автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему: Повышение энергетической эффективности бытового инкубатора путём совершенствования режимных и конструктивных параметров

Автореферат диссертации по теме "Повышение энергетической эффективности бытового инкубатора путём совершенствования режимных и конструктивных параметров"

На правах рукописи

ГАЛИМАРДАНОВ Илдар Идгамович

ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ БЫТОВОГО ИНКУБАТОРА ПУТЕМ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ РЕЖИМНЫХ И КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ

Специальность 05 20 02 - Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Работа выполнена на кафедре «Применение электрической энергии в сельском хозяйстве» Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Челябинский государственный агроинженерный университет»

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Данилов Владислав Никитович!

- доктор технических наук, профессор Возмилов Александр Григорьевич

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Беззубцева Марина Михайловна

- кандидат технических наук, доцент Линенко Андрей Владимирович

Ведущая организация - Башкирский НИИ сельского хозяйства

Защита состоится « 29 » июня 2007 года, в 13 ч 30 мин на заседании диссертационного совета Д 220 060 06 при ФГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет» по адресу 196601, г Санкт-Петербург - Пушкин, Петербургское шоссе, д 2, СПбГАУ, корпус 2, ауд 719

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного аграрного университета

Автореферат разослан « 18 » мая_2007 года

Автореферат размещен на сайте

http //www spbgau spb ru/disser/news shtml

Ученый секретарь диссертационного совет, доктор технических наук, профессор '

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы Птицеводство является неотъемлемой частью домашнего животноводства На сегодняшний день личные подсобные и малые фермерские хозяйства приобретают все большее экономическое значение Развитие малых форм хозяйствования способствует росту спроса на различное сельскохозяйственное оборудование, в том числе на бытовые инкубаторы

Анализ научно-технической литературы показал отсутствие теоретических и экспериментальных работ по проектированию и конструированию бытовых инкубаторов В частности, отсутствуют методики по расчету воздухообмена и методические рекомендации по выбору мощности нагревательной системы и др

В настоящее время выпускается большое разнообразие бытовых инкубаторов, которые не полностью отвечают современным требованиям, в частности с точки зрения энергоресурсосбережения Научно-исследовательские работы по вопросам энергоресурсосбережения приобрели в настоящее время приоритетное значение, поэтому разработка бытового инкубатора со сниженными удельными энергозатратами является актуальной задачей

Целью работы является повышение энергетической эффективности бытового инкубатора путем рационализации режимов регулирования воздухообмена и совершенствования конструктивных параметров с применением выгульного дворика

- установить зависимость технологических показателей работы бытового инкубатора от конструктивных и технологических параметров,

- обосновать технологические, режимные и конструктивные параметры бытового инкубатора,

- разработать инженерную методику расчета основных режимных и конструктивных параметров инкубатора

Объектом исследования является процесс инкубации яиц домашней птицы в бытовом инкубаторе

Предметом исследования являются зависимости энергетических показателей эффективности вывода и содержания молодняка от конструктивных и режимных параметров бытового инкубатора

Научная новизна основных положений, выносимых на защиту, определяется методическими и теоретическими разработками, к числу которых относятся

- инженерная методика расчета режимных, технологических и конструктивных параметров бытового инкубатора с выгульным двориком,

- рекомендации для проектирования бытового инкубатора с выгульным двориком,

- зависимости технологических показателей работы бытового инкубатора от конструктивных и технологических параметров

Новизна технического решения защищена двумя патентами РФ Практическая ценность работы и реализация ее результатов Применение методик расчета воздухообмена и рациональной мощности системы нагрева, рекомендаций рациональных режимов регулирования воздухообмена, рекомендаций по проектированию и конструированию бытовых инкубаторов позволят снизить энергетические затраты и обеспечить нормируемые зоотехнические требования при инкубации яиц и содержании молодняка домашней птицы в личных подсобных и фермерских хозяйствах В ходе диссертационного исследования создан оригинальный бытовой инкубатор с выгульным двориком

