Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Лабораторна робота 11
Машини та обладнання для підтримання параметрів мікроклімату
Мета роботи: навчитись проводити оцінку параметрів мікроклімату приміщень, вивчити правила користування вимірювальними приладами на прикладі установки ПВУ-4, теплогенератора ТГ-1,5 і котла-пароутворювача КВ-300М; вивчити будову процес роботи обладнання для створення і підтримання мікроклімату.
Обладнання: діючий фрагмент комплекту ПВУ-4, тепловентилятор ТВ-6,0, теплогенератор ТГ-1,5, котел КВ-300М, плакати, схеми, вимірювальні прилади (термометр, психрометр, кататермометр, анемометр), І-d діаграма стану повітря.
Програма роботи
Зміст звіту
Контрольні питання
Методична довідка
Значення мікроклімату у тваринницькому приміщенні. Значну частину року більшість тварин і птиці знаходяться в приміщеннях. У зв’язку з цим в тваринницьких приміщеннях необхідно створювати мікроклімат фізіологічного комфорту, який би сприятливо впливав на стан здоров’я тварин, їх продуктивність та якість продукції.
Мікроклімат тваринницького приміщення – це сукупність фізичних і хімічних параметрів його середовища. Відхилення параметрів мікроклімату від фізіологічно зумовлених норм послаблює опірність тварин до захворювань, спричиняє відхід молодняку (особливо птиці) до 40%, зниження надою молока на 10-20%, зменшення приросту маси на відгодівлі до 30%, потребує додаткових витрат кормів.
Мікроклімат у тваринницькому приміщенні формується, в першу чергу, параметрами повітряного середовища – температурою, відносною вологістю, хімічним складом, механічною та бактеріологічною забрудненістю, швидкістю переміщення потоків повітря. До зазначених параметрів також відносять освітлення приміщення.
Для підтримання мікроклімату в тваринницьких приміщеннях на рівні нормативних вимог застосовують системи вентиляції. Системи вентиляції розрізняють за призначенням – загальні та локальні; організацією повітрообміну – припливні, витяжні і припливно-витяжні; способом збудження повітря – природні та примусові.
Найрадикальнішим способом формування мікроклімату в тваринницьких приміщеннях є кондиціювання повітря. При цьому його можна охолоджувати чи підігрівати, підсушувати чи зволожувати, очищати від пилу, іонізувати тощо.
При налагодженні і експлуатації систем мікроклімату визначають якість регулювання температури, відносної вологості і швидкості руху повітря.
Вимірювання кожного параметра здійснюється в декількох (3-5) точках. Кінцевий результат заносять до таблиці, як середнє статистичне. Середньостатистичну температуру і вологість визначають в трьох точках: в середині приміщення і в торцях (по діагоналі) на висоті 0,2–0,5м і 1,5м від підлоги.
Визначення вологості повітря за допомогою психрометра. При використанні психрометра необхідно, спочатку, візуально визначити „мокрий” термометр, і при вертикальному положенні приладу намочити матерію дистильованою водою за допомогою піпетки. Температура води повинна відповідати температурі приміщення, де відбувається вимірювання. Завести пружинний завод вентилятора до відказу. Покази за термометрами („мокрим” і „сухим”) знімають після 4 хв роботи вентилятора.
Вологість повітря можна визначити за психрометричним графіком (рис.1) використовуючи покази „сухого” і „мокрого” термометрів. Для цього на графіку знаходять прямі температур tc і tм, а точка їх перетину відповідає відносній вологості повітря (φп).
