Запис Детальніше

Система енергозбереження у пташниках із використанням низькопотенціальної енергії ґрунту

DSpace at Ternopil State Ivan Puluj Technical University

Переглянути архів Інформація
 
 
Поле Співвідношення
 
Title Система енергозбереження у пташниках із використанням низькопотенціальної енергії ґрунту
Power saving system in poultry-houses with usage of soil low-potential energy
Systema enerhozberezhennia u ptashnykakh iz vykorystanniam nyzkopotentsialnoi enerhii gruntu
 
Creator Троханяк, Віктор Іванович
 
Contributor Національний університет біоресурсів і природокористування України
 
Subject Чисельне моделювання
теплообмінний апарат
мікроклімат
пташник
тепло- масообмін
620.97
536.584.24
631.227
31.22.317
38.75
 
Description Рекомендовано до друку Вченою радою Національного університету біоресурсів і природокористування України (протокол № 4 від 28 листопада 2018 р.)
Монографія присвячена вирішенню науково-прикладного завдання, яке полягає в удосконаленні електротехнічного комплексу для підтримки нормованого мікроклімату в птахівничому приміщенні із застосуванням низькопотенціальної енергії ґрунту і теплообмінників-рекуператорів для охолодження і часткового нагрівання припливного повітря.
Розглянуто різні способи обробки повітря в пташниках, наявні системи автоматизації та методи управління вентиляційно-опалювальним обладнанням для підтримання нормованого повітрообміну в пташниках.
Проведено чисельне моделювання процесів тепло- і масопереносу в каналах нових конструкцій теплообмінних апаратів, а також вентиляційного повітря в птахівничих приміщеннях з використанням і без використання нової системи охолодження припливного повітря. Із використанням програмного забезпечення ANSYS Fluent отримані поля швидкостей, температур і тисків в каналах нових теплообмінних апаратів і приміщенні пташника.
This monograph is dedicated to the scientific and applied task for electrotechnical complex improving for normal climate- control support in poultry-houses premises with soil’s low-grade energy and heat-exchangers- recuperators usage for cooling and partial heating of supply air.
The different ways of air’s treating for the present systems of automation and the ways for control of ventilating – heating equipment for support of normalized air exchange in poultry-houses are observed.
The numerical simulation was provide for the ventilating air run in poultry-houses premises with or without cooling system usage for the supply air. The program software ANSYS Fluent was used for the receiving field velocities, temperature and pressure in channels of new heat exchangers and poultry-houses’ premises. The new electrotechnical system for climate-control support in poultry-house premises was proposed on the base of theoretical and experienced researches.
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ, ПОЗНАЧЕНЬ ТА СИМВОЛІВ 8
ВСТУП 12
РОЗДІЛ 1. ОСНОВНІ ПРИНЦИПИ СТВОРЕННЯ ЕЛЕКТРОТЕХНІЧНИХ КОМПЛЕКСІВ ДЛЯ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ МІКРОКЛІМАТУ В ПТАШНИКАХ І СТАН ПРОБЛЕМИ 14
1.1. Основні принципи формування технологічних параметрів мікроклімату при утриманні птиці 14
1.2 Системи кондиціонування припливного повітря 22
1.3. Електрообладнання для підтримання нормованого мікроклімату в птахівничому приміщенні 37
1.4. Тепло-масообмін через зовнішні огороджувальні конструкції пташників 56
1.5. Основні конструкції та характеристики теплообмінного обладнання у вентиляційних системах 59
1.6. Основні завдання для створення нового теплообмінного апарату. 65
1.7. Висновки по розділу 1 71
РОЗДІЛ 2. РОЗРОБКА ЕНЕРГОЕФЕКТИВНОГО ЕЛЕКТРОТЕХНІЧНОГО КОМПЛЕКСУ ДЛЯ ПІДТРИМАННЯ НОРМОВАНОГО МІКРОКЛІМАТУ В ПТАШНИКАХ З ВИКОРИСТАННЯМ НИЗЬКОПОТЕНЦІАЛЬНОЇ ЕНЕРГІЇ ҐРУНТУ 73
