CC BY
74
Шаговый процесс движения осуществлялся со знаками, соответствующими знакам, стоящим перед коэффициентами регрессии в уравнении для критерия Эйлера (4). Реализация первых четырех шагов показала увеличение мощности, затрачиваемой на процесс, удельной производительности аппарата и снижение времени перемешивания. При реализации последующих шагов наблюдались устойчивое снижение удельной производительности, увеличение времени и незначительное сокращение расхода мощности (табл. 2).
Выводы
На основании данных результатов экспериментальных исследований определены эффективные параметры аппарата: частота вращения лопастной мешалки — 76 мин.-1; угол наклона лопасти к плоскости вращения — 90°; живое сечение лопасти — 0,24; количество лопастей на валу мешалки — 24 шт., что обеспечивает перекрытие продольного сечения смесительной емкости. В сравнении с используемым способом приготовления смеси получили сокращение затрат энергии на рабочий процесс на 24%, удельная производительность аппарата увеличилась на 16%, затраты времени приготовления смеси сократились на 20%.
Ключевые слова: пыль, фильтровальная ячейка, вентиляция, электрод, самоочищение, птицеводство, напряжение, воздух, электродвигатель, газ.
При решении важнейших задач социально-экономического развития РФ в центре внимания стоит продовольственная проблема. Важной составляющей её реализации является современное птицеводство, которое характеризуется высокой
Библиографический список
1. Драгайцев В.И. Организационно-экономический механизм ресурсосбережения в сельском хозяйстве / В.И. Драгайцев // Техника и оборудование для села. - 2009. - № 3, 4. - С. 12.
2. Фатеев М.Н. Исследование процесса смешивания минеральных удобрений лопастным шнеком / М.Н. Фатеев, М.М. Фирсов / / Тракторы и сельхозмашины. - 1974. - № 7. - С. 25-27.
3. Стренк Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками / Ф. Стренк, И.А. Щупляк. - Польша, 1971. - Л.: Химия, 1975. - 384 с.
4. Чернецкая Н.А. Параметры аппарата для приготовления жидких удобрений: ав-тореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.20.01 / Н.А. Чернецкая. - Барнаул, 2001. -24 с.
5. Мельников С.В. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов / С.В. Мельников, В.Р. Алешин, П.М. Рощин. - 2-е изд., пе-рераб. и доп. - Л.: Колос. Ленингр. отд-ние, 1980. - 168 с.
6. Сороченко С.Ф. Обоснование параметров решетно-винтового сепаратора в системе очистки зерноуборочного комбайна: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.20.01 / С.Ф. Сороченко. - Барнаул, 1996. - 18 с.
степенью механизации и автоматизации технологических процессов, а также глубокой внутриотраслевой специализацией, насчитывающей до 50 специальностей.
Вместе с тем труду работников основных профессий сопутствуют многие неблагоприятные факторы. Ведущее место среди них занимает высокая запылённость воздушной среды, превышая на отдельных производственных участках в 10-12 раз предельно допустимую концентрацию,
+ + +
УДК 631.158.075.8
И.Ф. Рахимов, •Л.Г. Татаров
ОЧИСТКА ВОЗДУХА ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ПОМЕЩЕНИЙ
что является причиной снижения производительности труда, потерь рабочего времени, затрат на лечение, т.е. экономических потерь для государства, а часто и для самих рабочих, поскольку многие из них вынуждены сменить место работы и профессию.
Параметры воздушной среды в птицеводческих помещениях формируются различными системами вентиляции, совмещёнными с отоплением и химическими способами обработки воздушной среды. Как показывает практика, существующие системы вентиляции не в полной мере обеспечивают микроклиматические параметры как по газовому составу, так и по концентрации пыли в производственных помещениях. Другим существенным недостатком систем вентиляции является то, что они своими выбросами загрязняют окружающую среду. Часть этих выбросов вновь возвращается в помещение с приточной вентиляцией. Кроме того, энергопотребление этих систем достигает 70% общего потребления энергии в птицеводстве.
