Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследования 10
1.1. Применение озона в технологических процессах птицеводства 10
1.2. Дезинфекция яиц в инкубаторе 21
1.3. Зооветеринарные требования к установкам непрерывной дезинфекции яиц в инкубаторе 23
1.4. Анализ существующих методов и средств дезинфекции яйца и стимуляции эмбрионального развития цыплят 25
1.5. Пути усовершенствования системы озонирования воздуха инкубационного шкафа 28
1.6. Анализ процессов образования озона в электрических разрядах 30
1.7. Характерные особенности коронного разряда 39
Выводы. Задачи исследования 42
Глава 2. Теоретические предпосылки разработки озонатора на основе коронного разряда 44
2.1. Критерии сравнительной оценки озонаторов 44
2.2. Анализ процесса образования озоновоздушной смеси в инкубационной камере, оснащенной системой озонирования 45
2.3. Методика расчета основных параметров озонатора 48
Основные выводы и результаты 50
Глава 3. Программа и методики эксперементальных исследований 52
3.1. Исследование зависимости тока коронного разряда от основных конструктивных параметров коронирующей системы 52
3.1.1. Программа экспериментов 52
3.1.2. Экспериментальный стенд 53
3.1.3. Методика исследований 54
3.2. Лабораторные исследования опытного образца коронно-разрядного озонатора-электрофильтра 55
3.2.1. Программа исследований 55
3.2.2. Экспериментальный стенд 55
3.2.3. Методика экспериментальных исследований 56
3.3. Исследования опытного образца КРОЭ в производственных условиях 58
3.3.1. Программа исследований 58
3.3.2. Методика исследований 59
Основные выводы и результаты 61
Глава 4. Результаты экспериментальных исследований 62
4.1. Результаты исследований зависимости тока коронно- разрядной системы от основных конструктивных параметров 62
4.1.1. ВАХ коронно-разрядной системы в зависимости от диаметра коронирующих электродов 63
4.1.2. Исследование зависимости тока короны от расстояния между коронирующими электродами и напряжения короны 65
4.1.3. Определение рациональных геометрических параметров коронно-разрядной системы 67
4.1.3.1 .Разработка опытного образца КРОЭ 69
4.1.3.2. Характеристики вентилятора установки 71
4.2. Результаты лабораторных исследований опытного образца КРОЭ 73
4.2.1. ВАХ коронно-разрядной системы озонатора-электрофильтра 73
4.2.2. Озоно-токовые характеристики КРОЭ 73
4.2.3. Степень очистки КРОЭ 75
Основные выводы и результаты 76
Глава 5. Исследование работы коронно-разрядного озонатора-электрофильтра в производственных условиях. оценка технико-экономического эффекта 78
5.1. Разработка системы озонатор-электрофильтр для инкубатора Универсал-55 78
5.2. Результаты исследования работы коронно-разрядного озонатора 79
5.2.1. Озонирование воздушной среды инкубационного шкафа 79
5.2.2. Влияние системы ЬОРОЭ на микробную загрязненность воздушной среды инкубатора 82
5.2.3. Исследование влияния системы КРОЭ на эмбриональное развитие цыплят 82
5.3. Оценка технико-экономической эффективности использования система КРОЭ в инкубационном шкафу 84
Основные выводы и результаты 88
Общие выводы и результаты 89
Литература 91
Приложения 103
- Зооветеринарные требования к установкам непрерывной дезинфекции яиц в инкубаторе
- Анализ процесса образования озоновоздушной смеси в инкубационной камере, оснащенной системой озонирования
- Лабораторные исследования опытного образца коронно-разрядного озонатора-электрофильтра
- Определение рациональных геометрических параметров коронно-разрядной системы
Введение к работе
Актуальность темы. Одним из перспективных и основных путей развития животноводства и птицеводства является путь индустриализации, концентрации и специализации производства. Данное развитие идет в направлении совершенствования технологических процессов и повышения общей культуры ведения животноводства.
В современном промышленном птицеводстве в условиях высокой концентрации поголовья птиц, интенсивных методов ее содержания появились факторы, предрасполагающие к осложнению эпизодической обстановки в хозяйствах. Создается благоприятный фон для накопления микроорганизмов, пассажа их через организм птицы, изменения состава микрофлоры (биоценоза), а в конечном итоге увеличения роли условно-патогенной микрофлоры в патологии птиц. Изменению свойств и состава микроорганизмов также способствует широкое применение антимикробных препаратов и химических средств.
