ВЕНТИЛЯЦИОННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ КАРТОФЕЛЯ

ВЕНТИЛЯЦИОННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ КАРТОФЕЛЯ

Как уже упоминалось, картофель дышит, выделяет тепло, влагу и углекислый газ, и если ставится задача правильного хранения, то все продукты выделения должны удаляться, а энергия дыхания должна быть ограничена. Для выполнения этой задачи требуется пропускать через бурт воздух либо путем естественной конвекции, либо с помощью вентилятора (принудительная вентиляция). Прежде чем обсуждать типы картофелехранилищ, полезно остановиться на различных элементах вентиляционного оборудования.

Типы вентиляторов. Если принято решение о принудительной вентиляции, то в первую очередь необходимо выбрать тип вентилятора. Как уже упоминалось в главе о проращивании картофеля, для выбора требуемых характеристик вентилятора необходимо знать его подачу и создаваемое давление воздуха.

Вентилятор пропеллерного типа (рис. 67) используется для перемещения больших масс воздуха с малым давлением (до 5 мм водяного столба). В хранилищах для картофеля применяется редко, в основном при хранении клубней в контейнерах.

Осевой вентилятор с крыльчаткой имеет, как правило, более четырех лопастей, и воздушный поток, проходя через него, не изменяет направления. Максимальное давление, создаваемое этим вентилятором, зависит от

угла наклона лопастей (шага) к воздушному потоку, однако высокая эффективность работы (75 %) достигается обычно при давлении 50 мм водяного столба. Эти вентиляторы могут создавать значительный уровень шума, и в отдельных случаях требуется использование глушителя, который несколько искажает вентиляционные характеристики.
Центробежный вентилятор (рис. 68) втягивает воздух и затем выбрасывает его в плоскости, перпендикулярной потоку всасываемого воздуха. Центробежные вентиляторы, используемые в сельском хозяйстве, имеют изогнутые назад лопасти и способны создавать давление 100 — 200 мм водяного столба. Эти вентиляторы имеют меньший коэффициент полезного действия, чем осевые с крыльчаткой. Это, в частности, объясняется тем, что воздух из них должен выходить перпендикулярно входному потоку.

Вентилятор с радиальными лопастями — прямокрылый вариант центробежного вентилятора, в настоящее время используется редко. Это вызвано тем его Недостатком, что при случайном его включении в режим низкого давления или прямого нагнетания он начинает перемещать столь большие воздушные массы, что двигатель перегружается и выходит из строя.

В большинстве случаев в картофелехранилищах Используются осевые вентиляторы с крыльчаткой, потому что среди всех типов, обеспечивающих давление 50 мм водяного столба, они являются самыми дешевыми. Кроме того, поскольку осевой вентилятор с крыльчаткой имеет более высокий к. п. д., чем центробежный, он преобразует в тепло меньшую часть Мощности (выделяет меньше тепла на единицу объема), что имеет важное значение, когда задача заключается в охлаждении помещения. Воздух, проходящий через осевой вентилятор, нагревается обычно не более чем на 1 °С.

Если возможно, вместо одного большого вентилятора следует использовать два малых, потому что при этом:

1. Колебания тока в момент старта значительно меньше, когда поочередно включаются два малых двигателя, а не один большой (система управления должна исключать возможность одновременного включения обоих вентиляторов).

2. Когда требуется обеспечить только рециркуляцию воздуха в помещении, интенсивность вентиляции должна быть меньше, чем в том случае, когда необходимо охлаждение. Поэтому при наличии двух вентиляторов в режиме рециркуляции может работать только один из них. При этом снижаются эксплуатационные расходы.

3. Если в течение некоторого времени хранилище пустует, при частичной загрузке может потребоваться вентиляция его холодным воздухом, и в этом случае также можно ограничиться одним вентилятором. Действительно, обслуживая лишь небольшое пространство, два вентилятора не обеспечат большего эффекта, чем один, однако в отдельных случаях могут привести к нежелательному иссушению воздуха.

Главное возражение против использования двух небольших вентиляторов взамен одного большого—их более высокая стоимость, хотя это не всегда так.

На выходе осевого вентилятора с крыльчаткой целесообразно установить устройство, выпрямляющее воздушный поток, так как вращение воздушных масс связано с нежелательными эффектами. Это особенно полезно при использовании двух сочлененных вентиляторов (рис. 69), когда вращающиеся воздушные потоки каждого из них могут вступать во взаимодействие, снижая полезную мощность вентиляторов.

Следующий фактор, который необходимо принимать во внимание при выборе типа вентилятора,-— охлаждение помещения. В этом смысле предпочтение следует отдавать вентиляторам с электроприводом, так как большинство дизельных двигателей значительно повышает температуру обтекающего их воздуха (обычно на 5 °С) и, следовательно, температуру в помещении. Если же электропитание в хранилище отсутствует, следует использовать такие типы дизельных вентиляторов, в которых подаваемый воздух не соприкасается с двигателем. Некоторые модели центробежных и осевых вентиляторов с ременной передачей удовлетворяют этому требованию, однако стоимость их достаточно высокая.

