Моделювання процесів тепло– і масообміну в теплиці при використанні альтернативних джерел енергії

Тепловий розрахунок тепличного господарства. Розрахунок систем вентиляції та досвічування теплиці. Розробка моделі теплиці та процесів тепло- і масообміну. Система опалення з оребреними трубами з тепловим насосом та вакуумними трубчастими колекторами.

Рубрика Физика и энергетика
Вид автореферат
Язык украинский
Дата добавления 04.12.2013
Размер файла 2,1 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БІОРЕСУРСІВ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ УКРАЇНИ

НАВЧАЛЬНО-НАУКОВИЙ ІНСТИТУТ ЕНЕРГЕТИКИ І АВТОМАТИКИ

УДК 621.22:631.344.8:620.92

Спеціальність 8.100101

“Енергетика сільськогосподарського виробництва”

АВТОРЕФЕРАТ

випускної роботи на здобуття освітньо-кваліфікаційного рівня “Магістр”

МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСІВ ТЕПЛО - І МАСООБМІНУ В ТЕПЛИЦІ ПРИ ВИКОРИСТАННІ АЛЬТЕРНАТИВНИХ ДЖЕРЕЛ ЕНЕРГІЇ

ЯЦЕНКО ОЛЕКСАНДР ВОЛОДИМИРОВИЧ

Київ - 2013

Випускною роботою є рукопис.

Робота виконана в Національному університеті біоресурсів і природокористування України (Київ, Україна).

Науковий керівник: доктор технічних наук, доцент

Горобець Валерій Григорович,

Національний університет біоресурсів і природокористування України, завідувач кафедри теплоенергетики.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор

Драганов Борис Харлампійович,

Національний університет біоресурсів і природокористування України, академік Вищої школи АН України;

кандидат технічних наук, доцент

Шеліманова Олена Віталіївна,

Національний університет біоресурсів і природокористування України, доцент кафедри теплоенергетики.

Провідна організація - Національний університет біоресурсів і природокористування України, Кабінет Міністрів України.

Захист відбудеться 09.12.2013 р. на засіданні державної екзаменаційної комісії при ННІ Енергетики і автоматики Національного університету біоресурсів і природокористування України за адресою: 03041, м. Київ, вул. Героїв Оборони, 12.

З роботою можна ознайомитись в бібліотеці Національного університету біоресурсів і природокористування України за адресою: 03041, м. Київ, вул. Героїв Оборони, 15.

Автореферат розіслано 2013 р.

Секретар державної екзаменаційної комісії, кандидат технічних наук

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Однією з сучасних проблем у світі є проблема енергозбереження та економії ресурсів. Використання природної енергії пов'язане з двома проблемами. Перша -- запаси відновлюваних джерел енергії вичерпуються, друга -- сучасні способи виробництва енергії завдають непоправної шкоди довкіллю та людині внаслідок шкідливих викидів. Тому необхідно її заощаджувати.

Останнім часом ціни на паливо дуже зросли і тому необхідно шукати нові альтернативні розв'язки цієї задачі.

В даній роботі, в якості об'єкта дослідження, розглядається тепличне господарство для цілорічного використання. Проблемою тепличних господарств, зазвичай, є невиправдано великі затрати на традиційні енергоресурси. Для забезпечення в холодний час року необхідного мікроклімату в спорудах захищеного ґрунту потрібна теплова енергія. Великі теплично овочеві комбінати, одинична площа яких досягає 60 га, а теплове навантаження 350 МВт, є найбільш концентрованими й енергоємними споживачами теплоти в сільськогосподарському виробництві. Річне споживання теплоти в зазначених спорудах складає 290 млн. ГДж, на що витрачається 12 млн. т умовного палива. Зазначимо, що на виробництво в теплицях 1 кг сільськогосподарської продукції витрачається до 5 кг палива. Тому проблема економії енергоресурсів при теплопостачанні споруд захищеного ґрунту шляхом поліпшення систем їхнього обігріву, використання нетрадиційних джерел енергії -- дуже актуальна. Тому для обігріву теплиць пропонується застосування гібридної системи, що складається з сонячних колекторів та теплових насосів. Така система є енергоощадною та екологічною.

У даній магістерській роботі основна увага приділяється моделюванню процесів тепло - та масообміну в тепличному господарстві, та впровадженню альтернативних джерел енергії в нього.

Роботу виконано в НУБіП (Україна, Київ) - теоретична частина та дослідження.

