Проектирование системы вентиляции животноводческого помещения

Рис. Распределение скоростей в воздуховыпускном отверстии.

Рассмотрим некоторые теоретические положения, на которых основан расчет воздуховодов равномерной раздачи.

Скорость воздуха в магистрали, если известно его динамическое давление Нд,можно определить по известной из курса гидравлики формуле

Для стандартного воздуха с объемным весом γ = 1,2 кг/м3

При выпуске воздуха из воздуховода с постоянным по длине статическим давлением последнее в отверстии преобразуется в скоростное давление, которое и вызывает истечение воздуха. Обозначив эту скорость через υст, получим

На рис. Изображен параллелограмм скоростей в воздуховыпускном отверстии. Действительная скорость истечения определяется гипотенузой υп с углом наклона α к катету υд, т. е. к оси воздуховода

или с учетом вышеприведенных значений υст и υд

 =

Расход воздуха через отверстие площадью f0 =abсоставляет, м3/ч

где µ - коэффициент расхода отверстия, который связан с коэффициентом его местного сопротивления ξ зависимостью

 – площадь живого сечения струи, наклоненного к оси воздуховода под углом β;

.

После подстановки значения sin α и υп и некоторых упрощений формула расхода воздуха получит вид

Откуда площадь отверстия, м2

Из формулы следует

Это отношение представляет собой среднюю скорость истечения  υ0, равную

Таким образом, зная µ, L0иHст для отверстия, можно легко определить площадь его сечения.

Для обеспечения постоянства статического давления воздуховод по длине должен иметь переменное сечение. На величину коэффициента расхода µ влияют угол истечения струи α и относительный расход воздуха в отверстии

Угол истечения в свою очередь зависит от соотношения υст и υд       

Как правило, потери давления в воздуховодах постоянного статического давления невелики по сравнению с Нд, поэтому без особой погрешности можно принять α = const. Тогда µ будет зависеть только от . При углах истечения α ≥60º коэффициент расхода µ можно принимать для практических расчетов равным 0,61 и постоянным для всех отверстий независимо от . При одинаковых площадях отверстий необходимо соблюдать условие υст≥ 1,73 υд

Аналогичная гидродинамическая картина имеет место в воздуховодах с раздачей воздуха через щель постоянной ширины. Для обеспечения постоянства статического давления сечение щелевого воздуховода по длине должно уменьшаться. При этом потери давления на любом участке компенсируется соответствующим снижением динамического давления, в результате чего Нстостается постоянным по всей длине lвоздуховода.

Методика расчета воздуховодов равномерной раздачи сводится к уравнению потерь динамического давления в воздуховоде

,

 и общих потерь на трение по длине магистрали, т.е. должно соблюдаться равенство

 ·γ = ,

где –  и  – скорости воздуха соответственно в начале и в конце воздуховода, м/сек        – потери на трение по длине магистрали, кг/м2; – потери давления в местных сопротивлениях всех тройников (отверстий, щелей) на проход, кг/м2.

Для упрощения расчета принимаем, что после каждого отверстия скорость в воздуховоде уменьшается на одну и ту же величину

,

где n – количество отверстий в магистрали.

Потеря давления в каждом отверстии на проход при давлении потока равна, кг/м2

тогда общая потеря давления на местные сопротивления при nотверстия составит

Задавшись средней скоростью истечения воздуха υ0 через отверстие или щель при известной его секундной воздухопроизводительностиL0, определяют площадь f0 и ширину b0отверстия

;

.

Требуемое статическое давление в воздуховоде, кг/м2, находят из выражения

=

Полное давление в воздуховоде равно сумме статического и динамического давлений

Методика расчета воздуховодов переменного статического давления с равномерной раздачей воздуха аналогична методике расчета воздуховодов постоянного статического давления. Расход энергии воздуха на преодоление сопротивлений в этих воздуховодах перекрывается за счет преобразования части динамического давления в статическое. Причем воздуховыпускные отверстия в этих воздуховодах должны быть переменных размеров. Рассчитать воздуховод равномерной раздачи через 15 прямоугольных отверстий. Расстояние между отверстиями 1,9 м, расход воздуха через отверстие = 1000м3/ч, скорость выхлопа υ0=5м/сек. Объемный вес воздуха γ = 1,205 кг/м3.

Площадь живого сечения отверстия

Конструктивно принимаем длину отверстия lравной 0,25 м. Тогда ширина отверстия

м2.

Требуемое статическое давление в воздуховоде

Примем скорость в корне воздуховода д.наг = 8 м/сек и в конце д.кон = 6 м/сек, тогда падение динамического давления составит

Площадь сечения воздуховодов в его корне

откуда dнач =815 мм, удельные потери на трение Rнач=0,073кг/м2·пог.М.

