для различных помещений, минимальное по требление электроэнергии по сравнению с другими конструкциями, легкость обслуживания.

Аналогичные установки трехступенчатой очистки предлага ются фирмами DR.Siemens Umwelttechnik GmbH (Германия, рис. 5), Dorset (Нидерланды) и др.

Эффективную систему очистки воздуха на основе ионизации и фотоокисления предлагает немецкая фирма Staditec GmbH. Она по зволяет не только уменьшить содержание аммиака и неприятный запах, но и уничтожить вредные микроорганизмы (бактерии, виру сы, дрожжи, грибки).

Рис. 5. Схема установки для очистки воздуха фирмой GLK Systems Все большее распространение при разработке систем венти ляции получает использование биофильтров.

Первыми в своих проектах биологический способ очистки с помощью микроорганизмов использовали специалисты датской фирмы Scov A/S. Разработка данного метода началась с 2002 года.

Данный метод был запатентован и уже находит применение во мно гих странах. Реализация этого метода осуществляется с помощью модульных установок, производительность которых находится в пределах от 10 до 40 тыс. м3/ч. Так установка производительностью 30000м3/ч может обслуживать помещение вместимостью 300 голов на откорме (по стандартам Дании при 100м3/час/животное на откор ме). Модульные установки могут размещаться на чердаке, рядом с помещением или в специальной комнате внутри его (рис. 6). Очист ка фильтра производится с помощью автоматической мойки.

Биологический способ очистки удаляемого из свинарника воздуха применяет в своих разработках фирма HAGOLA-Biofilter GmbH (Германия, рис. 7). Внутренний воздуха с помощью вентиля тора выталкивается в отводной канал, который сообщается с биомо дулем (габаритные размеры – 2250х2250х1700мм, масса – 1400кг).

Биомодуль заполняется послойно различными материалами, кото рые пропитываются специальным составом, являющимся средой для микроорганизмов.

Рис. 6. Схемы установки системы биологической очистки фирмы а – в торце здания;

б – на чердаке;

Рис. 7. Проект фирмы HAGOLA-Biofilter GmbH (Германия) Удорожание топлива способствует дальнейшему развитию тех ники для регенерации воздуха. В установках данного вида очищен ный воздух не удаляется наружу, а поступает вновь в помещение, улучшив свои физические характеристики.

Водяной очиститель окружающего воздуха cистемы Esch (рис. 8) фирмы HAKA (Германия) имеет модульный принцип, бла годаря чему возможно создавать системы, отвечающие различным требованиям. Определяющими при этом являются нормы воздухо обмена и желаемые очищающие параметры очистителя воздуха.

Очиститель восстанавливает параметры воздуха до 50-99% при мощности потока воздуха от 1000 до 20000м3/ч, что при незна чительных затратах на уход и эксплуатацию обеспечивает эффек тивность его применения.

Для сокращения запыленности и запаха немецкая фирма Lammers Systemtechnik GmbH предлагает установку для регенера ции воздуха (рис. 9). Установка компактна, благодаря чему она не занимает большой площади в помещении.

УЧЁТ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУШНЫХ ПОТОКОВ

В УТИЛИЗАТОРАХ ТЕПЛОТЫ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ

ВЫБРОСОВ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ПОМЕЩЕНИЙ

Канд. техн. наук Ю.В. Герасимчук, О.Ф. Довбненко (ННЦ «ИМЭСХ» УААН, пгт Глеваха, Киевская обл.) При расчёте систем обеспечения микроклимата животновод ческих помещений на базе рекуперативних утилизаторов теплоты вентиляционных выбросов необходимо определять тепловой поток возвращаемый приточному воздуху (теплопроизводительность). В большинстве случаев такие расчёты проводятся исходя из расчетно го перепада температур внутреннего и наружного воздуха и посто янной теплопроизводительности конкретного утилизатора, которая задана технической характеристикой [1, 2]. При этом не учитывается конденсация влаги и обледенение теплообменной поверхности в ка налах удаляемого воздуха, что приводит к завышению показателей теплотехнической эффективности и неадекватным расчётам систем обеспечения микроклимата в целом.

Для определения коэффициента температурной эфективно сти, t, утилизаторов теплоты согласно [3] используются такие за висимости:

где t, t - температура воздушного потока на выходе и входе приточных каналов утилизатора теплоти, С;

t, t -температура воздушного потока на входе и выходе вытяж н1 к ных каналов утилизатора теплоти, С При конденсации водяного пара в каналах удаляемого воз духа выделяется дополнительный поток теплоты, который повышает температуру воздушных потоков на t, С:

где r – теплота парообразования, кДж/кг;

c -удельная теплоемкость приточного воздуха кДж/кг·С;

d, d - влагосодержание потока удаляемого воздуха на входе и выходе вытяжных каналов утилизатора теплоты, кг/кг;

Влагосодержание воздушных потоков с учётом [4,5] опреде ляется с использованием таких формул:

где P0,, постоянные величины, согласно [5] Р0 =6,1121гПа, =17,5043, =241,2°С;

, - относительная влажность воздушного потока на входе и на выходе удаляемых каналов, %;

Р - атмосферное давление, Па.

Учитывая тот факт, что тепловой поток, который выделяется при конденсации водяного пара на теплообменной поверхности, по вышает температуру как удаляемого, так и приточного воздуха, то зависимости (1) и (2) с учётом (3) примут такой вид:

где - коэффициент использования теплоты конденсации влаги удаляемого воздуха [6], отн. ед.

Таким образом, аналитические зависимости (6) и (7) являют ся математической моделью утилизаторов теплоты вентиляционных выбросов животноводческих помещений, которая учитывает кон денсацию влаги на теплообменной поверхности.

Для утилизаторов теплоты вентиляционных выбросов в за висимости от температуры внешней среды можно условно выделить три режима работы:

- сухой режим (без конденсации влаги);

- с конденсацией влаги на теплообменной поверхности;

- работа в зоне обледенения.

Для сухого режима работы утилизаторов теплоты, относи тельная влажность воздуха в помещении должна быть меньше 40%, а температура на выходе удаляемых каналов больше 5С, что встре чается крайне редко. Характерным для режима работы утилизаторов с конденсацией влаги на теплообменной поверхности является то, что температура на выходе удаляемых каналов меньше температуры начала конденсации влаги t к 1, но больше температуры начала обле денения tоб. Для определения температуры начала конденсации вла ги на теплообменной поверхности со стороны удаляемых каналов применяется формула, приведенная в [5]:

Температуру начала обледенения теплообменной поверхно сти определяется с использованием системы уравнений (6) и (7).

При этом, за температуру начала обледенения рекуперативного ути лизатора теплоты с встречным движением воздушных потоков при нимается температура воздуха на входе приточных каналов, когда температура воздуха на выходе удаляемых каналов равна по абсо лютной величине температуре воздуха на входе приточных каналов.

Это условие имеет вид такого равенства Зависимости температуры начала обледенения теплообмен ной поверхности от коэффициента температурной эффективности представлены на рис. 1. Их анализ показывает, что относительно наличия или отсутствия обледенения теплообменной поверхности можно выделить три зоны: А – зона, в которой отсутствует обледе нение теплообменной поверхности;

В – зона с риском обледенения;

С – зона обледенения. При повышении относительной влажности удаляемого воздуха начало обледенения теплообменной поверхно сти смещается в область более низких температур. Например, в ути лизаторе теплоты с коэффициентом температурной эффективности 0,5 обледенение начинается при температуре приточного воздуха минус 8С если относительная влажности воздуха в помещении 50%, а при повышении относительной влажности воздуха в помещении до 75% снижается до минус 11С.

При снижении температуры приточного воздуха ниже тем пературы обледенения, теплопроизводительность утилизатора зави сит от способа защиты теплообменной поверхности от обледенения (рис. 2). Наиболее эффективным является способ предварительного подогрева приточного воздуха до температуры, когда выполняется условие (9). Это осуществляется за счёт использования дополни тельных источников тепловой энергии (рис.2, в), либо тепловой энергии подогретого приточного воздуха (рис 2,г) с использованием способа, предложенного в [7].

