автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Нормализация параметров воздуха птицеводческих помещений совершенствованием технологии пылеудаления

(Г\4 > П

САНКТ-ПБТЕРБУТГСИИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ// /\ / ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНШЁРСИТЕТ</' / // / ^

^ V кУ [/*<--

На правах рукопиои

! »

• I

ЗОШИН Владимир Ильич

НОРМАЛИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ВОЗДУХА ПТИДЕВОДЖЖЮС ПОМЕЩЕНИЙ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕМ ТЕХНОЛОГИИ ПЫЛЕУДАЛЕНИЯ

Специальность 05.26.01 Охрана труда

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - Пушкин 1995

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государство .шоп аграрном униве рои те те.

Научный руководитель: академик, заслуженный деятель науки и техшки РФ, доктор технических наук, профессор B.C. ШКРАЕАК

Научный консультант: кандидат технических наук, доцент . В.А. ЕЛШЕЙШ

Официалыше оппоненты: доктор технических наук А.П.КАЗШИР

кандидат технических наук B.C. ПЛОТНИКОВ

Ведущая организация: Трест "ПТИЦЕПРОМ", г.Санкт-Петербург.

Защита состоится 16 июня 1995 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 120.37.07 при Санкт-Петербургском государственном аграрном университете по адресу: 189620, г.Санкт-Петербург - Цушкин, Академический проспект,д.23, ауд.529.

С диосертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан " ^ " 1995 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор.

Ф.Д.К0С0УХ0В

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теш. При решении главнейших проблем социально-экономического развития РФ в центре. внимания стоит продовольственная проблема. Важной составной частью ее реализации является современное птицеводство, которое характеризуется высокой степенью механизации и автоматизации технологических процессов, а также глубокой внутриотраслевой специализацией, на-считнгаюцей до 50 специальностей.

Вместе с тем, труду работников, занятых как в основных про-псфодотшшшх цехах, так и не имэющих непосредственный,длите-лший контакт с птицей, сопутствуют многие неблагоприятные микроклиматические фшторы. Ведущее место среди них занимает высокая запыленность воздушной среда, превышающая на отдельных производственных участи:ах в 10... 12 раз предельно допустимо концентрацию. Сложная по составу пыль птицефабрик представляет собой своеобразную аэрозоль, состоящую как из органических, так и неорганических частиц, включающую до 50 компонентов.Кроме того, на пылевых частицах осаждаются микроорганизмы, до 82 .. из которых являются болезнетворными. Это является главной причиной высокой заболеваемости с временной утратой трудоспособности у птицзводов. Установлено, что этот уровень выше, чем у механизаторов, полеводов и животноводов, и, как следствие, служит причиной снижения производительности труда,потерь рабочего времени, затрат калечение, т.е. крупных экономических потерь для государства, а часто и для самих рабочих,поскольку многие из них вынуждены сменить профессию,мэсто работы.

Параметры воздушной среды птицеводческих помещений формируются различными системами вентиляции.совмещенными о отоплением и химическими способами обработки воздушной среды. Как показывает практика, существующие системы вентиляции не в полной мере обеспечивают микроклиматические параметры как по газовому составу, так и по концентрации пыли в производственных помещениях. Другим существенным недостатком систем вентиляции является то, что они своими выбросами загрязняют окружающую преду. Часть этих выбросов вновь возвращается в помещение приточной вентиляцией. Кроме того, энергопотребление этих систем достигает 70% общего потребления энергии в птицеводстве.