Мета та завдання роботи. Метою роботи є модернізація тепличного господарства з використанням альтернативних джерел енергії та моделювання процесів тепло - і масообміну за допомогою пакету ANSYS Fluent 14.0. Для досягнення поставленої мети потрібно вирішити наступні завдання:

ь Тепловий розрахунок тепличного господарства;

ь Розрахунок системи вентиляції теплиці;

ь Розрахунок системи досвічування;

ь Розрахунок альтернативних джерел енергії;

ь Розробка математичної моделі теплиці та моделювання процесів тепло - і масообміну.

Об'єкт дослідження - тепличне господарство площею 1,25 га.

Предмет дослідження - комплексне вирішення розрахункових та проектних задач по модернізації теплиці.

Методи дослідження - моделювання тепло - та масо обмінних процесів теплиці в середовищі ANSYS Fluent 14.0.

Наукова новизна здобутих результатів:

· розроблено комп'ютерну модель процесів аеродинаміки теплиці;

· розроблено комп'ютерну модель процесів теплопередачі теплиці;

· розроблена система опалення теплиці з оребреними трубами при використанні теплового насосу та вакуумних трубчастих колекторів ;

Наукове значення роботи. Розроблені математичні моделі процесів аеродинаміки та теплопередачі теплиці. Отримані моделі тепло - і масообміну дали змогу отримати реальне поле швидкостей всередині будівлі та локальних значень температури всередині приміщення.

Практичне значення роботи. Розрахована і запропонована комбінована система теплопостачання, яка складається з теплового насосу, геліоколекторів та електрокотла з використанням в системі опалення оребрених труб.

Особистий внесок здобувача. Розроблена комп'ютерна модель процесів тепло - і масо переносу в теплиці. Автором розрахована комбінована система теплопостачання, яка складається з теплового насосу, геліоколекторів та електрокотла, а також система опалення розрахована з оребреними трубами.

Апробація роботи. Результати роботи презентовані на щорічній студентській науковій конференції в НУБіП України у жовтні 2013 року та на міжнародній науково-технічній конференції молодих вчених у листопаді 2013 р.

Структура та об'єм роботи. Робота складається з вступу, семи розділів, висновків, списку використаних джерел. Загальний об'єм роботи складає 115 сторінок машинописного тексту, серед яких 49 рисунків. Бібліографія містить 35 найменувань.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтована актуальність теми з урахуванням сучасних проблем енергетики, розглянута проблема великого енергоспоживання теплицями і як варіант вирішення застосування альтернативних джерел енергії, сформульована мета і основні завдання дослідження, викладена наукова новизна, практична цінність і апробація результатів роботи, обговорений особистий внесок здобувача.

У першому розділі проведено аналіз теплице будування в Україні. Наведено загальні відомості про споруди захищеного ґрунту. Приведена характеристика ВП НУБіП України «Навчально-дослідне господарство «Ворзель» та характеристика об'єкту дослідження - тепличного господарства загальною площею 1,25 га.

За результатами проведеного аналізу в цій області сформульовано завдання дослідження.

У другому розділі проведений тепловий розрахунок тепличного господарства. Приведені способи обігріву споруд захищеного грунту та вибрано водяний обігрів з примусовою циркуляцією (рис. 1). Він дозволяє автоматизувати (з метою підтримки в приміщенні необхідних умов мікроклімату) процес виробництва і розподілу теплоти.

Рис. 1. Схема розміщення опалювальних приладів в теплиці:

1 - покрівельний обігрів; 2 - підлотковий обігрів; 3 - підґрунтовий обігрів; 4 - приґрунтовий обігрів; 5 - цокольний обігрів; 6 - торцевий обігрів.

В якості огороджувальних конструкцій взято сотовий полікарбонат 4 мм (рис. 2). Полікарбонат у порівнянні з іншими матеріалами, які застосовуються для скління, володіє більш розширеними характеристиками. Його структура дає значні переваги в теплоізоляції теплиць. Пустотіла форма забезпечує більш високі теплоізоляційні характеристики при менших втратах тепла, ніж в суцільних матеріалів для скління. Ізоляційні властивості листів будуть також сприяти меншому проникненню холоду усередину теплиці.

Рис. 2. Вигляд сотового полікарбонату.

Розраховано теплову потужність системи обігріву теплиці.

теплиця вентиляція насос колектор

[1]

де - розрахункова потужність системи опалення, Вт;

- коефіцієнт теплопередачі через огородження, Вт/м2??С;

- площа грунту, м2..

- температури відповідно внутрішнього і зовнішнього повітря, ?С;

- коефіцієнт огородження;

- коефіцієнт інфільтрації.

