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

САНКТ-ПБТЕРБУТГСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

РГ6 ОД

2 9 МАИ 1995 ца правах рукописи

зошш

Владимир Ильич

НОШЛЖЗАЩЯ ПАРАМЕТРОВ ВОЗДУХА ПТИЩВОДЖЖИХ ПОМЕЩЕНИЙ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕМ ТЕХНОЛОГИИ ШЛЕУДАЛЕНИЯ

Специальность 05.26.01 Охрана труда и пожарная

безопасность

Автореферат

диссертации па соискапие ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петэрбург - Пушкин 1995

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном аграрном университете.

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

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

Официальные 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 чаоов на заседании диссертационного совета Д 120.87.07 при Санкт-Петербургском государственном аграрном университете но адресу: 189620, г .Санкт-Петербург - Пушкин, Академический проспект, д. 23, ауд.529. .

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

Автореферат разослан "_" ~ 1995 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук профессор.

■з.д.косогав

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

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

Вместе о тем, труду работников, занятых как в основных про-изводспюнных цехах, так и не имэющих непосредственный,длите-лышй контакт о птицей, сопутствуют многие неблагоприятные микроклиматические факторы. Ведущее место среди них занимает высокая запыленность воздушной среды, превышающая на отдельных производственных участках в 10...12 раз предельно допустим» концентрации. Сложная по составу пцдь 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 ...89$ из которых являются болезнетворными. Это является главной причиной высокой заболеваемости с временной утратой трудоспособности у птидаводов. Установлено, что этот уровень выше, чем у механизаторов, полеводов и животноводов, и, как следствие , служит причиной снижения производительности труда,потерь рабочего времени, затрат на лечение, т.е. крупных экономических потерь для государства, а часто и для самих рабочих,поскольку многие из них вынуждены сменить профессию,шсто работы.

Па раж три воздушной среда птицеводческих помещений формируются различными системами вентиляции .совмещенными с отоплением и химическими способами обработки воздушной среды. Как показывает практика, существующие системы вентиляции не в полной мере обеспечивают микроклиматические параметры как по газоволу составу, так и по концентрации пыли в производственных помещениях. Другим существенным недостатком систем вентиляции является то, что они своими выбросами загрязняют окружающую среду. 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 среди птицеводческих подащений .позволяющих

очищать воздух с достаточной чиотогой, отвечающей санитарно-гигиеническим нормам по содержанию вредных веществ и пыли.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 птидаводстве выпускаемых 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 фильтрации 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 основани-ем'дая выбора темы 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).

Щль исследования. Улучшение условий труда операторов-птицеводов при обслуживании механизмов и оборудования птицеводческих помзщений совершенствованием технологии пылеудаления.позволяющей снижать концентрации 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 помещении, ее техническое обеспечение и методики расчетов рациональных условий функционирования.

Практическая значимость. Практическую значимость работы составляют рациональные настройки устройства с цзлью получения максимального оСеопыляващего эффекта, согласованные по Крите-

рию 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 статно тики. Использованы математическое моделирование, корреляционно-регрессионный анализ. Теоретические исследования и обработка данных осуществлялась с использованием ЭШ.

На защиту выносятся: результаты оцэнки условий труда операторов-птицеводов при обслуживании механизмов и оборудования птицеводческих помэщений; 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 предлагаемым устройством снижения запыленности.

Апробация работы. Основные материалы диссертации доложены, обсуздены и одобрены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Иркутского СХИ в 1992-93 годах, Санкт-Петербургского ГАУ в 1995 р.

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

Структура и объем работе. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и рекомендаций, списка литературы из 144 наимзкований, в том числе 4 на иностранном языке, и приложения. Работа изложена на 172 страницах машинописного текста, содержит 23 рисунка и 23 таблида. •

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТУ

Во введении 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 птицеводческой продукции и условий труда работников данной отрасли по материалам исследований М.Э.Эглите, А.А.Веремия, И.А.Каоунцввой, М.Е.Лий-ске, Л.Ф.Силенок, Н.П.Семенова, Л.В.Борисенко,' И.Н.Ильиной, Т.Н.Шеломпновой, Д.П.Дербенева, который показывает, что усло-

вия груда на предприятиях птицзводства обличаются высокой интенсивность», цикличностью, четкой регламентацией трудовых процессов, сопряжены о нервно-эмоциональным напряженкам,а также тем, что 80...85$ рабочего времени операторн-пти неводы заняты физическим трудом. Труд рабочих основных профессий птицеводческих комплексов можно отнести к умеренно-напряке шюцу, средней тяжести П-Б, а по вредности к 4 массу по классификации , предложенной институтом гигиены труда и профзаболеваний №1 РФ.