Рис. 2 - Зависимости теплопроизводительности утилизаторов тепло ты вентиляционных выбросов животноводческих помещений от температуры внешней среды при разных схемах защиты от обледе нения теплообменной поверхности:

а) периодический режим работы;

б) использование обводного кана ла;

в) предварительный нагрев приточного воздуха дополнитель ным источником энергии;

г) предварительный нагрев приточного воздуха за счёт нагретого приточного воздуха Окончательный выбор того или иного способа защиты тепло обменной поверхности от обледенения следует проводить после технико-экономического обоснования системы обеспечения микро климата с применением утилизаторов теплоты вентиляционных вы бросов.

1. Расчёт системы обеспечения микроклимата животновод ческих помещений необходимо проводить с учётом влияния влаж ности воздушных потоков на теплотехнические параметры и режи мы работы утилизаторов теплоты.

2. При повышении относительной влажности удаляемого воздуха начало обледенения теплообменной поверхности утилиза торов теплоты смещается в область более низких температур 1. Рекомендации по расчету и пректированию систем обеспечения микро климата животноводческих помещений с утилизацией теплоты вы бросного воздуха – М.: Госагропром СССР, 1987. - 76 с.

2. Расстригин В.Н. и др. Методика расчета энергосберегающей системы микроклимата с электрротеплоутилизатором и озонатором // Техника в сельском хозяйстве.- №2.- 2006.- С.19-23.

3. ДСТУ 2671-94 Теплоутилізатори. Методи випробувань. - К.: Держстан дарт України. - 1994. - 12 с.

4. Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент.

Справочник / Под общ. ред. В.А. Григорьева, В.М. Зорина. – М.: Энер гоатомиздат, 1988. – 560 с.

5. ГОСТ 8.524-85. Таблицы психрометрические. Построение, содержание, расчетные соотношения. – М.: Государственный комитет СССР по стандартам, 1986. - 34 с.

6. СОУ 29.3–37–448 Рекуперативные теплоутилизаторы вентиляционных выбросов животноводческих помещений. Основные параметры и об щие технические требования. К.: Минагрополитики Украины, 2006. – 7. Патент України 56839. Спосіб утилізації теплоти викидного повітря /Герасимчук Ю.В., Довбненко О.Ф. – Опубл. 15.08.2005. – Бюл. №8.

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩАЯ СИСТЕМА ОБОГРЕВА ЖИВОТНО

ВОДЧЕСКОГО ПОМЕЩЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ ЛЕНТОЧНЫХ

ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Д-р техн. наук Л.П. Андрианова, асп. Р.Р. Хайруллин Электрическая энергия в современных рыночных условиях яв ляется самым дорогим энергоносителем. Поэтому использовать ее надо в комбинированных схемах теплоснабжения с энергоэффективным со четанием огневого и электрического, централизованного и локального обогрева. Применение комбинированного обогрева позволяет до 40% уменьшить расход тепловой энергии на поддержание требуемой тем пературы в помещениях, в том числе до 20–25% за счет допустимого зоотехническими нормами снижения технологической температуры и до 15–20% за счет дополнительного локального обогрева [1]. Установ лено, что наибольший эффект от местного электрообогрева молодняка животных достигается напольными электрообогревателями. Поэтому наиболее распространенным средством локального электрообогрева животноводческих помещений являются электроподогреваемые полы.

Полы монтируются путем закладки в их массив нагревательных эле ментов из кабеля специальной конструкции.

Основными недостатками системы электроподогрева с приме нением кабеля специальной конструкции являются:

толщина покрывающего слоя не менее 30 … 50 мм;

питающее напряжение, как правило, 380/220 В, снижающее электробезопасность при эксплуатации;

выход из строя всей нагревательной системы при механиче ском или электрическом повреждении кабеля в одной точке;

неравномерность теплового поля из-за малой площади теплоот Наиболее экономичными и перспективными с точки зрения энергосбережения являются системы электроподогрева с использо ванием в качестве нагревательного элемента ленточных полос, вы полненных из фольги на основе специальных сплавов, устойчивых к коррозии и покрытых электроизоляционным материалом. Опти мальная ширина полос составляет до 500 мм, а толщина покрытия Рис. 1. Схема концевых подключений нагревательных элементов 0,5 мм [патент РФ №47156, Масохин А.Н. и др.]. Использование данных полос позволяет монтировать нагревательные элементы на любые поверхности без дополнительных работ по укладке и после дующему выравниванию.

Эффективность электроподогрева с ленточными нагревате лями можно увеличить, обеспечив направленность градиента тепло вого потока к поверхности слоя, путем увеличения толщины тепло вой изоляции полосы нагревателя с нижней стороны (например, по лиметилен до 3 мм).

Кроме того, при применении ленточных электронагревате лей дополнительно обеспечивается:

возможность достижения удельной мощности от 10 до возможность использования любого вида источника питания в зависимости от требований электробезопасности к помещени ям с напряжением от 12 В до 380 В;

высокая равномерность температурного поля за счет специ альной схемы соединений нагревательных элементов;

длительная, надежная эксплуатация в условиях воздействия влаги, перепадов температур, механических нагрузок;

высокие темпы выполнения монтажных работ.

Расположение ленточных нагревательных элементов и схема концевых подключений данной системы показана рис. 1.

Расчеты показали, что развитая термообразующая поверх ность ленточного электронагревателя и возможность коррекции век тора тепла позволяют спроектировать систему электроподогрева по лов в животноводческих помещениях на 20 … 30 % экономичнее других систем подогрева.

Система с ленточными электронагревателями имеет боль шой запас по энергопередаче и может обеспечивать режим интен сивного разогрева с последующей стабилизацией температуры, кон троль и управление которой производится дистанционными датчи ками температуры.

Такая система электроподогрева спроектирована и готовится к внедрению для подогрева пола свинарника – маточника на 800 го лов в ООО Племзаводе «Чишма» Дюртюлинского района Республики Башкортостан. Согласно расчетам, капитальные вложения на внедре ние системы составляют около 35 тыс. рублей, что в 4 раза дешевле, чем при использовании нихромовой проволоки.

Использование системы с ленточными электронагреватель ными элементами позволяет сократить время монтажных работ, сэ кономить денежные средства на электроэнергию, обеспечить элек тробезопасность и экологичность.

1. Расстригин В.Н. Основы электрификации тепловых процессов в сель скохозяйственном производстве. М.: Агропромиздат, 1988. – 255 с.

ТЕПЛОВОЙ НАСОС С ПОВЫШЕНЫМ ОТОПИТЕЛЬНЫМ

КОЭФФИЦИЕНТОМ

А.Ф. Конов (ВНИИСХН (НПО «Тайфун»));

В.Н. Чистяков (МЭИ);

А.А. Захаров (ГНУ ГОСНИТИ) Тепловые насосы это устройства для аккумуляции и перено са тепловой энергии от теплоотдатчиков с низкой температурой к теплоприёмникам с высокой температурой. Для функционирования тепловым насосам необходим расход внешней энергии, механиче ской, электрической или химической.

Процессы, происходящие в тепловых насосах, сходны с про цессом, осуществляемым рабочим телом в холодильной машине.

Назначение холодильной машины — производство холода, а тепло вого насоса — производство тепловой энергии. Рабочим телом в тепловых насосах, как правило, является жидкость типа фреона, с низкой температурой кипения.

Основное отличие теплового насоса от других генераторов тепловой энергии, например, электрических, газовых или дизельных котлов, заключается в том, что при производстве тепла 75% энергии берется из окружающей среды, а остальные 25% - это электрическая энергия, необходимая для работы компрессора теплового насоса.

Тепловой насос «выкачивает» солнечную энергию, накопленную за теплое время года в окружающей среде. То есть для производства кВтч тепловой энергии необходимо затратить всего лишь 1 кВтч энергии электрической - налицо существенная экономия на оплате электроэнергии.

Рис. 1. Принцип действия теплового насоса Соотношение вырабатываемой тепловой энергии и потреб ляемой электрической энергии называется коэффициентом транс формации (или КПД теплового насоса), и служит показателем эф фективности его работы. Современные тепловые насосы имеют вы сокий коэффициент трансформации - от 2 до 7 в зависимости от ис пользуемого источника тепловой энергии и применяемой системы отопления. Чем меньше разница температур между природным ис точником тепловой энергии и подачей отопительного контура, тем коэффициент трансформации больше. Это фактически означает, что 60-75% потребностей здания в теплоснабжении тепловой насос обеспечивает бесплатно, и тепло обходится в среднем в 4,5 раза де шевле, чем при использовании электрических обогревателей.