Визначити відносну вологість повітря можна за формулою:
φр=(Рм – 0,5×(tc – tм)×Рат/755)×100/Рс
де Рм, Рс – пружність водяної пари при температурі „мокрого” і „сухого” термометрів, мм.рт.ст;
tc, tм – покази температури, відповідно „сухого” і „мокрого” термометрів, 0С;
Рат – барометричний тиск на момент вимірювання, мм.рт.ст;
755 – середній барометричний тиск, мм.рт.ст
0,5 та 100 – психрометричні коефіцієнти;
Знаючи температури tс і tм, відносну вологість повітря (φд) можна визначити за і-d діаграмою (рис.2)
Послідовність виконання операцій для визначення відносної вологості повітря за і-d діаграмою вказана стрілочками і цифрами. Спочатку наноситься лінія tм (0-1) за показами „мокрого” термометра до точки М на лінії φ=100% (стан насиченого повітря при tм). Із точки М по лінії і=соnst (1-2) піднімаються вверх до лінії, яка характеризує температуру tс (2-3). Перетин цих ліній вкаже нам на точку С. Для точки С визначаємо відносну вологість φ (%), температуру точки роси tр (0С), вологовміст dс (г/кг). Отримані дані заносимо до таблиці 1.
Визначення швидкості руху повітря. При замірі малих швидкостей (природна вентиляція) використовують кататермометр.
Шкала приладу відградуйована від 33 до 40. Перед замірами кататермометр опускають у воду температура якої 65-800С і витримують до тих пір, поки спирт дійде приблизно до половини верхнього розширювального капіляра і повного видалення повітря із трубки. Потім добре витирають (щоб був сухим) і підвішують вертикально в тих же місцях, що і психрометр. За секундоміром фіксують тривалість його охолодження від температури t=380С до t=350С і визначають величину охолодження кататермометра:
Н=F/То ,
де F – фактор кататермометра, нанесений на стержні;
Т0 – тривалість охолодження, с.
Після цього визначають середню різницю між середньою температурою приладу під час досліду () і середньою температурою повітря, 0С:
де t1 , t2 – температура повітря на початку і після закінчення досліду, 0С.
За величиною відношення Н/θ , виходячи із даних таблиці, визначаємо швидкість руху повітря, або за залежністю
,
де А=0,29, В=0,203, к=1,994 при υ≤1м/с;
А=0,29, В=0,366, к=0,174 при υ>1м/с.
Результати замірів і розрахунків заносять в таблицю 1.
Якщо швидкість повітря більше 1м/с, то застосовують крильчасті та чашечці анемометри. Для роботи з анемометром включають установку ПВУ-4 і визначають швидкість повітря на виході із сопла. Анемометр встановлюють так, щоб вісь обертання чашок була перпендикулярна напрямку повітряного потоку з відхиленням не більше 12-150. При більшому відхиленні може бути помилка. Заміри повинні тривати не менше 30с. Середня швидкість руху повітря за анемометром визначається із виразу:
,
де п1, п2 – кількість обертів, які відраховані за мітками, відповідно, під час першого і другого відліків;
Т1, Т2 – відповідно тривалість кожного вимірювання, с.
Дійсну швидкість визначають за графіком або за залежністю, м/с:
,
де а – швидкість джерела потоку при якому анемометр припиняє своє обертання, а = 0,4...0,8 м/с;
в – коефіцієнт:
,
де β – кут нахилу тарувальної кривої до осі абсцис, tgβ=0,92...0,93 при υ=1...20 м/с.
Отримані дані записують в таблицю 1.
Таблиця 1. Результати вимірювання і розрахунків параметрів мікроклімату
|
Назва приладу |
Місце замірів |
tс, 0С |
tм, 0С |
∆t, 0С |
φр, % |
φп, % |
φд, % |
tр, 0С |
υ, м/с |
υд, м/с |
d, г/кг |
Рис.1 Психрометричний графік
Рис.2 Характеристика точки роси на і-d діаграмі.
Тепловентилятори типу ТВ призначені для створення оптимальних параметрів мікроклімату на тваринницьких комплексах. Промисловість випускає шість типорозмірів тепловентиляторів: ТВ-6, ТВ-9, ТВ-12, ТВ-18, ТВ-24 та ТВ-36, які відрізняються один від одного повітро- і теплопродуктивністю. Конструктивна схема їх однакова.
