автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.03, диссертация на тему:Разработка средств нормализации микроклимата и снижения концентрации пыли в кабинах тракторов

МОСКОРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ АВТОМОБИЛЬНОГО И ТРАКТОРНОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ

ОД

на правах рукописи

НОДИРОВ ШОДИЁР КАЛКАНОШЧ

УДК 629.114.2:628.511.4.87.001.5(043.3)

РАЗРАБОТКА СРЕДСТВ НОРМАЛИЗАЦИИ МИКРОКЛИМАТА И СНИ5ЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ПЫЛИ В КАБИНАХ ТРАКТОРОВ

Специальность 05.05.03 - Автомобили и тракторы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА - 1994

Работа выполнена в Московской Государственной Академии автомобильного и тракторного машиностроения (МАШ) и Таюсентском институте инженеров ирригации и механизации сельского хозяйства (ТИИИМСХ).

Научные руководители: - академик Академии сельского

хозяйства Республики Узбекистан д.т.н., проф. Вддашев Ш.У.

-к. т.н., старший науч}шй сотрудник В.А.Михайлов

Офвцвальные оппоненты: - доктор технических наук,

профессор О.Я.Кокории

- кандидат технических наук, доцент Ю.А.Феофанов

Ведущее предприятие: Ташкентский тракторный завод

Защита состоится " 14 " декабря 1994 г. в 14 часов на заседании специализированного Совета К 063.49.01 по присуждению ученой степени кандидата технических наук Московской Государственной Академии автомобильного и тракторного машиностроения (МАШ) по адресу 105839, Москва, ул. Б. Сеыеновскаи 36.

С дяссертацей можно ознокомиться в библиотеке МАШ.

Ваш отзыва в 2-х экземплярах, заверенные печатью, просим направить по указанному адресу.

Автореферат разослан 4 ноября 1994 I'.

Ученый секретарь специализированного Совета Порядков В.И.

/

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Однии из ключевых вопросов обеспечешя безопасности иизнедеятельности и коыфортабельнос-ти условий труда тракториста являются нормализация микроклимата кабины и снинение в её воздухе концентрации пыли с учетом ухудшения экологической ситуации в сальско хозяйственном производстве б результате накопления в почве специфических примесей (гербицидов, пестицидов, ядохимикатов, цинеральных удобрений и др.). Особенно остро эта проблема стоит в условиях высокой внешней температуры воздуха, когда нормализовать температурный рении на рабочей месте только за счет вентиляции невозможно. В связи с этим необходим новый подход при практическом решении указанной проблемы с учетом специфики работы оператора на сельскохозяйственных тракторах.

Нормируемые ГОСТ 12.2.120-88 температурно-влажностше параметры и концентрация пыли в воздухе кабины могут быть обеспечены лишь с учетом комплекса технических мероприятий, включающих в себя её рациональные пассивную тепловую защиту, систему для тепловлахностной обработки приточного воздуха в высококачественной "очистки воздуха кабины от мелкодисперсной пыли.

В работе показаны пути решения указанной комплексной проблемы на примере хлопководческого трактора, условия эксплуатации которого отличаются особенной напряженностью, и где эта проблема, по существу, до настоящего времени полностью не решена.

Реальное воплощение необходимого комплекса технических средств для нормализации микроклимата и снижения концентрации пыли в кабинах тракторов связано с необходимостью аналитического и экспериментального иэучошя

факторов, обусловливающих их формирование при эксплуатации в

*

условиях высокой внешней температуры и запыленности, оценки их влияние на конструктивные параметры как соответствующих систем, так и кабины в целом. Лишь в результате этого могут быть объективно обоснованы и выбраны пути решения указанной проблемы с помощью технических средств рациональных с точки зрения обеспечения достаточной эффективности действия и

наиболее дешевых с учетом возможности быстрой реализации для массового использования на сельскохозяйственных тракторах.

Цель работы. Обоснование рационального варианта комплекса средств нормализации микроклимата и снижения концентрации пыли в кабинах тракторов, разработка и экспериментальнное подтверждение эффективности предложенных технических средств.

Поставлены задачи исследований:

1. Анализ факторов, влияющих на формирование иикроклимата и запыленности воздуха в кабине трактора при его эксплуатации в жарких климатических условиях.

