Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ижевская государственная сельскохозяйственная академия» П.Л. ЛЕКОМЦЕВ ЭЛЕКТРОАЭРОЗОЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ МОНОГРАФИЯ Ижевск 2006 УДК 619:614.48+631.348:632.934.1 ББК 48.1+44 Л43 Под научной редакцией И.Ф. Бородина, академика РАСХН, доктора технических наук, профессора Московского государственного агроинженерного университета им. <...> Л43 Электроаэрозольные технологии в сельском хозяйстве : монография / П.Л. Лекомцев. <...> Большая обсемененность воздуха микроорганизмами создает опасность аэрогенного распространения патогенной микрофлоры из одного производственного корпуса в другой. <...> 4 УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ b Е f g h K − коэффициент коагуляции, м3/с; Kн – коэффициент неравномерности обработки; Ik Kv − кратность воздухообмена, с–1; k − постоянная Больцмана, Дж/К; m − масса электроаэрозольной частицы, кг; − концентрация частиц электроаэрозоля, м–3; nd − концентрация пыли, м–3; np − объемная плотность электроаэрозоля, мл/м3; p − капиллярное давление, Па; Qж − объемный расход жидкости, м3/с; Qв − объемный расход воздуха, м3/с; q − заряд частицы, Кл; qуд − удельный заряд, Кл/кг; R r1 rp S R1 − радиус потенциального электрода, м; r − радиус электроаэрозольного генератора, м; − радиус частицы аэрозоля, м; − радиус перфорированного отверстия, м; – радиус частиц пыли, м; − площадь внутренней поверхности помещения, м2; Sп − площадь пола, м2; t − время, с; U − напряжение, В; 5 mp − плотность осаждения электроаэрозоля, мл/м2; n D − коэффициент диффузии, м2/с; d − подвижность частиц, м2/(В⋅с); − диаметр частицы, м; − напряженность электрического поля, В/м; − частота, Гц; − ускорение свободного падения, м/с2; − высота помещения, м; − конвекционный ток, А; V vk 1 2 0 1 2 − объем помещения, м3; − объем капли, м3; , − коэффициент поверхностного натяжения, Н/м; − относительная диэлектрическая проницаемость <...>
Электроаэрозольные_технологии_в_сельском_хозяйстве.pdf
УДК 619:614.48+631.348:632.934.1
ББК 48.1+44
Л43
Под научной редакцией И.Ф. Бородина, академика РАСХН,
доктора технических наук, профессора Московского государственного
агроинженерного университета им. В.П. Горячкина.
Рецензент: В.Т. Сергованцев, доктор технических наук,
профессор Московского государственного
агроинженерного университета им. В.П. Горячкина.
Лекомцев П.Л.
Л43
Электроаэрозольные технологии в сельском
хозяйстве : монография / П.Л. Лекомцев. – Ижевск:
ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2006. – 219 с.
ISBN 5-9620-0070-6
В монографии изложены основные принципы применения
электроаэрозолей в сельскохозяйственном производстве.
Рассмотрены вопросы генерации и распространения
электроаэрозолей, совершенствования электроаэрозольных
генераторов. Приведены результаты многолетних
экспериментальных исследований электроаэрозольных генераторов
в лабораторных и производственных условиях.
Предложены технологические схемы использования электроаэрозолей
для дезинфекции, защиты растений, увлажнения
и обеспыливания воздуха животноводческих помещений.
Предназначена
для инженерно-технических работников,
специалистов сельского хозяйства, аспирантов,
студентов вузов, обучающихся по специальности 110302 –
«Электрификация и автоматизация сельского хозяйства».
УДК 619:614.48+631.348:632.934.1
ББК 48.1+44
ISBN 5-9620-0070-6 © ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2006
2
Стр.2
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
Глава 1 СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ
ЭЛЕКТРОАЭРОЗОЛЕЙ В СЕЛЬСКОМ
ХОЗЯЙСТВЕ . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.1
1.1.1
1.1.2
1.2
1.2.1
1.2.2
1.2.3
1.3
1.3.1
1.3.2
1.3.3
Физические характеристики аэродисперсных
систем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Классификация аэрозолей . . . . . . . . . . . . . 7
Размер частиц аэрозолей . . . . . . . . . . . . . .