До складу кожного тепловентилятора входять каркас 1 (рис.3), відцентровий вентилятор 8 з приводом від двошвидкісного електродвигуна 10, калорифер 3, жалюзі 5 з приводом від випаровувального механізму 6, панелі 7, всмоктувальний 4 і нагнітальний 9 патрубки.
Каркас зварної конструкції із гнутого профілю закривають панелями, покритими із середини тепловентилятора ізоляційним матеріалом.
Відцентровий вентилятор двостороннього всмоктування складається із равлика, крильчатки, вала і підшипників. При вмиканні тепло вентилятора відцентровий вентилятор всмоктує зовнішнє повітря через блок жалюзів і калориферний блок і подає його через нагнітальний патрубок в приміщення.
Рис. 3. Тепловентилятор типу ТВ:
1 – каркас; 2 – пристрій керування; 3 – калорифер; 4 і 9 – всмоктувальний і нагнітальний патрубки; 5 – жалюзі; 6 – випаровувальний механізм; 7 – панель; 8 – відцентровий вентилятор; 10 – двохшвидкісний електродвигун.
Для підігрівання повітря використовують біметалічні калорифери з накатним оребренням. Калорифери закріплюють до каркасу з зовнішньої сторони на вході в вентилятор. Для попередження замерзання на його вхідному патрубку встановлюють термодатчик. Жалюзі служать для регулювання кількості повітря, яке проходить через калорифер і обвідний канал. Вентилятор приводиться в дію від двошвидкісного електродвигуна за допомогою клинопасової передачі. Керують тепло вентиляторами за допомогою пристрою керування „Приток-1”, яке в залежності від зовнішньої температури працює в літньому (без теплоносія в калориферах) і зимовому (з теплоносієм) режимах.
При роботі тепловентилятора в літньому режимі жалюзі відкриті. Повітря проходить через всмоктувальний патрубок, калорифер, жалюзі і відцентровим вентилятором подається через нагнітальний патрубок в приміщення. Вентилятор працює при максимальній частоті обертання, якщо температура всередині приміщення „Вище норми”, „Норма”, а при понижені температури всередині приміщення „Нижче норми” автоматично перемикається на мінімальну частоту обертання.
При роботі тепловентилятора в зимовому режимі повітря через всмоктувальний патрубок поступає до калорифера, нагрівається і відцентровим вентилятором через нагнітальний патрубок подається в приміщення. Вентилятор працює при мінімальній частоті обертання, якщо температура всередині приміщення „Норма” і „Нижче норми”, при цьому жалюзі закриті. При досягненні температури в приміщенні „Вище норми” відкриваються жалюзі. Якщо після відкриття жалюзі температура повітря в приміщенні не дійшла до норми, то електродвигун автоматично перемикається на максимальну частоту обертання. При досягненні заданої температури повітря в приміщенні вентилятор знову працює на мінімальній частоті обертання, при цьому жалюзі закриті. Технічна характеристика тепло вентиляторів типу ТВ приведена в таблиці 2.
Таблиця 2. Технічні характеристики вентиляторів типу ТВ
|
Показник |
ТВ-6 |
ТВ-9 |
ТВ-12 |
|
Тип калорифера в складі тепловентилятора |
КСк4-7 |
КСк4-8 |
КСк4-9 |
|
Повітряпродуктивність, тис.м3/год |
3...6 |
4,5...9 |
6...12 |
|
Теплопродуктивність, кДж/год |
250000 |
335000 |
460000 |
|
Повний тиск, Па |
392 |
392 |
392 |
|
Температура теплоносія (води), 0С: на вході в калорифер на виході з калорифера |
150 70 |
150 70 |
150 70 |
|
Встановлена потужність, кВт: на першій частоті обертання ротора на другій частоті обертання ротора |
0,55 2,0 |
2,2 3,6 |
3,2 5,3 |
|
Маса, кг |
230 |
280 |
325 |
В зимовий період припливно-витяжна вентиляція працює з підігрівом повітря теплогенераторами.
Основні марки теплогенераторів, які використовуються на тваринницьких фермах і комплексах: ТГ-1А; ТГ-1,5; ТГ-2,5А; ТГ-3,5; ТГ-150; ТГ-500; ТГА-50.