Таким образом, является актуальным и возникает необходимость в разработке новых способов и технических средств обработки воздушной среды птицеводческих поизщений,позволяющих

очищать воздух с достаточной чистотой, отвечащей санитарно-гигиеническим нормам по содержанию вредных веществ и пили.Проведенный анализ существующих способов и технических средств обеспыливания показывает, что одним из наиболее эффективных методов пылеудаления является фильтрация. В этой связи значительный интерес представляют электрофильтры. Электрофильтры способны эффективно очищать вентиляционный воздух от пыли и микроорганизмов, насыщая его легкими отрицательными ионами. Однако непосредственное использование в птицзводстве выпускаема промышленностью воздушных электрофильтров не дает ожидаемого возможного экономического эффекта, так как они не отвечают в полной мере технологическим требованиям промышленного*, птицзводства. Для получения максимально возможного эффекта от внедрения систем филырации воздуха необходима разработка и исследование электрофильтров, которые бы наиболее полно отвечали всем гигиеническим и технологическим требованиям промышленного птицзводства, были надежны в эксплуатации и имели низкую стоимость. Этой проблеме посвящены многочисленные научно-исследовательские работы, однако указанные исследования касались лишь некоторых частных случаев решаемой задачи, а отдельные аспекты ее изучены недостаточно, что и явилось основанием для выбора теш диссертационной работы. Исследования проводились в соответствии с Федеральной целевой научно-технической программой "Охрана труда" на 1996-2000 гг.(дог. № 29280293 Б от 08.01.93).

1Ьль исследования. Улучшение условий труда операторов-птицеводов при обслуживании механизмов и оборудования птицеводческих поглощений совершенствованием технологии пылеудаления,позволяющей снижать концентрацию пыли.

Объект исследования. Объектом исследования являлась запыленность воздуха рабочей зоны птицеводческого помещения при использовании устройства для обеспыливания воздушной среды на основе явления коронного разряда.

Научная новизна. Научную новизну работы составляют: модель пылеудаления на основе явления коронного разряда в вентилируемом птицеводческом помвщении, ее техническое обеспечение и методики расчетов рациональных условий функционирования.

Практическая значимость. Практическую значимость работы составляют рациональные настройки устройства с шлью получения максимального обоопыливающего эффекта, согласованные но крите-

рига снижения концентрации пыли в воздухе рабочей зоны птицеводческого помещения, которые могут быть использованы при установлении научно обоснованных нормативов эффективной эксплуатации предлагаемого способа пылеудаления.

Методы исследования. Исследования проводились с применением методов теории вероятности и математической статистики. Использованы математическое моделирование, корреляционно-регрессионный анализ. Теоретические исследования и обработка данных осуирэствлялась с использованием ЭЕМ.

На защиту выносятся: результаты оцзнки условий труда операторов -птиш водов при обслуживании механизмов и оборудования птицэводческих пошщений; инженерно-техническое средство снижения запыленности воздуха рабочей зоны операторов-птицеводов; методика расчета эффективности обеспыливающей способности предлагаемого устройства; результаты экспериментальных исследований запыленности воздуха птицеводческого помещения.оборудованного предлагавши устройством снижения запыленности.

Апробация рабою. Основные материалы диссертации доложены, обсуждены и одобрены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Иркутского СXII в ,1992-93 годах, Санкт-Петербургского ГАУ в 1995 г.

Публикации. Основные положения диссертационной работы отражены в 3 публикациях и автореферате.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и рекомэндаций, списка литературы из 144 наишнований, в том числе 4 на иностранном языке, и приложения. Работа изложена на 172 страницах машинописного текста, содержит 23 рисунка и 23 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введешь дано краткое обоснование актуальности теш диссертации, приведены основные положения, выносимые на защиту, а также цель и направление исследований диссертационной работы.

В первой главе "Состояние вопроса и задачи исследования" проведен анализ технологии производства птицзводческой продукции и условий труда работников данной отрасли по материалам исследований М.Э.Эглите, А.А.Веремия, Н^А.Катунцзвой, М.Е.Лий-ске, Л.Ф.Силенок, К.П.Семенова, Л.В.Борисенко,' II.Н.Ильиной, Т.Н.Шеломпновой, Д.П.Дорбенева, который показывает, что усло-

вия груда на предприятиях птицэводства отличаются высокой интенсивностью, цикличностью, четкой регламентацией трудовых процессов, сопряжены о нервно-змоционалышм напряжением,а также тем, что 80...85$ рабочего времени операторн-птидеводы заняты физическим трудом. Труд рабочих основных профессий птицеводческих комплексов можно отнести к умеренно-напряжешюцу, средней тяжести П-Б, а по вредности к 4 классу по классификации, предложенной институтом гигиены труда и профзаболеваний АМН РФ.