Актуальность приобретают проблемы защиты хозяйства от заноса и распространения инфекционных заболеваний. По данным литературы, убыток, причиняемый птицеводству инфекционными болезнями, доходит до 15-25% себестоимости продукции птицеводства.
Процесс инкубации в промышленном птицеводстве играет важную роль. Его результаты (процент вывода и ветеринарно-санитарное качества молодняка птицы) в значительной мере определяют показатели работы всего хозяйства.
Большое значение в инкубации имеют ветеринарные мероприятия, поскольку распространение инфекций через инкубаторий в настоящее время приняло широкий размах. Температурно-влажностный режим в инкубаторе является благоприятным для размножения микроорганизмов. Микроорганизмы могут проникать под скорлупу и вызвать гибель эмбрионов и заразить молодняк. От одного зараженного яйца может перезаразиться вся партия цыплят в процессе инкубации.
Прединкубационная и периодическая дезинфекция яиц в процессе инкубации не исключают возможности микробного загрязнения яиц, лотков, поверхностей инкубатора микроорганизмами, поступающими с приточным воздухом. Поэтому многие исследователи отмечают необходимость непрерывного обеззараживания яиц в инкубационном шкафу в процессе инкубации.
Нормальное развитие эмбрионов птиц возможно лишь при определенных внешних условиях. Интенсивное эмбриональное развитие птицы обеспечивает не только хорошую выводимость, но и улучшает постэмбриональное развитие цыплят, а взрослая птица приобретает более высокую продуктивность.
Следовательно, вопрос непрерывной дезобработки яиц целесообразно рассматривать совместно с вопросом создания оптимальной воздушной среды в инкубаторе, стимулирующей эмбриональное развитие птицы.
Химические дезсредства не могут быть использованы для постоянной санации. Они являются токсичными для эмбрионов и обслуживающего персонала, а также загрязняют окружающую среду. В последние годы были разработаны различные электрофизические методы обеззараживания яиц и стимуляции эмбрионального развития птиц. К ним можно отнести УФ-облучение, аэроионизацию, озонирования и электрофильтрацию воздуха. Большой интерес представляет озонирование яиц в процессе инкубации воздуха. Озон обладает сильным дезинфицирующим свойством, экологически совместим с биопроцессами, легко и быстро нейтрализуется. Перспективной на наш взгляд является технология непрерывной дезинфекции яиц в озоновоздушной среде в процессе инкубации. Работы, проведенные в данном направлении, показали положительные результаты. Дальнейшее совершенствование технологического оборудования для повышения эффективности данной технологии является актуальной задачей.
Работа выполнена в соответствии с Межведомственной координационной программой фундаментальных и приоритетных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса РФ на 2006 * 2009 г. г. шифр IX.01. «Разработать систему конкурентоспособных экологически безопасных технологий и комплексы энергосберегающих машин нового поколения для производства приоритетных видов сельскохозяйственной продукции».
Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является совершенствование технологии инкубации яиц в промышленном птицеводстве путем непрерывного обеззараживания яиц в озоновоздушной среде в процессе инкубации.
Из поставленной цели вытекают следующие задачи исследования: разработать критерии сравнительной оценки озонаторов; исследовать основные конструктивные и технологические параметров коронно-разрядного озонатора;
исследовать процесс образования озоновоздушной смеси в инкубационном шкафу, оснащенной системой озонирования приточного воздуха;
исследовать процесс очистки воздуха от аэрозольных частиц в инкубационном шкафу, оснащенной системой озонирования приточного воздуха.
разработать методику инженерного расчета электротехнических и конструктивных параметров системы озонирования воздушной среды в инкубационном шкафу;
определить технико-экономическую эффективность от использования коронно-разрядного озонатора-элекро фильтра (КРОЭ) для озонирования и очистки воздушной среды инкубационного шкафа.
Объект исследования. Объектом исследования является система «коронно-разрядный озонатор - инкубационный шкаф» для непрерывной дезинфекции яиц в процессе инкубации.