Таким образом, является актуальной и необходимой разработка способов и технических средств обработки воздушной среды птицеводческих помещений, позволяющих очищать воздух с достаточной чистотой, отвечающей санитарно-гигиеническим нормам по содержанию вредных веществ и пыли.
Одним из наиболее универсальных аппаратов обеспыливания воздуха в помещениях являются электрофильтры, основанные на явлении ионизации. Это наиболее эффективные аппараты, т.к. эксплуатационные расходы на их содержание, по сравнению с другими пылеуловителями, гораздо ниже. При этом электрофильтры наиболее полно отвечают требованиям абсолютного пылеулавливающего устройства [1].
Основным элементом электрофильтров является фильтровальная ячейка, которая работает следующим образом. Очищаемый воздух или газ под действием принудительной вентиляции поступает в зону ионизации фильтровальной ячейки. Зона ионизации образована заземленными электродами и коронирующими электродами, к которым от внешнего высоковольтного источника электропитания подается напряжение. Между зубьями коро-нирующего электрода и удлиненными концами заземленных электродов образуется неоднородное электростатическое
поле, под действием которого на острие зубьев возникает коронный газовый разряд. Частицы, содержащиеся в очищаемом воздухе, проходя зону коронного разряда — зону ионизации, приобретают положительный электрический потенциал [2].
Далее заряженные частицы с потоком воздуха поступают в осадительную зону, которая образована заземленными электродами и заряженными электродами.
Предлагаемое устройство может быть легко изготовлено на базе существующих технологий с использованием современных материалов и найти широкое применение в электростатических фильтрах для очистки воздуха или газа от пыли и грязи, как в жилых, так и производственных помещениях (рис. 1).
Нормальным режимом работы электрофильтра является поддержание на его электродах максимального напряжения. По мере увеличения напряжения в зависимости от величины удельного электрического сопротивления пыли (УЭС) в электрофильтре происходят следующие процессы. Частица пыли, достигнув поверхности осадительного электрода, может сразу отдать свой заряд и оторваться или оставаться там, медленно разряжаясь.
Данное устройство обладает недостатками, а именно: малая эффективность очистки заземленных электродов, что со временем ухудшает работу фильтра.
Как показали исследования, частицы обрабатываемого материала заряжаются в межэлектродном пространстве и изменяют траектории своего пути в зависимости от 8 — диэлектрической проницаемо-
Рис. 1. Фильтровальная ячейка электрофильтра
Повысить эффективность очистки воздуха и газов можно за счет самостоятельной очистки электродов в фильтре. Достигнуть этого можно применением устройства очистки электродов, состоящего из электродвигателя с эксцентриком на валу и электронным блоком управления вентиляторами, блоками высокого напряжения.
На рисунке 1 представлен общий вид фильтрованной ячейки с самоочищением.
Устройство содержит фильтрованную ячейку 1, содержащую коронирующие электроды 8 и заземленные электроды 9. На торцовой панели 6 с отбортовками 7 установлен вибратор — электродвигатель с эксцентриком на валу (2), блок управления (БУ) 3 и блок коммутации (БК) 4. В основании устройства — поддон 5 для сбора пыли, а над устройством установлен вытяжной рукав (10).
Коэффициент полезного действия (КПД) устройства 92-98%. На электроды подаётся выпрямленный ток (20-50 кВ). Расход электрической энергии на процесс пылеудаления — 0,1 кВт-ч/т.
Устройство работает следующим образом.
Очищаемый воздух или газ под действием принудительной вентиляции проходит через фильтрованную ячейку 1, и пыль осаждается на заземленных электродах 3. И через определенное количество времени (устанавливается экспериментально) блок управления 7 дает команду блоку коммутации 8 и он отключает вентиляцию и импульсный блок высокого напряжения, затем после остановки вентилятора включает вибратор 6, который стряхивает пыль из фильтрованной ячейки. Одновременно с вибратором включается вытяжной рукав, через который частицы пыли уносятся и поступают в ёмкость с водой. Вибратор и вытяжной рукав работают определенное время (определяется экспериментально). Затем блок управления 7 выключает вибратор и вытяжной рукав, пауза — время для полной осадки пыли, не унесённой вытяжным рукавом в поддон, и включает высокое напряжение на фильтрованную ячейку 1 и вентиляцию. Вибратором очищается фильтровальная ячейка, тем самым повышается эффективность осаждения (очистки) воздуха от пыли.