Рис. 2. Характеристики природных источников тепловой энергии Опираясь на исследования в области термодинамики, авторы данного проекта, предлагают разработку и организацию промыш ленного производства тепловых насосов (ТН) с отопительным ко эффициентом, доходящим до 21.

Подбор рабочего тела такого ТН осуществляется таким об разом, чтобы критическая температура рабочего тела была равна температуре наружного теплоносителя. (Иллюстрацию рабочих циклов предлагаемого ТН и традиционного ТН см. на рис 3). В точке (К) рабочее тело содержит максимальную потенциальную энергию и минимальную кинетическую. Сжатие рабочего тела из этой точки, до точки (В), позволяет максимальным образом использовать силы молекулярного притяжения рабочего тела. Это позволяет в семь раз уменьшить работу, затрачиваемую на сжатие рабочего тела в цикле К-В-С (реальный газ), по сравнению с циклом традиционного ТН (цикл В-В-С идеальный газ). Отношение этих площадей, равно 7.

Это говорит о том, что экономичность предлагаемого ТН (кривая 3) в 7 раз выше чем у традиционного ТН работающего по диаграмме для идеального газа (кривая 1), где отопительный коэффициент равняется 3. Произведение 37 даёт отопительный коэффициент 21.

Большое значение имеет определение оптимальных, начального и конечного объёмов в процессе сжатия рабочего тела, Vнач./Vкон. = 1,3 (точки К, В). У традиционных ТН это соотношение равно (точки В, В). В точке Вреальный газ приобретает свойства иде ального газа и дальнейшее сжатие не даёт эффекта теплового насоса.

Другой отличительной особенностью предлагаемого ТН яв ляется его простота экологическая безопасность, низкие эксплуата ционные издержки и высокая надёжность, которая заключаются в следующем:

- отсутствие традиционного компрессора (его роль выпол няет более простой и дешёвый поршневой насос);

- отсутствие отдельного детандера;

- сжатие и расширение теплоносителя происходит в тепло обменной камере;

- стоимость изготовления, за счет упрощения конструкции, уменьшается до нескольких раз;

- в несколько раз уменьшается срок окупаемости.

Все детали для ТН производятся промышленностью серий но. Предполагается создание широкого диапазона типоразмеров ТН на различную мощность.

Весьма разнообразны сферы применения предлагаемых ТН:

• для отопления городов, отдельных многоэтажных зданий, котеджей, сельских домов, отдельных помещений;

• использование в различных технологических процессах, например - сушка зерна, древесины, хлопка, табака, сухофруктов и т.д.;

• отопление теплиц при помощи ТН позволит резко снизить себестоимость с/х продукции;

• производство промышленных, корабельных, железнодо рожных, бытовых холодильников;

• производство промышленных и бытовых кондиционеров;

• подогрев посадочных полос, дорог, тротуаров, бассейнов.

Технические решения оформлены патентами.

Появление на потребительском рынке данных тепловых на сосов позволит решить следующие проблемы:

• поучение потребителем более дешёвой энергии (в несколько раз) по сравнению с существующими ТН и газовой и электрической теплогенерирующей аппаратурой;

• удешевление стоимости ТН для потребителя;

• утилизацию низко потенциальной энергии, выброс которой от рицательно влияет на экологию.

ИНФРАКРАСНЫЕ ГОРЕЛКИ С ОБЪЁМНОЙ МАТРИЦЕЙ

И ПЕРСПЕКТИВЫ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ

В настоящее время в бытовых газовых плитах, бойлерах и в промышленном производстве широко используются горелки «от крытого пламени», обеспечивающие энерговыделение в режиме диффузионного горения с высокой температурой фронта пламени.

Это приводит к недостаточной полноте сгорания, высокой токсич ности отходящих газов, а при конвективном нагреве в открытом пространстве объектов ограниченного размера - к низкой эффектив ности процесса.

Более высокую эффективность и резкое снижение окислов азота в продуктах сгорания обеспечивают радиационные горелоч ные устройства. В таких горелках горение происходит на поверхно сти плоской проницаемой керамической (или иной) матрицы. В ре зультате сильного теплоотвода от фронта пламени в матрицу, тем пература горения снижается, что приводит к соответствующему снижению окислов азота в продуктах сгорания. Нагрев поверхности матрицы обеспечивает сильный радиационный поток, при этом до 50% энергии горения может переходить в излучение, увеличивая КПД нагревательного устройства.

Обеспечить дальнейшую полноту сгорания, в основном за счет снижения окиси углерода, возможно путем существенного уве личения времени пребывания полупродуктов сгорания в условиях высокой температуры. Это может быть достигнуто путем примене ния протяженного туннельного радиационного экрана над поверх ностью матрицы, а также методом сжигания газа в глубокой полости матрицы, т.е. переходом от топографии плоской матрицы к объем ной трехмерной.

Для решения перечисленных проблем предлагается ИК горелка с объёмной сотовой матрицей, выполненной в виде системы глубоких полостей с перфорированными стенками. Такая конструк ция матрицы позволяет увеличить температуру излучающей по верхности в результате радиационной обратной связи внутри полос ти и обеспечить кинетическую полноту сгорания.

В ходе экспериментов изготовлены образцы опытных моду лей ИК горелок различного назначения с использованием разнооб разных материалов (пористая керамика, металоткань, прессованная проволока и др.), проведены их испытания на смеси природного газа с воздухом с эжекторной и принудительной подачей смеси. Достиг нута высокая удельная мощность горения, низкие показатели ток сичности отходящих газов и значительное снижение расхода топли ва по сравнению с горелками «открытого пламени» при равной мощности.

В таблице 1 приведены сравнительные показатели предельно допустимых концентраций (ПДК) токсичности отходящих газов принятых в России, Швейцарии, Германии и, полученные на разра ботанных ИК горелках с объемной матрицей:

Низкая токсичность отходящих газов ИК горелок позволяет снизить требования к вентиляции помещений, в которых размещает ся газовое оборудование, что значительно расширяет их области применения.

В таблице 2 приведены сравнительные калориметрические испытания горелок серийной газовой плиты «Гефест» с горелками «открытого пламени» и ИК горелок с объемной матрицей по расхо ду газа. Нагревался сосуд с 1л воды от начальной температуры 8.5оС до конечной 80 оС.

Горелка «Гефест»

ИК горелка Из таблицы 2 видно, что ИК горелка с объемной матрицей экономичнее горелки «Гефест», на мощности 1,5 кВт - на 34%, а на мощности 3 кВт – на 50%.

Основные преимущества ИК горелок с объемной матрицей по сравнению с традиционными горелками открытого пламени и ИК горелками с плоской матрицей:

- резкое сокращение токсичности отходящих газов (до 10 раз и более);

- снижение затрат на вентиляцию помещений и организацию отвода и рассеивание отходящих газов (дымовые трубы);

- значительное увеличение удельной мощности (мощность, от несенная к площади поперечного сечения горелки – более 2500 кВт/м2) по сравнению с 250 кВт/м2 в ИК горелках с плоской матрицей;

- сокращение удельной металлоемкости (проектирование теп логенерирующей аппаратуры с показателями веса 1кг/кВт);

- перспектива разработки устройств с совершенно новыми по требительскими свойствами.

Применение разработанных горелочных устройств в бойле рах позволит заметно уменьшить их габариты и металлоемкость за счет более эффективного радиационно - конвективного нагрева во ды, в ряде случаев повысить КПД и уменьшить количество выбро сов оксидов углерода и азота в атмосферу, тем самым снизить затра ты на строительство громоздких дымовых труб и их обслуживание.

Использование горелочных устройств для сушки (например, зерна, фруктов) и других технологических целей позволяет повы сить эффективность процесса за счет направленности излучения и компактности устройств. Удельная мощность с единицы выходного сечения горелок доведена до 2500 кВт/м2, коэффициент предельного регулирования по тепловой мощности до 5.

Замена традиционных (факельных) горелочных устройств в камерах сгорания газотурбинных установок (ГТУ) на ИК горелки с объемной матрицей позволяет сжигать очень бедные смеси и избе жать применения каталитических камер сгорания или каталитиче ской очистки продуктов сгорания и, следовательно, упростить и удешевить конструкцию камер.

Очень эффективным является использование ИК горелок для отопления парников и технических помещений. Инфракрасное из лучение горелок аналогично солнечному и эффективно влияет на рост и развитие растений. А зонный обогрев технических помеще ний позволяет значительно экономить энергоресурсы, т.к. излучение ИК горелок направляется на обогреваемую зону, а не греет весь объ ем помещения.