Предмет исследования. Предметом исследования являются закономерности связывающие интенсивность озоногенерирования системой «коронно-разрядный озонатор - инкубационный шкаф» от конструктивных и технологических параметров коронно-разрядного озонатора.
Научная новизна. Научная новизна исследования состоит в следующем:
разработаны критерии сравнительной оценки озонаторов;
получена аналитическая зависимость концентрации озона в воздушной среде инкубационной камеры оснащенной системой озонирования от времени;
разработана методика инженерного расчета основных конструктивных параметров коронно-разрядной системы озонатора. На защиту выносятся:
критерии сравнительной оценки озонаторов;
результаты лабораторных исследований КРОЭ;
аналитическая зависимость концентрации озона в воздушной среде инкубационной камеры оснащенной системой озонирования от времени;
методика инженерного расчета основных конструктивных и технологических параметров системы «КРОЭ - инкубационная камера»;
результаты производственных испытаний КРОЭ в инкубационной камере инкубатора.
Практическая значимость и реализация работы.
Предложенные критерии сравнительной оценки озонаторов позволяют обоснованно подойти к решения по выбору озонатора для обеспечения соответствующего технологического процесса.
Полученная и экспериментально подтвержденная аналитическая зависимость концентрации озона в воздушной среде инкубационной камеры оснащенной системой озонирования от времени дает возможность проводить инженерные расчеты при проектировании систем озонирования на основе КРОЭ.
Разработанный коронно-разрядный озонатор-электрофильтр, конструкция которого защищена патентом РФ на полезную модель (№77944, опубликовано 10.11.2008 Бюл. №31), позволяет генерировать 121,6 мг/ч озона и очищать воздух от аэрозоля с эффективностью /7>93% для частиц размером
т > 1,0 мкм.
Результаты исследований КРОЭ используются в учебном процессе Челябинского государственного агроинженерного университета и Тюменской государственной сельскохозяйственной академии.
Разработанный КРОЭ внедрен в цехе инкубации птицефабрики ООО «Прогресс».
Апробация работы. Результаты исследований докладывались, обсуждались и получили одобрение: на ежегодных научных конференциях в
ЧГАУ г. Челябинск и в ТГСХА г. Тюмень в период с 2006 по 2009 гг.; на
Международной научно-практической конференции «Проблемы
инновационного и конкурентоспособного развития агроинженерной науки на современном этапе» 17-18 апреля 2008 г. в г. Алма-ата; на Всероссийской научно-практической конференции МГАУ г. Москва, октябрь 2009 г.
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 4 научных статьях. Получен патент на полезную модель.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы (из 125 наименований), 4 приложений и содержит 103 страниц основного текста, в том числе 22 рисунка и 3 таблиц.
Зооветеринарные требования к установкам непрерывной дезинфекции яиц в инкубаторе
В современных инкубаторах (Универсал-55, ИУП-Ф-45, ИКП-90 и т.д.) автоматически поддерживаются на оптимальном уровне следующие параметры воздушной среды: температура, влажность и воздухообмен. В тоже время пылевая и микробная загрязненность воздуха и его ионный состав не контролируются. Рассмотрим влияние пылевой, микробной загрязненности воздушной среды и его ионного состава на эмбриональное развитие птицы. Микробная загрязненность воздуха Влияние микробной загрязненности воздуха на эмбриональное развитие птицы проанализированы в п. 1.1. Сделан вывод о необходимости непрерывной дезобрабртки воздушной среды инкубатора. Эффективность применяемых на практике методов и средств дезинфекции яиц в помещений лежит в пределах 70-90%. Следовательно, эффективность обеззараживания воздуха должна быть не менее 70%. Еще в 30-х годах А.Л.Чижевский доказал, что большое значение в жизни животных имеет ионный состав воздуха. Легкие отрицательные коны в определенных дозировках способны оказывать благоприятные влияния на живые организмы, в то время как легкие положительные коны чаще всего оказывают угнетающее действие. Тяжелые ионы, прежде всего положительные, являются физиологическим неблагоприятным фактором [32]. В закрытых помещениях ионный состав воздуха может значительно отличаться от естественного ионизационного фона. Одновременно с уменьшением концентрации легких отрицательных ионов происходит возрастание концентрации тяжелых ионов с преобладанием ионов положительной полярности. Зародыш птицы, развиваясь в естественных условиях под наседкой, имеет иной ионный состав воздуха, чем в условиях искусственной инкубации. Это, в частности, подтверждено экспериментальными исследованиями Б.М. Хаметова и Г.К. Отрыганьева [33], которые установили, что под наседкой степень ионизации воздуха в десятки раз выше, чем в инкубаторе. Влияние аэроионизации на процесс инкубации куриных яиц исследовали Хаметов Б.М., Галимова З.Г., Сверчков А.К., Лепешенков В.Ф., Проценко Ф.Г., Семенов К.П. и другие [33,34.35,36]. Результаты этих исследований доказывают, что ионный состав воздуха является важным фактором режима инкубации.