В то же время на основании статистической отчетности,а также по результатам многочисленных исследований установлено,что санитарно-гигиенические параметры воздушной среды, такие как. запыленность и загазованность, не отвечают требованиям ССНГ, что является причиной высокого уровня заболеваемости с временной уоратой трудоспособности, который выше такового у работников сельскохозяйственных предприятий других профилей. Причем, установлено, что чаще болеют рабочие основных цехов птишфаб-рж со стажем работы более 10...15 лет. Одним из главных вредных факторов является повышенная запыленность воздуха рабочих аон птишводческих поглощений, являющаяся причиной аллергенного, фиброгенного, раздражающего и токсического воздействий, которые приводят к возникновению заболеваний органов дыхания (51.3$), коотно-шшечной системы (10.4$), органов кровообрацо-ния (6.2%) от общего количества заболеваний.

Современные системы вентиляции не обеспечивают в пачкой игре весь комплекс санитарно-гигиенических параметров, а также являются энергоемкими и требуют больших площадей для размещения, загрязняя при этом обширные территории вокруг птицеводческих помещений.

Анализ современных и перспективных средств пылеудаления показывает, что наиболее эффективным способом является электрическая фильтрация, т.к. электрофильтры наиболее универсальные аппараты из применяемых для обеспыливания.

Эффект очистки воздуха от пыли и микробов в помещении электрофильтром был впервые установлен и исследован А.Л.Чижевским, в дальнейшем этот эффект был многократно подтвержден, однако эффективность очистки в различных экспериментах колебалась в значительных пределах. Факторы, обусловливающие эти колебания, полностью не выявлены, что не позволяет сформулировать научно обоснованные представления о реалышх возможностях мектричос-

кой фильтрации как метода очиотки воздуха в различных условиях. В значительной мэре такое положение связано с недостаточным развитием теории данного процесса. Вопросы электроосаяде-ния пыли в помещении подвергались теоретическое рассмотрению в работах Н.Д.Киселева, В.Ф.Дунского, А.В.Китаева, А.Г.Возми-лова, В.Б.Файна и т.д. Однако накопленный экспериментальный материал, создавая солидную базу для раскрытия механизма действия электрической фильтрации, тем не менее еще не позволяет ставить вопрос о широком внедрении электрофильтров в птицеводческие помещения по причине того, что существующие промышленные образш электрофильтров не удовлетворяют разнообразию требований дня применения их в птицеводческих пошщэниях.

На основании проведенного анализа состояния вопроса были поставлены следующие задачи исследования:

1. Обосновать модель пылеудаления о использованием явления коронного разряда.

2. Провести алгоритмизацию модели.

3. Разработать техническое обеспечение пылеудаления с использованием явления коронного разряда.

4. Обосновать конструктивно-габаритные и энергетические параметры предлагаемого средства пылеудаления.

5. Дать оценку эффективности предлагаемой технологии пылеудаления.

Во второй главе "Теоретические предпосылки повышения эффективности пылеудаления в птицеводческих помещениях на основе явления коронного разряда" приведены модель пылеудаления о использованием электрической фильтрации в вентилируемом птицэ-водческом помещении, обоснование исходных требований к техническому обеспечению и разработка способа обеспыливания воздушной среды птицеводческих помещений на основе явления коронного разряда, методика оптимизации условий функционирования устройства для обеспыливания воздуха птицеводческих помещений.