Рис. 1. Макеты ИК горе лочных устройств:

плиты;

б - ИК модуль газового котла;

в - ИК горелка для газо турбинных установок (ГТУ), про мышленных котлов и др.

Сравнительный анализ параметров, разработанных горелоч ных устройства с современными горелками различных типов, при меняемых в промышленных теплоэнергетических установках, в бы товых газовых плитах, обогревателях, сушилках, печах, камерах сгорания ГТУ и пр. и показывает их существенные преимущества.

При этом рассматриваемые горелочные устройства будут полностью конкурентоспособны на мировом рынке, так как предлагаемая тех нология не имеет аналогов и не используется в мировой практике.

Технические решения оформлены патентами.

С учетом вышеизложенного, с целью экономии энергоресур сов и снижения затрат на производство продукции предлагается раз работать, спроектировать и внедрить описанные выше технологии на различных производственных объектах, оснащенных газовым вводом.

Макеты ИК горелочных устройств различного назначения представлены на рис. 1.

1. Брюханов О.Н. Радиационно-конвективный теплообмен при сжигании газа в перфорированных системах. Л.: ЛГУ, 1977. С. 238.

2. Богомолов А.И., Вигдорик Д.Я., Маевский М.А. Газовые горелки ин фракрасного излучения и их применение. М.: Строительство, 1967.

3. Шмелев B.M. // Химическая физика. 1999. Т. 18. № 5. С. 84.

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОСВЕТИТЕЛЬНЫХ

УСТАНОВОК НА БАЗЕ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ ЛАМП

А.А. Миненко, В.Н. Миненко (Брянская ГСХА) Одним из путей повышения рентабельности производства (в том числе и в сельском хозяйстве) является снижение затрат на вы пуск единицы продукции. Существенным компонентом себестоимо сти являются затраты на освещение и обогрев рабочего места. Под считано, что на освещение идет 20-40% процентов всей производи мой электроэнергии. Особенно этот показатель увеличивается в зимнее время года. Поэтому экономия электроэнергии, расходуемой на освещение производственных площадей, имеет большое значение в государственном масштабе.

Наибольшее распространение в нашей стране получили ос ветительные установки на базе ламп накаливания и трубчатых лю минесцентных ламп.

Известно, что лампы накаливания лишь 3-10% энергии преобра зуют в свет, остальное превращается в тепло и «пускается на ветер». В отличие от применяющихся для освещения десятки лет ламп нака ливания, люминесцентные лампы обладают большей светоотдачей при меньшей потребляемой мощности, что делает их использование более предпочтительным. Они имеют КПД в 26% по сравнению с 3% у пря монакальных, а также в три раза большей световой отдачей по сравне нию с прямонакальными.

В настоящее время на производстве для освещения чаще все го применяются люминесцентные лампы с электромагнитными пускорегулирующими аппаратами (ПРА), которые обеспечивают их жесткий запуск и КПД которых не превышает 40%, а поскольку они работают на частоте сетевого питания, то глубина пульсации свето вого потока достигает 70%, так как скорость деионизации плазмы достаточно велика из-за малого диаметра разрядной трубки. С науч ной точки зрения, процесс запуска и работы ПРА изучен хорошо. На основании этих исследований созданы и постоянно совершенству ются электронные балласты. Такие балласты обеспечивают мягкий запуск люминесцентной лампы, ее щадящую эксплуатацию. При этом ресурс работы лампы значительно увеличивается и превышает ресурс ламп накаливания [1, 2]. Исследования показывают, что элек тронные пускорегулирующие аппараты (ЭПРА) с преобразователя ми повышенной частоты обеспечивают более высокую световую отдачу лампы, повышение КПД до 90%, а также повышение нара ботки на отказ до 20000 час.

В России пока наиболее распространенными остаются имен но электромагнитные ПРА, основным и единственным преимущест вом которых является их дешевизна. На самом деле, за низкой ценой дросселя и стартера скрываются высокие эксплуатационные расхо ды и масса неприятных факторов, влияющих на здоровье людей.

Массовое внедрение электронных балластов началось на За паде еще в 80-е гг. прошлого столетия. Одной из ведущих компаний в разработке и производстве контроллеров для управляющего каска да остается Int. Rectifier, США. Однако последнее время серьезную конкуренцию им оказывают такие компании как Thomson и Philips [3].

Электрические параметры ЭПРА различных фирм практически одинаковы: КПД – от 80 до 90%, коэффициент мощности – не ниже 0,98, широкий диапазон напряжений питания. В линейке ЭПРА имеются ап параты с холодным пуском (не более пяти включений в день) и с предва рительным прогревом электродов (с неограниченным включением в день) [4, 5].

Директивой Европейской комиссии 2000/55/ЕС предписан запрет на продажу и применение электромагнитных ПРА с целью ускорения повсеместного внедрения ЭПРА в странах Евросоюза. В США от использования электромагнитных балластов отказались еще раньше.

Несомненно, ведущие западные компании-призводители ЭПРА, хорошо понимая перспективы российского рынка, предлага ют широкий выбор этих изделий.

Поэтому в рамках НИРС была осуществлена проработка схемных вариантов ЭПРА для различных мощностей с целью даль нейшего перевода устройств в гибридную интегральную техноло гию.

Общая структурная схема электронного балласта и основные принципы их работы приведены в [6, 7, 8]. При описанном методе включения и управления сокращаются размеры индуктивного эле мента, а регулировкой скважности импульсов коммутации можно добиться изменения яркости свечения. Самые первые электронные балласты работали в автогенераторном режиме и собирались из дис кретных элементов [6, 7]. Однако это оказалось крайне неудобным из-за наличия нескольких сложных намоточных элементов – транс форматоров, больших габаритов печатных плат, низкой надежности, сложности настройки. Поэтому ведущие фирмы-разработчики вы пустили микросхемы управления балластами (Фирма SGS-Thomson производит микросхемы L6569, L6571, L6574, Motorola – МС2151, MC33157DW, фирма Unitrode (Texas Instilments) – UC3871, UC3872.) Микросхемы имеют специальную цепь управления затво ром верхнего ключевого транзистора, защиту от сквозных токов (пауза 1,2 мкс), узлы стабилизации внутреннего питания и защиту от пониженного напряжения сети.

Совсем недавно появилось новое поколение микросхем управления электронными балластами, обладающее многими сер висными и защитными функциями. К сожалению, отечественные разработки таких микросхем находятся в зачаточном состоянии, по этому можно рассказывать лишь о том, как преуспели на этом рынке зарубежные фирмы-производители силовой электроники. Фирма International Rectifier производит микросхемы серии IR215x, тре бующие внешних силовых транзисторов, и микросхемы IR51Hxx с интегрированными силовыми ключами [9, 10, 11].

Первое поколение микросхем требовало наличия внешних силовых транзисторов, в современных модификациях силовые клю чи интегрированы в один корпус с цепями управления. Такие балла сты довольно миниатюрны и могут поместиться в цоколе лампы, вворачиваемой в резьбовой патрон.

Необходимо отметить, что для упрощения и ускорения про ектирования новых поколений электронных балластов для ламп раз ной мощности и типа разработаны как детальные рекомендации (Reference Designs) [12], так и ПО САПР IRPLBDA2 (International Rectifier Lighting Ballast Design Software v.2, [13]), обеспечивающие на пяти шагах почти полную автоматизацию проектирования вплоть до перечня элементов рисунка печатной платы.

САПР сегодня поддерживает 36 типов ламп и семь различ ных конфигураций балласта, а также дает возможность добавлять новые. Более 20-ти параметров, включая частоту, напряжение, ток и номиналы компонентов выбираются пользователем.

Программа при необходимости проектирует катушку индук тивности электронного балласта. IRPLBDA2 работает под Windows95 и старше и бесплатно доступна по адресу [14].

Оценка эффективности работы и возможность тиражирова ния была проверена на базе ЭПРА собранного на микросхемах фир мы International Rectifier серии IR215х. За основу была принята ти повая схема, предложенная разработчиком в описании изделия [9].

На начальном этапе настройка схемы проводилась в форм-факторе навесного монтажа, при дальнейшей работе была выполнена печат ная плата по технологии, приведенной в радиолюбительской литера туре. Трассировка платы производилась в среде SprintLayout 4.0.