Система керування теплогенераторами передбачає автоматичне регулювання їх теплопродуктивності за принципом „великий вогонь – малий вогонь”.
Основні складові частини генераторів: корпус, захисний кожух, теплообмінник, датчики, димохід, вентилятор, форсунки, шафа керування.
Рис. 4. Схема теплогенератора ТГ-1,5:
1 – димохід; 2 – датчики; 3 – теплообмінник; 4 – корпус; 5 – захисний
кожух; 6 – вентилятор; 7 – форсунка; 8 – шафа керування.
Камера згоряння призначена для спалювання суміші повітря з рідким паливом. Для збільшення поверхні тепловіддачі вона має ребра з внутрішніми вставками. Продукти згоряння, рухаючись у просторі між вставками і ребрами, віддають своє тепло стінкам ка мери згоряння. Перед камерою згоряння в корпусі встановлений вен тилятор з електродвигуном. Він відбирає тепло від зовнішньої по верхні камери згоряння і разом з повітрям подає його в приміщення.
Конструкцією вентилятора передбачена можливість зміни кута нахилу його лопатей, чим змінюють продуктивність вентилятора.
В свою чергу продуктивність вентилятора (і відповідно ступінь нагрівання повітря) зумовлена різним опором трубопроводу залежно від його довжини і поперечного перерізу.
Форсунка має вигляд низьконапірного пневматичного пальника для спалювання рідкого палива (технічний гас). Подача повітря для розпилювання палива здійснюється не від головного вентилятора, а від окремого з індивідуальним електродвигуном. Цим же електродвигуном приво диться в дію паливний насос. В системі подачі палива встановлений фільтр. Запалювання суміші відбувається від електричної іскри. Си стема автоматичного керування забезпечує пуск теплогенератора у заданому режимі, автоматичне вмикання і вимикання теплогенерато ра і підтримує задану температуру повітря в приміщенні, автоматич ну зупинку теплогенератора при зриві полум'я з форсунки.
Таблиця 3. Технічні характеристики теплогенераторів
|
Показник |
ТГ-1А |
ТГ-1,5 |
|
Номінальна теплопродуктивність, кДж/год |
420000 |
672000 |
|
Об’ємна витрата нагрітого повітря, м3/год |
6000 |
12000 |
|
Температура нагріву повітря, 0С |
56 |
50 |
|
Паливо |
гас технічний |
пічне |
|
Максимальна витрата палива, кг/год |
12 |
17 |
|
Робочий тиск паливного насоса, Мпа |
0,78 |
0,88 |
|
Потужність електродвигуна, кВт: форсунки осьового вентилятора |
0,37 1,1 |
0,55 4,0 |
|
Габаритні розміри, мм: довжина ширина висота |
1870 1175 900 |
2250 1480 1275 |
|
Маса, кг |
350 |
586 |
Процес роботи теплогенератора відбувається так. Відразу ж після включення в роботу здійснюють автоматичну продувку теплогенера тора протягом 10-15 с, включають подачу палива, запалюють палив ну суміш. Паливо, розпилюючись, надходить у камеру згоряння у формі конуса. Повітряний потік перемішується з паливом, суміш запалюється і згоряє. Продукти згоряння нагрівають стінки камери згоряння і виходять через димову трубу. Після прогрівання камери згоряння до температури 35-400С автоматично вмикається голов ний вентилятор. Повітря, проходячи між корпусом і теплообмінни ком, підігрівається, відбирає від їх стінок тепло і надходить у примі щення. Про температуру нагрівання в приміщенні сигналізують встановлені в ньому датчики системи автоматичного керування. Після досягнення заданої температури повітря у приміщенні, автоматично припиняється подача палива та повітря і зупиняється головний вен тилятор.
Система керування теплогенераторами автоматична, але можливе і ручне керування. У автоматичному режимі вона забезпечує підтримання заданої температури повітря у приміщенні, яке обігрівається, а також відключення теплогенератора у випадку його перегріву або при інших несправностях.