Процесс обеспыливания воздушной среды птицеводческого помещения посредством электрической фильтрации в настоящее время на стадии научных разработок и экспериментальных исследований осуществляют следующим образом: подвесными электрофильтрами, равномерно распределенными по помещении; электрофильтрами,смонтированными в воздуховод .ах вытяжной вентиляции; элсктрсфильт--ртаи-пэнтиляторами, смонтированными в оконшгх проемах птииз-водческих помещений; электрофильтрами, смонтированными в воз-

духоводах приточной вентиляции; миниэлектрофильтрами, размещенными в конструкциях клеточных батарей. Анализ условий функционирования этих споообов показывает,что они не решают в полном объеме задачи по обеспыливанию воздушной среды птицзводческого помещения, в частнооти на устраняют проблему рециркуляции пыли, оказывают избирательное действие на пыль по дисперсионному составу.

Таким образом, рассматривая достоинства и недостатки вышеперечисленных способов, можно сделать заключение о необходимости нахождения новых технических решений и способов.позволяющих устранить указанные выше недостатки. Одним из возможных решений данной проблемы является осуществление способа обеспыливания ^ воздушной среды птицзводческого помещения на основе электрической фильтрации с использованием нового инженерно-технического решения (заявка на изобретение № 93038606/15).

Актуальность разработки вытекает из необходимости решения следующих задач: I - снижение запыленности до уровня 1Щ во всем птицеводческом помещении; 2 - устранение проблемы рециркуляции загрязненного воздуха снаружи внутрь помзщения; 3-снижение энергозатрат на очистку запыленного воздуха; 4 - улучшение условий труда операторов-птицеводов за счет снижения уровня щума и вибрации, создаваемых системой вентилирования.

Согласно цели и задачам исследования была разработана модель пылеудаления воздушной среды птицзводческого помещения, схема которой представлена на рис.1. Разработанная модель состоит из корцуса электрофильтра 4, который крепится болтовыми соединениями через уплотнители в воздуховоде 2. В конечной части воздуховода установлен вентилятор 3, работающий в вытяжном режиме. С нижней стороны "электрофильтр снабжен входным отверстием! в виде изолирующей ячеистой сетки. Нижняя часть заборного патрубка воздуховода 6 располагается на высоте от 0.5 до 1.0 м от уровня пола 7 и снабжена входным отверстием 5. Электрофильтр 4 подключен к высоковольтно-выпрямительноцу устройству 8 соединительными кабелями 9, которые уложены внутри воздуховода 2.

Предлагаемая модель пылеудаления работает следующим образом.• Вентилятор 3, работающий в вытяжном режиме, всасывает запыленный воздух на двух уровнях от поверхности пола. Первый уровень расположен на высоте нижнего края входного отверстия патрубка

5 заборного воздуховода 6 от 0.5 до 1.0 м от уровня пола. С

ческого помещения

этого уровня происходит отбор воздуха, преимущественно загрязненного крупнодисперсной пылью, которая вследствие.физико-ме-ханпческих свойств не может подняться выше. Второй уровень отбора запыленного воз,духа расположен на высоте входного отверстия I электрофильтра 4. Через это отверстие происходит отбор преимущественно мелкодисперсной, витающей пыли. Затем воздушные потоки с крупнодисперсной и мелкодисперсной пылыо поступают в электрофильтр 4, в котором происходит ооаждение пыли на электродах устройства.

Таким образом, применение предлагаемого способа пылеудаления воздушной среды птицзводческого помещения позволяет очищать воздух во всем объеме помещения с более широким диапазоном по дисперсному составу пыли, при этом устраняется проблема рециркуляции загрязненного воздуха, т.к. очищенный от пыли воздух не удаляется наружу из помещения, а кроме того, насыщается легкими отрицательными ионами, которые благотворно воз-' действуют на организм операторов-птицеводов. Использование предложенной модели пылеудаления позволит снизить потребности в применении существующих вентиляционных систем, что даст экономию в энергозатратах, а также снижение уровней шума и вибра-

циц, производимых вентиляцией.