Возникшие трудности в настройке балласта (вызванные не однозначностью указанных параметров исходной схемы) не позво лили добиться стабильной работы изделия при изменении парамет ров используемых ламп. Поэтому при дальнейшей проработке во проса было принято решение использовать микросхемы серии IR 252x. Типичная схема включения и конструкция балласта приведена в [4, 5]. Отправной точкой послужили материалы разработчика [15].

Данная схема оказалась более работоспособной и в ходе сво ей эксплуатации позволила получить следующие результаты:

1. Лампы ЛБ-40 наиболее применяемые для освещения офисов и предприятий запускаемые инвертором служат как минимум в 2-3 раза дольше. (Сгоревшая лампа продолжает работать за счет изменения принципа включения), т.е. затраты на замену ламп сокращаются в раза.

2. Лампа продолжает работать даже со сгоревшими спиралями, пока не нарушена герметичность лампы.

3. Потребление электроэнергии лампой ЛБ-40 снижается с Вт до 22 Вт, т.е. почти в 3 раза.

4. За счет изменения пульсации светового потока обычных ламп на более высокую позволяет избежать стробоскопического эф фекта и акустических шумов, что в целом повышает комфортность помещения, а также позволяет применять на производстве вместо двойного светильника (обязательное требование КЗОТ и ТБ) оди нарный.

5. Светильник стабильно работал при бросках питающего напряжения в пределах от 150 В до 250 В.

6. Была решена проблема запуска ламп в холодное время года за счет существенного расширения температурного диапазона до 15С.

Описанный электронный балласт имеет низкую стоимость (порядка 300 р.). Его удобно применять как при изготовлении све тильников и настольных ламп, так и для изготовления ламповых па нелей под стандартны и патрон для ламп накаливания.

Массовое внедрение изделия позволит:

- уменьшить на 20% энергопотребление (при сохранении светового по тока) за счет повышения светоотдачи лампы на повышенной частоте и более высокого КПД ЭПРА по сравнению с классическими электромаг нитным ПРА;

- увеличить на 50% срок службы ламп благодаря щадящему режиму работы и пуска;

- снизить эксплуатационные расходы за счет сокращения числа за меняемых ламп и отсутствия необходимости замены стартеров;

- при работе в системах централизованного управления освещением возможно достигнуть дополнительного энергосбережения до 80%.

1. Рохлин Г.Н. Разрядные источники света. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1991. – 720 с.

2. Краснопольский А.Е. и др. Пускорегулирующие аппараты для разряд ных ламп./ Под общ. ред. А.Е. Краснопольского. – М.: Энергоатомиз 3. Рекламные материалы фирм Os-ram, Philips, IRF, Tridonic и др.

4. «Радио», 2004, №4, с.42.

5. «Радио», 2003, №5, с.42.

6. Зуев Л. Экономичный преобразователь для питания люминесцентной лампы от аккумуляторной батареи. // Радио, 2001, № 2, с. 34, 35.

7. Широков В. Компактные электронные люминесцентные лампы: выби раем, применяем, ремонтируем... // Радиохобби, 2001, № 3, с. 48–52.

8. Хрусталев Д. Электронные балласты для люминесцентных ламп. // Схемотехника, 2001, № 2, с. 35.

9. http://www.irf.com 10. http://lampa4.narod.ru/lampsh.htm 11. http://www.irf.com/forms/eltdk.html 12. http:/ /www.irf.com/whats-new/nr011108.html 13. http://ec.irf.com/ec/adirect/ir?cmd=eDownloadBallast 14. Data Sheet No. PD60212 Rev A www.irf.com international rectifier

РЕЗЕРВЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В ПОДВИЖНЫХ

УФ ОБЛУЧАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВКАХ

(Дальневосточный ГАУ, г.Благовещенск) АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. В настоящее время вопросы энергосбережения возведены в ранг государственной политики. Целью данной работы является рассмотрение резервов энергосбережения в подвижных облучательных установках (ОбУ), которые применяются для компенсации недостатка ультрафиолетового (УФ) излучения с.-х.

животных. УФ облучение крупного рогатого скота улучшает его имму нобиологические свойства, повышает надои молока на 5...13%, привесы молодняка на 7...13%, излечивает рахит и грибковые заболевания жи вотных [2].

АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА. Стандартные методики расчета подвижных ОбУ учитывают непостоянство условий облуче ния обьекта в различных положениях облучателя по длине его про хода L.

Доза облучения объекта за время tL где E t - зависимость величины облученности от времени.

Практически варьируемыми факторами являются высота подвеса облучателя h и количество его проходов. Остальные факто ры являются либо неконтролируемыми, либо задаются схемотехни ческими, конструктивными или технологическими требованиями.

Расчет дозы производится по формуле где Kф – коэффициент формы облучаемого объекта;

- скорость перемещения облучателя;

I - выражение для кривой силы излучения (КСИ).

к – критический угол действия облучения на объект.

ФОТОМЕТРИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РЕЗЕРВОВ ЭНЕР

ГОСБЕРЕЖЕНИЯ. Произведем математическое моделирование рас пределения суммарной дозы облученности по зонам объекта при дви жении облучателей с различными фиксированными КСИ. Типичный с. х. объект (тело животного) представим в виде цилиндра радиуса R и разобьем его на n частей. Каждая элементарная зона представляет собой площадку, перпендикулярную радиусу R. Середина ее – точка М - ха рактеризуется углом.

Траекторию прохода облучателя разобьем на k частей и в каж дом положении облучателя рассчитаем дозу облучения на поверхности объекта. Конечной целью является определение суммарной дозы излу чения, передаваемой на отдельные элементы поверхности обьекта в процессе движения облучателя. На рисунке 1,а показана расчетная схе ма для нахождения распределения доз по цилиндрической поверхности.

Рис. 1. Расчетная схема для нахождения распределения доз по цилиндриче ской поверхности (а) и распределение дозы по поверхности животного для Доза, передаваемая на площадку в окрестностях этой точки про порциональна сумме облученностей, создаваемых в данной точке при различных положениях облучателя:

Значения облученности определяют по закону обратных квадра тов:

Величины сил излучения в направлении расчетных точек опре деляются по КСИ с учетом возможного действия защитного угла. Вы числение облученности производятся только для тех точек тела, когда соблюдается условие: 0 180 o.

На рисунке 1,б показано распределение дозы по поверхности животного для косинусного облучателя.

Результаты моделирования позволяют сделать следующие вы воды:

1. При существенно различных характерах КСИ (равномерной, косинусной, синусной) распределение дозы излучения по поверхности различается весьма незначительно.

2. Максимальное значение дозы приходится на хребет животно го.

3. Распределение дозы по поверхности животного весьма не равномерно.

4. При типовых компоновочных решениях облучательной уста новки излучение не достигает поверхности тела животного вне преде лов угла ± 60 o от вертикальной оси.

Рассмотрим более подробно вопрос о полезно передаваемой энергии излучения.

На рисунке 2 показано распределение дозы по поверхности жи вотного для косинусного облучателя в прямоугольных координатах (для одной половины тела животного).

По аналогии с коэффициентом неравномерности облучения z для облученности запишем выражения для коэффициента неравно мерности предаваемой дозы H min - минимальное значение дозы.

Рис. 2. Распределение дозы по поверхности животного для косинусного облучателя в прямоугольных координатах получаем выражение для минимального значения дозы Пользуясь полученной ранее кривой распределения дозы по по верхности H находим угол кр, далее которого доза облучения на по верхности тела животного меньше минимального значения (т.е. не удовлетворяет технологическим требованиям) Для рассматриваемого случая примем z=1,2. Тогда H min = 0,67 H max, кр ~ 40о. Излучение, падающее на поверхность вне преде лов этого угла, не создает полезного эффекта и затраты энергии на его генерирование следует отнести к потерям, которые уместно назвать фо тометрическими потерями, т.к. их природа заключена в несоответствии создаваемого поля излучения условиям приема энергии на облучаемой поверхности. На рисунке 2 этому излучению соответствует заштрихо ванная область. Более наглядно доля поверхности, задаваемая углом кр, выглядит в полярных координатах (рис. 1,б).

Общую эффективность процесса облучения оценим значением коэффициента полезного использования энергии потока УФ-излучения:

где QТ - энергия излучения технологическая, т.е. энергия, соз дающая условия облучения, обеспечивающие технологические требо вания (в данном случае создающая требуемую равномерность переда ваемой дозы облучения);

QП - общая энергия излучения, падающая на поверхность тела.

