Общие сведения

ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ИНКУБАТОРА

Цель работы. 1. Ознакомиться с устройством, принципом работы и системами автоматизации инкубатора У-50.

2. Исследовать работу систем регулирования микроклимата выводного шкафа инкубатора и получить основные технические характеристики.

Экспериментальной установкой является выводной шкаф инкубатора «Универсал-50», электрическая схема которого приведена на рисунке 1. В цепь питания шкафа включены необходимые электроизмерительные приборы. Установка оборудована сухими и влажными термометрами внутри и снаружи шкафа.

Современное интенсивное птицеводство немыслимо без искусственной инкубации яиц. Для вывода полноценного молодняка должен быть создан определенный режим инкубации. Основными условиями, определяющими нормальное развитие эмбрионов в яйцах, являются температура, влажность, вентиляция и поворачивание яиц, которые в современных инкубаторах обеспечиваются раз­личными электрическими средствами.

В настоящее время для инкубации яиц применяются комнатные и шкафные инкубаторы конвективного типа, в которых кон­вективный теплообмен между яйцом и воздухом является основным.

Современные инкубаторы оснащены позиционными системами автоматической стабилизации температуры и влажности, а также программным управлением поворота лотков с яйцами. Объектом регулирования микроклимата является камера инкубатора, полностью загруженная яйцами.

Наиболее совершенными являются шкафные инкубаторы типа «Универсал» емкостью 45, 55 и 65 тыс. яиц. Эти инкубаторы состоят из нескольких (до четырех) инкубационных шкафов и одного выводного шкафа.

Инкубаторы типа «Универсал» имеют следующие основные технические характеристики и показатели:

1. напряжение питающей сети 380/220 или 220/127 В при частоте 50 Гц, допустимое отклонение напряжения + 10-15% от номинального;

2. установленная мощность инкубаторов 10+2,5 (выводной шкаф) кВт;

3. удельный расход электроэнергии на инкубацию 1000 куриных яиц 40-42 кВт∙ч;

4. диапазон автоматического регулирования температуры 36-39 °С при отклонении +0,1 или +0,2° С;

5. диапазон автоматического регулирования относительной влажности 40-80% при точности ±2 или ±3%;

6. все инкубаторы имеют автоматическую систему охлаждения;

7. электронагреватели инкубаторов ленточные, плоские или трубчатые (ТЭН) мощностью 0,5 или 1 кВт каждый; установленная мощность электронагревателя для одного шкафа 2 кВт;

8. тип увлажнителя инкубаторов - дисковый тканевый (или металлический сеточный) испаритель, вращающийся на одном валу с вентилятором (n = 240 об/мин).

В качестве примера рассмотрим электрическую схему инкубатора «Универсал-50» (рис. 1). Все инкубационные шкафы и выводной шкаф инкубатора «Универсал-50» имеют одинаковую электрическую схему с элементами, смонтированными в щитах питания, управления и механизма поворота лотков.

Щит питания обеспечивает:

1. подачу напряжения на щиты управления;

2. защиту двигателей от работы на двух фазах;

3. возможность контроля напряжения в сети.

Автоматика щита управления обеспечивает:

1. включение и отключение двигателя вентилятора;

Рис.1. Электрическая схема инкубатора «Универсал-50»:

МП - магнитный пускатель; РОФ - релеобрыва фаз; СД - синхронный микродвигатель моторного реле времени; РВ - контакт моторного реле времени; Д1 - электродвигатель поворота лотков; Д2 - электродвигатель вентилятора; ЭН - электронагреватель; С_0ХЛ - соленоид открытия заслонок охлаждения; СУ - соленоид клапанов увлажнения; РТ1, РТ2,РТЗ - реле температуры; РУ - реле увлажнения; РП1, РП2, РПЗ, РПР1, РПР2, РП1-У, РП2-У - реле промежуточные; КВ1-КВ6 - конечные переключатели; KB - блокировочный микровыключатель открытия дверей; П - переключатель поворота лотков; В1 - В5 - тумблеры; ЛЖ, ПК, ЛЗ, ЛС - сигнальные лампы; Л - осветительная лампа.

2. включение и отключение нагревателей;

3. отключение нагревателей и включение тягового электромаг­нита заслонок при перегреве;

4. включение соленоида увлажнения;

5. звуковую сигнализацию при аварийном перегреве шкафа инкубатора и перегорании предохранителя в цепи понижающего трансформатора.

Для нормальной работы системы охлаждения и электронагрева реле температуры должны быть настроены на разность температур, равную 0,4-0,5 °С.