2. Анализ существующих конструкций кабин и средств нормализации микроклимата (СНМ) тракторов, оценка микроклимата и запыленности воздуха в них с учетом специфики эксплуатации.

3. Расчетно - теоретические исследования влияния определяющих факторов внешней среды на показатели СНМ, параметры микроклимата и запыленности воздуха в кабине.

4. Разработка конструктивных элементов, улучшающих теплозащитные а пылезащитные свойства кабины, и оценка эффективности разработанных технических решений.

5. Разработка и оценка показателей СНМ необходимой производительности и повышенной эффективности очистки воздуха.

6. Производственная проварка разработанных технических решений по улучшению микроклимата и снижению концентрации пыли на рабочем месте оператора.

Научная новизне. Разработаны математические модели наиболее тепло - й~ пиленагрухенных поверхностей кабины, учитывающие организацию около них целенаправленного движения охлажденного воздуха из кабины дДл его утилизации с целью тецлосъема и удаления пыли. Разработана программа для ЭВМ и исследован теоретически вопрос повышения эффективности работы адиабатного воздухоохладителя кабины путей применения орошаемой насадки регулярной структуры с турбулизаторами, что дает возможность выбрать её необходимые параметры. Разработана программа для ЭШ и исследован теоретически процесс очистки воздуха от пшш во влажной насадке

регулярной структуры адиабатного воздухоохладителя. Обосновано применение водоиспарительного воздухоохладителя повышенной производительности для снижения температуры и одновременной высокоэффективной дополнительной очистки от пыли приточного воздуха. Показано, что комплекс технических новшеств, включающих усовершенствованные кабину и воздухоохладитель, позволяет обеспечить на рабочем месте оператора требуемый микроклимат и чистоту воздуха при эксплуатации трактора в тяжелых условиях, характерных для региона Средней Азии.

Практическая ценность. Совокупность выполненных теоретических й экспериментальных исследований дает возможность решать практически задачу комплексно. На основании проведенных исследований разработана оригинальная защищенная авторским свидетельством на изобретение конструкция кабины с вентилируемым полом, способствующая улучиени» ыикро1слимата и снижению запыленности воздуха на рабочем месте оператора в совокупности с адиабатным воздухоохладителем повышенной производительности.

Результаты работы приняты к реализации на Ташкентском тракторном заводе.

Апробация работы. Материалы диссертации обсуждались и были одобрены на научно-практических конфренциях в ТШИМСХ в 1969-1991 г.г., межрегиональных научно-практических конференциях молодых ученых и специалистов в г.Бишкеке (Фрунзе) в 1991, 1992 г.г. и в г. Алма-Ате в 1992 г., а также на заседаниях кафедр "Тракторы и автомобили" (ТШИМСХ) в "Экология и безопасность жизнедеятельности" (МАМИ) в 1994 г.

Публикации. Основное содержание работы опубликовано в 17 печатных трудах (в том числе 10 авторских свидетельствах на изобретения).

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пятя глав, выводов, приложений и содержат 158 страниц машинописного текста, в том числе 37 иллюстраций, список литературы 12В наименований.

ОСНОВНЫЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении излагается актуальность работы и практическое значение исследуемого вопроса. Дается краткая аннотация нового, что сделано автором в исследовании проблемы и основные положения, выдвигаемые для защиты.

В первой главе "Состояние вопроса и задачи исследования" рассматриваются условия труда операторов сельскохозяйственных транспортных средств и отмечается, что ключевым вопросом в их улучшении являются микроклимат и запыленность воздуха на рабочем месте. В этом направлении выполнена определенная работа в специализированных организациях и институтах НАТИ, ВИСХСМ, ВЦНИИОТ, САИЫЭ, ЛОТ!, ТШИМСХ, ГСКВ по машинам для хлопководства и др., а также специальными конструкторскими бюро на тракторных заводах МТЗ, ТТЗ, ХТЗ и др.

На основе изучения трудов Арефьева В.А., Богословского В.М., Вялого Б.И., Вальдмана Г.С., Гусевой C.B., Кальчен-ко Б.И., Карписа Е.Е., Кожемякина A.A., Кокорина О.Я., Малинина Е.А., Маляренко Л.Г., Михайлова В.А., Михайлова U.B Набиулина Ф.А., Прохорова В.И., Сайченко Я.Н., Сидорова В.П. Фролова A.A., Хохрякова В.П., Шевченко A.D. и др. выявлены факторы, влияющие на формирование микроклимата и запыленности воздуха в кабине и составлена их структура.