За критерий сравнительной оценки эффективности обеспыливающей способности систем вентилирования и предложенной модели обеспыливания на основе электрической фильтрации воздушной среды птицэводческого помещения принимаем относительный коэффициент а£ , который определяется как

X" ^Ук ^

где Кщ - количество воздуха, которое необходимо подать в помещение вентиляцией душ достижения уровня 1Щ( пыли за I ч,

О

м /ч; Ки - количество воздуха, которое потребовалось бы подать в помещение системой вентилирования для удаления такого же количества пыли, которое осадили на электродах олектрофи-' льтра за I ч, м3/ч.

Физическое толкование относительного коэффициента X заключается в следующем. Производится оценка эффективности обеспыливающей способности системы вентилирования и электрической фильтрации при обеспечении удаления одинакового количества пыли из воздушной среда птицэводческого помещения за единицу времени, путем сравнения абсолютных величин потребного воздухообмена.

Очевидно, что эффективность обеспыливающей способности электрофильтра по оравнению с системой вентилирования птицеводческого помещения будет выше в том случае, еслиI> I и наоборот.

Запишем общепринятую формулу для расчета воздухообмена по пыли вентиляционной системы птицеводческого помещения в виде:

Кв-тгЪг (2)

где X - количество пыли, выделенной в производственном помещении за I ч, мг/ч; - предельно допустимая концентрация пыли, мг/м^; - концентрация пыли, поступающая с приточ-. ным воздухом, мг/м®.

Зная массу пыли, осажденной на электродах электрофильтра С , мг за время опыта % , можно расочитать количество удаляемой пыли при использовании электрофильтра эа единицу времени по фо-РМ/ле: = (3)

В соответствии с формулой (2) определим потребный воздухообмен при использовании системы вентилирования, который необходим для удаления такого же количества пыли за равный промежуток вре.\кни как

К =-(4)

Для расчета условного воздухообмена, необходимого для удаления пыли при работе электрофильтра, рассуждаем следующим образом. Если количество пыли Ь , осажденной на электродах электрофильтра, разделить на установившееся значение концентрации пыли в птицеводческом помещении , то получим объем помещения И , а затем разделим этот объем на время работы электрофильтра Ь , то получим формулу:

(5)

Эта форгдаа по физическому смыслу сопоставит с (4) и представляет собой ал гори тгл расчета эффективности обеспыливающей способности электрофильтра.

Ввиду того, что наиболее важным звеном в предлагаемой модели пылеудаления является электрофильтр, то целью исследования ставилось экспериментально-теоретическое обоснование оптимальных конструктивно-габаритных и энергетических параметров электрофильтра, а также в связи с тем, что пыль птицеводческих помещений представляет сложную по физическому составу аэродисперсную с ис те (.г/, различные компоненты которой ишют существенные отличия по величине УЭС, коэффициентам шероховатости частиц пыли (это о иле чают в частности Ксенз Н.В., Изаков Ф.Я., Файн В.Б), то для отработки рациональных параметров электрофильтра в данной работе отдается предпочтение экспериментальным методам, учитывающим случайный характер явления.

В третьей главе "Методика экспериментальных исследований и обработки опытных данных" приведены программа исследований, описание объекта исследования и регистрируема параметры .частные методики экспериментального исследования, аппаратурное обеспечение и погрешности измерения.

Исследования проводились по следующей программе:

1. Разработка и изготовление экспериментальной установки.

2. Разработка плана и частных методик проведения эксперимента.

3. Получение эмпирических моделей зависимостей запыленности воздуха рабочвй зоны птицеводческого помещения от параметров конструкции испытываемого устройства.

4. Определение рациональных параметров испытываемого устройства по критерию минимальной запыленности воздушной'среди птицеводческого помещения.

