автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Технология и система удаления из помещений отработавших газов двигателей внутреннего сгорания трактора с эжекторным устройством для снижения их температуры

кандидата технических наук
Ерохин, Алексей Владимирович
город
Рязань
год
2004
специальность ВАК РФ
05.20.01
цена
450 рублей
Диссертация по процессам и машинам агроинженерных систем на тему «Технология и система удаления из помещений отработавших газов двигателей внутреннего сгорания трактора с эжекторным устройством для снижения их температуры»

Автореферат диссертации по теме "Технология и система удаления из помещений отработавших газов двигателей внутреннего сгорания трактора с эжекторным устройством для снижения их температуры"

На правахрукописи

Ерохин Алексей Владимирович

ТЕХНОЛОГИЯ И СИСТЕМА УДАЛЕНИЯ ИЗ ПОМЕЩЕНИЙ

ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ТРАКТОРА С ЭЖЕКТОРНЫМ УСТРОЙСТВОМ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ИХ ТЕМПЕРАТУРЫ

Специальность: 05.20.01 - технологии и средства

механизации сельского хозяйства 05.20.03 - технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Рязань - 2004

Работа выполнена на кафедрах "Механизация животноводства" и «Автомобили и тракторы» ФГОУ ВПО Рязанская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора П. А. Костычева.

Научные руководители: заслуженный деятель науки и техники РФ,

доктор технических наук, профессор В.Ф. Некрашевич

кандидат технических наук, доцент И. Б. Тришкин

Официальные оппоненты: заслуженный деятель науки и техники РФ,

доктор технических наук, профессор Б.А. Улитовский

кандидат технических наук И.Н. Холин

Ведущее предприятие: Государственное научное учреждение

Всероссийского научно-исследовательского института механизации агрохимического и материально-технического обеспечения сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук

Защита состоится: " ^2 " июня 2004 года в часов на заседании

диссертационного совета Д 220.057.02 при ФГОУ ВПО Рязанской государственной сельскохозяйственной академии по адресу: 390044, г. Рязань, ул. Костычева, д. 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО Рязанской государственной сельскохозяйственной академии.

Автореферат разослан " " мая 2004 года.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 390044, г. Рязань, ул. Костычева, д. 1, Ученому секретарю диссертационного совета.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор технических наук, профессор Угланов М.Б.

Общая характеристика работы

Актуальность темы. В большинстве хозяйств задача механизированной раздачи кормов решена при помощи машинно-тракторных агрегатов, состоящих из тракторов, агрегатируемых с мобильными кормораздатчиками. Однако даже после непродолжительной работы двигателя трактора внутри помещения, содержание токсичных составляющих отработавших газов (ОГ) в воздухе рабочей зоны превышает предельно допустимые концентрации в несколько раз, несмотря на хороший воздухообмен. Это сказывается на здоровье людей и животных, а следовательно, на качестве и количестве производимой продукции.

Исключение вредного влияния ОГ обеспечивает создание нормальных условий труда для людей, хорошее развитие животных, увеличивает срок службы зданий и сооружений, что в конечном итоге приводит к сокращению потерь рабочего времени, повышению продуктивности животных, снижению эксплуатационных затрат на содержание зданий и сооружений.

Уменьшение вредного действия ОГ двигателей внутреннего сгорания (ДВС) при их работе внутри помещений может быть осуществлено различными способами снижения токсичности выхлопа. Но снижение токсичности не позволяет полностью исключить влияние вредных компонентов ОГ на организм людей и животных, так как будет происходить их постепенное накопление в атмосфере помещения, что в итоге приведет к превышению предельно допустимых норм.

Наиболее рациональным направлением исключения вредного влияния ОГ на людей и животных при работе ДВС внутри помещений является их удаление. Удаление ОГ из помещений может быть реализовано путем оборудования их более мощной механической вентиляцией или заменой естественной вентиляции на искусственную, но это требует дополнительных капитальных вложений, а также возможно возникновение сквозняков, ведущих к простудным заболеваниям.

Другим путем удаления ОГ от ДВС является применение устройств для отвода газов непосредственно от двигателя.

Однако, известные конструкции устройств для удаления ОГ имеют такие недостатки как сложность конструкции, невозможность использования при передвижении мобильных энергетических средств с ДВС внутри помещений, высокая стоимость и недостаточная пожаробезопасность из-за высокой температуры ОГ.

В связи с этим исследования, направленные на повышение эффективности работы систем удаления ОГ из помещения ограниченного объема путем введения в них устройства, обеспечивающего снижение их температуры и позволяющего снизить температурную напряженность, металлоемкость и стоимость устройства в целом, являются актуальными.

Цель исследований. Целью настоящей диссертационной работы является повышение эффективности работы систем удаления ОГ из помещений ограниченного объема путем введения в них устройства, обеспечивающего снижение их температуры и позволяющего снизить температурную напряженность и металлоемкость отводящего трубопровода.

Объект исследований. Рабочий процесс устройства для отвода ОГ от ДВС с разбавлением их холодным воздухом.

Методика исследований. Достижение поставленной цели осуществлялось теоретическими и экспериментальными исследованиями.

Теоретическое исследование посвящено получению зависимостей, позволяющих установить рациональные конструктивно-кинематические параметры устройства для разбавления ОГ холодным воздухом (эжектора).

Экспериментальные исследования выполненьгна специально изготовленной установке с использованием стандартных и частных методик с применением методов планирования эксперимента.

Обработка результатов полученных экспериментальных данных проводилась методами математической статистики с применением современных программ на ЭВМ.

Научная новизна. Научная новизна заключается в том, что разработанная технология и система удаления ОГ ДВС позволяет перед удалением их за пределы помещения разбавлять холодным воздухом как при прямолинейном, так и непрямолинейном движении трактора, что обеспечивает снижение температуры газовоздушной смеси, температурной напряженности газоотводящего воздуховода и его металлоемкости за счет введения в систему эжектора.

На предложенные устройства получен патент на полезную модель № 33979 и свидетельство на полезную модель № 26596.

Реализация работы. В результате исследований была подтверждена способность эжектора снижать температуру ОГ двигателя, температурную напряженность и металлоемкость газоотводящего воздуховода, а также работоспособность устройства для отвода ОГ в целом.

Апробация. Основные результаты исследований доложены и одобрены на •научных конференциях Рязанской ГСХА (в 2000-2004 гг.).

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 11 научных работах, из них 1 патент и 1 свидетельство на полезную модель.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из реферата, введения, пяти разделов, выводов и рекомендаций производству, списка использованных литературных источников из 68 наименований и приложений. Работа изложена на 155 страницах машинописного текста, содержит 34 иллюстрации и 15 таблиц.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель работы и приведены положения, выносимые на защиту.

В первом разделе «Анализ способов и средств удаления отработавших газов двигателей внутреннего сгорания из помещений ограниченного объема» проведен анализ состояния исследуемой проблемы, рассмотрены факторы, определяющие микроклимат в помещениях ограниченного объема, проведен обзор известных технических решений и исследований в данной области.

Анализ работ В.А Звонова, Б.И. Смайлиса, И.Л. Варшавского, В.А Лихано-ва, И.Е. Либерова, ЯЯ. Орлова, В.И. Ванцова, Е.В. Лунина, И.Б. Тришкина и других авторов показал, что предлагаемые способы направлены на снижение

токсичности различными путями, а это не решает вопроса вредного влияния ОГ на растения, организм человека и животных, т.к. постепенно будет происходить накопление вредных веществ в помещении, где ведутся работы с использованием трактора.

В работах, выполненных Некрашевичем В.Ф., Ксендзовым В.А., Вагди Т.М.А., предлагается способ и устройство для удаления ОГ от ДВС во время раздачи кормов в животноводческом помещении без доступа ОГ в атмосферу помещения.

Данное устройство наиболее перспективно, так как оно позволяет сохранить параметры микроклимата в допустимых пределах, а также оно улучшает санитарно-гигиенические условия труда.