Так микроклимат в теплое время зависит от теплопоступ-лений в кабину (обусловлены, в частности, климатическими условиями места эксплуатации машины, расположением её кабины, степенью отработанности пассивной тепловой защиты, интенсивностью тепловыделений внутри кабины и др. ) и принятой системы нормализации микроклимата, т.е. средства снижения температуры приточного воздуха (парокоипрессаокные, турбодетавдерные, термоэлектрические и др. воздухоохладители ).

Запыленность воздуха на рабочем месте зависит от пылепоступления в кабину (внешние источника пылеобрэзования, расположение кабины на машине, характер распростронения запыленного воздуха вокруг кабины, расположение воздухозаборников СШ и о {Активность пылезащиты кабины, пыль, заносимая в кабшгу на обуви и одекде оператора) и принятой системы очистки воздуха от пыли (контактные

фильтры, центробежные, мокрые и комбинированные очистители, принудительное удаление, т.е. эксфильтрация запыленного воздуха из кабины н др.).

В кабинах современных тракторов реализован ряд мероприятий по снижения тешературы и очистке приточного воздуха от вредных примесей. Однако указанная проблема в ряде случаев не решается при эксплуатации машины в специфических условиях характерных, в частности для региона Средней Азии и других районов с высокой внесшей температурой и повышенной запыленностью воздуха. В связи с отмеченным,для определения путей решения существующей проблемы необходим дополнительный более углубленный анализ факторов, формируюцих параметры микроклимата и воздушной среды в кабине трактора с учетом специфики эксплуатации.

Во второй главе "Исследование формирования микроклимата в кабине и пути его улучшения" выполнен анализ особенностей эксплуатации трактора в карком климате не примере серийного трактора Т28Х4М и нового энергонасыщенного трактора' Т-ЮОХП, оснащенных современными кабинами с повышенной площадью остекления (около 65%) для обеспечения требуемой обзорности при выполнении агротехнических операций. При исследовании микроклимата в кабинах этих тракторов, оснащенных как пассивными (теплозащитные стекла, экран над крышей, солнцезащитный козырек около заднего стекла, теплоизоляция непрозрачных поверхностей) так и активным средством (водоиспарительный адиабатный воздухоохладитель ВТ-400), выявлены невысокие теплозащитные качества этого комплекса, основными причинами которого являются недостаточно эффективная работа воздухоохладителя и нерацианельная, в частности с точки зрения теплосъема, организация воздухообмена в кабине.

Проведен анализ и намечены пути повышения качества Функционирования указанного комплекса с учетом характера работы оператора, от которого в значительной мере зависит нормирование и выбор температурно-влахностных параметров микроклимата.

На основе анализа соответствующих публикаций показано, что для условий работы при высокой наружной температуре с учетом прерывистого характера деятельности оператора (частое

чередование пребывания его в кабине и вне её) принято, что для исключение простудных заболеваний нормировать параметры микроклимата в кабине сельскохозяйственного трактора целесообразно по предельно-допустимому состоянию, что согласуется с ГОСТ 12.2.120-88. Это является предпосылкой к выбору наиболее простых по конструкции СНМ, какими в частности, являются водоиспарительные воздухоохладители, одним из положительных качеств которых является возможность мокрой очистки воздуха от мелкодисперсной пыли.

Однако эффективность работы таких систем зависит от внешних температурно-влажностых условий. В связи с этим проведены исследования агроклимата с точки зрения его возможного влияния на микроклимат в кабине при использовании водоиспарительного охлаждения.

Кокориным О.Я. показано, что для эффективной работы установок такого типа влагосодержание наружного воздуха с1нне должно превышать 12-13 г/кг сухого воздуха. Отмечено, что воздухоохладитель ВТ-400 кабин хлопководческих тракторов с номинальной подачей приточного воздуха Ьп= .400 м3/ч был спроектирован для применения в районах эксплуатации с влагосодержанием наружного воздуха £ 10 г/кг сухого воздуха, что практически соответствует расчетной величине (1Н рАсч для сухого жаркого климата региона Средней Азии, принятой в практике разработки стационарных систем кондиционирования воздуха.