Рекомендуемая оптимальная концентрация легких отрицательных ионов в воздушной среде инкубатора равна п=(10±5) 109 1/м3. В настоящее время используются значительное количество методов дезинфекции воздушной среды в инкубаторе, инкубационного яйца и стимуляции эмбрионального развития птицы. Они по своей природе делятся на химические, физические и биологические методы [27]. Химические средства в основном используются с целью дезинфекции яиц и воздушной среды инкубатора. Они применяются в технологии инкубации яиц периодически. Наиболее распространен следующей режим обработки: прединкубационная обработка яиц, обработка через 6 часов после закладки яиц в инкубатор, на 6-е, 12-е, и 19-е сутки инкубации. Основными дезсредствами до последнего времени является формалин (30 мл. 40%-го раствора формалина, 30 г КМп04, 20 мл воды на 1 м воздуха) и гексахлорофен (5% аэрозоли) [6.20]. Общими недостатками используемых для дезинфекции химических средств являются их токсичность для эмбрионов, обслуживающего персонала и загрязнение окружающей среды, а также периодичность и сложность проведения операции обработки инкубационного яйца и эмбрионов [6]. Для дезинфекции яиц и стимуляции эмбрионального развития птицы перспективным является применение озона. Озон обладает сильным дезинфицирующим свойством. Исследования Кривопишина И.П., Исаева Ю.В. и др. показали, что качество дезинфекции яиц озоном не уступает формальдегизации яиц. Перспектива использования озона в промышленном птицеводстве обусловлен рядом преимуществ, которыми он обладает по сравнению с другими химическими средствами. Озон из всех окислителей является экологически совместимым с биопроцессами, технологичен, получение озона не энергоемко, его стоимость в 2-3 раза ниже стоимости других окислителей. Кроме этого озон легко, и быстро нейтрализуется [6,37.38.49]. Действие озона на микроорганизмы в различных средах неодинаково. Например, озон в концентрации 1 мг/м оказывает сильное влияние на бактериальные частицы капельной фазы. А микроорганизмы в пылевых частицах подвергаются губительному действию озона при концентрации озона 5 мг/м и более. Эффективность воздействия озона на микроорганизмы повышается с увеличением экспозиции и концентрации озона в воздухе [20.39]. Дезинфекцию яиц озоном проводят при его концентрации в дезкамере 300-500 мг/м3 в течение 3600 с [20,31]. Высокие концентрации озона для постоянной санации в инкубаторах не приемлемы, так как возникает опасность повышения концентрации озона в воздухе производственных помещений, где находится обслуживающий персонал, до величин, превышающих предельно допустимые концентрации (ПДК озона равна 0,1 мг/м ) [40]. Озонирование воздуха в инкубаторе в процессе инкубации яиц усиливает дыхательный обмен эмбрионов, улучшает их рост и развитие, повышает вывод молодняка. Рекомендуется концентрацию озона в воздухе инкубатора в инкубационный У период поддерживать на уровне 5-8 мг/м [6,31 ]. Выпускаемые промышленностью озонаторы: бытовые ОВ-1; РГО-1; лабораторные Озон-1; Озон-2М; ПГО-15; промышленные ОГТ-6; ОП-121; ОПЧ-1; ПГО-8; и др. не приспособлены для озонирования воздуха в инкубаторе. Производительность данных озонаторов сильно зависит от температуры и влажности воздуха. Например, производительность озонатора РГО-1 при температуре 311 К составляет 1,56 мг/с тогда как по технической характеристике она равняется 2,78 мг/с. Кроме того, при работе данных озонаторов в озонированном воздухе преобладают положительные ионы [41] и не производится очистка воздуха от пыли. Из физических методов, используемых для стимуляции эмбрионального развития птицы, дезинфекции яиц в воздушной среды инкубатора следует отметить облучение яиц УФ лучами, аэроионизацию и электрофильтрацию воздуха. Лазерные, рентгеновские и гамма лучи применяются только для пред инкубационной обработки яиц с целью стимуляции развития. Методу УФ облучения присуши ряд недостатков: неравномерность облучения, не осуществляется очистка от пыли, не соблюдается униполярность аэроионов, при ионизации воздуха УФ лучами преобладают тяжелые положительные ионы, дозы облучения приемлемые для эмбрионов не обеспечивает качественную дезинфекцию воздушной среды и поверхности яиц. Аэроионизация обогащает воздух инкубатора легкими отрицательными ионами и озоном. Она способствует снижению концентрации пыли и микроорганизмов в воздухе инкубатора. Однако метод аэроионизации имеет ряд недостатков: очистка воздуха инкубатора сопровождается осаждением пыли и микроорганизмов на поверхности яиц и оборудования. Эффективность очистки и обеззараживания воздуха незначительна [22,41,42,43].
