Введение к работе
Актуальность темы.
Эффективность использования солнечной энергии, количественная характеристика которой обусловлена радиационно-климатическими условиями данной географической местности, в большей степени зависит от того, насколько успешно будет решена задача устранения или компенсации двух основных недостатков солнечой радиации — слабой концентрации и прерывистости ее хода, требующих осуществления специальных мер (концентрация радиационной энергии, ее аккумулирование или устройство дублеров в преобразовательньх системах). Очевидно, что по мере получения оптимальных технических решений в отмеченном направлении и обострения чувства постепенного уменьшения запасов органического топлива в мировом масштабе, экономическая целесообразность использования солнечной энергии станет аксиомой.
Судя по результатам анализа современного состояния и объемов использования солнечной энергии в масштабах всей планеты, это время настало, свидетельством чему существование в большинстве экономически развитых- странах крупнейших солнечных электростанций, гели-оводонагревательных и воздухонагревательных- комплексов, различных преобразовательных систем солнечной энергии, успешно эксплуатируемых почти во всех сферах деятельности человека.
К сожалению, Республика Армения, имеющая наиблагоприятней-шио условия для широкого использования солнечной энергии, не входит в числ<~> таких стран.
Наблюдаемая за последние 2-3 года тенденция восстановления в республике традиций эффективного использования солнечной энергии конечно следует приветствовать. Однако необходимо учитывать, что потерянные годы "бездействия" имели крайне отрицательные последствия; часть разработок потеряли свою актуальность, другие морально устарели, а остальные требуют совершенно нового подхода к решению проблем в сложившейся ситуации.
В связи с этим изыскание новых технологических принципов и разработка преобразователей солнечной энергии для фермерских и крестьянских хозяйств РА является актуальной задачей, имеющей научно-практическое значение.
Цель работы и задачи исследований. Целью настоящей работы является обоснование параметров и разработка преобразователей солнечной энергии для ігх использования в технологических процессах переработки сельскохозяйственных продуктов.
Поставленная цель достипгута решением нижеследующих задач исследований;
теоретическое обоснование параметров преобразователей солнечной энергии водо- и воздухонагревательных систем для современных сельскохозяйственных перерабатывающих предприятий;
теоретическое обоснование параметров установки для солнечной сушки сельскохозяйственных материалов на базе культивационного сооружения ;
разработка программы, методики и конструкции технических средств для экспериментальных исследований;
экспериментальное обоснование теплотехнических характеристик модуля гелиовоздухонагревателіной установки для сушки сельскохозяйственных материалов;
экспериментальное обоснование параметров водо- и воздухонагревательных коллекторных преобразователей солнечной энергии;
экспериментальное обоснование параметров установки для солнечной сушки плодов на базе культивационного сооружения;
- производственное испытание разработанных технических средств и
""обоснование их экономической эффективности.
. Объект и материал исследований. Материалом и объектами исследований служили;
плоды абрикоса сортов Ереваки и Сатени, персиков сорта Лодз и Наринджи, груш сорта Антаранн Гегецкуи и Малача, а также слив сортов Ренклод Алтана и Венгерка Итальянская, выращенные в условиях Араратской, Армавирской, Котайкской и Арагацотнской областей РА;
лабораторная экспериментальная гелиоводонагревательная установка;
лабораторные гелиовоздухонагревательные модули и лабораторно-производственная воздухонагревательная установка;
производственная установка д^я солнечной сушки плодов на базе культивационного сооружения, построенная в селе Казараван Арагацотнской области РА.
Методика исследований. В ходе теоретических и экспериментальных исследований использовались общеизвестные методики исследований тепло и массообменных процессов, общих теплотехнических экспериментальных исследований, основ системного анализа процессов тепло- и массопереноса, основ математических методов планирования эксперимента и планирования эксперимента при поиске оптимальных условий, а также теории подобия.
Результаты этих исследований обрабатывались согласно методикам теории вероятностей, теории подобия и математической статистики.
Научная новизна. Обобщены результаты научных исследований по вопросам рационального использования солнечной энергии в различных отраслях народного хозяйства, выявлены общие направления
развития гелиотехники и перспективность ее использования для осуществления ряда технологических процессов в сельскохозяйственном производстве.
Теоретическими исследованиями обоснованы параметры коллекторных преобразователей солнечной энергии и культивационного сооружения для солнечной сушки сельскохозяйственных продуктов. Разработана математическая модель и методика расчета водо- и воздухонагревательных установок для сушильных сооружений сельскохозяйственного назначения.
На основании анализа дифференциального уравнения баланса вла
ги и тепловыделений в культивационном сооружении, при сушке в нем
продуктов растительного происхождения, получена расчетная зависи
мость, устанавливающая связь между такими определяющими парамет
рами как величина влаговыделений и мощность вентиляционной сис
темы установки, и позволяющая с высокой достоверностью и необхо
димым уровнем точности определить как кратность воздухообмена, так
и продолжительность работы вентиляционной системы; обеспечивающей
требуемые для сушки оптимальные параметры микроэлемента внутри
сушильного сооружения. '
Экспериментальными и опытно-производственными исследования; ми доказана высокая достоверность результатов теоретических исследований, выявлены технико-экономические к качественные показатели работы разработанных технических средств.
Практическая ценность работм и реализация ее результатов.
Практическая ценность работы заключается в возможности широкого использования ее результатов при расчете и проектировании сушильных установок широкого профи.ля на базе гелиопреобразователей солнечной энергии.
Реализация результатов исследований осуществлена путем разработки и внедрения в производство таких технических средств как гели-оводонагреватель, гелиоколлек горный воздухонагреватель и культивационное сооружение для солнечной сушки плодоовощной продукции.
Первые два технических средства в .виде опытных образцов, внедрены в производство ЗАО "Сельмаш"' г. Егвард, Котайкской области, а последнее построено и передано для производственной эксплуатации в селе Казараван Арагацотнской области РА.
Отдельные положения диссертационной работы приняты инженерным и агрономическим факультетами Армянской сельскохозяйственной академии для использования в ходе преподавания курсов "Сельскохозяйственные машины" и "Технология сушки".
Апробация работы. Основные положения, диссертации доложены:
- на ежегодных научных конференциях аспирантов профессорско-преподавательского состава Арм СХА (1993-1999гг)
на международной научной конференции "Аграрная наука и преобразования на пороге XXI века" (Ереван 1998г)
на совместном заседании кафедр "Сельскохозяйственные "машины, автотракторы и транспортные перевозки",
"Механизация сельскохозяйственного производства" и "Технология переработки продукции растениеводства" Арм СХА.
Публикации. Основные положения диссератации опубликованы в шести научных работах.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 165 страницах текста компьютерного набора, содержит 54 рисунка, 17 таблиц и состоит из введения, четырех глав, общи: выводов и рекомендаций, пяти приложений и списка использованнол литературы, включающего 120 наименований.