Практическая значимость данного коэффициента заключа ется в следующем: чем больше его значение приближается к еди нице, тем больше полезно используемая облучаемым объектом энергия излучения приближается к энергии, задаваемому тради ционными методиками расчета [1].

Такой подход позволяет наметить пути энергосбережения в рас сматриваемых процессах.

Площадь под полученной кривой распределения дозы по по верхности H представляет собой значение энергии, затраченной на генерирование потока УФ-излучения, который создает дозу облучения на соответствующих элементах поверхности:

Выражения для численного вычисления значений энергий Для рассматриваемого случая КПИ Q ~70%. Другими словами, можно заключить, что резервы энергосбережения за счет уменьшения фотометрических потерь оцениваются величиной около 30% [3].

ВЫВОДЫ. Итак, результаты моделирования показывают, что применение облучателя с фиксированным распределением потока в пространстве не позволяет существенно повысить значение КПИ Ф путем выбора оптимальной формы КСИ. Выходом из этого положения является изменение формы КСИ в процессе перемещения облучателя.

Этого можно добиться следующими техническими мероприятиями:

1. Изменением формы отражающих поверхностей облучате ля.

2. Изменением положения источника излучения относитель но отражателя.

3. Корректирование значений I для данного положения из лучателя путем изменения напряжения питания источника УФ излучения.

1. Карпов В.Н. Термодинамические аспекты методологии энергосбереже ния в сельскохозяйственных электротехнологиях оптического облуче ния // Известия академии наук. Энергетика. 1994. №1. С. 66-74.

2. Кожевникова Н.Ф. и др. Применение оптического излучения в живот новодстве. - М.: Россельхозиздат, 1987. - С.72.

3. Ракутько С.А. Пространственное распределение потока излучения: Ме тодические указания. - Благовещенск: ДальГАУ, 1995. - 32 с.

УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫЙ ОБЛУЧАТЕЛЬ БИОЛОГИЧЕСКИХ

ЖИДКОСТЕЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ

ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ ВЕТЕРИНАРИИ

Канд. техн. наук Л.Ю. Юферев, канд. техн. наук Л.К. Алферова В ВИЭСХе на протяжении длительного времени проводятся исследования по применению УФ излучения в сельскохозяйствен ном производстве в тесном сотрудничестве с биологами, физиоло гами, зоотехниками, ветеринарами.

Искусственное УФ-облучение, являясь экономически выгод ным и одним из важных физических факторов, оказывающих поло жительное влияние на здоровье животных и уровень их продуктив ности, рекомендовано к широкому применению в сельском хозяйст ве.

Для реализации методик УФ облучения в практических усло виях с.х. производства в ВИЭСХе разрабатываются технические средства.

Особое значение использование УФ излучения имеет в вете ринарной науке и практике.

В последнее время интерес ученых и практиков распространя ется на область УФ облучения биологических жидкостей (плазма крови и ее биопрепараты, молоко, вода, жидкие медикаментозные средства и белковые препараты) с целью использования их в качест ве профилактических и лечебных средств при различных заболева ниях у животных.

Методу экстракорпорального УФ облучения крови с после дующей трансфузией ее в организм придается особое значение, так как в результате происходит биостимуляция иммунной системы, улучшается реология крови и обменные процессы, повышается бак терицидная активность сыворотки крови и неспецифическая рези стентность организма. Все это оказывает положительное профилак тическое и лечебное действия, а также повышает продуктивность и сохранность животных.

Из так называемых безреагентных методов известны такие фи зические способы как облучение плазмы или сыворотки ионизи рующими излучениями (гамма – или электронное облучение) в замороженном состоянии в герметичных упаковках (гемаконах) и ультрафиолетовое облучение. Эти методы имеют ряд важных пре имуществ перед химическими методами, главным из которых есть отсутствие реагентов в обрабатываемой жидкости.

Предварительными исследованиями антивирусная эффектив ность излучений гарантирует надежное уничтожение практически любых вирусов, а параллельно – и любой другой микробной конта минации в исходной плазме и получаемых из нее препаратах.

Разработки в области радиационных технологий обеззаражи вания и стерилизации лекарственного сырья и готовых препаратов проводятся на протяжении 25 лет, значительная их часть применяет ся в производстве. Подобные технологии широко применяются в России и во всем мире для стерилизации изделий для медицины (шприцы, перевязочные и шовные материалы и т.д.). При оптималь ном подборе режимов замораживания плазмы и препаратов сохраня ется их биологическая активность после радиационного обеззаражи вания.

Обеззараживание плазмы крови и ее биопрепаратов ультра фиолетовыми лучами также относится к числу физических, так на зываемых, безреагентних методов. К техническим средствам для УФ облучения биологических жидкостей предъявляются особые требо вания обеспечения равномерности и дозы облучения. Устройства для обеззараживания плазмы крови содержат цилиндрическую ка меру с трубками для подвода и отвод жидкости, бактерицидную лампу ультрафиолетового излучения и защитный кварцевый че хол, который обеспечивает ламинарность и равномерность потока жидкости.

Для обеззараживания биологических жидкостей в ВИЭСХе был разработан ультрафиолетовый облучатель, в котором не проис ходит циркуляция жидкостей.

Облучатель состоит из корпуса 1 (рис. 1), который состоит из облучаемой камеры 2 и отсека с блоком управления (рис. 2). Внутри камеры сверху размещены две ультрафиолетовые бактерицидные лампы 3 и вращающийся стеклянный поднос 6, на который кладутся обеззараживаемые препараты 7. На панели управления расположен выключатель 4 и регулятор дозы облучения 5 (таймер). Внутри вто рого отсека расположен таймер с плавной регулировкой выдержки времени и электронное пускорегулирующее устройство питания двух бактерицидных ламп.

Рис. 1. Внешний вид облучателя Рис. 2. Расположение электронного пуско-регулирующего Жидкости определенного объема размещаются на вращаю щемся подносе в пластиковых шприцах диаметром не более 10 мм.

Пластик хорошо пропускает ультрафиолетовые лучи с длиной вол ны 254 нм. Диаметр шприца необходимо выбирать как можно мень ше, чтобы обработалось как можно большее количество жидкости, поскольку жидкости сильно поглощают коротковолновое УФ излуче ние. В облучаемой камере установлены две лампы, чтобы излучение от них шло с двух сторон, то есть ненаправленно (шприцы облучают ся с двух сторон и площадь обеззараживания увеличивается).

Кроме того, поднос в облучаемой камере вращается, чтобы происходило перемешивание жидкости внутри шприца.

Доза облучения для биологических жидкостей устанавливает ся эмпирически, а разработанный облучатель позволяет достаточно просто и точно её реализовать.

Кроме биожидкостей в этом облучателе можно также обезза раживать продукты и инструменты.

ПАРАМЕТРЫ ЭЛЕКТРООЗОНАТОРА ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ

КОНЦЕНТРАЦИИ ОЗОНА В УЛЬЕ ПРИ ЛЕЧЕНИИ

БОЛЕЗНЕЙ ПЧЕЛ

Канд. техн. наук Д.А. Овсянников, С.С. Зубович, А.П. Волошин Современные способы лечения болезней пчел, включающие обработку пчелиных семей антибиотиками и фунгицидными препа ратами эффективны, имеют низкую стоимость, однако оказывают отрицательное влияние на экологическую чистоту производимых продуктов пчеловодства. Это не только оказывает влияние на чело века, употребляющего мед, но и не позволяет оправлять Российский мед на экспорт в Европу по более высоким ценам. Например в году в г. Краснодаре оптовая закупочная цена на обычный мед со ставила 30 руб./кг, а на мед отправляемый на экспорт в Германию руб./кг. Однако мед с пасек, обрабатываемых по традиционной тех нологии, не соответствовал санитарным требованиям Евросоюза по параметру остаточного содержания антибиотиков в продукте.

В Кубанском государственном аграрном университете про изводится разработка электроозонаторов и применение их в пчело водстве для стимуляции весеннего развития пчелиных семей, лече ния болезней пчел, дезинфекции и дезинсекции пчелоинвентаря и соторамок.

Озон оказывает положительное влияние на факторы разви тия и продуктивности пчелиных семей, следующим образом: снижа ет концентрацию болезнетворных микроорганизмов;

снижает влаж ность внутреульевого воздуха;

повышает температуру;

улучшает газовый состав внутриульевого воздуха[1;

2].