Вместе с тем хлопководческие тракторы, в основном работают на орошаемых землях и на полях, засеянных высокостебельными техническими культурами, где из-за испарения воды во внешний воздух его влагосодержание существенно повышается по сравнению с принятом с!н раСч. При этом изменение теыпературно-влажностных параметров агроклимата по высоте имеет ярусный., характер и критично по отношению к параметрам общего 'метеорологического климата местности до высоты примерно 2 ы, т.е. по существу до уровня крыши кабинх-:, где осуществляется забор воздуха охладителем. Как показали исследования, реальное влагосодержание воздуха около кабины е поле может превышать 13 г/кг сухого воздуха.

Проведенная оценка обеспечения нормируемых параметров микроклимата в кабине, оборудованной водоиспарительными

воздухоохладителями различных модификаций (прямого, косвенно -прямого и косвенного испарительного охлавдешл с термоэлектрическим доводчиком) в условиях жаркого сухого климата выявила некоторой розерв эффективности испсин.зования таких установок, что дает предпосылки для возможности применения их в более влаянсм климате. При этом, учитывая простоту и относительную дешевизну конструкции, наиболее предпочтительно направление по совершенствованию системы прямого испарительного охлаждения. Однако это ставит задачу по принятию рациональной глубины снине1шя температуры приточного воздуха при ограничении степени его увлажнения (характеризуется соответствующей величиной коэффициента эффективности Ед) и выбору необходимой при этом производительности системы как с точки зрения компенсации теплопритоков в кабину, так и с позиций обеспечения в ней избыточного давления, блокирующего поступление в рабочую зону запыленного воздуха снаруки.

Исследованиями ряда авторов установлена зависимость производительности системы от тепловой нагрузки кабин, соотношение составляющих которой в тепловом балансе зависит от ряда причин, в том числе и конструктивных особенностей объекта. Выявлено, что в нашем случае основной причиной ухудшения микроклимата является проникающая солнечная радиация. Для оценки факторов, влияющих на тепловую нагрузку кабины в этих условиях и определения пути улучшения микроклимата, проведено математическое моделирование процесса теплопоступлений в воздух кабины от ей теплонагруженных непрозрачных внутренних поверхностей (НВП). На основе известных трудов, принимая определенные допущения, выведена зависимость, характеризующая изменение температуры НВП I от ряда факторов:

(5,3 + 3,6 /7в) 1н + (2,32 + 11,6 И7н)гн + А(1„„+ 1,ф> ,п=----—-(I)

2,23 / (5,3 + 3,6 /V, ) (2,32 + 11,6 А\|)

2

где: 1 - прямая радиация ия НВП кабины, Вт/м ;

1, - диффузная ргщигищя на НВП к.чбинм,Вт/м^;

- ю

А - поглощающая способность тела по отношению к

солнечным лучам; Ув - подвижность воздуха внутри кабины, м/с; Ун - подвижность наружного воздуха, м/с;

- температура воздуха в кабине,"о; гн - температура наружного воздуха, "С. Для оценки влияния указанных факторов на температуру поверхности кабины была составлена программа для обработки на ЭВМ формулы (I). Анализ результатов показывает, что с увеличением потока солнечной радиации Т на НВП, и увеличением температуры воздуха температура НВП, в частности температура пола 1; , повышается. Понижение её достигается при увеличении скорости воздуха Уци V около поверхности. Наиболее эффективное снижение 1; достигается при подвижности воздуха V =5-6 м/с, которая обеспечивается при производительности СНМ I, = 600-700 мл/ч.

Поскольку производительность воздухоохладителя зависит от конструкции и характеристик водоиспарительной орошаемой насадки, проведен соответствующий расчетнй-теоретический анализ.На основе изучения известных трудов в качестве объекта исследования принята насадка регулярной структуры из капиллярно-пористых сребренных пластин, процесс тепломассообмена в которых интенсифицирован. В результате теоретического обобщения выведена зависимость интенсивности охлаждения воздуха в насадке от ряда параметров.