Однако, ОГ имеют достаточно высокую температуру, из-за этого данное устройство становится дорогостоящим, металлоемким и недостаточно пожаробезопасным.

С учетом вышеизложенного была сформулирована цель диссертационной работы и поставлены задачи исследований:

1 - определить параметры микроклимата в животноводческом помещении до и после работы в нем трактора;

2 - разработать систему отвода ОГ ДВС за пределы помещений ограниченного объема с разбавлением их холодным воздухом;

3 - разработать конструктивно-технологическую схему эжектора, устанавливаемого на выхлопную трубу двигателя трактора;

4 - изучить режимы работы эжектора, устанавливаемого на выхлопную трубу двигателя трактора;

5 - исследовать температурное поле выхлопа на различных эксплуатационных режимах работы двигателя трактора;

6 - провести производственные испытания системы отвода ОГ ДВС и оценить эффективность ее работы.

Во втором разделе «Экспериментальное определение состояния атмосферы животноводческих помещений до и после выполнения работ с использованием трактора» изложена программа, методика и результаты экспериментального определения параметров микроклимата до и после работы трактора в помещении коровника.

В качестве объекта исследований был принят коровник учхоза «Стенькино» Рязанской ГСХЛ.

В ходе исследований по определению параметров микроклимата коровника до и после проезда трактора определялось содержание в воздушной среде: оксидов азота, сероводорода, оксида углерода, суммы углеводородов.

Отбор проб воздуха проводился до работы трактора в коровнике, сразу после его работы и была определена концентрация вредных веществ через два часа после работы трактора, по результатам исследований составлена таблица 1.

Из данных, приведенных в таблице 1, видно, что естественная вентиляция при работе трактора в коровнике не обеспечивает требуемый воздухообмен.

Таблица 1. - Динамика изменения концентрации вредных веществ в коровнике

Наименование Предельно Превышение Превышение Превышение

вещества допустимая ПДК до рабо- ПДК после ПДК через 2

концентрация, ты трактора, работы трак- часа после

мг/м3 раз тора, раз работы трак-

тора, раз

Оксиды азота 0,085 не превышает 10,5 1,05

Сероводород 0,008 15 225 95,625

Оксид углерода 5,000 не превышает 5,0 3,3

Сумма углеводо-

родов 1,000 не превышает 47,8 36,8

В третьем разделе «Теория процесса отвода отработавших газов двигателей внутреннего сгорания за пределы помещений ограниченного объема»

дано описание предложенной конструктивно-технологической схемы устройства для отвода ОГ ДВС за пределы помещения с разбавлением их окружающим воздухом при прямолинейном движении трактора в них, а также схема устройства при непрямолинейном движении трактора. Приведены теоретические формулы для расчета основных конструктивных и технологических параметров устройства для отвода ОГ.

Схема устройства для отвода ОГ показана на рисунке 1 (Патент на полезную модель РФ № 33979).

Устройство содержит горизонтально расположенный газоотводящий воздуховод 3, в конце которого установлены уплотняющая заслонка 1 и вентилятор 2. Снизу газоотводящего воздуховода выполнен продольный паз, закрытый эластичными уплотнительными элементами 4. В начале газоотводящего воздуховода расположена приемная часть в виде раструба 5 для ввода в него газоприемной каретки 6. Газоприемная каретка снабжена четырьмя роликами 7, патрубком 8 и муфтой 9 эллипсовидной формы. Между патрубком газоприемной каретки и выхлопным патрубком 11 ДВС установлен эжектор 13 с камерой смешения 10 и пружина 12, которая упирается на упорное кольцо 14, закрепле-ное на выхлопном патрубке ДВС. Газоотводящий воздуховод прикреплен к потолку помещения подвесками 15, а к боковым стенам подпружиненными растяжками 16.

Устройство работает следующим образом. Перед началом работы газоприемную каретку с камерой смешения и эжектором устанавливают на выхлопной патрубок двигателя. Перед началом движения трактора внутри помещения газоприемную каретку вставляют в приемную часть в виде раструба газоотводящего воздуховода. Для создания разрежения в газоотводящем воздуховоде тракторист включает вентилятор, вследствие чего уплотнительные элементы плотно соединяются друг с другом. Трактор движется вперед, вместе с ним движется газоприемная каретка по газоотводящему воздуховоду, раскрывая при этом упругие уплотнительные элементы с помощью муфты эллипсовидной

формы, установленной на патрубке. Выхлопные газы от ДВС трактора проходят через эжектор, смешиваясь с воздухом в камере смешения, тем самым, охлаждаясь, поступают в газоотводящий воздуховод, отсасываются вентилятором и выбрасываются в атмосферу. По окончании технологической операции уп-лотнительная заслонка открывается и газоприемная каретка выходит из газоотводящего воздуховода.

а - вид сбоку; б - вид сверху на газоотводящий воздуховод.

Рисунок 1. - Схема устройства для отвода отработавших газов двигателя внутреннего сгорания за пределы помещения.

Вышеописанное устройство может использоваться в помещениях, где трактор движется прямолинейно, не совершая маневров, то есть в коровниках и других животноводческих помещениях, где животные содержатся рядами. При работе мобильных энергетических средств с ДВС в других помещениях, где требуется совершать маневры (теплицы, складские помещения и др.) может быть использовано устройство, содержащее два горизонтально расположенных газоотводящих воздуховода, перпендикулярных друг к другу, описанное в свидетельстве на полезную модель № 26596 РФ.

Для определения параметров эжектора, газоотводящего воздуховода и подбора вентилятора для системы отвода ОГ нам необходимо определить количество ОГ и количество подсасываемого через эжектор воздуха.

Количество ОГ Von образующихся при работе двигателя трактора, определяется по формуле:

где часовой расход топлива при работе двигателя трактора, кг/ч;

Mi- число киломолей продуктов сгорания в 1 кг жидкого топлива. Количество воздуха, подсасываемого эжектором, определим из условий, что трение и теплопередача на стенках отсутствуют, смешение газов идеальное, тогда количество теплоты Qor> отдаваемое отработавшими газами воздуху, будет равно:

где Gor - количество ОГ, кг;

Cor-теплоемкость ОГ, кДж/(кг-град); Т2СМ ~ конечная температура смеси газов, °С; TiQi— начальная температура ОГ, °С.

Будем считать, что процесс, протекающий в эжекторе, является политроп-ным, тогда теплоемкость отработавших газов будет определяться по формуле

где п — показатель политропы; к — показатель адиабаты:

Су — теплоемкость при постоянном объеме, кДж/(кг-град). Из уравнения:

(4)

выразим показатель политропы п. Логарифмируя выражение (4), получим^

где Рюп Тю1— начальное давление и температура ОГ, соответственно Па и К;

Ргсм» Т~2см ~ конечное давление и температура газовоздушной смеси, соответственно Па и К.

Выразив из выражения (5) показатель пог, получим:

1

"ог -

IgSüL/lg^H.

*юг "юг

(6)

+1

Количество теплоты, получаемое воздухом от ОГ, будет равно: Qв = <7вСв(Т2см- Т/в), кДж

где <?в — количество воздуха, проходящего через эжектор, кг;

С в — теплоемкость воздуха, кДж/(кг-град);

—начальная температура воздуха, °С.