Площадь сечения воздуховода в конце

. откуда dкон = 0,243 м; Rкон = 0,181 кг/м2

Потери давления на трение по длине магистрали

Здесь 0,4 – длина участка воздуховода переменного сечения до первого отверстия, м.

Потери давления на местные сопротивления проходу воздуха у отверстий

.

Общие потери давления в магистрали

.

Полученная величина немного меньше падения динамического давления, равного ∆Hд = 3,5 кг/м2, и эту разницу можно оставить в качестве запаса на увеличение потерь давления при запылении воздуховода во время его эксплуатации.Р

Выбор электрических схем и САУ вентиляцией в помещении

На чертеже представлена электрическая схема автоматического управления вентиляцией в помещении. Действие ее заключается в следующем. Вентилятор В смонтирован в главном приточном канале (воздуховоде), в котором находится заслонка З. В животноводческом помещении находится термореле ТР, которое в зависимости от температуры воздуха управляет заслонкой З, открывая или закрывая ее. В результате этого изменяется поступление наружного воздуха в помещение. Когда электродвигатель работает на автоматическом управлении, то включением и отключением вентиляторов командует датчик ДТ. При замыкании контактов датчика получает питание катушка РП, контакты РП которой замыкаются. После чего оживляется катушка МП и включается магнитный пускатель МП, а последний включит электродвигатель. Как только температура воздуха в помещении достигнет того наинизшего значения, которое считается допустимым, датчик ДТ разомкнет цепь катушки РП, после чего контакты ее РП также разомкнутся, обесточится катушка МП магнитного пускателя, и последний отключит электродвигатель вентилятора. Приток наружного воздуха прекратиться. Ознакомится с некоторыми расчетами, относящимися к вентиляционным установкам. Основными параметрами вентиляторов считают их производительность и полное давление. При определении мощности электродвигателя производительность вентилятора считают с учетом потерь или подсосов в воздуховодах. Кроме того, это расчетное количество воздуха увеличивают на 10%, когда предполагается применить пластмассовые, металлические и асбоцементные трубчатые воздуховоды длинной до 50м. Во всех остальных случаях расчетную производительность вентилятора повышают на 10%. Автоматическое и ручное дистанционное управление электрокалориферной установкой, а также защита от аварийных режимов и световая сигнализация предусмотрены в электрической схеме, предоставлено на рис. Чтобы осуществить автоматическое управление калорифером, надо переключатель установить в положение А (см. чертеж), после чего напряжение оживит катушку К2 и электродвигатель вентилятора включится. Если в это время контакты датчиков температуры замкнуты и, следовательно, температура в обогреваемом помещении ниже необходимой, то напряжение будет подведено к катушке Р2. Как только замкнутся контакты реле потока воздуха Р3, катушки К1 окажется включенным калорифер, а заслонка будет установлена электродвигателем привода на наименьшую подачу воздуха. Если контакты датчика ДТ2 замкнуться, что укажет на то, что температура воздуха на выходе из калорифера превышает заданную, включится электродвигатель привода заслонки и повернет жалюзийный затвор в положение, при котором увеличится подача воздуха. После того как в помещении температура воздуха станет нормальной, цепь катушки К1 под действием контактов датчика разомкнется, и калорифер будет выключен от сети.

При резком уменьшении потока воздуха реле Р3 отключает калорифер.

Как только произойдет обрыв фазы, под напряжением не симметрии окажется реле обрыва фаз Р5, контакты которого поставят под напряжение стартер СТ. Катушка аварийного реле Р4 будет под полным напряжением сети после того, как закончится заданная выдержка времени. Последняя зависит от продолжительности разогрева электродов стартера СТ и сопротивления К. Катушка аварийного реле отключит от сети электродвигате6ль вентилятора и калорифер. Одновременно загорится сигнальная лампа ЛС3. Лишь после устранения неисправности и снятия напряжения с катушки Р4 с помощью кнопки КНС1 возможно повторное включение калорифера.

Ручное управление электрокалорифером осуществляется тогда, когда универсальный переключатель установлен в положении Р. Затем кнопками КнП1 и КнП2 и тумблерами В1 и В2 включают электродвигатель вентилятора, калорифер и привод заслонки.