Производительность электрофильтра определяется,в основном, электрическими и геометрическими параметрами, которые исследуются экспериментально-статистическими методами. Первоначальным этапом этих методов являлось определение пределов варьирования исследуемых факторов в зависимости от формы электрода, его конструктивных размеров на ток коронного разряда и напряжение зажигания короны. После анализа литературных источников, патентного поиска и собственных теоретических исследований била спроектирована форма электрода (рис.2), исходя из условия надежности работы электрофильтра, легкости при монтаже, наладке и эксплуатации в производственных условиях.

Исходя из данных теоретического исследования, в качестве факторов, влияющих на эффективность обеспыливания воздуха испытываемого устройства, были выбраны следующие:

1) расстояние мзжду коронирувдими и осадительными электродами в одной секции устройства - , м;

2) расстояние между секциями электродов устройства - ¿г ,

м;

3) напряжение коронного разряда - Ц , кВ.

Электрическая схема включения предлагаемого устройства показана на рис.3'} где I - корпус электрофильтра; 2 - корони-рующий электрод; 3 - осадительный электрод; 4 - соединительный кабель; 5 - высоковольтно-выпрямителыюе устройство. В качестве высоковольтно-выпрямительного устройства использовался трансформатор типа АИИ-70, № 6638. Напряжение сети 127/220В; выпрямленное напряжение 70 кВ; выпрямленный вторичный так 5 мА.

Изготовленный опытный образец электрофильтра состоит из двух секций по четаре электрода в каждой. Электроды в лекции расположены вертикально друг над другом. Система коронируицих и осадительных электродов крепится в вертикальных и горизонтальных пазах, сделанных в корпусе электрофильтра болтовыми соединениями Мб таким образом, чтобы электроды могли свободно перемещаться как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости, с тем, чтобы цутем перемещзния их в пазах корпуса электрофильтра определить посредством экспериментальных исследований такие конструктивно-габаритные и энергетические параметры,при которых проявляется максимальный обеспыливающий эффект.

На основании экспериментов, проведенных в лаборатории* условиях по определению пределов варьирования иссло/^емых лара-

Рис. 3. Электрическая схема включения устройства обеспыливания воздуха

метров электрофильтра и возможностей контрольно-измерительной аппаратуры были установлены граничные значения каждого фактора, определен цэнтр плана и интервал варьирования.

Затем предлагаемое устройство прошло производственную проверку на АОЗТ "Мельниковское" Иркутской области в цехе № 84 промышленного стада. При реализации программы исследования применялись стандартные методики определения запыленности воздуха по принятому плану полного факторного эксперимента.

Для обработки полученного экспериментального материала предусматривалось использование стандартных программ расчетов на ЭВМ типа Ш.1 РСДТ.

В четвертой главе "Результаты экспериментального исследования и их анализ" приведены данные, полученные в результате реализации разработанной программы исследований, необходимые для оптимизации параметров предлагаемого устройства по обеспыливанию воздуха рабочей зоны птицеводческого поглощения.

Согласно теоретическим предпосылкам повышения эффективности пылеудаления в птицеводческих помещениях с использованием электрической фильтрации был разработан план экспериментальных исследбваний по испытанию предлагаемого устройства. В соответствии с этим планом предусматривалось проведение трех серий опытов продолжительностью каждого опыта в серии соответственно Т = 0.5 ч, Т = 1.5 ч, Т = 2.5 ч с трехкратной повторностыо в каждой серии опытов. Такой план опытов необходим для получения достоверной функции отклика , а также для проверен достоверности данных, полученных в результата испытания предлагаемого устройства при различной продолжительности работы электрофильтра.