Аналогично, как и теплоемкость ОГ, теплоемкость воздуха будет равна:

"» - к»

(7)

С А СИ

, кДж/(кг-град)

(В)

и

Очевидно, что количество теплоты, отдаваемое ОГ и количество теплоты, получаемое воздухом, будут равны, тогда:

откуда выражаем количество воздуха:

Gpr • Сог (Тим — Тюг)

,кг

Температура газовоздушной смеси будет определяться из условия, что в диффузоре эжектора имеет место значительная потеря кинетической энергии на удар. Если пренебречь кинетической энергией эжектируемого газа, то потеря энергии на 1 кг рабочего газа определяется уравнением:

где и — коэффициент эжекции;

v^oг— скорость истечения из сопла, м/с. Теплосодержание смеси газов:

где Срог~ теплоемкость ОГ при постоянном давлении, кДж/(кг-град); Срв — теплоемкость воздуха при постоянном давлении, кДж/(кг-град); T/oi— температура ОГ, °С; Tib ~ температура воздуха, °С. Температура смеси газов

Ч

т =-

' 2СМ

Г

(1+«)ссм а+и)с(м

где теплоемкость смеси газов, кДж/(кг-град)

= С +иСрв. 1 + и

(14)

(15)

Для определения основных геометрических параметров эжектора примем расчетную схему, представленную на рисунке 2.

Эжектор является газодинамическим компрессором, состоящим из сопла 1 высоконапорного газа, воздушного сопла 2, диффузора 5.

Струя отработавшего газа 4 состоит из газообразной массы, находящейся в беспорядочном вихревом движении и перемещающейся по выхлопной трубе к соплу 1 эжектора. При выходе из сопла вихревые массы за счет поперечного перемещения попадают за пределы струи, соприкасаются со слоем окружающего воздуха 6, передают ему часть своей кинетической энергии и увлекают в диффузор. При движении смеси газа по диффузору 5 происходит повышение статического давления по длине за счет преобразования части кинетической энергии в энергию давления, так как поперечное сечение по длине диффузора возрастает.

Напор, создаваемый эжектором без диффузора И„ равен:

ИХ = И3- кп Па

где сопротивление всасывающей сети, Па;

давление, создаваемое эжектором в сечении 3, Па (рис. 2). Коэффициент эжекции и равен:

где количество ОГ двигателя, кг/ч;

— количество эжектируемого воздуха, кг/ч. При У/в = О

т, = 2(1 + и)2 У12=кх- /я/, Па

V/, - скорость эжектируемого воздуха, м/с;

расчетное уравнение эжектора для участка струи от сопла места соприкосновения со стенкой диффузора, Л? — динамическое давление эжектирующей струи, Па. Давление эжектирующего газа перед соплом:

Р ЮГ =1,1 Ь Па

4

(17)

(18) (19)

до

(20;

£>ЫХП0Г>И011

»алруБсмА Р,ог

латрцБок каре/паи

площадь кольцевого сечения пассивного сопла; диаметр активного сопла; диаметр входного сечения диффузора; диаметр выходного сечения диффузора; L - вынос рабочего (активного) сопла относительно входного сечения диффузора (заштрихована область условной камеры смешения); расстояние до места соприкосновения струи со стенками диффузора; длина диффузора; угол раскрытия диффузора; угол схождения камеры смешения; - начальное давление и температура ОГ; начальное давление и температура воздуха; Ргс, Т2СМ _ давление и температура смеси газов.

Рисунок 2. - Схема эжектора.

Скорость истечения у/огиз сопла:

Р\

Р1 - плотность рабочего газа, кг/м3

Площадь /у и диаметр выходного сечения сопла

^-;м2

м/с (21)

А»1огЗ«Ю (22)

где (7; - количество рабочего газа, кг/ч.

А =2^, * (23)

Площадь и диаметр П3 начального сечения диффузора:

FJ=F/ -т, м2 (24)

Д = м (25)

Скорость газа у^ в сечении 3 (рисунок 2)

Уз=--= ; у/с (26)

где рз — плотность смеси газов, кг/м3;

(?2 - количество эжектируемого газа, кг/ч; Осм-количество смеси газов, кг/ч.

По рекомендациям угол раскрытия диффузора лучше выбирать 6-8 градусов.

Если известен угол раскрытия диффузора и отношение то коэффи-

циент восстановления давления х определим по литературным источникам. Давление Ргсм за диффузором будет равно:

Па (27)

Площадь Р4 и диаметр конечного сечения диффузора:

(28)

,М (29)

Скорость движения смеси газов V¡ем за диффузором:

V,™ (30)

Расстояние /; от сопла до места соприкосновения расширяющейся эжскти-рующей струи со стенками диффузора определим по уравнению:

/, =0,[4(1+ и)- 1,8] м (31)

Расстояние от сопла до входа в диффузор (вынос рабочего сопла) Ь принимаем на 0,5 й3 меньше //:

Ь = ¡¡-0,503 м (32)

Длина диффузора равна:

2/^/2

где <р- угол раскрытия диффузора.

Для определения необходимого напора вентилятора примем расчетную схему, показанную на рисунке 3.

Предварительно производительность вентилятора можно принять равной сумме объема ОГ и объема подсасываемого воздуха через эжектор, и, исходя из этой производительности, определить внутренний диаметр газоотводящего воздуховода по формуле:

(34)

где скорость движений смеси газов в газоотводящем воздуховоде, м/с; производительность вентилятора, м3/ч. Предварительно производительность вентилятора можно принять равной сумме рабочего и эжектируемого газов, по закону сохранения массы:

где объем ОГ, м3/ч;

объем подсасываемого воздуха через эжектор, м3/ч.

ZZ

ti:

I-I — начальное сечение воздуховода; II-II - конечное сечение воздуховода; P¡, P¡ — давление соответственно в сечениях I-I и II-II газоотводящего воздуховода, P¡ Па; V/, — скорость движения газов в газоотводящем воздуховоде соответственно в сечениях

Рисунок 3. - Расчетная схема для определения напора вентилятора.

Окончательно производительность вентилятора из условия исключения случайных потерь определим по формуле:

где кпот~ коэффициент, учитывающий подсос воздуха через зазоры в устройстве для удаления ОГ;

ámEWZ,M

V/r-v» -3600

площадь внутреннего сечения воздуховода, м2. Напор вентилятора Дш/т, определяют из следующей зависимости

где динамический напор, необходимый для сообщения воздуху соответ-

ствующей скорости, определяется по формуле:

где плотность смеси газов, кг/м3;

Нтр — потери напора на преодоление трения в газоотводящем воздуховоде, рассчитывается по формуле Дарси-Вейсбаха

где длина воздуховода, м; диаметр воздуховода, м; Лв - гидравлический коэффициент сопротивления движению воздуха.

потери напора от местных сопротивлений, рассчитывают по формуле Вейсбаха

„ _ .

; Па

(40)

где суммарный коэффициент местных потерь.

Па

(41)

Таким образом, можно зе „ ( з/

Так как в данной вентиляционной системе условия отличаются от стандартных в связи с повышенной температурой газовоздушной смеси, то окончательный напор вентилятора определим по формуле:

где температура газовоздушной смеси, °С.

В четвертом разделе «Исследование процесса отвода отработавших газов двигателя внутреннего сгорания за пределы помещения ограниченного объема с использованием эжектора» изложена программа и методика исследований, проведено описание лабораторной установки, оборудования и приборов, представлены результаты экспериментов. Статистическая обработка полученных экспериментальных данных производилась с применением программы «Statistica».

Программа исследований предусматривает: определение влияния геометрических параметров эжектора на температуру газовоздушной смеси; определение количества подсасываемого через эжектор воздуха в зависимости от геометрических параметров эжектора; определение влияния количества подсасываемого воздуха на температуру газовоздушной смеси.

Схема лабораторной установки представлена на рисунке 4.

Режимы работы двигателя при проведении испытаний выбраны такими же, как при работе трактора во время раздачи корма в коровнике.

Для определения оптимальных геометрических параметров эжектора, при которых будет достигаться наименьшее значение температуры газовоздушной смеси, был проведен ряд опытов. На рисунках 5 и 6 показаны графические зависимости температуры ОГ до и после прохождения их через эжектор от его геометрических параметров.