Краткая характеристика комплекта оборудования «Климат – 3»

Комплект «Климат-3», кроме осевых вытяжных (ВО-4 до 45 шт., или ВО-5,6 до 30 шт., или ВО-7 до 16 шт.), имеет также по два центробежных вентилятора Ц4-70 (№ 10, или № 8, или № 6) для подачи воздуха в помещения, увлажнитель воздуха с электроприводом, электромагнитный клапан СВМ-25, регулирующий клапан с моторным исполнительным механизмомПР-11, по два датчика температуры теплоносителя типа ТУДЭ и станцию управления типа ШАП5712-ЗЗА2 с панелью датчиков.

Для привода вентиляторов используют специальные электродвигатели (табл.9 Приложения), рассчитанные на длительнуюработу при температуре воздуха от —20 до +450С, относительной влажности воздуха до 100% (при температуре+20° С) и при содержании в воздухе до 0,08 г/м3аммиака, до0,022 г/м3сероводорода, до 0,55 углекислого газа, до 3,5 г/м3 мелкой смолистой пыли с диаметром частиц не менее 1 мкм.

Комплекты приточно-вытяжных установок типа ПВУ-4, ПВУ-6 и ПВУ – 9 состоят каждый из шести приточно-вытяжных шахт, шести силовых блоков и одного пультауправления и обеспечивают автоматическое поддержание заданной температуры воздуха в животноводческом помещении в зависимости от наружной и внутренней температуры. Для подогрева приточного воздуха имеются электронагревательные элементы. Техническая характеристикаустановок приведена в таблице 10 Приложения.

В последние годы ВНИИэлектропривод совместно с ВИЭСХом разрабатывают бесконтактные тиристорныесистемы управления микроклиматом серии МК («Микроклимат») в животноводческих и птицеводческих помещениях. Начато серийное производство первого из этих устройств - МК-ВУЗ. Это устройство обеспечивает автоматическое регулирование скорости вытяжных вентиляторов посредством изменения напряжения на зажимах двигателей от 80 до 340В. Устройство смонтировано в навесном шкафу исполнения 1Р54. Одновременно к шкафу управления можно присоединить 45 электродвигателей АПВ-0,71-4 или 14 двигателей Д1006П, а также однофазные электродвигатели с вентиляторнойнагрузкой.

Тиристорнаясистема управления позволяет благодаря улучшению качества регулирования температуры воздуха в помещении обеспечивать значительную экономию электроэнергии.

Краткая характеристика устройства и узлов комплекта оборудования «Климат – 3»

Комплект оборудования <<Климат - 3>> состоит из двух приточных вентиляционно-отопительных агрегатов 3, системы увлажнения воздуха, приточных воздуховодов 6, комплекта вытяжных вентиляторов 7 (16 или 30 шт.), станции управления 1 с панелью датчиков 8. Вентиляционно-отопительный агрегат 3 предназначен для нагрева и подачи теплого воздуха зимой и наружного воздуха летом в помещении с увлажнением его при необходимости. Состоит из четырех водяных калориферов с регулируемой жалюзийной решеткой, центробежного вентилятора с трехскоростным электродвигателем, позволяющим получать различные производительность и напор воздуха. Система увлажнения воздуха включает разбрызгиватель (электродвигатель с диском на валу), установленный в патрубке между калориферами и рабочим колесом вентилятора, а также напорный бак 5, трубу подачи воды на разбрызгиватель с электромагнитным клапаном 4, автоматически регулирующим степень увлажнения воздуха. Для отбора крупных капель воды из увлажненного воздуха на нагревательном патрубке вентилятора установленкаплеуловитель, состоящий из отсекающих фигурных пластин. Вытяжные вентиляторы 7 обеспечивают удаление загрязненного воздуха из помещения. Они снабжены клапанами в виде жалюзи на выходе, открывающимися под действием потока воздуха. Подачу воздуха регулируют изменением частоты вращения электродвигателя, на который надето рабочие колесо с лопатками. Станция управления 1 с панелью датчиков обеспечивает автоматическое или ручное управление системой вентиляции. Горячая вода из котельной попадает в калориферы вентиляционно-отопительных агрегатов 3 через регулирующий клапан 2. Просасываемый через калориферы нужный воздух нагревается и вентилятором подается по распределительным воздуховодам 6 в помещении. При повышении температуры в помещении выше заданной автоматически перекрывается клапан 2, ограничивая подачу горячей воды в калориферы, и увеличивается частота вращения вытяжных вентиляторов 7. При снижении температуры ниже заданной автоматически увеличиваются открытие клапана 2 и частота вращения вентиляторов 7. В летний период приточные вентиляторы включают только для увлажнения воздуха и вентиляции происходит за счет работы вытяжных вентиляторов. При низкой влажности воздуха вода из бака по трубопроводу подается на вращающийся диск разбрызгивателя. Мелкие капли увлекаются потоком воздуха и испаряются, увлажняя приточный воздух. Крупные задерживаются в каплеуловители и по трубке стекают в канализацию. При повышении влажности воздуха в помещении выше заданной электромагнитный клапан автоматически перекрывается и уменьшает подачу воды в разбрызгиватель. Пределы заданной температуры и влажности воздуха в помещении устанавливают на станции управления 1. Сигналы об отклонениях от заданных параметров поступают с датчиков 8.