На рисунке 70 приведен график зависимости статического давления от выходной мощности, развиваемой типичным центробежным и типичным осевым вентилятором с крыльчаткой. Линии на графике принято называть характеристическими кривыми или просто характеристиками вентилятора, с которыми следует ознакомиться перед принятием решения о приобретении оборудования.

Сопротивление воздушному потоку. Как уже упоминалось ранее, для подбора нужной характеристики вентилятора необходимо сформулировать требования к объему и давлению

создаваемого ими воздушного потока. Давление или сопротивление может измеряться в различных единицах, однако простейшими и самыми
удобными в условиях картофелехранилищ единицами являются миллиметры водяного столба. Это означает, что давление, создаваемое вентилятором, дс статочно для удержания водяного столба высотой в столько-то миллиметров.

Измерение производится по схеме, приведенной на рисунке 71. U-образная трубка из прозрачного материала заполняется водой, которая для облегчения считывания показаний подкрашивается. Один конец трубки открыт, то есть находится под атмосферным давлением, другой же вставляется в главную трубу воздухопровода. Разница уровней в коленах трубки, измеренная в миллиметрах, и есть искомое давление. Измеритель может быть подключен в любую точку главной трубы, отстоящую от вентилятора на расстоянии, превышающем его диаметр, иначе локальные турбулентные потоки могут исказить истинные показания.

Существуют три параметра, характеризующих давление: давление скорости, то есть зависящее от скорости воздушного потока; статическое давление, то есть сопротивление системы потоку; полное давление, равное сумме двух первых. В картофелехранилищах наибольший интерес представляет статическое давление, и именно из этих соображений измерительная трубка должна устанавливаться в трубопроводе перпендикулярно направлению воздушного потока. Это гарантирует, что открытый конец трубки не окажется ; под прямым воздействием потока, то есть, что давление скорости не окажет влияния на показания прибора.

Давление в системе следует поддерживать низким из следующих соображений. Во-первых, мощность, потребляемая вентилятором, пропорциональна произведению объема создаваемого им потока на давление, так что чем выше давление, тем больше эксплуатационные расходы. Во-вторых, увеличивающаяся мощность расходуется не только на повышение давления— часть ее преобразуется в тепловую энергию, что приводит к повышению температуры воздуха, предназначаемого для охлаждения.

Давление в системе необходимо, чтобы воздушный поток мог преодолеть сопротивление как в ответвлениях трубопровода, так и в главной трубе, ее изгибах

и коленах. Это сопротивление возрастает с увеличением скорости потока, поэтому скорость воздуха в трубопроводе не должна превышать 10 м/с. Правильно спроектированная система должна иметь минимальное количество изгибов и совсем не иметь крутых изломов, которые в значительной мере увеличивают сопротивление потоку. Если в хранилище попадает грязный картофель, то высохшая почва может частично забивать входы в ответвления трубопровода, увеличивая сопротивление в системе и, соответственно, мощность, потребляемую вентилятором. Это опять-та-ки приводит к повышению температуры.

Вторая составляющая давления воздуха — это та его часть, которая расходуется на обдув заложенной на хранение культуры. Это давление очень мало для чистого картофеля и увеличивается, как уже указывалось, при наличии покрытых почвой и проросших клубней (иногда до 4 раз). Обычно удельная мощность вентилятора составляет 0,02 м3/с/т. При высоте бурта 3 м для преодоления сопротивления чистого картофеля необходимо статическое давление около 0,6 мм на каждый метр глубины бурта.

И последняя составляющая — выпускное отверстие, оказывающее очень малое сопротивление потоку.

В типичных, правильно сконструированных системах статическое давление не превышает 12,5 мм для чистого картофеля. Однако, поскольку попадание грязного картофеля в хранилище вероятно даже при самой высокой организации работ, целесообразно приобретать вентилятор, способный создавать статическое давление 50 мм — для хранения насыпью и 20 мм — для хранения в контейнерах.

Трубопровод. В помещениях, где картофель хранится насыпью и требуется усиленная вентиляция, обычно используют трубопроводы, состоящие из главной трубы и труб меньшего диаметра (боковых ответвлений).

При выборе трассы для главного трубопровода необходимо учитывать целый ряд обстоятельств. Оптимальная длина ответвления 10 м (дальнейшее удлинение требует специального конструктивного решения), а это означает, что главная труба должна проходить вдоль хранилища независимо от его фактических размеров. Обычно главную трубу прокладыв

в середине помещения так, чтобы картофель находился по обе стороны от нее. Стены хранилища в этом случае должны быть несущими.