2.1. Розробка енергоефективної системи підтримання мікроклімату у птахівничих приміщеннях з використанням води з підземних свердловин та теплообмінних апаратів для охолодження припливного повітря 73
2.2. Чисельне моделювання процесів тепло- і масопереносу при вентиляції приміщень пташників у літній період року 84
2.3. Побудова сітки МКЕ в 3D для пташника 94
2.4. Результати досліджень чисельного моделювання процесів гідродинаміки і теплообміну при вентиляції повітря птахівничих приміщень 100
2.5. Чисельне моделювання гідродинаміки і тепло переносу у пташнику для ефективного розміщення вентиляційного обладнання 114
2.6. Верифікація результатів чисельного моделювання та експериментальних досліджень процесів теплообміну в приміщенні пташника 126
2.7. Вибір та розташування електрообладнання для нової енергозберігаючої системи мікроклімату і їх алгоритми керування 131
2.8. Математичне моделювання системи мікроклімату в пташниках у літній та зимовий період року за допомогою системи MATLAB Simulink 138
2.9. Висновки до розділу 2 147
РОЗДІЛ 3. МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСІВ ТЕПЛО - МАСООБМІНУ В ТЕПЛООБМІННИХ АПАРАТАХ НОВОЇ КОНСТРУКЦІЇ ДЛЯ ОХОЛОДЖЕННЯ ПРИПЛИВНОГО ПОВІТРЯ ВОДОЮ ПІДЗЕМНИХ СВЕРДЛОВИН 150
3.1. Конструкція теплообмінника-рекуператора з компактним розміщенням пучка труб 150
3.2. Вибір граничних умов і моделі турбулентності для чисельного моделювання ТА 153
3.3. Методика побудови сітки МКЕ в ANSYS Meshing для трубного пучка 159
3.4. Методика визначення коефіцієнта тепловіддачі в ANSYS Fluent 176
3.5. Чисельне моделювання шахового пучка труб 180
3.6. Моделювання процесів тепло- масообміну та теплогідравлічна ефективність запропонованих пучків труб 186
3.7. Чисельне моделювання компактного пучка труб 198
3.8. Висновки по розділу 3 208
РОЗДІЛ 4. МОДЕРНІЗАЦІЯ ТЕПЛООБМІННОГО ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ СИСТЕМИ ВЕНТИЛЯЦІЇ ПТАШНИКА 210
4.1. Розробка та порівняння теплообмінників для бокової і тунельної системи вентиляції 210
4.2. Підвищення ефективності теплообмінника для тунельної системи вентиляції 217
4.3. Чисельне моделювання та удосконалення ТА з прямолінійними пучками труб 226
4.3.1. Конструктивні дані для чисельного моделювання ТА 226
4.3.2. Результати чисельного моделювання ТА з прямолінійними пучками труб 233
4.3.3. Тепло гідравлічна ефективність ТА з прямолінійними пучками труб 239
4.3.4. Аналіз результатів чисельного моделювання 245
4.4. Висновки по розділу 4 255
РОЗДІЛ 5. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ЕНЕРГОЕФЕКТИВНОЇ СИСТЕМИ ПІДТРИМАННЯ МІКРОКЛІМАТУ В ПТАШНИКАХ З ВИКОРИСТАННЯМ НИЗЬКОПОТЕНЦІАЛЬНОЇ ЕНЕРГІЇ ҐРУНТУ 258
5.1. Експериментальна установка для охолодження припливного повітря пташника 258
5.2. Порівняння результатів розрахунків математичного моделювання та експериментальних даних 265
5.3. Розробка нейроінформаційної системи керування електротехнічним комплексом пташника 270
5.4. Апаратна реалізація режимів автоматичного керування модернізованим електротехнічним комплексом пташника із використанням нечітких нейронних мереж 280
5.5. Техніко-економічний аналіз вентиляції та теплопостачання птахівничого приміщення з використанням нової системи підтримання мікроклімату 283
5.6. Висновки по розділу 5 286
ВИСНОВКИ 289
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ ТА ЛІТЕРАТУРИ 292
ДОДАТОК А. ВИБІР ТЕХНОЛОГІЧНОГО ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ ПІДЛОГОВОГО УТРИМАННЯ БРОЙЛЕРІВ ТА КУРОК-НЕСУЧОК 325
ДОДАТОК Б. РЕЗУЛЬТАТИ ЧИСЕЛЬНОГО МОДЕЛЮВАННЯ ТЕПЛООБМІНУ ДОСЛІДЖУВАНИХ ПУЧКІВ 336
ДОДАТОК В. ДАНІ ДЛЯ НАВЧАННЯ НЕ ЧІТКОЇ НЕЙРОІНФОРМАЦІЙНОЇ МЕРЕЖІ 346
ДОДАТОК Г. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДАНІ ЕЛЕКТРИЧНИХ ТА ТЕПЛОФІЗИЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ДЛЯ ОХОЛОДЖЕННЯ ПОВІТРЯ З ВИКОРИСТАННЯМ НИЗЬКО ПОТЕНЦІАЛЬНОЇ ЕНЕРГІЇ ҐРУНТУ 383
 