Следовательно, при электроозонировании создаются наибо лее благоприятные условия для увеличения медопродуктивности пчелиных семей и повышения качества производимых продуктов пчеловодства.

При разработке систем озонирования пчелиных семей для достижения поставленной задачи важно выдержать параметры обра ботки. Основными параметрами являются концентрация озона в воздухе и время обработки. Контролировать время обработки, как правило, достаточно просто и доступно в отличие от контроля кон центрации озона. Для реализации экономически целесообразного регулирования по возмущению необходимо произвести анализ и компенсацию действующих на систему дестабилизирующих факто ров. Наиболее значимым дестабилизирующим фактором является внутреульевой воздухообмен и его изменение в зависимости от тем пературы наружного воздуха[1;

2;

3;

4].

При обработке пчелиных семей озоном, включающей внеш нюю подачу озоновоздушной смеси в улей, выражение для устано вившейся концентрации озона во внутреульевом воздухе будет иметь вид [2]:

где Qк - производительность компрессора, м3/ч;

VВУ - объем внутре ульевого воздуха, м3, Qоз - производительность разрядного устрой ства электроозонатора, мг/ч;

k В - коэффициент воздухообмена, 1/ч.

Для поддержания параметров внутреульевого микроклимата пчелиная семья изменяет воздухообмен в улье. Температура наруж ного воздуха является основным фактором влияющим на внутреуль евой воздухообмен, который в диапазоне температур от 0 до 45 оС изменяется более чем в 2000 раз. Такое изменение воздухообмена является фактором, очень сильно дестабилизирующим концентра цию озона во внутреульевом воздухе. Следовательно, выражение концентрации озона с учетом изменения температуры наружного воздуха Т, будет иметь вид:

Данное выражение получено в результате анализа экспериментальных данных адекватно для пчелиных семей находящихся в одном технологическом состоянии и графически представлено на рисунке 1.

Представленная зависимость показывает, что уровень дестабилизации крайне высок. На эффект стимуляции весеннего развития это не оказывает существенного воздействия, так как концентрации невысоки, но для точного и качественного лечения болезней пчел, особенно на высоких концентрациях такая дестабилизация недопустима.

Сву, мг/м Рис. 1. Зависимость концентрации озона в воздухе внутри улья от тем пературы наружного воздуха, при подаче озоновоздушной смеси 1 м3/ч Для стабилизации концентрации озона в улье представляется целесообразным ввести регулирование производительности элек троозонатора в функции температуры наружного воздуха.

Производительность электроозонатора прямолинейно про порциональна активной мощности разрядного устройства электро озонатора. Удельная энергия, затрачиваемая на производство озона Ауд, при неизменных параметрах конструкции разрядного устройст ва электроозонатора является величиной постоянной и характеризу ет эффективность электроозонатора. Очевидно, что производитель ность Qоз равна:

Тогда выражение концентрации озона в улье с учетом тем пературы наружного воздуха и мощности разрядного устройства будет иметь вид:

Следовательно, выражение, определяющее величину актив ной мощности в зависимости от изменения температуры наружного воздуха, для поддержания заданной концентрации озона будет иметь вид:

Зависимость требуемой активной мощности разрядного уст ройства в соответствии с выражением 5 представлены на рисунке 2.

Таким образом, для поддержания требуемой концентрации озона во внутреульевом пространстве, в технологически определяе мом диапазоне температур от 8 до 30 о С, необходимо регулировать величину активной мощности разрядного устройства электроозона тора в 6,2 раза. Такое регулирование можно осуществить для источ ника питания синусоидального тока путем изменения действующего значения питающего напряжения или частоты тока, а для импульс ного источника питания изменением параметров широтно импульсного модулирования. Для каждого из способов также опре деляется свои функции регулирования.

Например, для источника питания синусоидального тока за висимость регулирования действующего значения питающего на пряжения U 1 от температуры наружного воздуха для стабилизации параметров озонирования пчел будет иметь вид:

На рисунке 5 продемонстрированы экспериментальные дан ные исследования стабилизации параметров озонирования пчелиных семей. Эксперименты произведены в полевых условиях. Десяти кратная повторность обеспечена путем одновременной обработке десятью комплектами установок, десяти групп пчелиных семей. Из мерение концентрации озона производилось оптическим анализато ром Циклон 5.41. В опыте для второго варианта требовалось под держивать концентрацию озона в улье 500 мг/м3, для лечения аско сфероза пчел.

На базе экспериментальных исследований установлено, что для варианта с постоянной активной мощностью разрядного устрой ства, для реальных температур мая месяца 2006 г, концентрация озона в улье изменялась более чем в 10 раз. Такое колебание не мо жет обеспечить безопасность пчелиных семей и качественное лече ние болезней пчел.

Рру,Вт Рис. 2. Зависимость требуемой активной мощности U1, В Рис. 3. Зависимость требуемого значения напряжения на первичной обмотке повышающего трансформатора от температуры наружного воздуха для стабилизации концентрации озона в улье Сву, мг/м Рис. 4. Результаты экспериментальных исследований стабилизации концентрации озона в улье за май 2006 г.



Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |
 




Похожие материалы:

«Российская академия сельскохозяйственных наук Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина (МГАУ) ФГНУ Российский научно-исследовательский институт информации и технико-экономических исследований по инженерно-техническому обеспечению АПК (ФГНУ РОСИНФОРМАГРОТЕХ) ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЕ И ...»

«Российская академия сельскохозяйственных наук Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина (МГАУ) ФГНУ Российский научно-исследовательский институт информации и технико-экономических исследований по инженерно-техническому обеспечению АПК (ФГНУ РОСИНФОРМАГРОТЕХ) Открытое акционерное ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ АГРОХИМИИ им. Д. Н. ПРЯНИШНИКОВА ПОЧВЕННЫЙ ИНСТИТУТ им. В. В. ДОКУЧАЕВА УТВЕРЖДАЮ УТВЕРЖДАЮ Министр сельского хозяйства Президент Российской академии Российской Федерации сельскохозяйственных наук _А. В. Гордеев _Г. А. Романенко 24 сентября 2003 г. 17 сентября 2003 г. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОВЕДЕНИЮ КОМПЛЕКСНОГО МОНИТОРИНГА ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ ...»

«МЕЛИОРАЦИЯ: ЭТАПЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ Материалы международной научно- производственной конференции Москва 2006 РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А.Н.Костякова МЕЛИОРАЦИЯ: ЭТАПЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ Материалы международной научно-производственной конференции, посвященной 40-летию начала осуществления широкомасштабной программы мелиорации Москва 2006 УДК 631.6 М 54 ...»

«ПЧЕЛОВОДСТВО А.Г МЕГЕДЬ В.П. ПОЛИЩУК Допущено Государственным агропромышленным комитетом Украинской ССР в качестве учебника для средних специальных учебных заведений по специальностям Пчеловодство и Зоотехния Киев Выща школа 1990 ББК 46.91я723 М41 УДК 638.1(075.3) Рецензенты: преподаватель М. И. Совкунец (Борзнянский совхоз-техникум Черни говской области), И. Ф. Доля (заведующий пчелофермой Республиканского учеб но-производственного комбината по пчеловодству) Переведено с издания: Мегедь О. Г., ...»

«Санкт-Петербургский государственный университет. Институт наук о Земле ГНУ Центральный музей почвоведения им. В.В. Докучаева ГНУ Почвенный институт им. В.В. Докучаева Фонд сохранения и развития научного наследия В.В. Докучаева Общество почвоведов им. В.В. Докучаева МАТЕРИАЛЫ Международной научной конференции XVII Докучаевские молодежные чтения посвященной 110-летию Центрального музея почвоведения им. В.В. Докучаева НОВЫЕ ВЕХИ В РАЗВИТИИ ПОЧВОВЕДЕНИЯ: СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ КАК СРЕДСТВА ПОЗНАНИЯ ...»

«Санкт-Петербургский государственный университет ГНУ Центральный музей почвоведения им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии ГНУ Почвенный институт им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии Фонд сохранения и развития научного наследия В.В. Докучаева Общество почвоведов им. В.В. Докучаева МАТЕРИАЛЫ Международной научной конференции XVI Докучаевские молодежные чтения посвященной 130-летию со дня выхода в свет книги Русский чернозем В.В. Докучаева ЗАКОНЫ ПОЧВОВЕДЕНИЯ: НОВЫЕ ВЫЗОВЫ 4– 6 марта 2013 года ...»

