2.3.3.Визначення потужності і вибір типу електродвигуна.

Обмін повітря , необхідний для забезпечення заданих параметрів мікроклімату в приміщеннях визначають за умовами видалення з них надлишкових вуглекислого газу , вологи , теплоти.

Обмін повітря L_в.г. (м³ /год.) необхідний для видалення надлишкового вуглекислого газу( СО₂) можна визначити за виразом:

L_в.г.=1,2 А_тn_т/(k_в – k_а ), (м³ /год.) – де

А_т-кількість СО₂, який виділяється однією твариною чи птицею середньої ваги, (м³ /год.);

1,2-коефіцієнт, який враховує виділення СО₂ мікроорганізмами , підстилкою;

n_т-кількість тварин , чи птиці;

k_в=0,002…0,0025-допустима концентрація СО₂ в повітрі тваринницького приміщення;

k_а=0,0003- концентрація СО₂ в зовнішньому повітрі.

Обмін повітря L_в.. (м³ /год.) необхідний для видалення надлишкової вологи можна визначити за виразом:

L_в.=1,1 W_тn_т / (w_д.п – w_з ), (м³ /год.) – де

W_т- кількість водяної пари, яка виділяється однією твариною чи птицею середньої ваги, (г /год.);

n_т-кількість тварин , чи птиці;

1,1- коефіцієнт, який враховує випаровування води з підлоги;

w_д.п- допустимий вміст водяної пари в приміщенні, г/м³, w_д.п= w_нас.пφ_п /100, де w_нас.п- вміст водяної пари при повному її насиченні, г/м³, φ_п-відносна вологість повітря в приміщення, % ;

w_з- вміст водяної пари в зовнішньому повітрі, г/м³, w_з= w_нас.зφ_з /100, де w_нас.з- вміст водяної пари при повному її насиченні при розрахунковій температурі зовнішнього повітря, г/м³, φ_з-відносна вологість зовнішнього повітря, % ;

Обмін повітря L_т. (м³ /год.) необхідний для видалення надлишкової теплоти можна визначити за виразом:

L_т.=( Q_тn_т –Q_ог)(1+αθ_п) /(С_v (θ_п– θ_з )), (м³ /год.) – де

Q_т-вільна теплота, яка виділяється однією твариною чи птицею середньої ваги, (кДж/год.);

n_т-кількість тварин , чи птиці;

Q_ог-втрати теплоти через огорожі, кДж/год.;

α=1/273-температурний коефіцієнт розширення повітря , 1/°С;

С_v=1,283 кДж/м³град.-питома об’ємна теплоємність повітря при температурі 0°С і нормальному тиску;

θ_п, θ_з-температура повітря в приміщенні і зовні, град.

Втрати теплоти через огорожі можна наближено визначити : Q_ог=Vq_о(θ_п– θ_з ), де V-об’єм приміщення, м³, q_о- питома теплова характеристика приміщення

q_о=2,1…2,9-для утеплених тваринницьких приміщень;

q_о=2,9…5,1-для неутеплених тваринницьких приміщень;

q_о=1,3…1,9-для адміністративних приміщень;

Значення А_т, W_т, Q_т, φ_п, k_в, θ_п,- наведені в загальносоюзних нормах технологічного проектування (ОНТП), а k_а, θ_з, φ_з- в агрокліматичних довідниках.

Після розрахунків обміну повітря по видалення надлишкових вуглекислого газу , вологи , теплоти визначають годинну кратність обміну повітря К за найбільшим значенням обміну повітря:

К= L_р.макс./ V, год^-1, де

L_р.макс-розрахункова максимальна подача повітря (найбільше значення обміну повітря з розрахованих L_в.г, L_в, L_т), м³ /год., V-об’єм приміщення, м³. Якщо К≤3 то приймають вентиляційну систему з природною тягою , якщо К>3-то –з механічним спонукачем.

Вентиляційні установки з механічним спонукачем вибирають за їх номінальними і розрахунковими подачами L і тисками Н: L_в.ном.≥ L_в.роз., Н _в.ном.≥ Н_в.роз..

Розрахункова подача вентиляційної установки з числом вентиляторів N_в :

L_в.роз=К_з.в. L_р.макс/ N_в, де

L_р.макс- розрахункова максимальна подача повітря, К_з.в- коефіцієнт запасу.

Розрахунковий тиск Н_в.роз:

Н_в.роз=Н_ст.+Н_дин., де Н_ст, Н_дин.- статична і динамічна складові тиску , Па.

Н_дин=ρv²/2, Н_ст =Н_пр.+Н_м.о.(Па) , Н_пр-втрати тиску на тертя в прямій ділянці повітропроводу, Н_м.о.- втрати тиску на тертя зумовлені зміною конфігурації повітропроводу Н_м.о.=ξρv²/2 . Н_пр.=(λιρv)/(2Д_г) , де ξ-коефіцієнт місцевих опорів, ι-(м)-довжина прямої ділянки повітропровода, λ-коефіцієнт втрат на тертя, ρ-(кг/м³)-густина повітря (ρ=1,2 при тискові 760 мм.рт.ст. і вологості 50%), v-(м/с) швидкість руху повітря, Д_г-(м)-гідравлічний діаметр повітропровода. Для круглого повітропровода гідравлічний діаметр дорівнює діаметру круглого повітропровода, для прямокутного повітропровода з площею поперечного перерізу F, і периметром П , гідравлічний діаметр дорівнює Д_г=4 F/П (м). Крім того вентилятори вибирають також за шумовими характеристиками по таблицям та номограмам.