Date 2018-12-21T16:43:34Z
2018-12-21T16:43:34Z
2018-12
 
Type Monograph
 
Identifier Троханяк В. І. Система енергозбереження у пташниках із використанням низькопотенціальної енергії ґрунту / В. І. Троханяк. – Київ: «ЦП «Компринт», 2018. – 386 с.
978-966-929-860-7
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/26489
Trokhaniak V. I. (2018). Systema enerhozberezhennia u ptashnykakh iz vykorystanniam nyzkopotentsialnoi enerhii gruntu [Power saving system in poultry-houses with usage of soil low-potential energy]. Кyiv: «PC «Коmprint», 386.
 
Language uk
 
Relation 3. Адаптивний енергоефективний алгоритм управління для перетворювачів частоти циркуляційного насоса системи мікроклімату пташника [Електронний ресурс] / В. Г.Горобець, В. І. Троханяк, Є. О. Антипов, Є. О. Богдан // Енергетика та автоматика. – 2017. – Режим доступу до ресурсу: http://journals.nubip.edu.ua/index.php/Energiya/article/viewFile/8796/8109.
25. В. Г. Горобець, Ю. О. Богдан, В. І. Троханяк. Теплообмінне обладнання для когенераційних установок – К.: «ЦП «Компринт», 2017. – 203 с.
32. Влияние геометрии компактного поперечно обтекаемого гладкотрубного пучка на его показатели / В. Г.Горобец, В. В. Панин, Ю. А. Богдан, В. И. Троханяк. // Водний транспорт. – 2015. – №1. – С. 6–13.
36. Горобец В. Г. Численное моделирование и экспериментальное исследование процессов гидродинамики и теплообмена в теплообменных аппаратах новой конструкции / В. Г. Горобец, Ю. А. Богдан, В. И. Троханяк. // Промышленная теплотехника. – 2016. – №5. – С. 21–31.
38. Горобец В. Г., Троханяк В. И. Компьютерное математическое моделирование процессов тепло- и массопереноса при вентиляции воздуха в птицеводческих помещениях // Вестник Всероссийского научно-исследовательского института электрификации сельского хозяйства. 2015. № 4 (20). С. 85–90.
39. Горобець В. Г. Моделювання процесів переносу та теплогідравлічна ефективність кожухотрубного теплообмінника з компактним розташуванням пучків труб / В. Г. Горобець, В. І. Троханяк. // Науковий вісник НУБіП України "Техніка та енергетика АПК". – К.: ВЦ НУБіП України, 2014. – № 194, ч.2. – С. 147-155.
40. Горобець В. Г. Експериментальне дослідження охолодження припливного повітря у птахівничих приміщеннях / В. Г. Горобець, В. І. Троханяк, Ю. О. Богдан. // Науковий вісник НУБіП України "Техніка та енергетика АПК". – К.: ВЦ НУБіП України, – 2015. – №224. – С. 204–208.
41. Горобець В. Г. Експериментальне дослідження теплообмінного апарата нової конструкції [Електронний ресурс] / В. Г. Горобець, В. І. Троханяк // НУБіП України "Енергетика і автоматика". – 2015. – Режим доступу до ресурсу: http://journals.nubip.edu.ua/index.php/Energiya/article/viewFile/5247/5160.
42. Горобець В. Г. Енергоефективна система підтримання мікроклімату в птахівничих приміщеннях / В. Г. Горобець, В. І. Троханяк. – Київ: «ЦП «Компринт», 2017. – 194 с.
43. Горобець В. Г. Комп’ютерне математичне моделювання процесів тепло- і масо переносу при вентиляції повітря в птахівничих приміщеннях [Електронний ресурс] / В. Г. Горобець, В. І. Троханяк // Мелітополь: ТДАТУ. – 2015. – Режим доступу до ресурсу: http://nauka.tsatu.edu.ua/e-journals-tdatu/pdf5t1/24.pdf.