Регулювання. Продуктивність вентилятора регулюють зміною кута повороту лопатей, тиск подачі палива – регулювальним гвинтом, кількість повітря, яке подається в камеру згорання регулюється відкриванням чи закриванням повітряної заслінки форсунки.
Котли-пароутворювачі призначені для отримання пари і гарячої води для запарювання кормів, опалення на тваринницьких фермах.
Котли складаються із трьох основних вузлів: котел в зборі, пальника, пульта керування. Котел складається із двох циліндрів різного діаметра, встановлених один в другий і з’єднані між собою фланцями. Внутрішній циліндр називається жаровою трубою, а зовнішній кожухом. В передній частині жарової камери знаходжиться топка, а в задній частині – конвективний пучок (кипя’тильні труби). В топці розміщений шамотний екран, який служить для кращого розподілення і згорання палива.
Таблиця 4. Технічні характеристики котлів
|
Показник |
КВ-300М |
КВ-300МТ |
|
Продуктивність пари, кг/год |
400 |
360 |
|
Поверхня нагріву котла, м2 |
14 |
14 |
|
Робочий тиск в котлі, МПа |
0,07 |
0,07 |
|
Температура пари, 0С |
до 140 |
до 130 |
|
Місткість котла, л |
1100 |
1100 |
|
Кількість води, яка нагрівається до 650С, кг/год |
1500 |
1000 |
|
Габаритні розміри, мм |
2545×1550×2020 |
2875×1260×1760 |
|
Маса, кг |
1490 |
1550 |
Котел обладнаний ручним і електричним живильним насосами, протинакипним пристроєм, манометром, водомірною колонкою з водомірним склом, запобіжними клапанами, паровим і продувочним вентилями, зливними кранами.
Пальник служить для утворення паливно-повітряної суміші і спалювання її у топці котла. Основні частини автоматичного пальника: електровентилятор, пальник, поплавковий пристрій, датчик полум’я.
Пульт керування призначений для регулювання режиму роботи котла і захисту його від аварійних режимів. За допомогою пульта керування здійснюють запуск і зупинку котла; автоматичну зупинку котла при підвищенні тиску пари; при зниженні рівня води нижче критичного значення; при загасанні полум’я; подачу світлової сигналізації при настанні аварійних режимів.
Котел КВ-300М працює на рідкому паливі, КВ-300МТ – на твердому.
Запуск котла в роботу здійснюється в такій послідовності:
Рис.5. Котел КВ-300М:
1 – корпус; 2 – жарова труба; 3 – запобіжний клапан; 4 – регулятор рівня; 5 – трубка; 6 – магнітний пристрій боротьби з накипом; 7 – парозбірник; 8 – димова труба; 9 – вентиль витрати пари; 10 – кожух пароперегрівача; 11 – задній щит; 12 – кип’ятильні труби; 13 – димова коробка; 14 – вентиль продувний; 15 – система подачі води; 16 – стінка з вогнетривкої цегли; 17 – технологічний люк; 18 – фронтова плита; 19 – тепловий екран; 20 – водомірне скло; 21 – датчик рівня води; 22 – електроконтактний манометр
В процесі експлуатації котлів-пароутворювачів регулюють подачу палива регулювальним паливним краном. Процес горіння регулюють при максимальному режимі роботи пальника. Підживлення водою із водопроводу регулюється автоматично.
Припливно-витяжні установки призначені для регульованої вентиляції, повітряного опалення приміщень різ них типів.
Комплект ПВУ складається з шести окремих при пливно-витяжних шахт (рис. 6), встановлених в будівлі, і цен тралізованого керування. Кожна шахта складається з концен трично розміщених внутрішньої і зовнішньої труб, розподільних сопел, електронагрівальних елементів, вентилятора з зовнішнім і внутрішнім рядами лопатей, електродвигуна вентилятора, змі шувальних заслінок, зонта.