Анализ процесса образования озоновоздушной смеси в инкубационной камере, оснащенной системой озонирования
В общем, виде структурная схема озонирования воздуха в инкубационной камере представлена нарис. 2.1. [102.103,104]. На основе структурной схемы, уравнение материального баланса озона в камере инкубатора для интервала времени t, t + dt будет иметь следующий вид где dm - изменение количества озона в камере; dm] - количество озона, поступающее в камеру с приточным воздухом; dm2 — количество озона, генерируемое в камеру озонатором; dm3 - количество озона, удаляемое из камеры с вытяжным воздухом; dm4- количество озона, расходуемое в камере. 1- озонатор; 2- инкубационная камера; к - кратность воздухообмена; v - объем инкубационной камеры; С - концентрация озона в воздушной среде инкубатора; Со - концентрация озона в воздухе внешней среды; Сі -концентрация озона на выходе озонатора; Сн - начальная концентрация озона в воздухе инкубационной камеры Решение уравнения (2.4) рассмотрим при следующих допущениях: озон, поступающий в камеру, мгновенно перемешивается в воздушной среде камеры и его концентрация одинакова по всему объему камеры. Тогда можно записать следующую систему уравнений: где К - коэффициент, учитывающий расход озона в камере, зависящий от температуры и влажности воздуха в камере, состояния ее внутренней поверхности и количества яиц. Для dm2 можно записать: Выражение (2.6) справедливо при допущении, что производительность озонатора по озону постоянна во времени при неизменных его режимных и конструктивных параметрах. Данное допущение основано на результатах анализа литературных данных по процессу образования озона в коронном разряде [103].
Подставим (2.5) и (2.6) в (2.4) получим дифференциальное уравнение вида Разделив обе части уравнения (2.7) на vdt получим дифференциальное уравнение изменение концентрации озона в воздушной среде камеры во времени Решив уравнения (2.8) при начальных условиях t = 0, С = Сн, получим аналитическое выражение изменения во времени концентрации озона в воздушной среде камеры В реальных условиях в воздухе цеха инкубации концентрация озона практически равна нулю, а, следовательно, в момент начала работы установки будет равна нулю и начальная концентрация озона. При Со= 0, С„ = 0 выражение (2.9) примет следующий вид Анализ уравнения (2.10) показывает, что установившееся значение концентрации озона в воздухе камеры при t— оо равно В общем случае количество, генерируемое озона озонатором, равно где к\ - коэффициент пропорциональности; I- ток коронного разряда; Q - объемный расход воздуха. С учетом того, что Q = kv , (2.12) можно записать как Подставив (2.11) в (2.9) и разрешив уравнение относительно /, получим аналитическое выражение для определения тока короны озонатора, который обеспечивает необходимый уровень концентрации озона в воздушной среде инкубационного шкафа Одной из основных задач при проектировании озонатора является снижение удельных энергозатрат на производство озона и металлоемкости аппарата. При известной рекомендуемой концентрации озона в воздушной среде инкубационного шкафа нор = уст и основных параметров системы озонирование V, Аг, Л.,/ по (2.14) можно определить значение тока короны озонатора/, при котором система озонирования обеспечивает нор .
