Бесплатная публикация статей в журналах ВАК и РИНЦ

Уважаемые авторы, образовательный интернет-портал «INFOBRAZ.RU» в рамках Всероссийской Образовательной Программы проводит прием статей для публикации в журналах из перечня ВАК РФ по направлениям: экономика, философия, политология, педагогика, филология, биология, сельское хозяйство, агроинженерия, транспорт, строительство и архитектура и др.

Возможна бесплатная публикация статей в специализированных журналах по многим отраслям и специальностям. В мультидисциплинарных журналах возможна публикация по всем другим направлениям. 

Журналы реферируются ВИНИТИ РАН. Статьям присваивается индекс DOI. Журналы включены в международную базу Ulrich's Periodicals Directory и РИНЦ.

Подпишитесь на уведомления о доступности опубликования статьи. Первую рекомендацию вы получите в течении 10 минут - ПОДПИСАТЬСЯ

СРЕДСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ СКОПИВШИХСЯ ВРЕДНЫХ ГАЗОВ

Реферат. В статье отражены важнейшие проблемы в отрасли создания и нормализации параметров микроклимата. Установлено, что основной причиной травмирования обслуживающего персонала канализационных сетей животноводства являются скопившиеся вредные газы. Скопление вредных газов связано в основном с недостаточной эффективностью существующих технических средств для их удаления, что приводит к отравлению работающих. На основании проведенных исследований по разработке эффективных инженерно-технических средств создано устройство для удаления вредных газов из канализационных колодцев. Предлагаемое средство отличается от существующих высокой эффективностью. В статье приведены зависимости вероятности профотравлений от исходной концентрации, времени удаления и определения потребного количества воздушной смеси для нормализации параметров воздуха. Результаты исследований могут использоваться при проведении аварийно-восстановительных работ в канализационных сетях животноводства.

Ключевые слова: параметр, микроклимат, эффективность, газоструйный эжектор, удаление, вредные газы, оборудование, расчет.

Переход к производству продукции животноводства на индустриальной основе, создание крупных комплексов, увеличение вместимости и интенсивности использования площади животноводческих помещений выдвинули и число важнейших проблем отрасли создание и автоматическое поддержание требуемых параметров микроклимата.

Значимость оптимального мик­-
ро­климата особенно возрастает в условиях широкого внедрения интенсивных методов содержания животных и выращивания молодняка (снижение площади зданий на одно животное, ярусное размещение птицы, применение круглогодового без выгульного содержания, рост концентрации производства и т. п.). В этих условиях повышаются требования к обеспечению равномерности температурно-влажностных полей по всей зоне размещения животных, точности регулирования параметров воздушной среды, снижения потерь энергетических ресурсов за счет более полной утилизации теплоты, охраны окружающей среды от загрязнений вентиляционными выбросами [1, 2].

Исследованиями многих ученых установлено, что из-за несоблюдения оптимального микроклимата в помещениях для содержания животных и птицы снижается их продуктивность, увеличивается расход кормов на получение продукции, возрастает падеж, особенно молодняка животных, сокращаются сроки эксплуатации машин, зданий и сооружений (за счет усиления коррозии), возрастает травматизм обслуживающего персонала.

Возросшие требования к обеспечению оптимальных параметров среды обитания животных, а также к рациональному использованию энергетических ресурсов на отопление и вентиляцию помещений поставили в число первоочередных задач научно-технического прогресса разработку высокоэффективных энергосберегающих систем создания и регулирования микроклимата в помещениях для различных видов и возрастных групп животных.

Одним из наиболее трудоемких процессов в животноводстве являются ремонтные, наладочные, очистные и другие виды работ в колодцах канализационных систем и отстойниках жижесборников животноводческих ферм и комплексов, на долю которых приходится 40–45% от общих затрат труда по обслуживанию канализационных сетей. Механизация процессов незначительно снижает эти затраты, однако при этом повышается вероятность травмирования рабочих как от механизмов и оборудования так и скопившихся вредных отравляющих газов (аммиак, двуокись углерода, сероводород, метан) [4, 7].

В канализационных колодцах концентрация вредных газов, согласно статистическим данным по Российской Федерации и исследованиям, может превышать предельно допустимую концентрацию в 2–3 раза. Например, содержание аммиака в канализационных колодцах и жижесборниках может достигать 50–60 мг/м3,
что является причиной отравления членов персонала. Гипотеза снижения вероятности профотравлений состоит в том, чтобы обеспечить нормативные параметры воздуха рабочей зоны в канализационных сетях за счет повышения эффективности удаления загрязненного воздуха из них путем доведения концентрации вредных газов ниже предельно допустимых концентраций (ПДК) [2, 3].

Вероятность профотравлений одним газом соответствует отношению фактической концентрации вредного газа к предельно допустимой концентрации.

где В – концентрация вредного газа, мг/м3; ПДК – допустимая концентрация вредного газа, мг/м3.

В случае если отношение (формула 1) равно или больше единицы, возможно отравление вредным газом (рис. 1) и требуется снижение его концентрации до ПДК. Время удаления вредных газов до ПДК зависит как от их исходных концентраций, так и от выбранного способа газоудаления [5, 6].