Для блочної теплиці розрахункова формула [2.3] буде мати наступний вигляд:

де - ширина і довжина ланки, м;

- висота бічної поверхні теплиці та висота фронтону, м;

- ширина дахового скату;

- кількість ланок в теплиці;

Загальна теплова потужність тепличного господарства рівна 1,2 МВт.

Розраховано підґрунтову систему обігріву теплиць.

Температуру ґрунту у вертикальному перерізі над трубою підґрунтового обігріву tгр1, розрахуємо:

[3]

де - відстань між осями труб по горизонталі;

h - глибина закладання труб;

теплопровідність тепличного грунту.

Температуру ґрунту посередині між трубами підґрунтового обігріву tгр2, визначаємо:

[4]

Потужність системи підґрунтового обігріву:

[5]

Температура ґрунту в горизонтальному перерізі між трубами в теплиці складає 20 ?С, над трубою - 25,5 ?С, глибина закладання труб підґрунтового обігріву h = 0,4 м, теплопровідність тепличного ґрунту 0,7 Вт/м??С. Температура теплоносія в системі в подавальному трубопроводі 45?С, а в зворотному 30 ?С. Для підґрунтового обігріву використовуються поліетиленові труби діаметром 32 мм. Потужність системи рівна 281 кВт.

Розраховано систему опалення шатра трубами з оребренням.

Витрати теплоти шатром теплиці з гладкими трубами становитимуть:

Необхідна площа гладких труб ребристих нагрівальних приборів:

Для цього спочатку розраховуємо:

1. Характеристики нагрівального ребристого прибору:

Приведена висота ребра та коефіцієнт :

де - висота ребра, ; - діаметр ребра, ; - зовнішній діаметр гладкої труби, ; - теплопровідність ребер, ; - товщина ребра, .

Середня температура поверхні ребристого прибору:

де - середня температура теплоносія, ; - площа поверхні ребер на 1 метр прибору, ; - площа поверхні гладкої труби між ребрами на 1 метр прибору, ; - внутрішня температура теплиці, ; - коефіцієнт термічної ефективності ребра, .

2. Питомий тепловий потік випроміненням від ребристих труб на огородження:

де - ступінь чорноти ребристого прибору, ; - ступінь чорноти огородження, ; - температура огороджувальних стінок, ; - коефіцієнт, який вибирається з графіку, .

3. Питомий тепловий потік випроміненням від ребристих труб на ґрунт:

де - степінь чорноти поверхні грунту,

4. Коефіцієнт конвективного теплообміну на ребристих трубах:

5. Коефіцієнт теплообміну випроміненням ребристих труб:

6. Приведений коефіцієнт тепловіддачі оребреної труби:

7. Термічний опір оребрення:

8. Коефіцієнт теплопередачі ребристих приборів:

Визначаємо витрати теплоносія в системі опалення в ребристих трубах:

де - питома теплоємність води, ; - початкова температура теплоносія, ; - кінцева температура теплоносія, .

Визначаємо параметри системи опалення всієї теплиці площею :

Площа поверхні гладких труб ребристих приборів:

Витрати теплоносія в ребристих опалювальних трубах:

У третьому розділі проведено розрахунок системи вентиляції. Розрахунок вентиляції виконано спрощеним методом, який зводиться до підбору загальної площі вентиляційних люків за умови забезпечення повітрообміну в м3/xв.

Швидкість повітряного потоку в режимі вентиляції:

[21]

дe - швидкість повітряного потоку в режимі вентиляції, м3/xв.;

- площа вентиляційних люків, м2;

- різниця між внутрішньою та зовнішньою температурами, °С;

- різниця висот розміщення припливних і витяжних люків, м.

З даної формули визначаємо площу вентиляційних люків:

Розрахунок проведемо для однієї ланки тепличного господарства.

Для нормальної вентиляції потрібно забезпечити достатній повітрообмін, який буде рівним об'єму ланки теплиці.

[23]

Тепличне господарство має таку конструкцію, в якій притяжні і витяжні люки розміщені на одному рівні на даху теплиці і тому .

Визначаємо кількість люків для однієї ланки:

Дистанція між люками:

Загальна кількість люків для всього тепличного господарства:

В теплицях, що складаються з 13 ланок буде 286 вентиляційних люків з розміром 1мЧ2м та загальною площею 572 м2, відстань між якими буде складати 4,42 метра. Розрахована кількість люків повинна забезпечити ефективне вентилювання теплиць.