Рис. 6. Шахта припливно-витяжної установки ПВУ-4:
1 – внутрішня витяжна труба; 2 – зовнішня труба; 3 – припливні сопла; 4 – трубчасті нагрівальні елементи; 5 – зовнішні лопаті вентилятора; 6 – корпус; 7 – внутрішні лопаті вентилятора; 8 – електродвигун; 9 – поворотні заслінки; 10 – привод заслінок; 11 – зонт
Секція вентилятора складається з корпуса, всередині якого встановлено електродвигун А02-21-4 потужністю 1,1 кВт з частотою обертання 1400 об/хв, на валу якого насаджено вентиляційне колесо з двома рядами лопатей. Внутрішній ряд лопатей розміщений під таким кутом, що подає повітря з приміщення вгору по внутрішній трубі, зовнішній ряд лопатей, навпаки, переміщує повітря по зазору між трубами вниз і подає його через сопла. У приймально-роздавальній камері змонтовано шість трубчастих електронагрівників типу ТЭН-26 і ТЭН-27 потужністю 2,8 кВт кожний для підігрівання приплив ного повітря. Секція змішувальних заслінок складається з цилін дричного корпуса, всередині якого встановлено дві поворотні за слінки з механізмом привода від синхронного електродвигуна СД-54 потужністю 15 Вт через черв'ячно-циліндричний редуктор. Керують комплектами ПВУ за допомогою силового блока та централізованого блока керу вання і регулювання, до якого можна підключити шість комплектів ПВУ. В силовому блоці встановлено автоматичні вимикачі, маг нітні пускачі, перемикачі і сигнальні лампи. У центра лізованому — напівпровід никові терморегулятори, проміжні реле, перемикачі, вимикачі і сигнальні лампи. Випускають установки та ких типорозмірів: ПВУ-4, ПВУ-6, ПВУ-9.
Зовнішнє повітря зі швидкістю 5-6 м/с подається через сопла в верхню зону приміщення і перемішується з внутрішнім. Далі, переміщуючись вздовж стін, воно опускається вниз, вентилює зону знаходження тварин і видаляється через витяжний повітропровід під дією внутрішнього ряду лопаток вентилятора. Віддаляючись від сопел швидкість повітря зменшується, і в зоні, що займають тварини, знаходиться в межах зоотехнічних норм. Змішувальні заслінки регулюють ступінь рециркуляції повітря. В теплу пору року заслінки відкриті повністю. При цьому зв’язок між внутрішньою трубою і зазором перекрито і в приміщення поступає зовнішнє повітря. В холодний і перехідний періоди року заслінки встановлюють в проміжне положення, при якому проходить часткова рециркуляція, тобто повернення внутрішнього повітря в приміщення, що забезпечує попереднє змішування і підігрівання зовнішнього повітря безпосередньо в камері установки і виключає попадання холодного повітря в зону знаходження тварин. Припливне повітря при необхідності підігрівають трубчатими електронагрівальними елементами.
Технічні характеристики установок наведено в таблиці 5.
Таблиця 5. Технічні характеристики установок ПВУ
|
Показник |
ПВУ-4 |
ПВУ-6 |
|
Подача повітря, м3/год приплив витяжка |
4000 3400 |
6000 5300 |
|
Теплова потужність, кВт найбільша найменша |
17,5 8,75 |
17,5 8,75 |
|
Габаритні розміри, мм висота діаметр |
5200 1000 |
6400 1150 |
|
Маса, кг |
340 |
470 |
МІНІСТЕРСТВО АГРАРНОЇ ПОЛІТИКИ УКРАЇНИ
ЖИТОМИРСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРОЕКОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Факультет механізації сільського господарства
|
ІІІ курс факультет механізації сільського господарства |
кафедра механізації землеробства і тваринництва |
Лабораторна робота 11
(з предмету МОТ)
на тему:
«Машини та обладнання для підтримання параметрів мікроклімату»
Житомир, 2011
точка перетину ліній tс та tм
tс
tм
п
0
38
3 2 С
М
1
0
tм
tр
tс
Р
і=const
φ=100%
φд
d, г/кг
І,
ккал/кг