0я= 92(-3,1257*4 67.045У + 39,48) (г.ЗХВнМг^ЗбН + 84,6)х х(6,206 Ю-3 у2- 90,83 Ю-3у + 49,96)(0.447А2-

-12.445А + 151,26) 10"8 лЬ ? (2)

где: У - скорость движения воздуха в каналах, м/с; Н - высота насадки, мм; у - угол наклона ребер, град; А ~ шаг расположения ребер, мм;

л1 - разность температур на входе и выходе из насадки,"С Г - площадь испарения, и .

Для оценки влияния каждой составляющей выведенной зависимости (2) на интенсивность охлаждения воздуха

составлена программа для ЭВМ. На основе этого, например, для насадки из реальных микропористых пластин иипласта с шагом между ребрами А=25 мм, их высоте Н=1,7 мм и углом наклона у=45 град, на указанную выше подачу воздуха 600-700 м3/ч рекомендована общая площадь испарения Г =2,6 м2 при глубине насадки 0,07-0,08 м при Ел на уровне 0,7-0,75 с учетом работы воздухоохладителя в условиях повышенного влагосодержания воздуха.

В третьей главе "Исследование и пути снижения запыленности воздуха в кабине трактора" проведен анализ влияния агрофона на формирование запыленности воздуха в кабине, выполнено расчетно-теоретическое исследование в части выбора путей по снижению концентрации пыли на рабочем иесте на примере хлопководческого трактора.

Показано, что наибольшая запыленность воздуха наблвдается при выполнении агротехнических операций по подготовке полей под посев и уборке сельхозкультур, особенно зерновых. При этом из-за высокой наружной запыленности воздуха необходимо оборудование СНМ достаточно эффективными средствами его очистки.

Особенностью пылеобраэования вокруг кабины хлопководческих тракторов является то, что все агротехнические операции проводятся в жаркий сухой период года, когда даже на хлопковых полях влажность почвы снижается, и при контакте с ней колес трактора и рабочих органов образуется ярусное пылевое облако, доходящее до уровня крыши кабины. При этом для энергонасыщенного скоростного трактора Т-100ХП с увеличенной площадью ходовой части запыленность воздуха вокруг кабины существенно выше, чем у трактора Т28Х4М.

Другим нэ менее важным фактором, приводящим к повышению запыленности воздуха на рабочем месте,являются комки почвы, грязи и пыли, заносимые оператором в кабину на обуви и одежде. Хронометраж выявил, что в процессе выполнения агротехнических операций (посев, внесение . удобрений, междурядная обработка и др.) оператор за смену покидает кабину в среднем 10-15 раз. Количественная статистика показала, что на полу кнбины при этом накапливается значительное количество комкон почвы, которые затем измельчаются обувью оператора н пыль, поднимаемую в воздух

кабины при работе СИМ. Уменьшить поступление вносимого в кабину источника пыли путем, например, изменения формы обуви или применения её очистки при входе нереально, и здесь требуется поиск иных более рациональных путей, в частности применение эксфильтрации запыленного воздуха из кабины.

На основе анализа модели пылевого баланса кабины с учетом вышеприведенных факторов на базе материалов исследований ряда авторов и принимая определенные допушения, вывели математическую зависимость коэффицента, характеризующего концентрацию пыли в эксфильтирируемом воздухе:

]п

Ск„ 1.

Сэ

(3)

г

У 3

где: I, - производительность СНМ, м /ч;

V - объем кабины, м3;

г - время эксфильтрации, час;

С - концентрация пыли в приточном воздухе, ыг/ы3; п

Сио- концентрация пыли в кабине, мг/м' .

Для обработки полученного выракзния (3) составлена программа для ЭВМ. В результате получены зависимости, позволяющие выбрать рациональные значения входящих в уравнение параметров с точки зрения необходимого Сэ. Наиболее эффективное значение С с учетом обеспечения нормируемой подвижности воздуха в кабине достигается при эксфильтрации воздуха из кабины 600-650 м3/ч. При этом необходимо, чтобы эксфильтрация воздуха из кабины была организована через наиболее запыленную поверхность, т.е. через пол в виде панели с отверстиями, суммарная площадь которых должна сохранять необходимое избыточное давление воздуха в кабине.