Вентиляційні люки будуть оснащені автоматами для провітрювання теплиць Мегавент підвищеної потужності із двома пружинами (ДАНІЯ) (рис. 3)

Рис. 3. Автомат для провітрювання теплиць Мегавент підвищеної потужності із двома пружинами (ДАНІЯ)

Працює автомат Мегавент на основі дії термоциліндра. При підвищенні температури внутрішнього повітря теплиці масло, що перебуває усередині циліндра, виштовхує шток-поршень, який далі відкриває створку для провітрювання. Коли температура усередині тепличного спорудження почне падати, автомат за допомогою охолодження масла в термоциліндрі закриє створу.

У четвертому розділі проведений огляд перспективи використання LED-світильників в спорудах захищеного ґрунту та виконано їх розрахунок.

Для впровадження в систему досвічування рослин було прийнято світлодіодні світильники УСС-150-БИО торгової марки «ФОКУС»(рис. 4). Згідно розрахунку, було прийнято 975 світлодіодних світильників загальною потужністю 146,3 кВт.

Рис. 4. Світлодіодний світильник УСС-150-БИО «ФОКУС»

У п'ятому розділі проведено моделювання тепло - і масообмінних процесів, які проходять в теплиці, а саме:

- аеродинаміки всередині теплиці;

- поля температур всередині теплиці.

Для моделювання всіх вищеперерахованих процесів, обрано середовище ANSYS Fluent 14.0.

Побудова геометрії та сітки для однієї ланки тепличного господарства.

Щоб побудувати геометрію однієї ланки тепличного господарства, потрібно в середовищі Ansys Workbench 14.0 вибрати блок Fluid Flow (Fluent), в якому обрати Geometry. Внаслідок відкриється вікно для побудови геометрії DesignModeler.

В DesignModeler будуємо геометрію ланки теплиці з вентиляційними люками та системою опалення (рис.5).

Рис.5. Геометрія однієї ланки тепличного господарства

Для створення сітки для побудованої геометрії, потрібно в блоці Fluid Flow (Fluent) обрати Mesh. Внаслідок відкриється вікно для створення сітки Meshing [ANSYS ICEM CFD].

В Meshing [ANSYS ICEM CFD] створюємо сітку, вказуючи мінімальні та максимальні розміри сітки для окремих елементів геометрії (рис.6). Наприклад, для вентиляційних люків та для опалювальних труб сітка є густішою, ніж для стінок огороджень. Це робиться з метою більш точного відображення процесів, які проходять в теплиці.

Рис.6. Сітка для побудованої геометрії

Моделювання аеродинаміки теплиці

Аеродинамічні процеси, які проходять в теплиці, описуються за допомогою рівнянь Нав'є-Стокса, які у розгорнутому виді представлені наступним чином:

[26]

[27]

[28]

де, - конвективний член; - гравітаційний член;

- зміна тиску в потоці; - дисипативний член;

- густина середовища; - прискорення вільного падіння; - динамічна в'язкість середовища; - тиск; , , - векторне поле швидкостей; t - час.

Рівняння нерозривності:

[29]

Після побудови сітки отримуємо поле швидкостей зображене на рис.7 - 10.

Рис. 7. Поле швидкостей в повздовжньому перерізі по центру.

Рис. 8. Векторне поле швидкостей в повздовжньому перерізі по центру.

Рис.9. Поле швидкостей в поперечному перерізі (припливний люк).

Рис.10. Вектор поля швидкостей в поперечному перерізі (припливний люк)

З рис. 7 - 10 можна зробити висновки, що швидкість повітря в теплиці носить нерівномірний характер. Максимальна швидкість повітря досягається в середині теплиці під припливними люками і сягає 1,65 м/с. Біля стін підлоги та опалювальних труб створюються застійні зони швидкість руху повітря біля яких становить 0,2 м/с. Середня швидкість руху повітря в середині теплиці лежить в межах 0,5 - 0,7 м/с.

Моделювання поля температур в теплиці

У розгорнутому виді процес тепло переносу описується за допомогою рівняння:

[30]

де, - конвективний член;

- температура;

- коефіцієнт теплопровідності середовища;

- питома теплоємність середовища;

- густина середовища;

, , - векторне поле швидкостей;

t - час.

Після побудови сітки отримуємо поле температур зображене на рис.11 - 12.

Рис. 11. Розподіл температур в повздовжньому перерізі по центру.

Рис. 12. Розподіл температур в поперечному перерізі (припливний люк).

З рис.11. - 12 видно, середня температура в теплиці складає 13 єС, що відповідає нормованому значенню температури 12 - 15 єС. При максимально відкритих вентиляційних люках температура під ними мінімальна і становить 5 - 6 єС.

