Автоматизация процесса обеспечения микроклимата картофелехранилища
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
µтьих, для визуального контроля сохранности продукции ее закладывают слоем небольшой толщины и оставляют места для прохода обслуживающего персонала, что приводит к относительно малому использованию объема хранилищ. Вследствие этого при хранении картофеля в неавтоматизированных картофелехранилищах полезный объем сооружений составляет 30 … 40 % общего объема, а порча продукции доходит до 30% и более [12].
Автоматизация управления микроклиматом снижает потери продукции до 2-5% [13].
Технологически процесс хранения картофеля и овощей можно разделить на три основных периода: лечебный, охлаждение, хранение.
В лечебный период с целью быстрого заживления механических повреждений картофеля необходимо поддерживать в межклубневом пространстве насыпи температуру на уровне 14 … 18 оС и высокую относительную влажность воздуха (более 90%) с минимальным воздухообменом.
При температуре картофеля выше 18 оС должна включиться активная вентиляция и подавать воздух температуры на 3 … 4 оС ниже температуры массы хранимого продукта.
Если в закрома хранилища заложен больной картофель (пораженный фитофторой, нематодой и т.д.), то лечебный период проводится при температуре 8 … 10 оС с последующим охлаждением 1 … 2 оС.
В период охлаждения, который наступает после двухнедельного лечебного периода, температуру хранимого продукта постепенно снижают до 2 … 4 оС. для этого клубни картофеля вентилируют наружном воздухом в те периоды суток, когда температура наружного воздуха не менее чем на 4 … 5 оС ниже температуры насыпи картофеля. Охлаждают клубни медленно: на 0,5 … 0,6 оС в сутки при максимальной влажности воздуха до 100%. Период охлаждения длится 20 … 25 суток.
Период хранения - это основной период. Он начинается, когда температура картофеля в насыпи достигаем 3 … 4 оС.
Вентиляционные установки включаются при повышении температуры в насыпи до 4 оС и более. Зимой продукт активно вентилируют смесью наружного и внутреннего воздуха, а при больших морозах - только рециркуляционным воздухом. В остальное время года насыпь вентилируют наружным воздухом который забирают в наиболее холодное время суток, или воздухом, охлажденным в специальных холодильниках.
Во всех случаях относительная влажность воздуха должна быть максимальной, но без образования конденсата на картофеле. При пониженной влажности вентиляционного воздуха возникают большие потери массы клубней, и они теряют свой товарный вид.
Устройство формирующие микроклимат в картофелехранилище - это вентиляционные установки. Они входят в комплект оборудования регулирования температуры в картофелехранилищах (ОРТХ).
В комплект оборудования типа ОРТХ входят следующие основные устройства: смесительный клапан 3 с подогревателем 1 и исполнительным механизмом 4, приточная 2 и вытяжная 5 шахты, два рециркуляционно-отопительных агрегата 6, вентиляционно-распределительный канал 7, приточный вентилятор 8 и шкаф автоматического управления активной вентиляцией ШАУ-АВ.
Рассчитаем и выберем приточный вентилятор для подачи воздуха в секцию хранения картофеля.
Определим расход холодного воздуха необходимого для удаления излишней теплоты из помещения и массы хранимого продукта.
Ф = m1g + m2g (42)
где m1 - суточное поступление продукции в камеру, Т; (m1 = 50т); g - тепловыделения во время охлаждения, Вт/т; g = 18,5 Вт/т; [19] m2 - масса продукции в охлаждаемом помещении, т; (m2 = 950т); g - тепловыделения в условиях хранения, Вт/т; g = 13,6 Вт/т;
При хранении картофеля и корнеплодов после машинной уборки следует увеличить значение тепловлаговыделений на 30%.
g = 18,5 * 1,3 = 24,05 Вт/т;
g = 13,6 * 1,3 = 17,68 Вт/т;
Ф = 50 * 24,05 + 950 * 17,68 = 17998 Вт 18кВт.
Энтальпию холодного воздуха определяют при его температуре принимаемой на 2 - 5 Со ниже температуры внутри охлаждаемого помещения: hв = 30 кДж/ кг (при tвн = 12 Со; jвн = 80%) hx = 18 кДж/ кг (при tхол= 7 Со, jхол = 60%);
L = 3600 * (18 / (1,29* (30 - 18))) = 4186,05 м3/ч.
Приточный вентилятор в соответствии с технологией хранения включается 6 раз в сутки по 0,5 часа каждый раз. Определим необходимый объем холодного воздуха за сутки: Vсут. = 4186,05 * 24 = 100465,2 м3 / сут.
Определим объем воздуха, подаваемого за один цикл работы вентилятора:
Vц = Vсут. /6 = 100465,2 /6 = 16744,2 м3;
Определим необходимую подачу вентилятора:
LTP = Vц / 0,5 = 16744,2 / 0,5 = 33488,4 м3/ч;
где 0,5 - продолжительность работы установки за 1 цикл, ч;
Принимаем к установке 1 вентилятор марки ЦЧ-70 с производительностью 30240 м3/ч и
Н = 726 Па (74 кгс/ м3), n =1000 об/мин. [19].
Принципиальная электрическая схема на основании схемы автоматизации, а схема автоматизации, в свою очередь, разрабатывается на основании технологической и функциональной схем. Функциональная схема хранения картофеля приводится на рисунке 8.
Регулятор Р1 - на основании разности температур наружного воздуха и воздуха в массе хранимого картофеля управляет приточным вентилятором в период охлаждения и хранения.
Регулятор Р2 - регулирует температуру над продуктом в верхней зоне хранилища и подает команды на включение приточного вентилятора в период хранения.
Регулятор Р4 - контролирует температуру воздуха в вентиляционной системе и при снижении ее значение до минимально-допустимого значения можем отключить приточный вентилятор даже в ручном режиме работы схемы.
Регулятор Р3 - контролирует температуру внутри массы хранимого продукта и подает команды на включение приточного вентилятора в период хранения.
Регу