Максимально допустимая скорость потока в главной трубе 10 м/с, следовательно, площадь ее поперечного сечения должна быть такой, чтобы на каждый 1 м3/с подачи вентилятора при давлении 50 мм водяного столба приходилось не менее 0,1 м2.

Внутренняя поверхность трубы должна быть абсолютно гладкой, потому что любой выступ может стать причиной завихрения потока. Если используются какие бы то ни было формирующие поток элементы, площадь поперечного сечения ограничивается их внутренними размерами, а не стенками трубы.

Размеры главной трубы, кроме того, должны обеспечивать возможность для оператора свободно перемещаться внутри нее, когда возникнет необходимость открыть или закрыть вход в то или иное боковое ответвление трубопровода. Труба, в которой перемещение оператора затруднено, не способствует эффективной организации работ в хранилище. Следует также предусматривать освещение внутри трубы и индикаторную лампочку снаружи, которая сигнализировала бы о неисправностях вентиляционной системы. Полезно с точки зрения техники безопасности предусмотреть внутри трубы кнопку остановки вентилятора, так как если он включится в то время, когда кто-нибудь находится внутри трубы, давление потока может воспрепятствовать открыванию дверей.

В некоторых больших хранилищах в целях экономии средств главная труба имеет небольшое поперечное сечение, но снабжена вентиляторами на каждом конце. Однако дополнительные расходы на подводку электропитания и установку дополнительного вентилятора сводят эту экономию к нулю.

Рис. 72. Надземный и скрытый (подземный) воздуховоды:
1 — решетчатые (из планок) щиты;
2 — крепление; 3 — прикрывающие щиты.

Воздуховоды. Существует два основных типа воздуховодов (рис. 72): располагаемые над полом и требующие разборки и удаления при загрузке и разгрузке хранилища, и располагаемые под полом и не препятствующие перемещению по хранилищу подвижных средств, однако более чувствительные к забиванию почвой. Какой бы тип воздуховодов ни использовался, необходимо, чтобы на 1 м3/с расхода воздуха приходилось, как минимум, 0,1 м2 площади его поперечного сечения. Эти требования в равной мере относятся и к входным отверстиям воздуховодов. К сожалению, ряд стандартных систем имеют вводы, которые по площади составляют лишь три четверти (а иногда даже половину) поперечного сечения воздуховода.

Как уже упоминалось, оптимальная длина воздуховода 10 м, и если необходимо ее увеличить, то для сохранения относительного постоянства скорости воздушного потока на всей длине воздуховода его следует сделать ступенчатым либо коническим. В противном случае в конце воздуховода, примыкающем к главной трубе, может возникнуть режим воздушного «голодания». Это означает, что в те участки бурта, которые примыкают к главной трубе, будет поступать очень мало воздуха.

Надземные воздуховоды, например традиционные деревянные решетки, собранные в треугольник, или сварные ячеистые, покрытые мешковиной, должны размещаться на расстоянии приблизительно 2 м друг от друга. Эти трубы дешевы, однако их демонтаж и вывоз в случаях, когда они становятся препятствием для выполнения тех или иных операций внутри хранилища, связаны с большими затратами труда. Другая серьезная опасность связана с тем, что воздуховод может сдвинуться при загрузке картофеля и закрыть доступ воздуха к оказавшимся под ним клубням.

Скрытые (подземные) воздуховоды обычно представляют собой траншеи, проложенные под бетонным полом хранилища, покрытые стальными листами со Щелями (рис. 73), решетчатыми бетонными плитами либо деревянными (шириной 100—150 мм с зазорами 20 мм). Расстояние между воздуховодами должно быть 2 м. Обычно щиты имеют ширину 0,3 м, однако, Учитывая уступы на краях, рабочая ширина составляет 0,25 м. Принципиальная трудность, возникающая
при использовании этого типа воздуховодов, — забивание щелей почвой, попадание ее между щитами либо внутрь воздуховода. Поэтому щиты, рекомендуется укладывать, начиная от ближнего к главной трубе конца, а на противоположном конце устанавливать деревянные заслонки, которые по окончании сезона хранения вынимаются, и грязь, скопившаяся на дне траншеи, выдувается к дальнему ее концу, где собирается и удаляется.

Изредка в картофелехранилищах сооружается кирпичный пол со щелями. К его достоинствам относится хорошее распределение воздуха и низкая по сравнению с другими системами подземных воздуховодов стоимость. Недостаток такого пола состоит в том, что узкие щели между кирпичами, сквозь которые поступает воздух, легко забиваются грязью любого происхождения. Поэтому сооружать такой пол не рекомендуется.

Другой, недавно получивший распространение, тип пола — это помост, собираемый из деревянных модулей, имеющих форму поддонов: шесть опор удерживают десять планок, между которыми установлены металлические вкладыши шириной 65 мм. Пол такой конструкции быстро и легко укладывается, а при необходимости так же легко разбирается и переносится в другое место.

содержание .. 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 ..