В то же время на основании статистической отчетности,а также по результатам многочисленных исследований установлено,что санитарно-гигиенические параметр« воздушной среды, такие как запыленность и загазованность, не отвечают требованиям ССБТ, что является причиной высокого уровня заболеваемости с временной утратой трудоспособности, который выше такового у работников сельскохозяйственных предприятий других профилей. Причем, установлено, что чаще болеют рабочие основных цехов птицефабрик со отдаем работы более 10...15 лет. Одним из главных вредных Факторов является повышенная запыленность воздуха рабочих зон пмшводческих пожщешй, являющаяся причиной аллергенного, фиброгенного, раздражающего и токсического воздействий, которые приводят к возникновению заболеваний органов дыхания (51.3$), костно-шиечной системы (10.4$), органов кровообрацс-ния (6.2$) от общего количества заболеваний.

Современные оиатеш вентиляции не обеспечивают в полной -ре 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 примзняемых для обеспыливания.

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

кой фильтрации как метода очистки воздуха в различных условиях. В значительной мэре такое положение связано с недостаточным развитием теории данного процесса. Вопроси электроосаждения гшли в помзщении подвергались теоретическому 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 образцц электрофильтров не удовлетворяют разнообразию требований для применения их в птицеводческих помещениях.

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 с использованием электрической фильтрации в вентилируемом птицеводческом помещении, обоснование исходных требований к техническому обеспечению и разработка способа обеспыливания воздушной среди птицеводческих помещений на основе явления коронного разряда, методика оптимизации условий фушеционирования 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 распре деле шшми по помещению; электрофильтрам:! ,смо-нтированннш в воздуховодах вытяжной вентиляции; электрофильтрами-вентиляторами, смонтированными в оконных проемах птицэводческих помещений; электрофильтрами, смонтированными в воз-

духоводах приточной вентиляции; миниэлектрофильтраш, размещенными в конструкциях клеточных батарей. Анализ условий функционирования этих споообов показывав г,что они не решают в полном объеме задачи по обеспыливанию воздушной среды птицеводческого помещения, в частности не 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 птицеводческого помещения на основе электрической фильтрации о использованием нового инженерно-технического решения (заявка на изобретение Я 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 помещения; 3-снижение энергозатрат на очистку запыленного воздуха; 4 - улучшение условий труда операторов-птицеводов за счет снижения уровня шума и вибрации, создаваемых системой вентилирования.

Согласно цели и задачам исследования была разработана модель пылеудаления воздушной среды птицэводческого помещения, схема которой представлена на рис.1. Разработанная модель состоит из корпуса 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 входят,! 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

6

N

\ \, \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ ч \ \ \\\\\\\\\\\\\\ \ \

Рис.1. Схема модели обеспыливания воздушной среды птицзвод-ческого помещения

этого уровня происходит отбор воздуха, преимущественно загрязненного крупнодисперсной пылью, которая вследствие.физико-механических свойств не может подняться выше. Второй уровень отбора запыленного воздуха расположен на высоте входного отверстия I электрофильтра 4. Через это отверстие происходит отбор преимущественно мелкодисперсной, витающей пыли. Затем воздушные потоки с крупнодисперсной и мелкодисперсной пылью 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 примзнепии существующих вентиляционных систем, что даст экономию в энергозатратах, а также снижение уровней.шума и вибра-

ции, производимых вентиляцией.

За критерий сравнительной оценку эффективности обеспыливающей способности систем вентилирования и предложенной модели обеспыливания на основе электрической фильтрации воздушной среда птицзводчсского помещения принимаем относительный коэффициент Л , который определяется как

и

где пв1 - количество воздуха, которое необходимо подать в помещение вентиляцией для достижения уровня 1Щ{ пыли за I ч, м^/ч; НИ - количество воздуха, которое потребовалось бы подать в помещение системой вентилирования для удаления такого же количества пиши, 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 среды птицеводческого помещения за единицу времени, путем сравнения абсолютных величин потребного воздухообмена.