1 - силовой шкаф; 2 - пульт управления; 3 - блок приборов контроля за техническим состоянием двигателя; 4 - вентилятор; 5 - термопара; 6 - мультиметр М-838; 7—ресивер; 8 — впускной коллектор; 9 — выпускной коллектор; 10 — сменная насадка; 11 - загрузочное устройство; 12 - весы; 13 - топливный бак; 14 - трехходовой кран; 15 - карданная передача; 16 - двигатель Д-240; 17 - радиатор системы охлаждения двигателя; 18 - ротационный счетчик расхода воздуха; 19 - эжектор; 20 - глушитель; 21 - задвижка; 22 - заслонка; 23 - переходник; 24 - регулировочный механизм. Рисунок 4. - Схема лабораторной установки.

Аналогичные однофакторные зависимости получены от выноса активного сопла эжектора.

Из этих зависимостей видно, что наибольшее снижение температуры газовоздушной смеси достигается с эжектором, диаметр активного сопла которого равен 30 мм, а его вынос 40 мм. В среднем температура снижается с 290°С до 110°С при снятии регуляторной характеристики и с 200°С до 95 °С при снятии нагрузочной характеристики. Это происходит за счет большего количества подсасываемого через эжектор воздуха.

Для проведения многофакторного эксперимента были определены значения температуры и количества подсасываемого через эжектор воздуха при значениях факторов, указанных в таблице 2.

Таблица 2. - Факторы и уровни их варьирования

Уровень и интервал варьирования Факторы

Диаметр активного сопла эжектора £)/, мм Вынос активного сопла эжектора мм

Верхний уровень (+1) 30 0

Основной уровень (0) 35 20

Нижний уровень (-1) 40 40

Интервал варьирования 5 20

Для определения рациональных геометрических параметров эжектора, при которых наблюдается наибольший расход воздуха и наименьшее значение температуры, был проведен двухфакторный эксперимент.

В результате статистической обработки экспериментальных данных была получена математическая модель зависимости количества подсасываемого воздуха С?й от диаметра активного сопла В/ и его выноса Ь на регуляторном режиме:

Са = 3998,0646 +11,52241 -161,2632/), -0,061912 +0,0232В, +1,5063£),2

и нагрузочном режиме:

в, = 7054,7103 - 5,9621 - 336,2864Д + 0.096612 +0,1041Щ + 4,0208Д2

и математическая модель зависимости температуры газо-воздушной смеси Т2 см от диаметра активного сопла эжектора и его выноса Ь на регуляторном режиме:

Т,си =-321,5429 + 0,17831 + 24,6081), -0,0079£2 -0,0124Ы), -0,3223£>,2

и нагрузочном режиме:

Т,ги = 453,4457 - 0,26141 - 22.944Д + 0,001312 + 0,0056£Я, + 0,3657/),2

Статистический анализ этих уравнений показал, что данные уравнения достаточно точно описывают исследуемые зависимости с вероятностью 90,49% для первого, 97,06% для второго, 88,10% для третьего и 93,32% для четвертого уравнений. Графические изображения полученных моделей приведены на рисунках 7 - 8.

а - при снятии частичной ре^ляторной характеристики; б - при снятии нагр\ -зочной характеристики.

Рисунок 7. - Графическая зависимость количества подсасываемого через эжектор воздуха от диаметра и выноса активного сопла эжемора.

а б

а - при снятии частичной регуляторной характеристики; б - при снятии нагрузочной характеристики.

Рисунок 8. - Графическая зависимость температуры газовоздушной смеси от диаметра и выноса активного сопла эжектора.

Из графических зависимостей, представленных на рисунке 7 видно, что нп количество подсасываемого через эжектор воздуха наибольшее влияние оь-а к..-

вает диаметр активного сопла эжектора. Влияние выноса активного сопла менее значительно, и с его уменьшением количество воздуха уменьшается. Рассматривая зависимости, представленные на рисунке 8, можно отметить, что температура газовоздушной смеси уменьшается с уменьшением диаметра активного сопла эжектора вследствие увеличения количества подсасываемого воздуха. Увеличение выноса активного сопла приводит к небольшому снижению температуры газовоздушной смеси. Связанно это с более продолжительным контактом струи ОГ, выходящих из активного сопла эжектора, с окружающим воздухом.

Таким образом, рациональным будет эжектор с размерами диаметра активного сопла 30 мм и его выносом 40 мм, при которых обеспечивается наибольшее количество подсасываемого воздуха и минимальная температура газовоздушной смеси.

В пятом разделе «Производственная проверка работоспособности устройства для отвода отработавших газов с эжектором и экономический эффект от ее внедрения» представлена программа, методика и результаты проверки работоспособности устройства для отвода ОГ и рассчитан экономический эффект от его применения.

С целью проверки работоспособности устройства для отвода ОГ в соответствии с лабораторными исследованиями были проведены производственные опыты, суть которых заключалась в получении подтверждения о том, что ОГ от ДВС трактора не проникают в атмосферу помещения и их температура снижается. При этом конструктивные и технологические параметры устройства для отвода ОГ были определены согласно данным исследований. Устройство было смонтировано для отвода ОГ от двигателя трактора МТЗ-80.

Замеры содержания токсичных веществ в воздушной среде производились совместно с Рязанской экоаналитической лабораторией МУП «Экология города» на следующие ингредиенты: оксиды азота, оксид углерода, сумма углеводородов.

Время работы двигателя трактора составляло 30 минут. Отбор проб воздуха проводился до пуска двигателя и после его остановки.

Производственная проверка показала, что концентрация вредных веществ в атмосфере помещения после работы двигателя трактора, выхлопная труба которого присоединена к устройству для отвода ОГ, увеличивается всего лишь на 5,5-7%, из-за утечки ОГ через зазор в устройстве во время пуска и остановки двигателя. Однако концентрация не превышает допустимых норм, что говорит о работоспособности и эффективности удаления ОГ от ДВС из помещений.

По результатам производственного опыта рекомендуемая скорость движения трактора с кормораздатчиком КТУ-10 2 км/ч, частота вращения коленчатого вала двигателя 1800 мин-1. При этом загрузка двигателя составляет примерно 50% от номинальной мощности, а температура ОГ - 100-110°С, что позволяет использовать в качестве газоотводящего воздуховода неметаллические трубы из легкого материала.

Экономический эффект от внедрения в коровнике на 120 голов устройства для отвода ОГ от ДВС трактора, содержащего в качестве воздуховода неметал-

лическую трубу из легкого материала и эжектор, за счет снижения температуры ОГ, металлоемкости газоотводящего воздуховода и устройства в целом, по сравнению с ранее предложенным, составляет около 32000 рублей по ценам 2003 года.

Общие выводы и рекомендации производству

1. Замеры состояния воздушной среды коровника на 120 голов до проезда трактора с кормораздатчиком показали, что концентрация вредных веществ не превышает предельно допустимых концентраций и составляет по оксидам азота - 0,82 мг/м3, оксиду углерода - 3,0 мг/м3, сероводороду - 0,12 мг/м3, сумме углеводородов - 0,9 мг/м3. После проезда трактора с кормораздатчиком концентрация вредных веществ превышает предельно допустимые концентрации по оксидам азота в 10,5 раз, сероводороду -225 раз, оксиду углерода - 5 раз, сумме углеводородов 47,8 раз. Спустя 2 часа при функционирующей естественной вентиляции концентрация вредных веществ превышает предельно допустимые нормы по оксидам азота в 1,05 раза, сероводороду - 95,62 раз, оксиду углерода - 3,30 раз, сумме углеводородов - 36,80 раз, что говорит о недостаточном обеспечении естественной вентиляцией нужного воздухообмена и необходимости отвода отработавших газов двигателя за пределы помещения.