«Санкт-Петербургский государственный университет ГНУ Центральный музей почвоведения им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии ГНУ Почвенный институт им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии Фонд сохранения и развития научного наследия В.В. Докучаева Общество почвоведов им. В.В. Докучаева МАТЕРИАЛЫ Международной научной конференции XV Докучаевские молодежные чтения посвященной 150-летию со дня рождения Р.В. Ризположенского ПОЧВА КАК ПРИРОДНАЯ БИОГЕОМЕМБРАНА 1– 3 марта 2012 года Санкт-Петербург ...»

«Санкт-Петербургский государственный университет ГНУ Центральный музей почвоведения им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии ГНУ Почвенный институт им. В.В.Докучаева Россельхозакадемии Фонд сохранения и развития научного наследия В.В. Докучаева Общество почвоведов им. В.В. Докучаева МАТЕРИАЛЫ Всероссийской научной конференции XIV Докучаевские молодежные чтения посвященной 165-летию со дня рождения В.В.Докучаева ПОЧВЫ В УСЛОВИЯХ ПРИРОДНЫХ И АНТРОПОГЕННЫХ СТРЕССОВ 1– 4 марта 2011 года Санкт-Петербург ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ДЕПАРТАМЕНТ НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ И ОБРАЗОВАНИЯ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ СЕВЕРО-ЗАПАДНАЯ ВЕТЕРИНАРНАЯ АССОЦИАЦИЯ МАТЕРИАЛЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ СТУДЕНТОВ, АСПИРАНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ ЗНАНИЯ МОЛОДЫХ ДЛЯ РАЗВИТИЯ ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ И АПК СТРАНЫ Санкт-Петербург 2012 1 УДК: 619 (063) Материалы международной научной конференции студентов, аспи рантов и молодых ученых Знания ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ГРОДНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ МАТЕРИАЛЫ ХІІ МЕЖДУНАРОДНОЙ СТУДЕНЧЕСКОЙ НАУЧНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ (Гродно, 18-20 мая 2011 года) В ТРЕХ ЧАСТЯХ ЧАСТЬ 3 АГРОНОМИЯ ЗАЩИТА РАСТЕНИЙ ЗООТЕХНИЯ ВЕТЕРИНАРИЯ ТЕХНОЛОГИЯ ХРАНЕНИЯ И ПЕРЕРАБОТКИ ОБЩЕСТВЕННЫЕ НАУКИ К 60-летию вуза Гродно УО ГГАУ УДК 63 (06) ББК М Материалы ХІІ Международной студенческой научной конференции. – Гродно, 2011. – ...»

«Казанский (Приволжский) федеральный университет Общество почвоведов им. В.В. Докучаева Институт проблем экологии и недропользования АН РТ НАСЛЕДИЕ И.В. ТЮРИНА В СОВРЕМЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ В ПОЧВОВЕДЕНИИ Материалы международной научной конференции Казань, 15-17 октября 2013 г. И.В.Тюрин (1892-1962) Казань 2013 УДК 631.4 ББК 40.3 Печатается по решению Ученого совета Института фундаментальной медицины и биологии ФГБОУ ВПО Казанский (Приволжский) федеральный университет Наследие И.В. Тюрина в ...»

«ISSN 1561-1124 МАТЕРИАЛЫ ПО ИЗУЧЕНИЮ РУССКИХ ПОЧВ ВЫПУСК 7 (34) Издательство Санкт-Петербургского университета 2012 САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА ПОЧВОВЕДЕНИЯ И ЭКОЛОГИИ ПОЧВ ЦЕНТРАЛЬНЫЙ МУЗЕЙ ПОЧВОВЕДЕНИЯ ИМ. В.В.ДОКУЧАЕВА МАТЕРИАЛЫ ПО ИЗУЧЕНИЮ РУССКИХ ПОЧВ ВЫПУСК 7 (34) Издание основано в 1885 г. А.В. Советовым и В.В. Докучаевым Издательство С.-Петербургского университета 2012 УДК 631.4 ББК 40.3 М34 Редакционная коллегия: Б.Ф. Апарин (председатель), Е.В. Абакумов, ...»

«ISSN 1561-1124 МАТЕРИАЛЫ ПО ИЗУЧЕНИЮ РУССКИХ ПОЧВ ВЫПУСК 6 (33) Издательство Санкт-Петербургского университета 2009 САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА ПОЧВОВЕДЕНИЯ И ЭКОЛОГИИ ПОЧВ ЦЕНТРАЛЬНЫЙ МУЗЕЙ ПОЧВОВЕДЕНИЯ ИМ. В.В.ДОКУЧАЕВА МАТЕРИАЛЫ ПО ИЗУЧЕНИЮ РУССКИХ ПОЧВ ВЫПУСК 6 (33) Издание основано в 1885 г. А.В. Советовым и В.В. Докучаевым Издательство С.-Петербургского университета 2009 УДК 631.4 + 577.34 ББК 40.3 М34 Редакционная коллегия: И.А. Горлинский (председатель), Б.Ф. ...»

«X ДАЛЬНЕВОСТОЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ПО ЗАПОВЕДНОМУ ДЕЛУ МАТЕРИАЛЫ КОНФЕРЕНЦИИ 25-27 сентября 2013 г. г. Благовещенск АМУРСКИЙ ФИЛИАЛ БОТАНИЧЕСКОГО САДА-ИНСТИТУТА ДВО РАН АМУРСКИЙ ФИЛИАЛ WWF РОССИИ БЛАГОВЕЩЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ РОССИЙСКИЙ ФОНД ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ АМУРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ СОЦИАЛЬНО-ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОЮЗА АМУРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ РУССКОГО БОТАНИЧЕСКОГО ОБЩЕСТВА СОВЕТ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ АФ БСИ ДВО РАН X ДАЛЬНЕВОСТОЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ПО ЗАПОВЕДНОМУ ДЕЛУ 25-27 сентября ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГОУ ВПО УЛЬЯНОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ – ФИЛИАЛ ФГОУ ВПО УЛЬЯНОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЫ IX МЕЖДУНАРОДНОЙ СТУДЕНЧЕСКОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ С МЕЖДУНАРОДНЫМ УЧАСТИЕМ 31 марта 2011 Димитровград 2011 г. УДК 631 Редакционная коллегия: Главный редактор Х.Х. Губейдуллин Научный редактор Т.А. Мащенко Редакционная коллегия И.И. Шигапов А.М. Кадырова ...»

«Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежский государственный аграрный университет имени К.Д. Глинки (Россия) Германо-российский кооперационный проект Развитие и внедрение современных технологий производства молока и говядины в РФ III РОССИЙСКО-ГЕРМАНСКАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ Перспективы развития сельского хозяйства: кормопроизводство и кормление КРС как предпосылка высокой продуктивности в молочном и мясном скотоводстве ...»

«Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Рязанский государственный университет имени С.А. Есенина В.А. Марков, Е.С. Иванов, Е.А. Лупанов Биоразнообразие и охрана природы Учебное пособие Рязань 2009 ББК 20.1я73 М26 Печатается по решению учебно-методического совета Государ ственного образовательного учреждения высшего профессиональ ного образования Рязанский государственный университет имени С.А. Есенина в соответствии с ...»

«МАРЧЕНКОВ С.Я. ЛЮДИ ТОГДА БЫЛИ ДРУГИЕ РОМАН НОРДМЕДИЗДАТ САНКТ ПЕТЕРБУРГ 2010 Г. МАРЧЕНКОВ С.Я. ЛЮДИ ТОГДА БЫЛИ ДРУГИЕ. Санкт Петербург: Нордмедиздат, 2010. С.384. ISBN 978 5 98306 080 7 © МАРЧЕНКОВ С.Я., 2010 Оригинал макет подготовлен издательством НОРДМЕДИЗДАТ medizdat@mail.wplus.net Санкт Петербург, Лиговский пр., д.56/Г, оф.100. (812)764 79 31 Отпечатано с готовых диапозитивов в типографии “Турусел”. Бумага офсетная. Печать офсетная. Подписано в печать 28.05.2010 г. Тираж 50 экз. Объем 24 ...»






 
© 2013 www.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.