При очистке воздуха, основанной на применении коронного разряда, используются физические явления, которые про-
исходят в газах, находящихся под действием сильного электрического поля, создаваемого между электродами. Заземлённые электроды выполняются из сплошных или перфорированных плоскостей, цилиндров и прочего, а коронирующие — из тонких стержней, лент, проволок и т.п.
При очистке воздуха помещения с помощью разработанного устройства, основанного на явлении коронного разряда, используется свободное падение.
Зависимость величины заряда частицы от времени при нормальном коронном разряде определяется по формуле Поте-нье:
а=(1+2 £±) е 2р2_ппе1-
£ - 2 1 + 7гknet,
где 0 — заряд сферической частицы в момент времени ^
Е — напряжённость электрического поля в точке нахождения частицы;
Р — радиус сферической частицы;
к
л — подвижность ионов;
п — концентрация ионов вблизи частицы;
е — элементарный заряд;
t — время пребывания частицы в зоне коронного разряда.
На частицу, находящуюся в электрическом поле коронного разряда, оказывают влияние [3]:
а) электростатическая (пондеромотор-ная) сила
f = ея Р Ц
У Сх £+2 ,
где х — расстояние частицы от оси коро-нирующего электрода, вызываемая поляризацией частицы (с £ ^ 1) в неоднородном электрическом поле и действующая в направлении указанного электрода в непосредственной близости от последнего;
б) сила электрического поля (кулонов-ская):
F = ОЕ=(1+2 £-1) Е р-Л/Ш-
£ + 2 1 + жкпе(
г
о
где — заряд частицы;
в) сила тяжести:
Р = mg
,
где т — масса частицы;
g
° — ускорение силы тяжести.
Рис. 2. Теоретическая траектория падающих частиц в устройстве: а — с различными диэлектрическими проницаемостями 8; б — с различными радиусами р;
в — с различными плотностями V.
Разделение частиц в ионизированном межэлектродном пространстве устройства обусловливается взаимодействием электрических и механических сил, отклоняющих заряженные частицы к заземлённому электроду (рис. 2). Дальнейшее поведение частиц определяется конструктивными особенностями коронных разрядов.
Библиографический список
1. Шкрабак В.С. Безопасность жизнедеятельности в сельскохозяйственном производстве: учеб. для вузов / В.С. Шкрабак, А.В. Луковников, А.К. Тургиев. — М.: Колос, 2002. — 512 с.
2. Олофинский Н.Ф. Электрические методы обогащения / Н.Ф. Олофинский. — 2-е изд. — М., 1962.
3. Электроустановки зданий. Основные положения. Требования по обеспечению безопасности: сборник стандартов. — М.: Изд-во стандартов, 1998. — 180 с.
+ + +
УДК 534.2.26:620.22:677.017 А.Ф. Костюков
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ СВОЙСТВ ВОЛОКОН С ПОМОЩЬЮ АКУСТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ
Ключевые слова: хлопковое волокно, физико-механические свойства, экспериментальное исследование, уравнение регрессии, фазовые методы.
Введение
Как известно, существует серьезное противоречие между современными методами массового производства и переработки волокон различного происхождения и методами оперативной оценки качества этих волокон.
В качестве объекта исследования было выбрано хлопковое волокно, отличаю-
щееся значительной вариабельностью параметров, потребительские свойства которого до настоящего времени формируются перемешиванием различных селекционных и промышленных сортов на основе оценки свойств сортов с помощью малоэффективных полярографического или динамометрического способов, а то и органолептическим способом.
Применяемые в настоящее время на предприятиях промышленности динамометрический (ГОСТ 3274.1-72) и полярографический (ГОСТ 3274.2-72) методы оценки качества волокна позволяют ис-