2. Система для отвода ОГ из коровника должна содержать горизонтально расположенный газоотводящий воздуховод, в конце которого установлены уплотняющая заслонка и вентилятор, а в начале расширенная приемная часть для входа газоприемной каретки. Снизу газоотводящего воздуховода выполнен продольный паз, закрытый эластичными уплотнитель-ными элементами. Между патрубком газоприемной каретки и выхлопным патрубком двигателя установлен эжектор для снижения температуры ОГ. Газоотводящий воздуховод прикреплен к потолку помещения шарнирными подвесками, а к боковым стенам подпружиненными растяжками. Такая конструкция обеспечивает при прямолинейном движении транспортного средства отвод ОГ за пределы помещения. Система для отвода ОГ при непрямолинейном движении трактора в помещении должна содержать продольный неподвижный и подвижный поперечный газоотво-дящие трубопроводы, последний из них соединен с выхлопным патрубком двигателя эластичным рукавом.

3. Эжектор, с целью снижения температуры ОГ, должен конструктивно состоять из сопла высоконапорного газа, воздушного сопла и диффузора, обеспечивать подсос воздуха, его смешивание с горячими ОГ и их охлаждение до температуры, предотвращающей возможность пожароопасно-сти, а также обеспечивать применение конструкции газоотводящего воздуховода из более легкого и менее дорогостоящего материала.

4. Система отвода ОГ от ДВС и ее температурный режим должны рассчитываться в зависимости от расхода топлива и соответственно количества ОГ с учетом загрузки двигателя, количества воздуха, подсасываемого

эжектором, а вентилятор - подбираться до суммарному количеству ОГ и подсасываемого воздуха.

5. Установлено, что применение эжектора в системе для отвода ОГ от ДВС трактора позволяет снизить их температуру в среднем от 290 до 118°С при снятии регуляторной характеристики и от 203 до 93 °С при снятии нагрузочной характеристики.

6. В результате лабораторных исследований установлено, что при уменьшении диаметра активного сопла от 40 до 30 мм, увеличении выноса активного сопла от 0 до 40 мм количество подсасываемого через эжектор воздуха увеличивается в среднем от 120 до 750 м3/ч, и температура газовоздушной смеси снижается в среднем от 138 до 118°С при снятии регуляторной характеристики, а при снятии нагрузочной характеристики количество подсасываемого через эжектор воздуха увеличивается в среднем от 90 до 720 м3/ч, температура газовоздушной смеси снижается в среднем от123до93°С.

7. Установлены в процессе производственных испытаний и рекомендуемые параметры работы тракторного агрегата для раздачи кормов в коровнике будут являться: скорость движения - 2 км/ч на 1-ой передаче, частота вращения коленчатого вала двигателя -1800 мин1. При этом количество подсасываемого через эжектор воздуха будет составлять 700-750 м3/ч, а температура газовоздушной смеси - 93-118°С. Удаление газовоздушной смеси обеспечивается вентилятором, производительность которого должна быть не менее 1300 м3/ч.

8. В результате определения экономической эффективности от снижения температуры ОГ и упрощения конструкции газоотводящего воздуховода, а также снижения его себестоимости, при рациональных режимах работы тракторного агрегата экономический эффект составит 32000 рублей для коровника на 120 голов по ценам 2003 года.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Ванцов В.И., Тришкин И.Б., Чуклов B.C., Ерохин А.В., Панфилов А.Ю. Зарубежный опыт использования газомоторных и других альтернативных видов топлива в двигателях внутреннего сгорания.// Совершенствование средств механизации и мобильной энергетики в сельском хозяйстве. Сборник научных трудов 11-ой научно-практической конференции ВУЗов Поволжья и Юго-Нечерноземной зоны Российской Федерации. - Рязань, 2000, с. 285-287.

2. Некрашевич В.Ф., Тришкин И.Б., Ерохин А.В. Лабораторная установка для определения геометрических параметров эжектора.// Перспективные разработки в области механизации сельского хозяйства. Сборник научных трудов. -Рязань, 2001, с. 34-35.

3. Некрашевич В.Ф., Тришкин И.Б., Ерохин А.В. Влияние нагрузки на температуру отработавших газов трактора ЮМЗ-6Л.// Перспективные разработки в области механизации сельского хозяйства. Сборник научных трудов. -Рязань, 2001, с. 36-38.

4. Некрашевич В.Ф., Тришкин И.Б., Ерохин А.В. К определению потребной вентиляции при работе мобильных погрузчиков с двигателями внутреннего сгорания внутри помещений ограниченного объема.// Сборник научных трудов аспирантов, соискателей и сотрудников РГСХА. - Рязань, 2001., с. 370-374.

5. Некрашевич В.Ф., Тришкин И.Б., Ерохин А.В., Максименко О.О. Лабораторная установка для изучения и обоснования основных параметров эжектора.// Сборник научных трудов аспирантов, соискателей и сотрудников РГСХА. -Рязань, 2001., с. 374-376.

6. Некрашевич В.Ф., Тришкин И.Б., Ерохин А.В. Выбор и обоснование способа очистки отработавших газов дизельных двигателей внутреннего сгорания.// Сборник научных трудов аспирантов, соискателей и сотрудников РГСХА. - Рязань, 2001., с. 376-378.

7. Некрашевич В.Ф., Тришкин И.Б., Ерохин А.В., Максименко О.О. Жидкостный нейтрализатор-искрогаситель для автопогрузчика.// Сборник научных трудов аспирантов, соискателей и сотрудников РГСХА. - Рязань, 2001., с. 378380.

8. Некрашевич В.Ф., Тришкин И.Б., Ерохин А.В., Максименко О.О. Лабораторная установка для изучения режимов работы эжектора и жидкостного нейтрализатора. // Энергосберегающие технологии использования и ремонта машинно-тракторного парка. Сборник материалов научно-практической конференции, посвященный 50-летию кафедр «ЭМТП» и «ТМ и РМ» РГСХА. - Рязань, 2004, с. 52-53.

9. Некрашевич В.Ф., Тришкин И.Б., Ерохин А.В. Результаты измерений микроклимата в помещении коровника до и после раздачи кормов с использованием трактора. // Энергосберегающие технологии использования и ремонта машинно-тракторного парка. Сборник материалов научно-практической конференции, посвященный 50-летию кафедр «ЭМТП» и «ТМ и РМ» РГСХА. - Рязань, 2004, с. 54-56.

10. Патент РФ на полезную модель № 33979. Устройство для отвода отработавших газов от двигателя внутреннего сгорания. // Некрашевич В.Ф., Тришкин И.Б., Максименко О.О., Ерохин А.В.

11. Свидетельство на полезную модель РФ № 26596. Устройство для удаления выхлопных газов от двигателя внутреннего сгорания. // Максименко О.О., Некрашевич В.Ф., Тришкин И.Б., Крыгин С.Е., Ерохин А.В.

Отпечатано в ООП Рязоблкомстатз

mkJ>w тир fCV 39001), г.Ргань. ул.Типано«а. д4

»11893

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Ерохин, Алексей Владимирович

Реферат.

Перечень условных обозначений и терминов.

Введение.

1. Анализ способов и средств удаления отработавших газов двигателей внутреннего сгорания из помещений ограниченного объема.

1.1. Состав отработавших газов двигателей внутреннего сгорания и предельно допустимые концентрации вредных веществ.

1.2. Анализ способов и средств снижения токсичности отработавших газов двигателей внутреннего сгорания.

1.2.1. Система рециркуляции отработавших газов.

1.2.2. Впрыск воды в цилиндры двигателя.

1.2.3. Присадки к топливу.

1.2.4. Двойная подача топлива.

1.2.5. Совершенствование смесеобразования и сгорания.

1.2.6. Влияние рабочей смеси на токсичность.

1.2.7. Регулировка угла опережения впрыска топлива и подбор топливной аппаратуры.

1.2.8. Применение метаноло-топливных эмульсий в тракторных дизелях.

1.2.9. Присадка легкого топлива к воздушному заряду дизеля.

1.2.10. Установка эжектора на выпускном коллекторе двигателя.

1.2.11. Нейтрализация токсичных веществ отработавших газов двигателей внутреннего сгорания.

1.2.11.1. Термическая нейтрализация.

1.2.11.2. Жидкостная нейтрализация.

1.2.11.3. Каталитическая нейтрализация.

