Установки для обеззараживания воды ультрафиолетовым излучением.
Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Чувашская государственная сельскохозяйственная академия»
Кафедра «Механизация, электрификация и автоматизации с.-х. производства»
Методические рекомендации и задание для выполнения контрольной работы по дисциплине «Применение электрической энергии в сельском хозяйстве» по направлению подготовки - 110800.62 – «Агроинженерия»; профиль подготовки «Электрооборудование и электротехнологии»
Чебоксары – 2017
Вопросы по теоретическому циклу дисциплины
Контрольная работа включает два вопроса и задачу. Номера вопросов необходимо выбрать по вариантам.
| Последняя цифра № зачётки | Предпоследняя цифра номера зачётки | ||||||||||
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | ||
| 0 | 41, 29 | 30, 10 | 1, 19 | 20,1 | 11,39 | 40, 8 | 21,5 | 9,23 | 31 | 1, 28 | |
| 1 | 11, 30 | 31, 11 | 2, 20 | 21,2 | 12,40 | 41, 9 | 22, 6 | 10,24 | 32,38 | 2, 29 | |
| 2 | 12, 31 | 32, 12 | 3, 21 | 22,3 | 13,41 | 1, 20 | 23, 7 | 11,25 | 33,39 | 3, 30 | |
| 3 | 13, 32 | 33, 13 | 4, 22 | 23,4 | 14, 1 | 2, 21 | 24, 8 | 12,26 | 34,40 | 4, 31 | |
| 4 | 14, 33 | 34, 14 | 5, 23 | 24,5 | 15, 2 | 3, 22 | 25, 9 | 13,27 | 35,41 | 5, 32 | |
| 5 | 15, 34 | 35, 15 | 6, 24 | 25,6 | 16, 3 | 4, 23 | 26,10 | 14,28 | 36,1 | 6, 33 | |
| 6 | 16, 35 | 36, 16 | 7, 25 | 26,7 | 17, 4 | 5, 24 | 27,11 | 15,29 | 37, 2 | 7, 34 | |
| 7 | 17, 36 | 37, 17 | 8, 26 | 27,8 | 18, 5 | 6, 25 | 28,12 | 16,30 | 38, 3 | 8, 35 | |
| 8 | 18, 37 | 38, 18 | 9, 27 | 28,9 | 19, 6 | 7, 26 | 29,13 | 17,31 | 39, 4 | 9, 36 | |
| 9 | 19, 38 | 39, 19 | 10,28 | 29,10 | 20, 7 | 8, 27 | 30,14 | 18,32 | 40, 5 | 10,37 | |
|
|
|
1. Применение электротехнологических установок в сельскохозяйственном производстве. Особенности, достоинства и недостатки, экономическая целесообразность.
2. Электроводонагревательные установки в сельскохозяйственном производстве. Системы водонагревателей и их особенности, преимущества.
3. Расчёт потребной производительности и выбор ЭНУ для горячего водоснабжения (На примере животноводческой фермы).
4. Установки электродного нагрева воды. Устройства, особенности нагрева, характеристики водонагревателей типа КЭВЗ, КЭВ, ЭПЗ.
5. Элементные водонагреватели их преимущества и недостатки перед электродными водонагревателями. Водонагреватели типа ВЭТ (УАП). Основные элементы, характеристики, электрическая схема управления.
6. Электроводонагреватели проточного типа, их характеристика, устройства, электрическая схема управления.
|
|
|
7. Водонагреватели и парообразователи для животноводческих ферм. Технологические варианты, определение производительности и мощности котла.
8. Электроводоподогреватели для поения животных в зимний период времени, типы, характеристики, технологическая схема водоподогрева.
9. ЭНУ для создания микроклимата в с.-х. помещениях. Понятие «микроклимат», типы применяемых ЭНУ.
10. Уравнение теплового баланса двухнедельного поросёнка, его анализ и выводы.
11. Задачи отопления и вентиляции.
12. Уравнение баланса вредности для животноводческого помещения и его решение.
13. Расчёт вентиляции по трём видам вредности.
14. Расчёт отопления для животноводческого помещения. Уравнение теплового баланса, его анализ.
15. Уравнение для расчёта составляющих теплового баланса. Теплофикационные показатели системы отопления животноводческого помещения.
16. Типы отопительных установок, применяемых в с.-х. производстве.