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

Запишем общепринятую формулу для расчета воздухообмена по пади вентиляционной оистемы птицеводческого помещения в виде:

Кв-тгЬг (2)

где Д - количество пыли, выделенной в производственном помещении за I ч, мг/ч; - предельно допустимая концентрация пыли, мг/м^; ¿¡¡,мв - концзнтрация пыли, поступающая с приточ-. ним воздухом, мг/м3.

Зная массу пыли, осавденной на электродах электрофильтра , мг за время опыта t , можно рассчитать количество удаляемой пыли при использовании электрофильтра за единицу времени по формуле: . (3)

В соответствии с формулой (2) определим потребный воздухообмен при использования системы вентилирования, который необходим для удаления такого же количества пыли за равный промежуток времени как

Кп. » -— <4>

"т а _о т-пик Тна-

Для расчета условного воздухообмена, необходимого для удаления гши 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 V , а затем разделим этот объем на время работы электрофильтра í , то получим формулу:

К-'Т^Г (5)

Эта формула по физическому смыслу сопоставима с (4) и представляет собой алгоритм 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 систему, различные компоненты которой имзгот существенные отличия по величине УЭО, коэффициентам шероховатости частиц пыли (это отмечают 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 рабочей зоны птицэводчеокого помещения от параметров конструкции испытываемого устройства.

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

Производительность электрофильтра определявтся,в основном, электрическими и геометрическими параметрами, которые исследуются экспериментально-статистическими методами. Первоначальным этапом этих методов являлось определение пределов варьирования исследуемых факторов в зависимости от Форш 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 корониругацими и осадительными электродами в одной секции устройства - 1( , м;

2) расстояние мзжду секциями электродов устройства - 1й ,

м;

3) напряжение коронного разряда - II , кВ.

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

Изготовленный опытный образец электрофильтра состоит из двух секций по четыре электрода в каждой. Электроды в .секции расположены вертикально друг над другом. Система коронирущих 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 путем перемещения их в пазах корпуса электрофильтра определить посредством экспериментальных исследований такие конструктивно-габаритные и энергетические параметр!,при которых проявляется максимальный обеспыливающий эффект.

На основании экспериментов, проведенных в лабораторных условиях по определению пределов варьирования иссдедуодмх лара-

Рис. 3. Электрическая схема включения устройства обеспыливания воздуха

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

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

Для обработки полученного экспериментального материала предусматривалось использование стандартных программ расчетов на ЭВМ типа ШЛ РС/ХТ.

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 помещения.

Согласно теоретическим предпосылкам повышения эффективности пылеудаления в птицеводческих помещениях с использованием электрической фильтрации был разработан план экспериментальных исследований 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 пов торное тыо в каддой серии опытов. Такой план опытов необходим доя получения достоверной функции отклика , а также для проверки достоверности данных, полученных в результата испытания предлагаемого устройства при различной продолжительности работы электрофильтра.

На основании реализации полных факторных экспериментов (по плану Бокса-Бе шеи на) при продолжительности работы электрофильтра Т = 0.5 часа была получена следующая эмпирическая модель зависимости Уи от расстояния между коронпрующими и осади тельными электродами в одной секции I?/ , м; расстояния между секциями электродов . м; напряжения коронного разряда 11 , кВ:

Уц = 43,64 - 2,65 - 1Х +0,32-^2-2,26 • и- 0,0028 • ^ •

- 0,0054 " £ 1 ' и - 0,0059 * ¿2 * 4+0,0677" /^ " (6)

- 0,00315 -/з + 0,0778 ' и2

Адекватность модели подтверждена по критерию Фишера при уровне значимости / = 0.05 (Р1расч = 2.02Б Ртабл_=2.12). Средняя ошибка вычислений по приведенному уравнению (I) ^ = 1.72%. Максимальная ошибка вычислений составляет