1.2.12. Использование транспортных средств с электроприводом как средство для снижения токсичности.

1.2.13. Использование транспортных средств, работающих на водороде.

1.3. Анализ способов удаления отработавших газов двигателей внутреннего сгорания из животноводческих помещений.

1.4. Анализ средств механизации удаления отработавших газов двигателей внутреннего сгорания из помещений ограниченного объема.

1.5. Анализ выполненных исследований по поддержанию необходимого микроклимата в помещениях ограниченного объема.

1.6. Постановка проблемы, цель работы и задачи исследования.

2. Экспериментальное определение состояния атмосферы животноводческих помещений до и после выполнения работ с использованием трактора.

2.1. Программа и методика исследований.

2.2. Результаты измерений параметров микроклимата в коровнике до и после проезда трактора.

Выводы.

3. Теория процесса отвода отработавших газов двигателей внутреннего сгорания за пределы помещений ограниченного объема.

3.1. Конструктивно-технологическая схема системы для отвода отработавших газов в помещениях ограниченного объема с их эжектированием.

3.2. Определение мощности, необходимой для выполнения технологической операции раздачи кормов в коровнике.

3.3. Определение количества отработавших газов двигателя внутреннего сгорания трактора при раздаче кормов в коровнике.

3.4. Определение основных параметров эжектора.

3.4.1. Расчет количества воздуха, подсасываемого эжектором.

3.4.2. Определение геометрических параметров эжектора.

3.4.3. Определение температуры смеси отработавших газов с воздухом.

3.5. Определение производительности и необходимого напора вентилятора.

Выводы.

4. Исследование процесса отвода отработавших газов двигателя внутреннего сгорания за пределы помещения ограниченного объема с использованием эжектора.

4.1. Программа исследований.

4.2. Методика проведения исследований.

4.3. Результаты исследований.

4.3.1. Результаты исследований влияния количества подсасываемого воздуха и скорости отработавших газов на температуру газо

Ф воздушной смеси.

4.3.2. Результаты исследований влияния геометрических параметров эжектора на количество подсасываемого воздуха и температуру газовоздушной смеси.

Выводы.

5. Производственная проверка работоспособности устройства для отвода отработавших газов с эжектором и экономический эффект от его внедрения.

5.1. Производственная проверка работоспособности устройства для отвода ОГ с эжектором.

5.1.1. Программа и методика проверки.

5.1.2. Результаты проверки работоспособности устройства для отвода

5.2. Определение экономического эффекта от внедрения в коровнике устройства для удаления отработавших газов.

Выводы.

Введение 2004 год, диссертация по процессам и машинам агроинженерных систем, Ерохин, Алексей Владимирович

Экономическая ситуация, сложившаяся на современном этапе развития сельского хозяйства, требует от объектов хозяйственной деятельности сокращения расходов и увеличения прибыли, поэтому предприятиям важно использовать также разработки, применение которых позволит сократить платежи, себестоимость продукции и увеличивать прибыль. Одним из источников материальных ресурсов в сельском хозяйстве является животноводство. Существуют различные пути увеличения производства животноводческой продукции, наиболее перспективным будет такой путь, при котором вложение дополнительных средств было бы минимальным. Таким путем является улучшение содержания животных. В настоящее время в большинстве производственных помещений параметры микроклимата значительно отклоняются от уровней, установленных зоотехническими и санитарными требованиями, что приводит к ухудшению здоровья обслуживающего персонала и животных, а, следовательно, к снижению работоспособности людей и продуктивности животных. Все это ведет к большим материальным потерям, и, в конечном счете, к снижению эффективности животноводства.

В большинстве хозяйств задача механизированной раздачи кормов решена при помощи машинно-тракторных агрегатов, состоящих из мобильных кормораздатчиков, агрегатируемых с тракторами. Многочисленными исследованиями [11, 19,20, 21,24] установлено, что даже после непродолжительной работы двигателя трактора внутри помещения, содержание токсичных составляющих отработавших газов в воздухе рабочей зоны превышает предельно допустимые концентрации в несколько раз, несмотря на хороший воздухообмен. Это сказывается на здоровье людей и животных, а, следовательно, на качестве и количестве производственной продукции.

Исключение вредного влияния отработавших газов обеспечивает создание нормальных условий труда для людей, хорошее развитие животных, увеличивает срок службы зданий и сооружений, что в конечном итоге приводит к сокращению потерь рабочего времени, повышению продуктивности животных, снижению эксплуатационных затрат на содержание зданий и сооружений.

Много работ посвящено снижению токсичности отработавших газов, как средства для уменьшения их вредного влияния при работе двигателей внутреннего сгорания внутри помещений. Но снижение токсичности не позволяет полностью исключить влияние вредных компонентов отработавших газов на организм людей и животных, так как будет происходить их постоянное накопление в атмосфере помещения, что в итоге приведет к превышению предельно допустимых норм.

Наиболее рациональным направлением исключения вредного влияния отработавших газов на людей и животных при работе двигателей внутреннего сгорания внутри помещений является их удаление. Удаление газов из животноводческих помещений может быть реализовано путем оборудования их более мощной механической вентиляцией или замены естественной вентиляции на искусственную, но это требует дополнительных капитальных вложений, а также возможно возникновение сквозняков, ведущих к простудным заболеваниям.

Другим путем удаления отработавших газов от двигателя внутреннего сгорания является применение устройств [13, 14,25,26,27,28,29] для отвода газов непосредственно от двигателя.

Однако, известные конструкции устройств для удаления отработавших газов имеют такие недостатки как сложность конструкции, невозможность использования при передвижении мобильных энергетических средств с ДВС внутри помещений, высокая стоимость и недостаточная пожаробезопасность из-за высокой температуры отработавших газов.

В связи с изложенным, целью настоящей диссертационной работы является повышение эффективности работы систем удаления отработавших газов из помещения ограниченного объема путем введения в них устройства, обеспечивающего снижение их температуры и позволяющего снизить температурную напряженность, металлоемкость и стоимость устройства в целом.

Основные полученные результаты данной работы:

- изучены параметры микроклимата в животноводческом помещении до и после работы в нем трактора;

- разработана система отвода отработавших газов двигателей внутреннего сгорания за пределы помещения с разбавлением их холодным воздухом;

- разработана конструктивно-технологическая схема эжектора, устанавливаемого на выхлопную трубу двигателя трактора;

- изучены режимы работы эжектора, устанавливаемого на выхлопную трубу двигателя трактора;

- исследовано температурное поле выхлопа на различных режимах работы двигателя внутреннего сгорания.

На защиту выносятся:

- система для отвода отработавших газов двигателей внутреннего сгорания из помещения;

- предложенная конструкция устройства для снижения температуры отработавших газов и температурной напряженности газоотводящего воздуховода системы для отвода отработавших газов, а также режимы их работы;

- результаты исследований влияния режимов работы двигателя на температурную напряженность системы для отвода отработавших газов;

- результаты исследований по определению рациональных параметров и режимов работы эжектора.

Заключение диссертация на тему "Технология и система удаления из помещений отработавших газов двигателей внутреннего сгорания трактора с эжекторным устройством для снижения их температуры"

Общие выводы и рекомендации производству

1. Замеры состояния воздушной среды коровника на 120 голов до проезда трактора с кормораздатчиком показали, что концентрация вредных веществ не превышает предельно допустимых концентрации и составляет по оксидам азота - 0,82 мг/м3, оксиду углерода - 3,0 мг/м3, сероводороду - 0,12 мг/м3, сумме углеводородов - 0,9 мг/м3. После проезда трактора с кормораздатчиком концентрация вредных веществ превышает предельно допустимые концентрации по оксидам азота в 10,5 раз, сероводороду-225 раз, оксиду углерода - 5 раз, сумме углеводородов 47,8 раз. Спустя 2 часа при функционирующей естественной вентиляции концентрация вредных веществ превышает предельно допустимые нормы по оксидам азота в 1,05 раза, сероводороду - 95,62 раз, оксиду углерода - 3,30 раз, сумме углеводородов — 36,80 раз, что говорит о недостаточном обеспечении естественной вентиляцией нужного воздухообмена и необходимости отвода отработавших газов двигателя за пределы помещения.