17. Электрокалориферные установки, основные элементы конструкции.
18. Электродно-паровоздушные отопительные установки, их характеристика, структурная схема.
19. Электрические котельные и кондиционеры.
20. Средства местного обогрева животных. Технологические варианты.
|
|
|
21. Электрообогревательные полы, достоинства и недостатки, устройство, электрическая схема управления.
22. Расчёт электрообогревательных полов.
23. Электрообогревательные коврики. Виды, конструкции.
24. Установки местного электрообогрева излучением. Особенности, достоинства и недостатки, виды ИК-облучателей.
25. Установки комбинированного местного электрического обогрева животных. Особенности, виды оборудования.
26. Электрические нагревательные установки для сушки с.-х. продуктов. Области применения. Преимущества и недостатки.
27. Активное вентилирование с.-х. продуктов и характеристика, технологические схемы.
28. Расчёт мощности электроподогревателей воздуха для сушки зерна.
29. Активное вентилирование зерна. Оборудование, устройство и характеристика.
30. Сушилки, работающие по принципу терморадиации. Область применения, достоинства и недостатки, характеристики.
31. Сушка в электрическом поле высокой частоты.
32. Особенности, достоинства, недостатки технологической схемы.
33. Электрические молочные пастеризаторы. Требования, особенности электрического нагрева молока. Пастеризаторы с выделенной зоной нагрева.
34. ВЧ, ИК – пастеризаторы.
|
|
|
35. Электрический обогрев парников и теплиц, виды обогреваемых установок, устройство.
36. Расчёт электрообогрева парников и теплиц.
37. Электротермическое оборудование для сельских ремонтно-механических мастерских.
38. Электросварочное оборудование для электроконтактной и дуговой сварки, вибронаплавки.
39. Электрические печи сопротивления. Конструкции, виды установок, типы нагревателей, характеристики.
40. Расчёт нагревателей печей сопротивления.
41. Электродные соляные ванны и другое электротермическое оборудование для ремонтных предприятий. Преимущества, недостатки, виды оборудования и их характеристики.
Расчётные формулы и задание
Установки для обеззараживания воды ультрафиолетовым излучением.
Цель расчета бактерицидных установок для обеззараживания воды:
нахождение бактерицидного потока, необходимого для обеззараживания заданного расхода воды, с последующим вычислением основных конструктивных параметров, т. е. проектирование обеззараживающей установки для конкретных условий водоснабжения при заданном расходе воды;
определение расхода воды, который может обеспечить установка при известных характеристиках источника излучения.
Необходимый бактерицидный поток в бактах находят по формуле
Фб = - Q α kб lg(Б / Бо) / (1563,4 ηи ηвод), (1)
где Q — количество воды, облучаемой в единицу времени, м3/ч; α — коэффициент поглощения воды, выбираемый в зависимости от источника водоснабжения, 1/см; kб — коэффициент сопротивляемости бактерий, находящихся в воде (за расчетную принята сопротивляемость кишечной палочки Coli kб - 2400...2540, мкбк ·с/см2); Б — допустимое после обеззараживания количество бактерий в 1 л воды (ГОСТ 2874 — 82 допускает Б = 3, но для повышения надежности в расчетах следует брать Б = 1); Бо — количество бактерий в 1 л воды перед началом обработки (ГОСТ допускает Бо ≤ 1000); ηи - коэффициент использования потока ламп; ηвод — коэффициент ослабления бактерицидного потока в слое воды толщиной h.
Коэффициент использования потока лампы
ηи = (α отр + ρб (360 - α отр )) / 360, (2)
где α отр — центральный угол в градусах между прямыми, соединяющими источник и ближайшие края отражателя (для обеззараживающей установки с одной лампой значение этого угла от 120о до 150о; в установках с несколькими лампами α отр ≥ 180о); ρб — коэффициент отражения бактерицидного потока поверхностью отражателя установки.
Коэффициент ослабления бактерицидного потока в слое воды
ηвод = 1 – е-αh , (3)
где α — коэффициент поглощения воды, 1/см; h — толщина слоя воды, см.
Глубина потока (толщина слоя), см, воды
h = -lg (l - ηвод) / α lg e. (4)
Глубину потока принимают такой, чтобы значение ηвод = 0,9.
Значение коэффициента использования бактерицидного потока из-за потерь в кварцевом чехле принимают равным 0,9.