Одним из допущений при вывода приведенной выше зависимости являлось условие, что концентрация пыли в воздухе, поступающем в кабину из СКМ, незначительна. Для выполнения »того требуется повышенное качество очистки от шиш приточного воздуха, что в принципе мокет быть достигнуто при дополнительной его обработке в орошаемой насадке. Ка базе обобщения материалов известных

г

исследований, для анализа плоско-щэлевой насадки регулярной структуры с интенсификацией тепломассообмена, выведено

математическое выражение, характеризующее зависимость

коэффициента очистки от ряда параметров:

2 Р L 1

--»- <<>

К„ = I - е п 11 ф'

где: ) - длина (глубина) насадки, ш;

Р - коэффицвнт оребронности канала;

п - количества каналов, шт.;

h - высота насадки, iai;

ф - ширина канала, uu.

Для оценки п выбора необходимых параметров насадка составлена программа для обработки выражение (4) на ЭШ. Результаты показали, что с увеличением количества очищаемого воздуха 1,пзначени& Кксннжается, а при увеличении коэффнцента оребренности Р и при удлинении насадки коэффицент очистки воздуха Кк увеличивается. Приемлемое значение К^ достигается при производительности СНМ 600-700 и3/ч и длине изсадка 70-Й0 ш.

В четвертой главе "Экспериментальные исследования" определены объекты исследований, даны их характеристики, указаны программа и методика лабораторных испытаний, приведено описание стенда с необходимыми приборами.

Целью экспериментальных исследований являлось подаеркдение результатов теоретического анализа и оценка эффективности разработанного на их основе комплекса мероприятий по нормализации микроклимата и запыленности воздуха в кабине трактора.

При оценке эффективности сгагеения теипературы обрабатываемого воздуха е усовершенствованной насадке экспериментального воздухоохладителя повышенной производительности установлено, что при расходе воздуха Ln=600-?00 ыэ/ч и глубине насадки 70 ни (против 150 им у базового охладителя ВТ—Ю0) реально обеспечивался Ед не ниже 0,'<' пра приеыдзиоа аэродинамическом сопротивлении (65..75 Па).

При оцошса эффективности ороваенсй Н8садки по очзотко поэдуха от пыли на основе экспериментальных данных полуадни яэвисимости, представленные в вида графиков на рас.Î.

кк,%

90 96

30 60 90 120 C(i,ur/u3

Рис.1. Зависимости коэффициента очистки Кн воздухоохладителя от концентрации пылы Сн (I) и количества обрабатываемого воздуха Ln (2). Из приведенного следует, что при подаче воздуха Ln=600-700 м3/ч эффективность улавливания пыли насадкой достигала 98% и была не ниже 95%. Это достаточно высокий показатель, учитывая, что основная масса наружной пыли задерживается при работе СНМ в первой ступени, в частности, в контактном фильтре.

При оценке параметров микроклимата в экспериментальной кабине с модернизированным полом, снабженным сквозными вентилируемыми отверстиями (авт.свид. N1722929), эквивалентной диаметр которых определен по соответствующей номограмме РТЫ 23.1.462-78 на уровне 0(= 0,14-0,16 м, подучены зависимости, представленные в виде графиков на рис.2.

At.°C tn,°C' 4 50

3 ' 40

400 500 600 700 Ь(],м'7ч Рис.2. Изменение температуры пола tn (I) и перепада ; температур At (2> в зависимости от проиэводи-I теяьности СНМ Ln.

Из приведенного следует, что при L(i-600-700 м'*/ч обеспечивается достаточно эффективное снижение температуры поверхности пола в перепада температуры воздуха по высоте кабаны. При этом избыточное давление воздуха в кабине составляло 43...62 Па (допускается не менее 10 Па)

Про оценке запыленности воздуха в экспериментальной кабине, снабженной опытным воздухоохладителем повышенной, производительности (Ln=.650 ы3/ч, Ед=0,73), осуществлялся

- If. -

Ск,иг/м:3 в

6

400 500 600 700 Ln,u3/4

Рис.3. Изменение концентрации пыли Ск в зависимости от производительности СНМ L . занос на её пол определенного количества пыли и имитировалась вибрация кабины. В результате обработки эксперименталных данных получены зависимости, представленью в виде графиков на рис. 3.

Из приведенного следует, что подача воздуха

Ln=600-700 u'J/4 является рациональной с точки зрения снижения концентрации пыли в воздухе кабины путей эксфильтрации. Полученные результаты эсперименталышх

исследований подвервдают результаты теоретических предпосылок.