2. Система для отвода ОГ из коровника должна содержать горизонтально расположенный газоотводящий воздуховод, в конце которого установлены уплотняющая заслонка и вентилятор, а в начале расширенная приемная часть для входа газоприемной каретки. Снизу газоотводящего воздуховода выполнен продольный паз, закрытый эластичными уплотнитель-ными элементами. Между патрубком газоприемной каретки и выхлопным патрубком двигателя установлен эжектор для снижения температуры ОГ. Газоотводящий воздуховод прикреплен к потолку помещения шарнирными подвесками, а к боковым стенам подпружиненными растяжками. Такая конструкция обеспечивает при прямолинейном движении транспортного средства отвод ОГ за пределы помещения. Система для отвода ОГ при непрямолинейном движении трактора в помещении должна содержать продольный неподвижный и подвижный поперечный газоотводящие трубопроводы, последний из них соединен с выхлопным патрубком двигателя эластичным рукавом.

3. Эжектор, с целью снижения температуры ОГ, должен конструктивно состоять из сопла высоконапорного газа, воздушного сопла и диффузора, обеспечивать подсос воздуха, его смешивание с горячими ОГ и их охлаждение до температуры, предотвращающей возможность пожароопасно-сти, а также обеспечивать применение конструкции газоотводящего воздуховода из более легкого и менее дорогостоящего материала.

4. Система отвода ОГ от ДВС и ее температурный режим должны рассчитываться в зависимости от расхода топлива и соответственно количества ОГ с учетом загрузки двигателя, количества воздуха, подсасываемого эжектором, а вентилятор - подбираться по суммарному количеству ОГ и подсасываемого воздуха.

5. Установлено, что применение эжектора в системе для отвода ОГ от ДВС трактора позволяет снизить их температуру в среднем от 290 до 118°С при снятии регуляторной характеристики и от 203 до 93°С при снятии нагрузочной характеристики.

6. В результате лабораторных исследований установлено, что при уменьшении диаметра активного сопла от 40 до 30 мм, увеличении выноса активного сопла от 0 до 40 мм количество подсасываемого через эжектор воздуха увеличивается в среднем от 120 до 750 м3/ч, и температура газовоздушной смеси снижается в среднем от 138 до 118°С при снятии регуляторной характеристики, а при снятии нагрузочной характеристики количество подсасываемого через эжектор воздуха увеличивается в среднем от 90 до 720 м3/ч, температура газовоздушной смеси снижается в среднем от 123 до 93 °С.

7. Установлены в процессе производственных испытаний и рекомендуемые параметры работы тракторного агрегата для раздачи кормов в коровнике будут являться: скорость движения - 2 км/ч на 1-ой передаче, частота вращения коленчатого вала двигателя - 1800 мин*1. При этом количество подсасываемого через эжектор воздуха будет составлять 700-750 м /ч, а температура газовоздушной смеси - 93-118°С. Удаление газовоздушной смеси обеспечивается вентилятором, производительность которого должна быть не менее

1300 м^/ч.

8. В результате определения экономической эффективности от снижения температуры ОГ и упрощения конструкции газоотводящего воздуховода, а также снижения его себестоимости, при рациональных режимах работы тракторного агрегата экономический эффект составит 32000 рублей для коровника на 120 голов по ценам 2003 года.

Библиография Ерохин, Алексей Владимирович, диссертация по теме Технологии и средства механизации сельского хозяйства

1. Альтман, А.В. Снижение дымности и токсичности ОГ тракторного дизеля Д-240/ А.В. Альтман, А.И. Крутов, A.M. Сойкин и др. Автомобильная промышленность № 4, 1982.-е. 15-16.

2. Звонов, В.А. Токсичность двигателей внутреннего сгорания/ В.А. Звонов. М.: Машиностроение, 1981. 160 с.

3. Звонов, В.А. Токсичность двигателей внутреннего сгорания/ В.А. Звонов. М.: Машиностроение, 1973. 200 с.

4. Варшавский, И. П. Токсичность дизельной сажи и измерение сажесодер-жания дизельного выхлопа/ И.П. Варшавский, Ф.Ф. Магульский. Сборник трудов ЛАНЭ. М.: Знание, 1969.-е. 120-157.

5. Лиханов, В.А. Регулировка двигателя и токсичность/ В.А. Лиханов. Сельский механизатор № 1, 1979. с. 23.

6. Лиханов, В.А. Применение метаноло-топливных эмульсий в тракторных дизелях/ В.А. Лиханов, С.А. Плотников. Киров: НИИСХ Северо-Востока, 2000.-96 с.

7. Вырубов, Д.Н. Двигатели внутреннего сгорания: Теория поршневых и комбинированных двигателей/ Д.Н. Вырубов, Н.А. Иващенко, В.И. Ивин и др. М.: Машиностроение, 1983. 372 с.

8. Варшавский, И.П. Как обезвредить отработавшие газы автомобиля/ И.П. Варшавский, Р.В. Малов. М.: Транспорт, 1968. 127 с.

9. Лиханов, В.А. Влияние подачи легкого топлива на впуске на показатели рабочего процесса, на токсичность ОГ дизеля воздушного охлаждения/В. А. Лиханов. Повышение эффективности работы тракторов. Пермь, 1983.-е. 13-20.

10. Ю.Либеров, И.Е. Токсичность выхлопа дизельного двигателя, ее снижение/ И.Е. Либеров, Л .Я. Орлов, В.М. Умеров. Совершенствование эксплуатационных качеств тракторов, автомобилей и двигателей. Горький, 1977. -с. 25-28.

11. Тришкин, И.Б. Способ и устройство для снижения токсичности тракторного дизеля при выполнении механизированных работ в теплицах/ И.Б. Тришкин. Диссертация кандидата технических наук. Рязань, 2000.

12. Меркулов, А.П. Эжекторный выпускной коллектор для многоцилиндровых ДВС/ А.П. Меркулов, Н.Е. Ерепов. Автомобильная промышленность №2, 1997.-е. 15-16.

13. Новиков, А.К. Устройство для отвода отработавших газов двигателя внутреннего сгорания/ А.К. Новиков, Ю.А. Захаров, В.П. Емельянов, Е.Г. Захаров, В.И. Николаев. А.с. 1719674,1989.

14. Н.Казаков, Г.М. Устройство для выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания/ Г.М. Казаков, B.C. Игнатович, В.В. Харитонов. Патент РФ № 2030602, 1989.

15. Воробьев-Обухов, А. Освежить дыхание/ А. Воробьев-Обухов. За рулем № 12,2000.-с. 52-54.

16. Светланова, И. Экологически чистые автобусы для Люксембурга/ И. Светланова. Автомобильный транспорт № 7, 1997. — с. 35.

17. Шведов, В.И. Естественная вентиляция в животноводческих помещениях/ В.И. Шведов. Техника в сельском хозяйстве № 3, 1975. с. 24-30.

18. Кондратьева, М.М. Микроклимат на животноводческих фермах и комплексах/ М.М. Кондратьева, Кельдюшева JI.H. Алма-Ата: Койнор, 1983. -176 с.

19. Протопопов, А.П. Вентиляция и тепловой баланс помещения для сельскохозяйственных животных/ А.П. Протопопов. М. — JI., 1932. — с. 83.

20. Бронфман, Л.И. Микроклимат помещений в промышленном производстве и птицеводстве/ Л.И. Бронфман. Кишинев: Шитница, 1984. — 202 с.

21. Ванцов, В.И. Обоснование и разработка комплекса мероприятий по нормализации атмосферы теплиц в процессе использования в них средств механизации/ В.И. Ванцов. Диссертация кандидата технических наук. Рязань, 1990.