Пример выполнения задания
Для выполнения расчёта необходимо выбрать исходные данные по вариантам. В таблице даны значения Q.
| Последняя цифра № зачётки | Предпоследняя цифра номера зачётки | ||||||||||
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | ||
| 0 | 12,4 | 16,0 | 18,7 | 12,5 | 20,3 | 15,1 | 12,3 | 16,9 | 15,9 | 18,4 | |
| 1 | 13,4 | 14,7 | 19,1 | 16,1 | 13,9 | 11,3 | 14,6 | 19,6 | 11,8 | 19,9 | |
| 2 | 17,1 | 11,0 | 15,2 | 17,0 | 17,2 | 12,6 | 17,7 | 13,5 | 14,1 | 17,8 | |
| 3 | 13,8 | 12,7 | 20,1 | 13,1 | 19,3 | 13,2 | 16,2 | 11,5 | 20,8 | 11,9 | |
| 4 | 14,5 | 11,2 | 15,5 | 12,1 | 15,4 | 18,0 | 12,0 | 15,3 | 17,9 | 14,2 | |
| 5 | 16,8 | 14,9 | 13,7 | 16,3 | 11,2 | 20,5 | 18,6 | 13,6 | 19,7 | 16,5 | |
| 6 | 13,3 | 16,4 | 12,9 | 14,3 | 16,7 | 13,0 | 19,5 | 16,6 | 12,8 | 18,9 | |
| 7 | 17,6 | 19,0 | 18,2 | 18,1 | 14,0 | 11,4 | 14,8 | 11,7 | 20,9 | 11,6 | |
| 8 | 12,2 | 14,4 | 11,1 | 17,5 | 20,4 | 18,5 | 20,6 | 18,8 | 19,8 | 17,3 | |
| 9 | 18,3 | 15,7 | 19,2 | 20,2 | 15,6 | 19,4 | 17,4 | 20,7 | 15,8 | 20,0 | |
Рассчитать установку с непогружными источниками бактерицидного излучения для обеззараживания воды из поверхностного источника при расходе Q = 18,7 м3/ч. Максимальное содержание бактерий в 1 л воды равно 1000. Для отражателя используют листовой алюминий с обработанной поверхностью.
Решение. Принимаем с некоторым запасом Б = 1, а коэффициент сопротивляемости бактерий kб = 2500 мкбк • с/см2, α = 0,2 1/см. Коэффициент ослабления потока в воде возьмем ηb = 0,9.
В качестве источника излучения выберем лампу ДБ15, имеющую бактерицидный поток Фбл = 2,5 бк.
Лампы разместим в отражателях с коэффициентом ρб = 0,6 и углом α отр = 180°.
Коэффициент использования бактерицидного потока ламп вычисляем по формуле (2):
ηи = [180 + 0,6(360 - 180)]/360 = 0,8.
Необходимый бактерицидный поток источников излучения находим по выражению (1):
Фб = -18,7 • 0,2 • 2500 lg 0,001/(1563,4 • 0,8 • 0,9) = 24,92 бк.
Потребное число ламп ДБ15
N = Фб / Фбл = 24,92 / 2,5 = 9,97.
Толщину обеззараживаемого слоя воды рассчитываем по уравнению (4):
h = -lg (l - 0,9) / (0,2 • 0,433) = 11,5 см.
Общую ширину лотков примем близкой к длине ламп ДБ15 bо = 45 см. Скорость движения воды в лотках, необходимая для хорошего перемешивания, должна быть не меньше 0,2 м/с. Принимаем v = 0,25 м/с.
Ширину одного лотка найдем из соотношения
b1 = Qрасч / (360 h v) = 18,7 / (3600 • 0,115 • 0,25) = 0,181 м.
Число лотков в установке
nлот = bо / b1 = 0,45 / 0,181 = 2,49.
Принимаем nлот = 3, т. е. вся ширина установки будет разделена двумя перегородками.
Окончательно ширина одного лотка b1 = 0,15 м и скорость воды
v = 18,7 / (0,115 • 0,15 • 3600) = 0,301 м/с.
Из конструктивных соображений лампы устанавливают на расстоянии lл = 12 см одна от другой. Поэтому общая длина корпуса установки
L = N lл = 10 · 12 = 120 см.
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 135; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!