Россия
Казань, Республика Татарстан, Россия
Россия
Россия
УДК 62 Инженерное дело. Техника в целом. Транспорт
ГРНТИ 68.85 Механизация и электрификация сельского хозяйства
Характерное для жидкости наличие поверхности, при прохождении через которую плотность вещества скачкообразно изменяется, определяет ряд ее свойств. Частицы жидкости, расположенные в слое, непосредственно прилегающем к поверхности, находятся в состоянии, отличном от состояния в их толще. Это различие обусловлено особенностью молекулярного взаимодействия. Значит для перемещения молекулы из толщи поверхности на поверхность необходимо затратить определенную работу. Это вызывает повышение мощности оборудования для защиты сельскохозяйственных животных от болезней и вредителей, а также дополнительный расход дезинфицирующей жидкости, В рассматриваемой работе приведен материал по методике и техническому обеспечению систем защиты. Исследованы закономерности движения капель рабочих растворов дезинфицирующих средств в факеле распыла и их воздействия на обрабатываемую поверхность. Определены пути повышения эффективности дезинфекции. Эффективность использования дезинфицирующих средств может быть определена двумя основными критериями: физическими измерениями плотности покрытия (в виде числа капель на единицу площади, шт.∙м2) и объемно-массового показателя отложения (л·м2) на обрабатываемой поверхности объекта; биологическая оценка проводится с целью определения степени снижения численности вредных объектов (грибковых и инфекционных заболеваний) или повреждений на обрабатываемом участке. Взаимосвязь между физическими и биологическими методами оценки воздействия дезинфицирующих средств на орошаемую поверхность непростая, так как эффективность обработки зависит от многих факторов: размера капель; нормы расхода рабочей жидкости; концентрации препарата; удерживаемости капель на целевом объекте; температуры, влажности и подвижности окружающей среды и т. п.
дезинфекция, густота покрытия, степень покрытия, форсунка, размер капли, класс дисперсности, эффективный размер капли
Анализ тенденций развития и совершенствования способов ведения современного животноводства показывает, что повышение качества производимой продукции невозможно без применения средств химической защиты. Однако, использование дезинфицирующих средств при несовершенстве технологий и технических средств, а также несоблюдении зоотехнических требований приводит к избыточному накоплению их в животноводческих помещениях и на рабочих поверхностях оборудования, что влечет за собой загрязнение не только производимой продукции, но и окружающей среды [1].
Эффективность применения дезинфицирующих средств зависит от качества выполнения технологического процесса, определяемого равномерностью распределения препарата по обрабатываемой поверхности, дисперсностью факела распыла, густотой покрытия обрабатываемой поверхности, которые, главным образом, определяются состоянием и эксплуатацией технических средств диспергирования дезинфектантов. Поэтому исследование, разработка технологий и средств механизации, позволяющих качественно и с наименьшими потерями выполнить технологические операции дезинфекции животноводческих помещений и оборудования, является важной задачей [2].
Условия, материалы и методы исследований. Объектом исследования являются физические процессы распыливания дезинфицирующей жидкости на обрабатываемую поверхность.
При распыливании жидкости форсунками чаще всего образуется полидисперсная система капель. Поэтому объем дезинфицирующей жидкости, выраженный числом капель и степенью диспергирования этого объема, несет элементарную частицу биоцидной энергии в направлении обрабатываемой поверхности. Для эффективного применения дезинфицирующих аэрозолей необходимо получать равнозначные по размеру капли для орошения обрабатываемой поверхности, с целью снижения расхода и увеличения действенности препарата для достижения конечного эффекта [3].
Наиболее прогрессивным методом повышения эффективности дезинфекции является дробление жидкости до состояния аэрозолей и распределение мелких частиц по обрабатываемому объекту [4].
Мелкие частицы из-за малых размеров и веса длительно остаются во взвешенном состоянии. Время «зависания» таких частиц на несколько часов дольше, чем при обычном крупнокапельном орошении, кроме того, мелкодисперсные частицы рабочего раствора распределяются равномернее, площадь взаимодействия препарата и целевых объектов (насекомых, бактерий и др.) увеличивается.
С уменьшением расхода дорогостоящих дезинфицирующих средств, при использовании технологии аэрозольного распыления, получают не только экономию материальных средств, но и увеличивают эффективность защитных мероприятий.
Биологические эксперименты показали, что оптимальная активность различных классов химикатов достигается при распылении их частицами определённых размеров. Рекомендуемые размеры частиц для эффективной аэрозольной обработки: дезинфекция – 50…100 микрон; дезинсекция – 10…50 микрон; дезодорация – 10…20 микрон; аэрозольная обработка с увлажнением – 30…80 микрон [5].
По величине диаметра и числу капель в единице объема их условно можно подразделить на классы дисперсности (табл. 1).
Эффективный размер частиц при аэрозольной обработке от 10 до 100 микрон. Однако такие капли сдуваются ветром. Опытами установлено, что на объекте обработки лучше осаждаются и удерживаются капли диаметром 100…360 мкм. Капли данного класса дисперсности обладают оптимальной концентрацией применительно ко всем дезинфицирующим средствам. Если дрейф частичек с ветром полезен и в помещениях применяются капли меньшего размера [5].