44. Горобець В. Г. Компьютерное численное моделирование локального теплообмена на поверхности компактных поперечно обтекаемых гладкотрубных пучков / В. Г. Горобець, Ю. О. Богдан, В. І. Троханяк. // Науковий вісник Херсонської державної морської академії. – 2016. – №1. – С. 100–110.
45. Горобець В. Г. Чисельне моделювання процесів переносу при поперечному обтіканні компактних пучків труб у кожухотрубних теплообмінниках / В. Г. Горобець, В. І. Троханяк. // Науковий вісник НУБіП України "Техніка та енергетика АПК". – К.: ВЦ НУБіП України, – 2015. – №209. ч.1. – С. 42–49.
47. Горобець В.Г. Математичне моделювання процесів гідродинаміки і теплообміну в охолоджувачах повітря птахівничих приміщень / В.Г. Горобець, В.І. Троханяк, // Науковий вісник НУБіП України. – 2013. – № 184 (ч. 2). – с. 101-110.
115. Патент 111627 UA, МПК (2006.01) F28D 7/16, F28F 1/12. Теплообмінник-утилізатор відпрацьованих газів / Горобець В. Г., Богдан Ю. О., Троханяк В. І.; заявник і власник Горобець В. Г., Богдан Ю. О., Троханяк В. І. № а201404151: заявлено 17.04.2014; опубліковано 25.05.2016; Бюл. № 10/2016.
116. Патент 111751 UA, МПК (2006.01) F28D 7/16. Теплообмінний апарат / Горобець В. Г., Троханяк В. І., Богдан Ю. О.; заявник і власник Горобець В. Г., Троханяк В. І., Богдан Ю. О. № а201404152; заявлено 17.04.2014; опубліковано 10.06.2016, Бюл. № 11/2016.
125. Розробка нейро інформаційної системи керування електротехнічним комплексом пташника [Електронний ресурс] / В. Г.Горобець, В. І. Троханяк, Є. О. Антипов, Ю. O. Богдан // Енергетика та автоматика. – 2017. – Режим доступу до ресурсу: http://journals.nubip.edu.ua/index.php/Energiya/article/viewFile/8787/8101.
144. Троханяк В. И. Оценка теплогидравлической эффективности кожухотрубного теплообменного аппарата с компактным размещением труб в пучках на основе компьютерного численного моделирования процессов тепломассопереноса [Электронный ресурс] / В. И. Троханяк, Ю. А. Богдан // APRIORI. Серия: Естественные и технические науки. – 2015. – №6. – Режим доступа к ресурсу: http://apriori-journal.ru/seria2/6-2015/Trohanyak-Bogdan2.pdf.
145. Троханяк В. И. Теплогидравлическая эффективность кожухотрубного теплообменника с компактным размещением пучков труб [Электронный ресурс] / В. И. Троханяк, Ю. А. Богдан // APRIORI. Серия: Естественные и технические науки. – 2015. – №6. – Режим доступа к ресурсу: http://apriori-journal.ru/seria2/6-2015/Trohanyak-Bogdan1.pdf.
146. Троханяк В. И. Численное моделирование процессов тепло- массопереноса для кожухотрубного теплообменника с компактным размещением пучков труб [Электронный ресурс] / В. И. Троханяк, Ю. А. Богдан // APRIORI. Серия: Естественные и технические науки. – 2015. – №6. – Режим доступа к ресурсу: http://apriori-journal.ru/seria2/6-2015/Trohanyak-Bogdan.pdf.
147. Троханяк В. І. Дослідження процесу генерації 3D-сітки промислової теплиці методом кінцевих елементів в ANSYS Meshing [Електронний ресурс] / В. І. Троханяк, Б. В. Куляк // Науковий вісник Таврійського державного агротехнологічного університету. – 2016. – Режим доступу до ресурсу: http://nauka.tsatu.edu.ua/e-journals-tdatu/pdf6t3/25.pdf.
148. Троханяк В. І. Імітаційне моделювання за допомогою MATLAB Simulink системи мікроклімату в пташниках у літній період року [Електронний ресурс] / В. І. Троханяк, В. О. Мірошник // Енергетика та автоматика. – 2016. – Режим доступу до ресурсу: http://journals.nubip.edu.ua/index.php/Energiya/article/view/8339/7890
