Математична модель динамічних режимів системи забезпечення мікроклімату в тваринницькому приміщенні з теплоутилізатором
DOI:
https://doi.org/10.31548/energiya1(65).2023.066Анотація
Визначена актуальність досліджень варіантів використання теплообмінного обладнання для утилізації теплоти витяжного повітря тваринницьких приміщень. Проаналізовано, що для ефективного функціонування теплоутилізаторів необхідно не тільки вибрати оптимальні конструкційні параметри, але й реалізувати раціональні енергоефективні режими. Визначено, що для синтезу системи автоматичного керування тепловологісним режимом у приміщенні необхідно визначити динамічні характеристики об’єкту керування на основі математичної моделі динамічних режимів. Наведено аналіз існуючих систем утилізації тепла та зазначено, що вони для свого опису мають тільки аналітичні залежності, що описують стаціонарні режими теплоутилізаторів, які визначають статику теплових та масообмінних (конденсація вологи на поверхні) процесів. У розглянутих роботах сумісне функціонування теплоутилізатора та тваринницького приміщення в нестаціонарному режимі не розглядається. На основі аналізу тепло-вологісного режиму тваринницького приміщення, вентиляційна система якого обладнана теплоутилізатором рекуперативного типу, складено математичний опис у вигляді диференціальних рівнянь теплового і матеріального балансу тваринницького приміщення з теплоутилізаційною системою вентиляції. Розроблено математичні моделі теплового і матеріального балансу для тваринницького приміщення у вигляді системи трьох диференційних рівнянь, які містять два взаємопов’язані параметри: температуру і вологовміст повітря. Але оскільки параметри повітря в приміщенні з утилізатором теплоти відпрацьованого вентиляційного повітря залежать від параметрів і режиму функціонування теплообмінника, розроблено рівняння теплового режиму приміщення з рівняннями, які визначають нестаціонарний тепловий режим теплоутилізатора. Сформульована математична модель, яка описує нестаціонарний процес теплообміну в системі створення мікроклімату, може бути використана для обґрунтування конструктивних та режимних параметрів теплоутилізатора незалежно від конструктивних особливостей. Математична модель визначає перехідний процес у системі «приміщення-теплоутилізатор» та може бути використана при створенні системи автоматичного керування температурно-вологісними режимом.
Ключові слова: тваринницьке приміщення, мікроклімат, теплоутилізатор, тепловий режим, математична модель
Посилання
Pryshliak, V. M., Yaropud, V. M. (2014) Analiz i klasyfikatsiia tekhnolohichnykh skhem teploutylizatoriv dlia tvarynnytskykh prymishchen [Analysis and classification of technological schemes of heat recovery equipment for livestock facilities]. Naukovo–teoretychnyi zbirnyk "Visnyk ZhNAEU, 2(45), № 4(2), 344–350.
Burdo, O. G. (2010). Evolyutsiya sushil’nykh ustanovok : monografiya [The evolution of dryers: a monograph]. Odessa: Poligraf, 368.
Tekhnika silskohospodarska. Rekuperatyvni teploutylizatory ventyliatsiinykh vykydiv tvarynnytskykh prymishchen. Metody vyprobuvan: SOU 74.3-37-265-2005 [Agricultural machinery. Recuperative heat utilizers of ventilation emissions of livestock building. Test methods: SOU 74.3-37-265-2005]. K.: Minahropolityky Ukrainy, 2005. 37.
Dovbnenko, O. F. (2001). Obgruntuvannia rezhymiv roboty teploutylizatoriv ventyliatsiinykh vykydiv tvarynnytskykh prymishchen [Substantiation of modes of operation of heat utilizers of ventilation emissions of livestock building]: avtoref. dys... kand. tekhn. nauk. . Hlevakha, 22.
Yaropud, V. M. (2016). Obgruntuvannia konstruktsiinorezhymnykh parametriv teploutylizatora dlia tvarynnytskykh prymishchen [Substantiation of structural parameters of heat utilizer for livestock building]: avtoref. dys... kand. tekhn. nauk. . Vinnytsia: VNAU, 19.
Yaropud, V. M., Aliiev, E. B. (2015). Metodyka inzhenernoho rozrakhunku parametriv teploutylizatora dlia tvarynnytskykh prymishchen [Methods of engineering calculation of heat recovery parameters for livestock facilities]. Scientific Bulletin of the National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine. Series: Engineering and energy of agro-industrial complex, 212(2), 214–221.
Herasymchuk, Yu. V. (2014) Matematychna model rekuperatyvnoho teploutylizatora ventyliatsiinykh vykydiv tvarynnytskykh prymishchen [Mathematical model of recuperative heat utilizer of ventilation emissions of livestock building]. Scientific Bulletin of NULES of Ukraine, 194(2), 93–99.
Gerasimchuk, Yu. V., Girchenko, M. T., Dovbnenko, O. F. (2004). Effektivnost’ ispol’zovaniya sistem upravleniya teploutilizatorami ventilyatsionnykh vybrosov zhivotnovodcheskikh pomeshcheniy. Avtomatizatsiya sel’skokhozyaystvennogo proizvodstva [Efficiency of use of control systems of heat utilizers of ventilating emissions of livestock building]. Automation of agricultural production. Proceedings of the international scientific and technical conference, 4, 59–66.
Kotov, B. I. (2001). Vyznachennia parametriv reheneratyvnoho utylizatora teploty z dyskovoiu nasadkoiu [Determination of the parameters of the regenerative heat recovery unit with a disk nozzle]. Agricultural machinery: Coll. Science, 9, 93–97.
Spirin, A. V., Kotov, B. I., Trukhanska, O. O. (2016). Matematychna model reheneratyvnoho teploutylizatora teplovykh vykydiv silskohospodarskykh [Mathematical model of regenerative heat recovery of agricultural thermal emissions]. Information society: technological, economic and technical aspects of formation, 92–95.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Стосунки між правовласниками і користувачами регулюються на умовах ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Поширення На Тих Самих Умовах 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див.The Effect of Open Access).