Лабораторные исследования опытного образца коронно-разрядного озонатора-электрофильтра
Для проведения комплексных испытаний КРОЭ в лабораторных условиях использовался экспериментальный стенд, в основу которого был положен опытный образец «коронно-разрядного озонатора-электрофильтра» с вентилятором. Схема экспериментального стенда с используемыми измерительными приборами представлена на рисунке 3.2. Приборное оснащение стенда включало в себя: - источник высокого напряжения:ПВС-60/10; - киловольтметр С-196; - миллиамперметр Ml 09/1; - счетчик аэрозольных частиц ПК.ГТА 0,3-002 (шесть каналов по размерам частиц 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,8; 1,0 мкм; диапазон измеряемой концентрации аэрозоля - 0- -350000 частиц в литре; предел допустимых значений относительной погрешности(б) для пробы на анализ ±10%; объем аэрозольной пробы - 0,1; 1,0; 10 литров); погрешности(у) не более ±20%; расход газа потребляемого на анализ 1,8±0,2 л/мин - измерение температуры воздушного потока и его скорости осуществлялось прибором типа testo 425 (t= 22С+_0,5С, u= 2м/с±0,13м/с, и= 8м/с ±0,43м/с). - газоанализатор озона 3.02П-Р №25-3-01 (диапазон измерений Оз = 0 -500 -500 мкг/м3; предел допустимых значений основной приведенной погрешности(у) не более ±20%; расход газа потребляемого на анализ 1,8±0,2 л/мин измерение температуры воздушного потока и его скорости осуществлялось прибором типа testo 425 (t= 22С±0,5С, u= 2м/с±0,13м/с, и= 8м/с ±0,43м/с). Изучение ВАХ опытного КРОЭ. Задачи по определению рациональных геометрических параметров коронирующих электродов решались ранее многими исследователями [44,60,66,83,105]. Однако данные задачи решались для коронирующих электродов промышленных электрофильтров. Оптимизация параметров проводилась с целью улучшения равномерности распределения плотности тока короны в разрядном промежутке. Методика оценки оптимальных геометрических параметров коронно- разрядной системы сводилась к экспериментальному определению зависимостей I (ток короны) и V (равномерность распределения тока) от переменных параметров системы и их функциональному исследованию.
О равномерности распределения тока короны в разрядном промежутке судили по его распределению на поверхности осадительного электрода. В нашем случае, исходя из критерия производительности озонатора (см. 2.1.) необходимо стремиться к максимизации удельного объемного тока короны. В эксперименте использовался опытный образец КРОЭ, геометрические параметры коронирующей системы которого, были определены в предварительных исследованиях. Для снятия ВАХ опытного образца КРОЭ на коронно-разрядную систему подавалось напряжение с шагом 0,5 кВ и фиксировалось значение тока короны. Опыты проводились в трех повторностях, после чего определялось среднее значение тока короны 1ср. Исследование озоно-токовых характеристик КРОЭ. Данные характеристики являются основными для озонатора, они позволяют создать автоматическое управление технологическим процессом. Экспериментально изучались две характеристики озонатора: первая - зависимость концентрации озона на выходе озонатора от тока короны, вторая - зависимость количества генерируемого озона КРОЭ в единицу времени от тока короны. Для снятия данных характеристик на коронно-разрядную систему озонатора подавалось напряжение с шагом 0,5 кВ, при этом фиксировались значения тока и концентрация озона. Объемная скорость воздушного потока через озонатор поддерживалась постоянной на уровне Q = 293 м 1ч. Для получения второй зависимости, значения концентрации озона умножались на объемную скорость, в результате получали значение производительности аппарата по озону. Опыты проводились в трех повторностях с определением средних значений 03 ср и Кпоз Исследование степени очистки КРОЭ.