149. Троханяк В. І. Імітаційне моделювання за допомогою MATLAB Simulink системи мікроклімату в пташниках у зимовий період року [Електронний ресурс] / В. І. Троханяк, В. О. Мірошник, Б. В. Куляк // Енергетика та автоматика. – 2016. – Режим доступу до ресурсу: http://journals.nubip.edu.ua/index.php/Energiya/article/view/8368/7914.
150. Троханяк В. І. Математичне моделювання процесів гідродинаміки і теплообміну системи охолодження в пташниках [Електронний ресурс] / В. І. Троханяк // Науковий вісник Таврійського державного агротехнологічного університету. – 2016. – Режим доступу до ресурсу: http://nauka.tsatu.edu.ua/e-journals-tdatu/pdf6t3/26.pdf.
151. Троханяк В. І. Математичне моделювання процесів тепло- й масопереносу та оптимальне розміщення вентиляційного обладнання у пташнику / В. І. Троханяк. // Науковий вісник Національного університету біоресурсів і природокористування України. Серія «Техніка та енергетика АПК». – 2016. – №242. – С. 210–214.
152. Троханяк В. І. Математичне моделювання теплообмінного апарата з шаховим та компактним розташуванням труб в трубному пучку / В. І. Троханяк, В. Г. Горобець. // Мелітополь: ТДАТУ. – 2015. – Вип.: 15 Т.4. – С. 142–149.
153. Троханяк В. І. Розробка та чисельне моделювання теплообмінного обладнання нової конструкції для систем підтримання мікроклімату у пташниках / В. І. Троханяк, Є. О. Антипов, Ю. О. Богдан. // Науковий журнал ХНТУСГ імені Петра Василенка «Технічний сервіс агропромислового, лісового та транспортного комплексу». – 2018. – №12. – С. 50–58.
154. Троханяк В. І. Розробка та чисельне моделювання теплообмінного обладнання нової конструкції для систем підтримання мікроклімату у пташниках / В. І. Троханяк, Є. О. Антипов, Ю. О. Богдан. // Науковий журнал ХНТУСГ імені Петра Василенка «Інженерія природокористування». – 2018. – №1(9). – С. 48–56.
155. Троханяк В. І. Чисельне моделювання теплообмінного апарата для різних систем вентиляції [Електронний ресурс] / В. І. Троханяк // Енергетика та автоматика. – 2018. – Режим доступу до ресурсу: http://journals.nubip.edu.ua/index.php/Energiya/article/view/10905/9548.
156. Троханяк В. І. Визначення коефіцієнта тепловіддачі при чисельному моделюванні трубного пучка // Праці Таврійського державного агротехнологічного університету. 2015. Вип. 15, Т. 2. С. 332–337.
157. Троханяк В. І. Побудова сітки ANSYS Meshing для CFD моделей методом кінцевих елементів // Науковий вісник Національного університету біоресурсів і природокористування України. Серія «Техніка та енергетика АПК». Вип. 209, Ч. 2. С. 244–249.
158. Троханяк В. І., Богдан Ю. О. Застосування методу кінцевих елементів при побудові сітки в Ansys Meshing для CFD моделей // Вісник Приазовського державного технічного університету. Серія «Технічні науки» 2015. Вип. 30, Т. 2. С. 181–189.
184. Gorobets V.G., Trokhaniak V.I., Antypov I.O., Bohdan Yu.O. (2018) – The numerical simulation of heat and mass transfer processes in tunneling air ventilation system in poultry houses, INMATEH: Agricultural engineering, vol.55, no.2, pg.87-96, Bucharest/Romania.
 
Rights © Троханяк В.І., 2018
© НУБіП України, 2018
 
Format 386
 
Coverage «ЦП «Компринт»
UA
 
Publisher «ЦП «КОМПРИНТ»