9
Электроаэрозольные технологии в сельском
хозяйстве. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Аэрозольный метод дезинфекции и увлажнения
воздуха в животноводческих помещениях . . . . 18
Аэрозольный метод защиты растений. . . . . . . 22
Применение электроаэрозолей в сельском
хозяйстве . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Физические явления и технические средства в
процессах получения и применения электроаэрозоля
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Способы получения электроаэрозоля . . . . . . . 30
Создание и разрушение электроаэрозолей в
закрытом помещении. . . . . . . . . . . . . . . . 43
Технические средства для получения электроаэрозолей.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Глава 2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
ПРОЦЕССОВ ГЕНЕРАЦИИ И
ПРИМЕНЕНИЯ ЭЛЕКТРОАЭРОЗОЛЕЙ . . . 53
2.1
2.1.1
Математическое моделирование процессов
генерации электроаэрозоля . . . . . . . . . . . . 53
Электрическое поле генератора . . . . . . . . . . 54
217
Стр.217
2.1.2
2.1.3
2.2
2.2.1
2.2.2
2.3
2.4
2.5
2.5.1
2.5.2
2.5.3
2.5.4
Зарядка одиночной капли в генераторе . . . . . . 57
Зарядка жидкой нити в генераторе . . . . . . . . 66
Математическое моделирование процесса электроаэрозольной
обработки помещений . . . . . . 77
Создание и распространение электроаэрозоля в
помещении. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
Электроаэрозольная обработка помещения. . . . 87
Математическое моделирование процесса осаждения
электроаэрозоля на растениях . . . . . . . 90
Математическое моделирование процесса обеспыливания
воздуха помещений . . . . . . . . . . 95
Определение технологических параметров электроаэрозольных
обработок . . . . . . . . . . . . 100
Определение параметров электроаэрозольного
генератора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
Параметры электроаэрозоля для дезинфекции воздуха.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
Параметры электроаэрозоля для дезинфекции
поверхностей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
Расчет расположения электроаэрозольных генераторов.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
Глава 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ЭЛЕКТРОАЭРОЗОЛЬНЫХ СИСТЕМ . 115
Методы исследования электроаэрозолей . . . . . 115
Методы оценки дисперсионных характеристик. . 116
3.1
3.1.1
3.1.2
3.1.3
3.1.4
Методы определения весовой концентрации
аэрозоля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
Измерение заряда электроаэрозольных частиц. . 127
Измерение напряженности электростатических
полей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
218
Стр.218
3.2
3.2.1
3.2.2
3.2.3
3.3
Исследование процессов зарядки и распыления
жидкостей в экспериментальном генераторе . . . 135
Разработка экспериментальной установки . . . . 135
Измерение дисперсионных характеристик электроаэрозоля
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
Измерение конвекционного тока и удельного заряда
электроаэрозоля . . . . . . . . . . . . . . . . 147
Исследование распространения и осаждения
электроаэрозоля в экспериментальной камере . . 151
Глава 4 НОВЫЕ ЭЛЕКТРОАЭРОЗОЛЬНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ
ДЛЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО
ПРОИЗВОДСТВА. . . . . . . . . . . . . 158
Глава 5 ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ
ЭЛЕКТРОАЭРОЗОЛЬНОГО ГЕНЕРАТОРА. 172
5.1
5.2
Распространение электроаэрозоля в закрытом
помещении . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
Изучение влияния электроаэрозолей химических
веществ на качество дезинфекции животноводческих
объектов . . . . . . . . . . . . . . . 178
ЗАКЛЮЧЕНИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
ЛИТЕРАТУРА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
ПРИЛОЖЕНИЯ . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
СОДЕРЖАНИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
219
Стр.219