На основании реализации полных факторных экспериментов (по плану Бокса-Бенкина) при продолжительности работы электрофильтра Т = 0.5 часа была получена следующая эмпирическая модель зависимости Уи от расстояния между коронирующими п осадительными электродами в одной секции С4 , м; расстояния между секвдями электродов , м; напряжения коронного разряда и , кВ:

=> 43,64 - 2,65 +0,32-^2-2,26 • и- 0,Ои2в • Д • ¿г~

- 0,0054 • и - 0,0059 • ^ * и+0,0677 " / 2 - (6)

- 0,00315 -¿2 + 0,0778 * и2

Адекватность модели подтверждена по критерию Фишера при уровне значимости / = 0.05 (Р1расч.= 2.020 Ртабл=2.12). Средняя ошибка вычислений по приведенному уравнению (I)

- 1.12%. Максимальная ошибка вычислений составляет

мах = 4 - 0$. Таким образом, полученное уравнение дает основание для отработки параметров рациональной настройки устройства по критерию минимизации запыленности воз,духа рабочей зоны птицеводческого помещения. Располагая общим видом зависимости эффективности пылеудаления от параметров настройки устройства (6) рациональные значения факторов XI, Х2, ХЗ находим как чао типе производные по 1ц и , функции которых приравниваются-к нулю. В результате решения системы уравнений определили условия, при которых устройство работает наиболее эффективно:

= 20,36 см; = 20,0 см; и = 22,52 кВ.

Аналогичным образом по результатам серии опытов продолжительностью Т = 1.5 часа была получена следующая эмпирическая модель зависимости У0 от исследуемых факторов:

Уи = 44,06 - 2,69 • + 0,31 • ¿2 - 2,27 • и -

- 0,002В ' • £2 ~ °.°°54 ' Цл ' У-0,006 •

' Л ' ¿2 " °>0054' Л * " " 0,006 '^2 'и +

+ 0,0682 ' £ \ - 0,0029 '¿2 + °>07В1 + и2

Адекватность модели подтверждена по критерию Фишера при уровне значимости ^ =0.05 №2расч = 2-086 ртабл=2'12)* Средняя ошибка вычислений по приведенному уравнению составляет £ ср= 2.21°«'. Максимальная ошибка вычислений £ мах * =•-9.60%. Таким образом,полученное уравнение дает основание для отработки параметров рациональной настройки устрсЛатча

по критерию минимизации запыленности воздуха рабочей зоны птицеводческого помещения. Располагая общим видом зависимости эфиктивности пылеудаления от параметров настройки устройства (7) рациональные значения XI; Х2; ХЗ находим как частные производные по ^ х> I и , функции которых приравниваются к нулю. В результате решения системы уравнений определили условия, при которых устройство работает наиболее эффективно:

20,40 см; (2 = 20»° см! и = 22>37 к3,

В соответствии с реализацией плана экспериментальных исследований при продолжительности опыта Т = 2,5 часа была получена следующая эмпирическая модель зависимости У и • от исследуемых факторов:

Уи= 44,11 - 2,68 • + 0,31 • ¿2 - 2,3 • и -

I * я ^

- 0,00285 • С х • - 0,0056 • С х ' и ~ 0,0061. и + 0,0679 • 1\ - 0,0028 +0,0792 .и2

Адекватность модели подтверяздена по критерию Фиыера при уровне значимости / = 0,05 = 0,89 Ртайл = 2,12).

Средняя ошибка вычислений по приведенному уравнению составляет £Ср= 1.34$. Максимальная ошибка вычислений мах= =3.50$. Таким образом, полученное уравнение дает основание для отработки параметров рациональной настройки устройства по критерию минимизации запыленности воздуха рабочей-зоны птидеводческого помещения. Располагая общим видом зависимости эффективности пылеудаления от параметров настройки устройства (8) рациональные значения XI; Х2; ХЗ находим как частные производные по I х» 12> и » Функции которых приравниваются к нулю. В результате решения оистемы уравнений определили условия, при которых устройство работает наиболее эффективно:

20,47 см; ¿2" 20»° см'» О = 22,44 кВ.

Результаты расчетов о рациональной настройке параметров

предлагаемого устройства для обеспыливания воздуха птицеводческих помещений приведены в таблице I.