Факторами, влияющими на эффективность обработки генераторами тумана на открытом воздухе и в помещении, также являются: скорость ветра и конфигурация объекта, атмосферная влажность, тип дезинфицирующего раствора, вид обработки, время экспозиции, температура воздуха в помещении, обрабатываемой поверхности и дезинфицирующего раствора.
Поэтому диаметры диспергируемых капель положены в основу расчета биологической эффективности препарата, норм расхода рабочей жидкости заданной концентрации, а также оценки качества обработки по густоте и степени покрытия обработанной поверхности.
Дисперсность капель определяется геометрическими характеристиками распылителя и давлением в системе распылителя [6]. Однако при любом сочетании этих факторов (в пределах заданных технологических условий на распыление) границы классов дисперсности практически не меняются. Это подтверждается многочисленными экспериментальными исследованиями по дроблению потока жидкости на капли современными распылителями как отечественного, так и зарубежного производства. Поэтому расчеты качественных показателей распыления по средним данным классов дисперсности капель будут соответствовать реальным (с учетом допустимого отклонения расхода жидкости от заданной нормы на единицу обрабатываемой поверхности ±10% и допустимом отклонении расхода жидкости через распылитель ±5%) [7,8].
1. Кашапов, И.И. Энергосбережение и энергоэффективность. Перспективы развития в России и мире/ И.И. Кашапов, А.А. Мустафин, Б.Г. Зиганшин, Р.Р. Лукманов, Н.А. Корсаков// Аграрная наука XXI века. Актуальные исследования и перспективы. Труды международной научно-практической конференции - Саратов, ФГБОУ ВО Саратовский ГАУ, 2015. - С. 175-181.
2. Иванов Б.Л., Теория распыливания жидкости форсунками/ Б.Л. Иванов, Б.Г. Зиганшин, Р.Ф. Шарафеев, И.Р. Сагбиев// Вестник Казанского государственного аграрного университета. - 2019. - Т. 14. - № 2 (53). - С. 95-99.
3. Иванов, Б.Л. Дезинфекция производственных помещений и оборудования/ Б.Л. Иванов, А.И. Рудаков, Н.Х. Зиннатуллин, М.А. Лушнов// Вестник Технологического университета. - 2017. - Т. 20. - № 21. - С. 130-133.
4. Боченин, Ю.И. Аэрозоли в профилактике инфекционных заболеваний сельскохозяйственных животных / Ю.И. Боченин и др.// Ветеринарный консультант. - 2004. - № 23-24. - С. 10-18.
5. Бирман, Б.Я. Методические рекомендации по аэрозольной дезинфекции птицеводческих помещений / Б.Я. Бирман, Д.Г. Готовский,- Минск: Изд-во: РНИИУП «ИЭВ им. С.Н. Вышелесского», 2007. - С.56.
6. Симаков, H.H. Кризис сопротивления капель при переходных числах Рейнольдса в турбулентном двухфазном потоке факела распыла механической форсунки// ЖТФ. - 2004. - Т. 74, - вып. 2. - С.46-50.
7. Han Z., Parrish E., Farrell P.Y., Reitz R.D. Modeling atomization processes of pressure-swirl hollow-cone fuel sprays // Atom. Sprays. - 1997. - Vol. 7. - P. 663-684.
8. Васильев А.Ю. Физические особенности дробления жидкостей различными способами распыливания/ А.Ю. Васильев, А.И. Майорова// ТВТ, - 2014, - Том 52, - Выпуск 2, C. 261-270.
9. Гордеенко, О.В. Методика инженерного расчета кинематических параметров движения капель рабочего раствора пестицидов с учетом сил сопротивления воздушной среды / О.В. Гордеенко и др.// Модернизация сельскохозяйственного производства на базе инновационных машинных технологий и автоматизированных систем: сб. докладов ХII Междунар. науч.-техн. конф., Всерос. науч.исслед. ин-т мех. сел. хоз-ва. - Углич, 2012. - Ч. 1. - С. 344-351.
10. Крук, И.С. Обоснование кинематических и конструктивных параметров опрыскивателей объемного действия/ И.С. Крук и др.// Инновационные технологии в производстве сельскохозяйственной продукции: сб. науч. статей Междунар. науч.-практ. конф., - Минск, 2015. - С. 153-159.
11. Смирнов, А.М. Дезинфекция как мера профилактики и ликвидации инфекционных болезней / А.М. Смирнов, Н.И. Попов // Ветеринария и кормление. - 2005. - №4. - С. 24-27.
12. Патент на полезную модель РФ №119264 «Пневматический распылитель»/Иванов Б.Л., Лушнов М.А., Маркин О.Ю., Нафиков И.Р., Рудаков А.И.//Заявл. 28.02.2012; Опубл. 28.08.2012. Бюл. №23.
13. Патент на полезную модель РФ № 123475 «Струйный распылитель жидкостей»/Иванов Б.Л., Лушнов М.А., Маркин О.Ю., Нафиков И.Р., Рудаков А.И.//Заявл. 28.02.2012; Опубл. 27.12.2012; Бюл. №36.
14. Абделфаттах А.Х., Исследование некоторых параметров капельного орошения путем гидравлической оценки капельниц/ А.Х. Абделфаттах, Б.Л. Иванов, Б.Г. Зиганшин// Вестник Казанского государственного аграрного университета. - 2019. - Т. 14. - № 2 (53). - С. 72-76.