Розрахункову потужність двигуна визначають за виразом:

Р_дв.р.= L_в.ном Н _в.номК_зап10^-3_./(η_в η_пер.) ,кВт , де

η_в η_пер. ККД вентилятора та передачі. К_зап-коефіцієнт запасу потужності двигуна. Номінальну потужність двигуна вибирають за умови : Р_ном.дв. ≥ Р_дв.р.

Питання для самоперевірки.

1.Що таке вентиляція?

2.Види вентиляторів.

3.Будова та особливості відцентрових вентиляторів.

4. Будова та особливості осьових вентиляторів.

5. Принципи регулювання подачі повітря у вентиляційних установках.

6. Визначення потужності і вибір типу електродвигуна.

2.4.Електропривод кормоприготувальних машин.

2.4.1. Особливості електроприводу кормоприготувальних машин.

Велика кількість типів і видів кормоприготувальних машин зумовлює різноманітність їх привідних характеристик. Проте, залежно від типу робочого органу, машини поділяють на кілька груп, в межах яких привідні характеристики дещо подібні.

До першої групи відносять машини, що розділяють оброблюваний матеріал на частини за принципом:

-різання (ножові подрібнювачі);

-різання, перетирання, розбивання (ножові млини);

-розбивання і перетирання(дезінтегратори і дисмембратори);

-різання, роздавлювання (пасто виготовлювачі).

Умовно ці машини можна назвати подрібнювачами кормів.

До другої групи відносять машини, що працюють за принципом роздавлювання та сколювання матеріалу між двома поверхнями (плющилки, вальцьові дробарки, зернові млини).

До третьої групи відносять машини з пресувальними робочими органами (гранулятори, брикетувальні машини) .

До четвертої групи відносять машини, що змішують корми.

Особливості електроприводу подрібнювачів кормів.

1) Значні споживані потужності.

2) Випадковий характер навантаження, широкі межі коливання споживаної потужності.

3) Необхідність періодичного, або безперервного контролю струму навантаження двигуна.

4) Великий час пуску електропривода, внаслідок великих моментів інерції робочих органів привідних машин.

5) Неможливість пуску з заповненою робочою камерою.

Швидкість різання є основним фактором, що впливає на продуктивність машини, якість продукту та енергоємність процесу.

При низьких швидкостях продуктивність мала, а занадто великі швидкості обертання робочого органу не дають пропорційного підвищення продуктивності.

Експериментально встановлено, що оптимальною швидкістю різання ножовими барабанами у подрібнювачів соковитих кормів є швидкість 20…25 м/с. Оптимальною швидкістю різання молотковими роторами у подрібнювачів сухих кормів є швидкість 70…80 м/с.

Таким чином, електропривод повинен забезпечувати стабільність швидкості обертання робочих органів навіть в умовах ручного завантаження, коли навантаження на валу двигуна змінюється у великих межах. Це забезпечується АД з нормальною механічною характеристикою з підвищеним пусковим моментом.

З досвіду експлуатації різних кормоприготувальних машин експериментально визначені питомі затрати енергії на подрібнення. Користуючись цими даними, можна орієнтовно визначити споживану потужність машини з подібними робочими органами: P_маш =Q q , де

Q-продуктивність машини, кг/с ;

q- питомі затрати енергії на подрібнення, кДж/кг.

Потужність двигуна до цієї машини: P_дв=(1,1…1,3) P_маш/η_пер , де η_пер-ККД передачі.

Подрібнювач ИКФ-5А «Волгарь».

Робочі органи приводяться в дію АД з потужністю Р=22кВт, SQ3-кінцевий вимикач, який спрацьовує при руйнуванні зрізної шпильки при попаданні металевих предметів у барабан вторинного різання.

Дробарка ДБ-5.

Дробарка ДБ-5 призначена ддля подрібнення фуражного зерна вологістю до 17%. Продуктивність дробарки від 1,8 до 6 т/год. Електрична схема приведена в Л1 ст.132-133.

Подрібнювач ИКБ-Ф-700- для переробки грубих і стеблових кормів, в тому числі кукурудзи. Електрична схема приведена в Л1 ст.136.

Особливості електроприводу вальцьових машин.

Вальцьові машини використовують для переробки зерна фуражних і продовольчих культур. Робочими органами є два циліндричні вальці однакового діаметра, що обертаються в протилежних напрямках з різними або однаковими швидкостями. Експериментально встановлено, що оптимальна швидкість робочої поверхні швидкохідного вальця становить 5…10 м/с, а тихохідного-2…7 м/с. Привод кожного вальця здійснюється індивідуально через клинопасову передачу. Режим роботи електроприводів вальців тривалий із змінним навантаженням. Навантажувальна діаграма має випадковий характер.

При відомій продуктивності пари вальців Q(т/год), потужність Р(кВт) можна визначити через питому енергоємність процесу q(кВт год/т): Р= Q q.

Експериментально визначено:

-для плющилок – q=3…5 кВт год/т;

-для дробарок і млинів- q=6…7 кВт год/т.

Особливості електроприводу машин для пресування кормів.

Гранули –це сипкі кормові компоненти спресовані до щільності 800…1300кг/м³ , діаметром(товщиною) до 25 мм.

Брикети –це сипкі кормові компоненти спресовані до щільності 500…900кг/м³ , діаметром(товщиною) більше 25 мм.

Найрозповсюдженими є матричні робочі органи. Привод матриці здійснюється від АД через еластичну муфту та двоступінчатий редуктор. Частота обертання робочих органів преса невелика. Режим роботи двигунів тривалий із змінним навантаженням, двигуни мають велику потужність, часто їх запускають з перемиканням із «зірки» на «трикутник».

При відомій продуктивності преса Q(кг/с), потужність привода Р(кВт) можна визначити через питому енергоємність процесу q(кДж /кг): Р= Q q.