Влияние времени и способа удаления вредных газов на вероятность профотравления определялось экспериментально. При известных начальных концентрациях газов производится их удаление через равные промежутки времени с измерением остаточных концентраций.

Вероятность профотравления скопившимися вредными газами вычисляется по следующей формуле:

По полученным значениям строится графическая зависимость вероятности профотравления от времени удаления вредных газов (рис. 2).

Время удаления вредных газов зависит не только от их исходных концентраций, но и от способа удаления и параметров газоудаляющего устройства [1, 2].

Вопросы повышения безопасности труда рабочих канализационных сетей являются актуальными и определяют задачу по обоснованию эффективного способа удаления вредных газов и устройства для его реализации.

В связи с этим предложен способ, включающий устройство, обеспечивающее откачивание вредных газов с помощью гибкого шланга, один конец которого подсоединен к эжектору установленного на выхлопной трубе двигателя внутреннего сгорания, а другой конец опущен через горловину в рабочий колодец и уплотнен с помощью резиновой манжеты (рис. 3), при этом ближайшие два смежных колодца открывают [3, 4].

Для обоснования параметров предложенного  устройства необходимы следующие исходные данные: габариты источника выброса (a x b) или его диаметр (d); скорость движения воздуха в зоне выделения (ϑв); скорость всасывания в створе зонта (ϑз); высота установки устройства над источником (z).

Вытяжное устройство рассчитывается и изготавливается по нижеприводимой схеме.

При конструировании зонта следует учитывать, что эффективность его работы зависит от высоты установки над источником (z), поэтому надо расположить отсос по возможности ближе к источнику выделения. Угол раскрытия зонта не должен превышать 60º, иначе по его краям будут образовываться застойные зоны, и эффективность работы значительно снизится.

После того как разработана конструкция отсасывающего устройства и определены его габаритные размеры, производится расчет количества вытяжного воздуха. Его результат должен учитываться при дальнейшей разработке общеобменной вентиляции помещения [1, 2].

L = 3600VзSз (3)

где Vз – скорость потока в створе зонта, принимается по таблице; L – потребный расход воздуха, м3/ч; Sз – площадь рабочего проема, определяется как ­
а × b, или 0,785d для круглой формы зонта, м2.

Количество свежей воздушной смеси, необходимое для людей в соответствии с санитарными нормами, определяется по формуле

L = N · m, (4)

где L – потребное количество воздушной смеси, м3/ч;  N – количество людей, постоянно работающих на участке; m – удельный расход чистого воздуха на одного человека в час.

Чтобы концентрация вредностей в колодце не превышала нормированные значения, внутрь следует подавать чистый воздух. Его количество высчитывается по формуле

L = Mв /(упом ууп), (5)

где L – искомое количество свежей воздушной смеси для притока, м3/ч; Mв – масса вещества, выделяемая в пространство рабочей зоны за единицу времени, мг/ч; yпом – его удельная концентрация в колодце, мг/м3; yп – концентрация этого же вещества в приточном воздухе, мг/м3.

Представленные расчеты могут оказаться полезными для предварительного подбора вентиляционного оборудования и укрупненного подсчета стоимости. Более точное и детальное понимание вопроса появляется в процессе проектирования объекта, выполняемого специалистами.

Выводы

1. Установлено, что скопившие­ся на рабочих местах вредные газы, в которых имеются частицы компонентов, выделяемых входящими в их состав микроорганизмами, являются основными причинами травмирования и профессионального заболевания обслуживающего персонала.

2. Анализ статистических данных показывает, что концентрация вредных газов (аммиак, метан, дву­окись углерода) в животноводческих помещениях в 5–6 раз превышает предельно допустимые.

3. Предлагаемое средство для удаления вредных газов из животноводческих помещений является новым, отличающимся принципиально от существующих высокой эффективностью.

4. Применение разработанного средства дает возможность снизить концентрацию скопившихся вредных газов до предельно допустимых, что позволяет обслуживающему персоналу проводить аварийно-восстановительные работы без средств индивидуальной защиты.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Богословский В. Н. Отопление и вентиляция. – М. : Стройиздат, 1976. – 439 c.
  2. Банхиди Л. Тепловой микрокли­мат помещений / под ред. В. И. Про­хорова, А. Л. Наумова. – М. : Стройиздат, 1981. – 248 с.
  3. Пат. 2521677 Рос. Федерация. Способ удаления отравляющих газов из канализационных колодцев / Татаров Л. Г., Татлыев Т. Р. – 2014.
  4. Пат. 2520673 Рос. Федерация. Способ откачивания отравляющих газов из канализационных колодцев / Татаров Л. Г., Татлыев Т. Р. – 2014.
  5. Мурусидзе Д. П., Карпов В. П., Оленев В. А. [и др.]. Разработка и обоснование вентиляционно-отопительных систем для крупных животноводческих помещений. – М., 1972.
  6. Белехов И. П. Практикум по машинам и оборудованию для животноводства. – М. : Агропромиздат, 1986. – 288 с.
  7. Кармановский Л. П., Морозов Н. М., Цой Л. М. Обоснование системы технологий и машин для животноводства. – М. : ИК «Родник» : Аграрная наука, 1999. – 228 с.

Метки: Инженерия