2. Программа работы и порядок выполнения

1. Изучить электрооборудование, электрическую схему и режимы работы инкубатора. Подобрать и включить в цепь питания необходимые электроизмерительные приборы.

2. Проверить и настроить работу систем автоматического регулирования, исследовать динамические свойства инкубатора.

3. Исследовать зависимость погрешностей автоматического регулирования температуры δt и влажности δφ, числа включений нагревателей n_t и клапана увлажнения n_φ, а также средней мощности Р_ср нагревателей от интенсивности воздухообмена.

4. По результатам исследования п. 3 построить зависимости параметров δt, δφ, n_t, n_φ, Р_ср от кратности воздухообмена К.

Работа выполняется в следующем порядке:

При исследовании динамики инкубатора (п. 2) снять и построить кривые разгона выводного шкафа по температуре и влажности, определить постоянные времени. Результаты измерений и вычислений записать в таблицу 1.

Таблица 1

τ, с	Измерения	Вычисления
U, В	I1, А	I2, А	I3, А	Р, кВт	Показания термометров	φи, %	φо, %
tс.и., ºС	tс.о., ºС	tв.и., ºС	tв.о., ºС

Здесь t_с.и, t_c.о – температура воздуха внутри шкафа и снаружи по сухому термометру;

t_в.и, t_в.о – то же, по влажному термометру;

φ_и, φ_о – относительная влажность воздуха внутри шкафа и снаружи, определяемая по психрометрическим таблицам и разности температур t_и и t_о.

По табличным данным строят кривые

по которым определяют постоянные времени Т_t и T_φ.

Исследования по п. 3 проводят при установках регуляторов t_с.и = 37°С и φ_и=60% и сводят в таблицу 2.

Таблица 2

Положение воздушной заслонки	Измерения	Вычисления
ω, м/с	воздухообмен	электрические нагреватели
L, м^3/ч	К, ч^-1	τtвкл, мин	tс.вкл, °С	τвыкл, мин	tс.выкл,°С	δt, %	nt, Ч-1	Рср, кВт

Продолжение

Измерения	Вычисления
клапан увлажнения
τφвкл, мин	tφ с.вкл, °С	tφ в.вкл, °С	τφвыкл, мин	tφ с.выкл, °С	tφ в.выкл, °С	φвкл, %	φвыкл, %	δφ, %	n φ

Здесь ω – скорость воздуха через вентиляционные отверстия;

τ_tвкл, τ_tвыкл – время включенного и выключенного состояний нагревателей;

τ_φвкл, τ_φвыкл – то же, клапана увлажнения;

t_с.вкл, t_c.выкл – температура включения и выключения нагревателей по сухому термометру;

t_φс.вкл, t_{φс.выкл} – то же, клапана увлажнения;

t_φв.вкл, t_{φв.выкл} – то же, по влажному термометру;

δt, δφ – погрешности регулирования температуры ивлажности;

n_t,n_φ – число включений нагревателей и клапана увлажнения;

Р_ср – средняя мощность нагревателей.

Воздухообмен внутри шкафа регулируют положением (степенью открытия) воздушных заслонок. К работе должна быть приложена градировочная кривая зависимости скорости воздуха через вентиляционные отверстия от положения заслонок.

Для вычислений к таблице 2 используют следующие зависимости:

(1)

(2)

где t_с.уст, φ_уст – установки регуляторов температуры и влажности, °С, %;

(3)

(4)

(5)

где d – диаметр вентиляционного отверстия,

n – число отверстий.

(6)

где V_н – объем шкафа инкубатора по наружному обмеру, м³;

К_з- коэффициент технологического заполнения шкафа (принять равным 0,43);

(7)

где Р_н – номинальная мощность нагревателей, кВт;

g – тепловыделение яйца, Дж;

z – число яиц в шкафу.

По полученным данным строят зависимости δt, δφ, n_t n_φ, Р_ср в функции кратности воздухообмена К.

3. Содержание отчета

1. Привести электрическую схему инкубатора «Универсал-50»

2. Привести расчёты к таблицам.

3. Построить кривые

4. Контрольные вопросы

1. Какова электрическая схема инкубатора «Универсал-50»?

2. Каковы основные технические характеристики и показатели инкубатора «Универсал-50»?

3. Что обеспечивает щит питания инкубатора «Универсал-50»?

4. Какова система регулирования микроклимата выводного шкафа инкубатора?

РАЗДЕЛ IV

Дата добавления: 2017-02-01