22. Согалович, А.В. Состав и токсичность отработавших газов двигателей. Материалы встречи специалистов/ А.В. Согалович, A.M. Сайкин, А.И. Френкель. Пути снижения загрязнения воздушного бассейна выбросами ДВС. М., 1985.

23. Алексеев, А. Экологический триптих/ А. Алексеев, М. Козлов. За рулем №6, 1998.

24. Ли, В. Устройство для удаления отработавших газов автомобиля/ В. Ли, А.Л. Сахаров. А.с. 1127786, 1983.

25. Терещенко, М.А. Устройство для удаления газов/ М.А. Терещенко, Б.Г. Левитина, В.Н. Мамошин. А.с. № 699292, 1975.

26. Синицкая, А.А. Устройство для удаления выхлопных газов от двигателей внутреннего сгорания/ А.А. Синицкая, В.Д. Соломатин. А.с. № 1314207, 1985.

27. Новиков, А.К. Устройство для отвода отработавших газов двигателя внутреннего сгорания/ А.К. Новиков, Ю.А. Захаров, В.П. Емельянов, Е.Г. Захаров, В.И. Николаев. А.с. № 1719676, 1989.

28. Некрашевич, В.Ф. Устройство для удаления выхлопных газов от двигателей внутреннего сгорания/В.Ф. Некрашевич, В.А. Ксендзов, Т.М.А. Вагди. Патент РФ № 2120040,1997.

29. ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны».

30. Соловьева, Т.В. Руководство по методам определения вредных веществ в атмосферном воздухе/ Т.В. Соловьева, В.А. Хрусталева. М.: Медицина, 1974.

31. Быховская, М.С. Методы определения вредных веществ в воздухе/ М.С. Быховская и др. М.: Медицина, 1968.

32. Алиев, Э.А. Технология возделывания овощных культур и грибов в защищенном грунте/ Э.А. Алиев, Н.А. Смирнов. М.: Агропромиздат, 1987. -350 с.

33. Брызгалов, В.А. Овощеводство защищенного грунта/ В.А. Брызгалов. М.: Колос, 1995.-350 с.

34. Зб.Зайцев, А.М. Микроклимат животноводческих комплексов/ A.M. Зайцев, В.И. Жильцов, А.В. Шавров. М.: Агропроиздат, 1986. 191 с.

35. Лебедев, П.Т. Микроклимат помещений для животных и методы его исследования/ П.Т. Лебедев. М.: Россельхозиздат, 1973. 128 с.

36. Мельников, С.В. Технологическое оборудование животноводческих ферм и комплексов/ С.В. Мельников. Л.: Агропроиздат, 1985. 640 с.

37. Алешкин, В.Р. Механизация животноводства/ В.Р. Алешкин, П.М. Ро-щин, 1985.-335 с.

38. Брагинец, Н.В. Курсовое и дипломное проектирование по механизации животноводства/ Н.В. Брагинец, Д.А. Палишкин. М.: Колос, 1984. — 190 с.

39. Либеров, И.Е. К вопросу наполнения цилиндров дизеля свежим зарядом при двухфазной подаче топлива/ И.Е. Либеров, Л.Я. Орлов, В.М. Умеров. Механизация с/х производства. Горький, 1974. т. 30, с. 65-69.

40. Либеров, И.Е. Некоторые особенности работы тракторного дизеля при двухфазной подаче топлива/ И.Е. Либеров, Л .Я. Орлов. Труды Рязанского СХИ, 1972.-т. 28, с. 75-85.

41. Справочник химика. Основные свойства органических и неорганических соединений. Т 2. М. Л.: Химия, 1965. - 1168 с.

42. Фере, Н.Э. Пособие по эксплуатации машинно-тракторного парка/ Н.Э. Фере и др. М.: Колос, 1978. 256 с.

43. Николаенко, А.В. Теория, конструкция и расчет автотракторных двигателей/ А.В. Николаенко. М.: Колос, 1992.-413 с.

44. Соколов, ЕЛ. Струйные аппараты/ Е.Я. Соколов, Н.М. Зингер. М.: Энер-гоатомиздат, 1989.-350 с.47.3олотаревский, JI.C. Сборник трудов ЛАНЭ/ JI.C. Золотаревский, В.А. Дарин. М.: Знание, 1969. -360 с.

45. Дарин, В.А. Токсичность двигателей внутреннего сгорания и пути ее снижения. Доклады/ В.А. Дарин. М., 1966.

46. Ицкович, A.M. Техническая термодинамика/ A.M. Ицкович. М., 1970. -240 с.

47. Успенский, В.А. Струйные вакуумные насосы/ В.А. Успенский, Ю.М. Кузнецов. М.: Машиностроение, 1973,- 144 с.

48. Ароне, Г.А. Струйные аппараты/ Г.А. Ароне. М.: Госэнергоиздат, 1948. -144 с.

49. Сычугов, Н.П. Вентиляторы/ Н.П. Сычугов. Киров, 2000. 227 с.

50. Вайсман, М.Р. Вентиляционные и пневмотранспортные установки/ М.Р. Вайсман, И.Я. Грубиян. М.: Колос, 1969. 255 с.

51. Мельников, С.В. Планирование экспериментов в исследовании сельскохозяйственных процессов/ С.В. Мельников, В.Р. Алешкин, П.М. Рощин. JL: Колос, 1980. 168 с.

52. Веденяпин, Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных/ Г.В. Веденяпин. М.: Колос, 1973. 187 с.

53. Налимов, В.В. Статистические методы экстремальных экспериментов/ В.В. Налимов, А.А. Чернова. М.: Наука, 1965. 327 с.

54. Налимов, В.В. Таблицы планов эксперимента для факторных и номинальных моделей/ В.В. Налимов. М.: Металлургия, 1982. 750 с.

55. Горя, B.C. Алгоритм математической обработки результатов исследований/ B.C. Горя. Кишинев: Шитница, 1978. 120 с.

56. Львовский, Е.Н. Статистические методы построения эмпирических формул/ Е.Н. Львовский. М.: Высшая школа, 1988. 240 с.

57. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий/ Ю.П. Адлер, Е.В. Макарова, Ю.В. Грановский. М.: Наука, 1976. -279 с.

58. Новицкий, П.В. Оценка погрешностей результатов измерений/ П.В. Новицкий, И.А. Зограф. JL: Энергоатомиздат, 1991.-304 с.

59. Фельдман, Ю.Г. Гигиеническая оценка автотранспорта как источника загрязнения атмосферного воздуха/ Ю.Г. Фельдман. М.: Медицина, 1975. — 158 с.

60. Беспамятов, Г.П. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде/ Г.П. Беспамятов, Ю.А. Кротов. Л.: Химия, 1985.-528 с.

61. Григорьев, И.С. Физические величины. Справочник/ И.С. Григорьев, Е.З. Мейлихов. М.: Энергоатомиздат, 1991. 1231 с.

62. Тяговые характеристики сельскохозяйственных тракторов. Альбом-справочник. М.: Россельхозиздат, 1985. 240 с.

63. Методика определения экономической эффективности использования в сельском хозяйстве результатов научно-исследовательской деятельности и опытно-конструкторских работ, новой техники и рационализаторских предложений/ М.: Колос, 1980. 112 с.

64. Некрашевич, В.Ф. Патент на полезную модель № 33979 РФ, 7 F 01 N 7/08, F 24 F 7/04. Устройство для отвода отработавших газов от двигателя внутреннего сгорания/ В.Ф. Некрашевич, И.Б. Тришкин, О.О. Максимен-ко, А.В. Ерохин.

65. Максименко, О.О. Свидетельство на полезную модель № 26596 РФ, 7 F 01N 7/08. Устройство для удаления выхлопных газов от двигателя внутреннего сгорания/ О.О. Максименко, В.Ф. Некрашевич, И.Б. Тришкин, С.Е. Крыгин, А.В. Ерохин.