В пятой главе "Производственная оценка эффективности разработанных средств по нормализации ййкрошшмата а снижению запыленности воздуха на рабочем месте оператора" проведена комплексная оценка разработанных й реализованных на хлопководческом тракторе Т28Х4М кабины улучшенной конструкции с воздухоохладителем повышенной производительности. Испытания проводились в реальных полевых условиях эксплуатации по методике РТМ 23.1.462-78 и ГОСТ 12.2.002-82.

Температура в зоне дыхания тракториста практически находилась в пределах допустимых значений (не более 33 °С), а относительная влажность воздуха составляла ф = 66-72%, что допустимо для условий жаркого влажного климата при tH= 34,4 -41,4 °С и d( =15-17 г/кг сухого воздуха. Перепад температуры в кабине At составил 2,4°С (допускается 4 °С). Подвикность воздуха в кабине была в среднем 1,2 -1,3 м/с. Концентрации пылп в кабине в период испытаний составляла 2-2,8 иг/м'4, при запыленности около кабины трактора до 180 иг/м3.Избыточное давление АР в кабине составляло 30-43 Пл. Таким образом реализованный на тракторе комплекс тохначэскшс новшеств достаточно эффективен.

Социально-экономический эффект от применения рззрвбо-

tí-.

тати; технических средств улучшения условий труда операто-торов по ценам на сентябрь 1993 года составляет: Э = I40913 руб. на один трактор.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ PAOOTU И ВЫВОДЫ

1.B условиях сельскохозяйственного производства в жарком климате, несмотря на оборудование современных кабин тракторов средствами пассивной и активной тепловой защиты с очисткой приточного воздуха от пыли в СИМ, проблема нормализации микроклимата и оздоровление воздушой иреды на рабочей месте польностью не решена, и требуется более углубленное изучение проблемы, исходя из специфики работы оператора на сельскохозяйственном тракторе с учетом комплекса условий, определяющих выбор необходимых средств его защиты от вредных факторов.

2.Показано, что в современных тракторных кабинах со значительной площадью остекления основной причиной неблагоприятного микроклимата является проникающая солнечная радиация, воздействующая на непрозрачные внутренние панели в шдашй их части, кот.орые передают тепло внутреннему воздуху. Наибольшая запыленность воздуха наблюдается при выполнении ряда агротехнических операции , проводимых в жаркий период. При этом дополнительным источником существенного повышения запыленности воздуха после его очистки в СЯМ являются комки почвы, грязи и пыли, заносимые оператором л кабину на обуви, одежда и скапливающиеся в её нижней части.'

3.В условиях работы при высокой наружной температуре с учетом прерывистого характера деятельности оператора для исключения простудных заболеваний нормирование параметров микроклимата следует проводить по предельно-допустимому состоянию в соответствии с ГОСТ 12.2.120-88. Исходя из этого □ро выбора СИМ целесообразно использовать в кабине адиабатный воздухоохладитель, одним из положительных качеств которого является возможность мокрой очистки воздуха от мелкодисперсной пыли в орошаемой насадке.

4.Проведено математическое моделирование процесса тешюаоступлениа в воздух кабины от её теплонагрукенных. непрозрачных внутренних поверхностей,выведена математическая

зависимость их температуры от ряда факторов и составлена программа для ЭШ.

5.На основа анализа модели пылевого баланса кабины выведена математическая зависимость коэффицента, характеризующего концентрации пыли в воздухе кабины от ряда факторов и составлена программа расчета длл ЭЙД.

6.На основе математического моделирования тепло- и пыленагруиенных поверхностей кабины обоснована целесообразность организации около нижних панелей кабины направленного движения внутреннего воздуха для ого утилизации путём зксфильтрации с целью теплосъеиа в пылеудаления через перфорированную панель пола. При этом показано, что производительность СНМ должна составлять 600-700 м3/ч при суммарной площади вентилируемых отверстий 0,14 -0,16 н для обеспечения в кабине необходимого нормируемого избыточного давления.

7.На основании разработанной программы для ЭШ исследована орошаемая насадка регулрной структуры с интенсификация тепломассообмена с точки зрения обеспечения эффективности охлаждения и очистки воздуха от пыла. Рекомендована насадка из пластин миплвста глубиной 70-80 иа, обеспечивающая при подаче воздуха 600-700 иэ/ч глубину снижения температуры воздуха при Ед«=0,7-0,75 в степень очистки воздуха от пыли 95-98)5.