Результаты исследований отмечены дипломами победителя конкурса грантов научных проектов аспирантов вузов Челябинской области в 2002 и 2003 гг, приняты к внедрению на ОАО «Птицефабрика Башкирская», Давлекановское МУП «Сельмаш», ООО «Энергоспецсервис-монтаж» Республики Башкортостан и используются в учебном процессе Башкирского государственного аграрного университета

Апробация. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на научных семинарах кафедр «Электрические машины и эксплуатация электрооборудования сельского хозяйства» и «Применение электрической энергии в сельском хозяйстве» Челябинского государственного агроинженерного университета, кафедры «Электроснабжение и применение электрической энергии в сельском хозяйстве» Башкирского государственного аграрного университета, ежегодных межвузовских научно-технических конференциях Челябинского государственного агроинженерного университета в 2000 2003 гг, а также на VIII Международной универсальной сельскохозяйственной выставке «АГРО-2001» «Научные технологии в производстве и переработке сельскохозяйственной продукции Техника в сельском хозяйстве» (г Челябинск)

По теме диссертации опубликовано 12 научных работ, в том числе 2 патента РФ, отражающих основное содержание работы и новизну технических решений

Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов по работе, библиографии, включающей в себя 108 наименований, и 18 приложений Основное содержание работы изложено на 157 страницах текста

Во введении рассматривается актуальность темы, дается ее общая характеристика, обосновываются цель и задачи исследования, кратко изложены основные положения, выносимые на защиту

В первой главе «Состояние вопроса и задачи исследования» на основе материалов, изложенных в работах Льва М А, Кривопишина И П , Отрыганьева Г К, Третьякова Н П, Крока Г С , Бессарабова Б В и др приведены результаты анализа технологии инкубации, достоинств и недостатков известных конструкций бытовых инкубаторов, обосновано направление исследований

Конструирование инкубаторов, как у нас, так и за рубежом в большинстве своем носит эмпирический характер Создание и совершенствование инкубаторов базируется на многолетнем экспериментировании Теоретические основы проектирования, методы и системы технических расчетов промышленных инкубаторов заложены в работе инженера М А Льва Бытовые инкубаторы существенно отличаются от промышленных более простой конструкцией Они не имеют устройств для осушения и охлаждения воздуха, регулирование воздухообмена и поддержание влажности производится вручную

Промышленностью выпускается большое количество разнообразных конструкций бытовых инкубаторов, анализ которых показал, что они не полностью отвечают зоотехническим требованиям

Кроме этого отсутствуют четкие рекомендации по регулированию воздухообмена в инкубаторе Имеющиеся в литературе рекомендации по регулированию воздухообмена существенно отличаются друг от друга В большей части известных бытовых инкубаторов не предусмотрено регулирование воздухообмена Удельные показатели установленной мощности в различных бытовых инкубаторах существенно отличаются друг от друга и по величине во много раз превышают удельную мощность промышленных инкубаторов

После вывода молодняка домашней птицы потребитель сталкивается с проблемой его размещения Применяемые способы содержания молодняка на селе не удовлетворяют зоотехническим требованиям по ряду параметров

На основании анализа результатов теоретических и экспериментальных исследований сформулированы цель и задачи исследования, решению которых посвящена данная работа обоснование режимных и конструктивных параметров бытового инкубатора и разработка инженерных методик расчета данных параметров

Вторая глава «Теоретические предпосылки для повышения энергетической эффективности бытового инкубатора» посвящена исследованию теплового баланса инкубационной камеры, разработке теоретических положений для расчета и выбора рационального воздухообмена в бытовом инкубаторе, получению аналитических выражений для расчета мощности системы нагрева инкубационной камеры, анализу зависимостей мощности системы нагрева от параметров окружающей среды

В общем случае, энергозатраты на инкубацию яиц в бытовом инкубаторе можно представить в виде

хп +тах\ ^ , 0яГг) „ 1 [0,0153 гс^-с^; 1к-1п с1,-ап