Целью исследования явилось изучение зависимости степени очистки КРОЭ от размера аэрозоля и объемной скорости воздушного потока. Объемная скорость воздушного потока в озонаторе регулировалась частотой вращения крыльчатки вентилятора за счет изменения напряжения на двигателе последнего. В начале эксперимента исследовалась воздушная среда в лаборатории, где проводились исследования. С пятикратной повторностыо измерялась концентрация аэрозоля в помещении, вычислялась средняя концентрация, которая принималось за исходную, т.е. концентрация аэрозоля на входе озонатора. Далее включался озонатор и при фиксированном значении объемной скорости воздушного потока, измерялась концентрация аэрозоля, соответствующего размера, на выходе озонатора. По известному выражению рассчитывалась степень очистки для каждой ПОВТОрНОСТИ, ПОСЛе ЧЄГО ОПреДеЛЯЛОСЬ Среднее Значение Гср Целью данного исследования являлось изучение работы опытного КРОЭ в производственных условиях и целесообразности использования данной технологии на предприятиях АПК. Программой исследований предусматривалось: 1) исследование процесса озонирования воздушной среды инкубатора «Универсал 55»; 2) исследование влияния системы КРОЭ на микробную загрязненность воздушной среды инкубатора; 3) исследование влияния системы КРОЭ на эмбриональное развитие цыплят.
Определение рациональных геометрических параметров коронно-разрядной системы
Учитывая то, что производительность коронно-разрядной системы по озону возрастает с увеличением тока коронного разряда, рациональные геометрические параметры данной системы определялись исходя из обеспечения максимума тока короны. Решение данного вопроса связано, прежде всего с выбором расстояния между коронирующими электродами d и межэлектродного расстояния h. Как показал анализ результатов предварительных экспериментов приведенных в п. 4.1.2 при уменьшении расстояния между коронирующими электродами растет общий ток короны за счет увеличения количества коронирующих электродов. Однако, как уже отмечалось ранее, с уменьшением расстояния между электродами растет напряжение начала коронирования за счет взаимного экранирования. Ток короны с каждого коронирующего электрода при этом уменьшается. В результате действия противоречивых факторов увеличение общего тока за счет возрастания числа коронирующих электродов и уменьшения тока с каждого электрода из-за взаимного экранирования электродов, максимальный объемный удельный ток короны наблюдается при соответствующем оптимальном соотношении h и d. В [83] предлагается определять рациональное соотношение между h и d по формуле: На рис. 4.6 представлены результаты экспериментальных исследований зависимости \ = f (h,d) при диаметре коронирующих электродов 0 = 0,25 мкм (см. 4.1.1.). Анализ полученных результатов показывает, что при h = 26,25 мм и d = 52 мм удельный объемный ток короны достигает максимального значения и составляет 270 мА/м , а это практически на 27% в среднем превышает удельный объемный ток короны известных аппаратов ЭИТ [1 13,1 14.1 И].
На основе полученных экспериментальных данных, литературных источников и личного опыта конструирования аппаратов ЭИТ сельскохозяйственного назначения было принято решение по выбору рационального значения d и h коронно-разрядной системы для КРОЭ: - межэлектродное расстояние h = 25 - 27 мм; - расстояние между коронирующими электродами d = 50 +- 52 мм. Таким образом, рекомендуемое соотношение между h и d будет находиться в пределах: На основе экспериментальных данных в п. 4.1 настоящей работы, литературных источников [83,114,116] и ряда теоретических положений был разработан и изготовлен опытный образец коронно-разрядного озона гор-электрофильтра. Опытный КРОЭ включает в себя: коронирующую систему, предфильтр, вентилятор. Основные геометрические параметры коронно-разрядной системы были приняты следующие: - коронирующая система «ряд проводов между плоскостями»; - количество каналов -4; - межэлектродное расстояние h = 26,25 мм; - диаметр коронирующего электрода Ф = 0,30; - расстояние между коронирующими электродами d = 51мм; - размеры осадительного электрода 238 310мм. В качестве предфильтра был использован оцинкованный перфорированный лист размером 230 310 мм. Габариты установки (без источника высокого напряжения) 0,26 0,24 0,32 м. Вес установки - 11 кг. Для проведения всесторонних исследований опытного образца озонатора вентилятор установки позволял плавно изменять объемную скорость воздушного потока за счет регулирования скорости вращения крыльчатки вентилятора. При изменении напряжения на электродвигателе вентилятора в пределах 80-К230 В скорость воздушного потока в озонаторе изменялась от 1,7 до 4,72 м/с, объемная скорость от 81 до 301 м /ч.
