Введение к работе
В современном промышленном мясном животноводстве одной из нерешенных проблем остается создание оптимальных условий содержания животных в замкнутом помещении. При высокой концентрации поголовья на единицу площади происходит ухудшение состава воздуха, который загрязняется аммиаком, сероводородом, углекислым газом, органическими соединениями и пылью. В результате увеличивается падёж, снижаются прирост массы и сохранность животных, возрастает риск распространения аэрогенных инфекций.
Нормируемый воздухообмен в животноводческих помещениях осуществляется с помощью механической принудительной приточно-вытяжной системы вентиляции.
Животноводческая отрасль является довольно энергоёмкой и основная часть энергии, около 50 %, расходуется на поддержание нормируемого микроклимата.
В переходный и холодный периоды года нагнетаемый в животноводческие помещения воздух необходимо подогревать. На данные цели тратится 60-80 % всей тепловой энергии, расходуемой на комплексах. В то же время из помещений наряду с вредными веществами с вентиляционным воздухом в атмосферу выбрасывается значительное количество теплоты (90 % от общих теплопотерь зданий). Если учесть, что отопительный сезон на большей части территории России длится шесть - девять месяцев, то важность проблемы обогрева животноводческих помещений становится очевидной.
Таким образом, в условиях интенсивного развития промышленного животноводства важной инженерной задачей является создание таких вентиляционно-отопительных систем (ВОС), которые в сочетании с комплексом научных и практических мероприятий, снижающих энергозатраты на создание микроклимата обеспечивали бы необходимые зоогигиенические условия содержания животных.
К наиболее перспективным способам повышения экономичности ВОС является утилизация теплоты, удаляемой из помещения с вентиляционным воздухом, за счёт использования системы рециркуляции воздуха. Однако при этом происходит накопление пыли, микроорганизмов и вредных газов в воздушной среде помещения. Таким образом, необходимо применять схему рециркуляции воздуха с его очисткой от вредных компонентов.
Работа выполнена в соответствии с общероссийской федеральной программой «Энергоэффективная экономика» раздел "Энергоэф-
фективность в сельском хозяйстве" (постановление Правительства РФ от 17 ноября 2001 г. № 796), приказом Минсельхоза РФ от 25 июня 2007 г. № 342 "О концепции развития аграрной науки и научного обеспечения АПК России до 2025 года" и «Государственной программой развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2008 - 2012 годы», утверждённой постановлением Правительства Российской Федерации от 14 июля 2007 г. № 446.
Цель работы - повышение эффективности очистки рециркуляционного воздуха с помощью электрофильтра от пыли, микроорганизмов и вредных газов за счёт использования абсорбирующего свойства жидкости.
Задачи исследования
Выполнить теоретический анализ процессов очистки и обеззараживания рециркуляционного воздуха животноводческих помещений в мокром однозонном электрофильтре.
Разработать методику расчётов основных параметров мокрого однозонного электрофильтра.
3.Исследовать основные технические характеристики мокрого однозонного электрофильтра в лабораторных условиях.
Исследовать основные технические характеристики мокрого однозонного электрофильтра в производственных условиях.
Определить влияние мокрого однозонного электрофильтра на основные производственные показатели в животноводстве.
Объект исследования - процессы очистки и обеззараживания рециркуляционного воздуха животноводческих помещений с помощью мокрого однозонного электрофильтра.
Предмет исследования - закономерности процессов очистки и обеззараживания рециркуляционного воздуха в мокром однозонном электрофильтре, связь параметров мокрого однозонного электрофильтра с его выходными показателями.
Методологическая и теоретическая основа исследования: в основу данной работы легли труды Возмилова А.Г., Файна В.Б., Иза-кова Ф.Я., Кирпичниковой И.М., Ивановой С.А., Звездаковой О.В., Деля М.В., Байдукина Ю.А., Першина А.Ф. и других, внесших неоценимый вклад в развитие науки об электроочистке и электрообеззараживании воздуха.
Достоверность полученных результатов
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается использованием известных теоретических положений и апробированных экспериментальных методов исследований; математической модели процесса электрофильтрации и озонирования воздушной среды помещения, дифференциальных и алгебраических уравнений, составленных на ее основе.
Научная новизна основных положений, выносимых на защиту:
Получены аналитические зависимости определения эффективности систем очистки воздуха от микроорганизмов и вредных газовых составляющих.
Разработана методика расчета основных параметров мокрого однозонного электрофильтра.
Получены результаты комплексных испытаний мокрого электрофильтра в лабораторных условиях.
Получены результаты комплексных испытаний мокрого электрофильтра в производственных условиях.
В результате проделанной работы доказана практическая целесообразность и экономическая эффективность очистки рециркуляционного воздуха мокрым однозонным электрофильтром в помещениях для содержания животных.
Практическая значимость работы и реализация её результатов
Разработаны рекомендации по расчёту и конструированию мокрого однозонного электрофильтра.
На основе теоретических и экспериментальных результатов исследования разработан мокрый однозонный электрофильтр для очистки рециркуляционного воздуха животноводческих помещений от пыли, микроорганизмов и вредных газов.
Мокрый однозонный электрофильтр прошел производственную проверку на свинокомплексе ООО «Совхоз Каштак» (г. Челябинск) и Красногорском свинокомплексе (г. Красногорск, Челябинская обл.).
Результаты теоретических и экспериментальных исследований используются в учебном процессе Челябинской государственной аг-роинженерной академии, Тюменской государственной сельскохозяйственной академии и Тюменского лесотехнического техникума.
Апробация работы. Результаты теоретических и экспериментальных исследований доложены и одобрены на ежегодных научных
конференциях ЧГАУ (Челябинск, 2007-2010 гг.); на расширенном заседании кафедры «Энергообеспечение сельского хозяйства» ТГСХА (Тюмень, 2010 г.)
Публикации. По основному содержанию диссертационной работы опубликовано 8 научных статей, в том числе четыре статьи в изданиях, рекомендованных ВАК. Получены два патента РФ на изобретение, один патент РФ на полезную модель.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы (63 наименования), 6 приложений; содержит 103 страницы основного текста, в том числе 32 рисунка и 6 таблиц.