Таблица I

Рациональные параметры предлагаемого устройства

Т ч Параметры устройства Л

[ I, см / 2» См и , кв

0,5 20.36 20,0 22 ,52 4.21

1.5 20.40 20.0 22.37 4.15

2.5 20.47 20.0 22.44 4.05

Исходя из вышеизложенного расчета по определению рациональных конструктивно-габаритных и энергетических параметров предлагаемого устройства можно рекомендовать следующие его размеры: высота - 77 см; ширина - 60 см; длина - 90 см. Рекомендуемое напряжение коронного разряда и - 22.50 кВ.

В пятой главе "Внедрение. Оценка эффективности предлагаемой технологии пылеудаления" приведены необходимые экономические расчеты, результаты которых показывают, что внедрение в производствл предлагаемой технологии пылеудаления может дать экономический эффект в размере 182.54 тыс.руб. в год на один Црх.

вывода И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Санитарно-гигиенические параметры условий труда операторов-птицеводов основных производственных цэхов не соответствуют нормативным. Особенно это относится к запыленности воздуха рабочих зон, в 10...12 раз превышающей нормативный уровень.

2. Применяемые на птицзфабриках средства нормализации воздушной среды не в полной мэре обеспечивают гигиенические требования как по газово(ду составу, так и по концентрации пыли. Одним из наиболее эффективных методов обеспыливания является электрическая фильтрация, вопросы качества функционирования которой в условиях промышленного птицеводства недостаточно изучены и нашли отражение в данной работе.

3. Предлагаемая технология обеспыливания с использованием электрофильтра отличается новыми решениями на уровне и.'юбретс-

Г5

пий (заявка № 93038606/15), методами расчета конструктивно-габаритных и энергетических параметров применяем« электрофильтров.

4. Количество осажденной на. электродах электрофильтра гши зависит главным образом от исходного ее содержания в воздушной среде птицеводческого помещения, расстояния между электродами одной секции I j, м, расстояния между секциями электродов

м и напряжением коронного разряда и , кВ.

5. Рациональные парамэтры настройки устройства:

а) ¿1=20.96 см; 1^20.0 см; U =22.52 кВ - продолжительность опыта Т = 0.5 часа;

б) ^=20.40 см; 1^20.0 см; U =22.37 кВ - продолжительность опыта Т = 1.5 часа;

в) ij =20.47 см; ^=20.0 см; U =22.44 кВ - продолжительность опыта Т = 2.5 часа

обеспечивают повышение эффективности обеспыливающей способности предлагаемого устройства по сравнению с системой вентилирования в 4.21, 4.15, 4.05 раза соответственно.

6. Рекомендуемые размеры предлагаемого устройства: высота - 0.77 м; ширина - 0.60 м; длина - 0.90 м; напряжение коронного разряда - 22.5 кВ.

7. Производственные испытания предлагаемой технологии пылеудаления позволяют рассчитывать на эффективность ее использования, определяемую ожидаемым экономическим эффектом в размере 182.54 тыс.руб. в год на один цзх в цзнах 1991 г.

Основные материалы диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Зобнин В.И. Обеспыливание воздуха рабочей зоны операторов-птицеводов животноводческих .помещений // Пути повышения безопасности в агропромышленном производстве: Сб.науч*тр./ СПб: СПГАУ, 1993. - С.19-25.

2. Шкрабак B.C., Елисейкин B.A., Зобнин В.И. Расчет систем обеспыливания воздуха в вентилируемых птицэводческих помещениях // Современные проблемы безопасности АПК и пути их решения: Сб.науч.тр./С.-П., 1994. - С.87-92.

3. Зобнин В.И. Разработка и экспериментальное исследование устройства по обеспыливанию воздуха // Современные проблемы безопасности АПК и пути их решения: Сб.науч.тр./ С.-П., 1994. - C.II8-I23.