8.Совокупность выполненых теоретических и экспериментальных исследований позволяет решать практическую задачу выбора комплекса конструктивных мероприятий по нормализации микроклимата и снияению запыленности воздуха на рабочем месте. Разработана кабина (а.с. N1722929) с улучшенными тепло-пылезащитными качзствами, снабженная воздухоохладителем повышенной производительности с дополнительной очисткой пыли во влажной орошаемой насадке. Испытания этого коыплекса з реальных условиях эксплуатации трактора показала его достаточную эффективность.

9.Рекомендации диссертационной работе приняты Ташкентским тракторным заводом для реализации при иодорнязацкз сери&шх и проектировании перспективных хабая тракторов.

По теме диссертации опубликованы следушие работы:

1. 1*ихайлов В.А., Коди{юв Ш.К., Супрун A.C. Пути улучшения микроклимата в кабине трактора при работе в условиях Средней Азии. //Тракторы и сельхозмашины, 1991, N10, с. 20-22.

2. Нодаров Ш.К. Улучшение микроклимата на рабочем месте водатедя ИТА в условиях Средней Азии. Труды ТИШМСХ "Охрана труда при ыеханизированных работах в хлопководстве".Ташкент

1990, С.42-47.

3. Нодиров Ш.К. Кондиционирование воздуха в кабинах тракторов. //Трзасы док. науч. прак. конф. Часть Iii-Фрунзе,

1991, с. 76-77.

4. Ьлдошев Ш.У., Нодиров Ш.К. К вопросу повышения запыленности воздуха в кабине хлопководческих тракторов. // Тезисы III Межрегиональной научно-прак. конф. &шкек,1992, с.74-75.

5. Нодиров Ш.К., К вопросу динамики теплообмена кабин тракторов. //Тезисы док. науч. прак. конф. молодых ученых и специалистов СНГ, Алма-Ата, 1992, часть I, с. 42-43.

6. Нодиров Ш.К. Улучшение стабильности работы охладителя-отопителя ВТ-400.// Деп. во ВНИИТИ 5 (211) -М.: 1989.

7. Пулатов A.C. Нодиров Ш.К. Оценка показателей микроклимата в кабинах хлопководческих МТА. // Деп. во ВИНИТИ -М.: 1987, N9.

6. Нодиров Ш.К. Устройство для защиты от солнечного излучения кабины транспортного средства. A.C. СССР N1606358, БИ, 1990, N42.

9. Нодиров Ш.К., и др. Кабина транспортного средства, A.C. СССР N1632803 БИ 1991, N9.

10. Нодиров Ш.К., Корсун А.И. Кондиционер, А.С.СССР N1687466 БИ 1991, N40.

11. Нодирср Ш.К. Крыша кабины. A.C. СССР NI7I7459, БИ,

1992, NI2.1

12. Нодиров U.K.Кабина транспортного средства, A.C. СССР N1722929, ВД, 1992, N12.

13. Нодиров O.K.,и др.Устройство для уменьшения запыленности квбвш транспортного средства. A.C. СССР N1749082, БИ. N40 1992.

14. Нодиров Ш.К. Устройство д*я защиты от солнечного излучения кабины транспортного срэдства. А.С. СССР !Л'^пГ/'тт, БИ,

1992, 'СЛ7.

15. Нодиров Ш.К. Устройство для защиты от солнечного излучения кабины транспортного средства. A.C. СССР N1772003, БИ, 1992, »40.

16. Нодиров Ш.К. и Др. Транспортное средство. A.C. СССР in793263, БИ, 1993, N4.

17. Нодиров Ш.К., Михайлов В.А. и др. Воздухозаборник. A.C. СССР N1759665, БИ, 1992, N33.

Нодиров Шодиёр Калканович

"Разработка средств нормализоции микроклимата и снижения концентрации пыли в кабинах тракторов"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кадидата технических наук.

Подписано в печать 28.10.91. Заказ *Z6l

Тирвк 100. Формат 30x42/4.

Бумага типографическая. Бесплатно.

Типография МГП "ШФОГОРЕКЛАМИЗДАТ" Москва, Дмитровская и. 46. корп.2