мах =4.0$. Таким образом, полученное уравнение дает основание для отработки параметров рациональной настройки устройства по критерию минимизации запыленности воздуха рабочей зоны птицеводческого помзщения. Располагая общим видом зависимости эффективности пылеудаления от параметров настройки устройства (6) рациональные значения факторов XI, Х2, ХЗ находим как частные прбизводные по ¿ц и , функции которых приравниваются-к нулю. В результате решения системы уравнений определили условия, при которых устройство работает наиболее эффективно:

= 20,36 см; /2 = 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 -- 0,0028 • 1Л • - 0,0054 и-°.°06 •

' " 1г ~ °»0054* • и - 0,006 •¿г -и + + 0,0682 • - 0,0029 '¿^ + °.0781 + II2

Адекватность модели подтверждена по критерию Фишера при уровне значимости ^ = 0.05 (Рдрасч = 2,086 ртабл=2,12} • Средняя ошибка вычислений по приведенное уравнению составляет £ ор= 2.21%. Максимальная ошибка вычислений £ глах =»

-9.60$. Таким образом,полученное уравнение дает основание для отработки параметров рациональной настройки устройства

13

по критерию минимизации запыленности воздуха рабочей зоны птицеводческого помещения. Располагая общим видом зависимости эффективности пылеудаления от параметров настройки устройства (7) рациональные значения XI; Х2; ХЗ находим как частные производные по Ь ^ I 2". и ■ функции которых приравниваются к нулю. В результате решения системы уравнений определили условия, при которых устройство работает наиболее эффективно:

20,40 см; 20»0 см! и = 22-37 к3-

В соответствии с реализацией плана экспериментальных исследований при продолжительности опыта Т = 2,5 часа была подучена следующая эмпирическая модель зависимости Уи ' °'г исследуемых факторов:

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

1 в Й ^

- 0,00285 • С г • С2 - 0,0056 • (1- и - 0,0061-

• /2 • и + 0,0679 • - 0,0028 • +0,0792 • и2

Адекватность модели подтверждена по критерию Фишера при уровне значимости / = 0,05 (Рзраоч= 0,89 ?табл =2,12). Средняя ошбка вычислений по приведенное уравнению составляет <Гср= 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 птицзводческого помещения. Располагая общим видом зависимости эффективности пылеудаления от параметров настройки устройства (8) рациональные значения XI; Х2; ХЗ находим как частные производные по 11; £ и , функции которых приравниваются к нулю. В результате решения оистемы уравнений определили условия, при которых устройство работает наиболее эффективно:

¿1= 20,47 см; 20,0 см; и = 22,44 кВ.

Результаты расчетов о рациональной настройке параметров

предаваемого устройства для обеспыливания воздуха птицэвод-ческих помещений приведены в таблице I.

Таблица I

Рациональные параметры предлагаемого устройства

Параметры устройства

I

11. см ( 2> См и , кВ

0,5 20.36 20,0 22 ,52 4.21

1.5 20.40 20.0 22.57 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 разшры: 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 цзх.

ВЫВОДУ И РЕКОМЕНДАЦИИ

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

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

3. Предлагаемая технология обеспыливания с использованием электрофильтра отличается новыми решениями на уровне изобрете-

ч

ний (заявка № 93038606/15), методами раочета конструктивно-габаритных: и энергетических параметров применяемых электрофильтров.

4. Количество освященной на электродах электрофильтра шли зависит главным образом от исходного ее содержания в воздушной среде птицзводческого помещения, расстояния между электродами одной секции t j. м, расстояния между секциями электродов t.p, м и напряжением коронного разряда и , кВ.

5. Рациональные параметры настройки устройства:

а) ¿j=20.36 см; см; U =22.52 кВ - продолжительность опыта Т = 0.5 часа;

б) fj=20.40 см; £2=20.0 см; ¿/=22.37 кВ - продолжительность опыта Т = 1.5 часа;

.в) =20.47 см; ^2=20.0 см; W =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 1§2.54 тыс.руб. в год на один цэх 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 В.А., Зобнин В.И. Расчет систем обеспыливания воздуха в вентилируемых птицэводческих помещениях // Современные проблемы безопасности АБК и пути их решения: Сб.науч.тр./С.-Й., 1994. - С.87-92.

3. Зобнин В.И. Разработка и экспериментальное исследование устройства по обеспыливанию воздуха // Соврешнные проблемы безопасности АПК и пути их решения: Сб.науч.тр./ С.-П., 1994. - С.118-123.