Техника безопасности на животноводческих фермах

К работе на механизмах и машинах, установленных на животноводческих фермах, допускаются лица не моложе 18 лет, знакомые с устройством машин, правилами эксплуатации, и прошедшие инструктаж по технике безопасности. На кормоприготовительных машинах нельзя работать в широкой одежде и в фартуках. Женщины должны убрать волосы под головной убор. Без надзора запрещается оставлять работающие машины. После ремонта или длительной остановки, машины или оборудование запускают с разрешения инженера или механика. Перед пуском машин в работу их проверяют на исправность, прочность крепежи болтовых соединений, наличия защитных кожухов на зубчатых, цепных и ременных передачах, выступающих концах вращающихся валов. Если машины и оборудование приводятся в движение электроэнергией корпуса электродвигателей, пусковых приборов, машин и оборудования которые могут оказаться под напряжением, заземляют.  Для надежности и эффективности заземления рекомендуется забить несколько заземлителей (не меньше двух), которые соединяют между собой заземляющими шинами. Трубы забивают на небольшом расстоянии друг от друга, чаще всего на расстоянии, равном длине трубы. Сопротивление растеканию заземления, состоящего из mтр труб, определяется зависимостью:

где- сопротивление растеканию одиночного заземлителя;- коэффициент использования заземлителей, учитывающий взаимное расположение, экранирование труб и другие факторы (берется по справочным данным). Для двух труб, расположенных на расстоянии, равном длине трубы = 0,85. Общая проводимость заземлителя, состоящего из mтр труб и соединяющих их ленты, определяется как сумма проводимостей труб и ленты. Для устройства заземлителей в системах, работающих до 1000 в, можно также пользоваться защитными оболочками кабелей и трубами водопроводной сети. Однако в животноводческих хозяйствах следует с особой осторожностью подходить к использованию естественных заземлителей. В частности совершенно недопустимо использование металлических конструкций животноводческих помещений и труб системы автопоения в качестве естественных заземлителей. Более того, в целях предотвращения поражения животных через систему автопоения в электрифицированных хозяйствах рекомендуется на магистральном трубопроводе устанавливать изоляционные патрубки из плексигласа, стекла или резины. Эти патрубки, разделяя систему автопоения на части, ограничивают зону распространения опасных потенциалов. Установка изолирующих патрубков также желательна в местах пересечения трубопровода и электрических проводов. Их следует устанавливать по обе стороны от места пересечения. Сопротивление растеканию заземлителей в различное время года на остается постоянным. Оно зависит от климатических особенностей данной местности и конкретных почвенных условий. Поэтому при расчетах заземления проверяют возможное увеличение удельного сопротивления грунта в менее благоприятный период года. Это делается путем умножения опытной величины удельного сопротивления на соответствующий коэффициент:

где- опытная величина сопротивления грунта;- коэффициент, учитывающий возможное повышение удельного сопротивления грунта в течении года, по сравнению с опытным его значением. Этот коэффициент принимается по справочным данным.

Контрольные измерения сопротивлений и проверка состояния наружной части заземляющей и зануляющей проводок производиться не реже одного раза в год. Проверка заземления делается поочередно: один раз в наиболее сухой период лета, а другой – в наиболее морозный период зимы.

Существует несколько способов измерения сопротивления заземлителей. Наиболее простым и доступным в условиях животноводческих хозяйств является метод состоит в том, что вначале производится три измерения напряжения и тока между испытываемым заземлителем А и достаточно от него удаленными вспомогательными электродами В и С.

После этого составляют три уравнения, выражающих суммы сопротивлений:

Решая полученные уравнения, находят искомое значение сопротивления заземлителя RА.

Для большей точности определения RА рекомендуется измерять напряжение высокоомным вольтметром.

Первая помощь людям и животным при поражении их электрическим током.

При поражении током человека необходимо:

немедленно прекратить протекание тока через пострадавшего, выключив рубильник или отведя токоведущую часть от пострадавшего с помощью сухой деревянной палки, доски или других токонепроводящих предметов. Для этой цели лучше всего иметь резиновые перчатки, резиновые сапоги и галоши;

Страницы: 1, 2, 3