У шостому розділі пропонується впровадження комбінованої системи теплопостачання: тепловий насос, геліоколектори та електрокотел(рис.13). Вибрано та розраховано джерела теплопостачання.

Рис.13. Схема комбінованої системи теплопостачання:

1 - тепловий насос (ТН); 2 - електрокотел (ЕК); 3 - бак-акумулятор; 4 - сонячний колектор (СК); 5 - контур опалення; 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 - циркуляційні насоси.

Вибрано один тепловий насос компанії KWT(Viessmann) розрахований на теплову потужність 850 кВт(рис. 14).

Рис.14. Тепловий насос компанії KWT(Viessmann)

Розраховано кількість геліоколеторів. Площу поглинальної поверхні геліоустановок за наявності резервного джерела теплоти розраховуємо за формулою, м2:

,[31]

де: Q - витрата теплоти сонячними колекторами в системі опалення, Вт;

qi - інтенсивність сонячної радіації, що падає на площину колектора, Вт/м2;

з - ККД установки сонячного гарячого водопостачання.

Інтенсивність сонячної радіації, що падає на колектор для світлового дня:

, [32]

де: Ps, Pd - коефіцієнт розміщення сонячного колектора відповідно для прямої і розсіяної радіації;

Is, Id - інтенсивності сонячної радіації відповідно, що падає на горизонтальну поверхню.

Теоретичний ККД установки (вакуумний колектор Vitosol 300-T):

Розраховуємо площу поглинаючої поверхні геліоустановки:

м2.

Кількість вакуумних сонячних колекторів:

[34]

Враховуючи отримане значення необхідної площі поглинаючої поверхні геліоустановки для системи опалення теплиці, вибираємо 169 вакуумних сонячних колектора (по 13 колекторів на ланку) Vitosol 300-T типу SP3A (рис. 15) площа апертури яких рівна 3,23 м2.

Рис.15. Вакуумний трубчастий колектор Vitosol 300-T.

Розрахунок потужності електрокотла.

У випадку, коли сонячні колектори не зможуть забезпечити необхідну теплову потужність (в хмарні дні), в систему теплопостачання буде включатись електрокотел, для підтримання необхідного температурного режиму.

Загальна площа геліополя системи, м2:

[35]

де : Ак - площа плоского колектора, Ак = 3,23 м2;

n - кількість колекторів в системі, n = 169 шт.

Кількість теплоти, яку генерує система при зниженій інтенсивності сонячної радіації, кВт:

[36]

де : qі - інтенсивність сонячного випромінювання, qі = 0,6 кВт/м2;

к -ККД сонячного колектора, к = 0,78.

Визначаємо теплову потужність, яку повинен забезпечити електрокотел:

[37]

Вибираємо електрокотел Дніпро «Базовий» потужністю 105 кВт (рис. 16).

Рис.16. Електрокотел Дніпро «Базовий» 105 кВт.

У сьомому розділі виконано техніко-економічний розрахунок системи досвічування рослин та комбінованої системи теплопостачання: тепловий насос, геліоколектори та електрокотел. Розрахунок показав, що система досвічування окупиться за 2,2 роки, а комбінована система теплопостачання максимум через 3,36 роки.

ВИСНОВКИ

В даній роботі, в якості об'єкта дослідження, розглядається тепличне господарство ВП НУБіП України «Навчально-дослідне господарство «Ворзель». Воно складається з двох блоків зимніх теплиць, які займають площу 1,25 га. Пропонуються заходи по модернізації об'єкту з метою досягнення економії енергоресурсів.

Проведений тепловий розрахунок, загальна теплова потужність, згідно якого, склала 1,2 МВт. Для обігріву шатра теплиці пропонується застосовувати труби з оребренням, а для обігріву ґрунту - поліетиленові труби.

В якості огороджуючих конструкцій взято листи сотового полікарбонату товщиною 4 мм. Структура полікарбонатних листів дає значні переваги в плані теплоізоляції. Пустотіла форма забезпечує більш високі теплоізоляційні характеристики при менших втратах тепла, ніж в суцільних матеріалів для скління.

Вентиляція в тепличному господарстві природна. Так як конструкція теплиць блочна, то вентиляційні люки розміщені тільки на даховому скаті вздовж конька. Для ефективного вентилювання необхідна кількість вентиляційних люків складає 286 штук з розміром 1мЧ2м, відстань між якими буде складати 4,42 метра.

Всі вентиляційні люки оснащуються автоматами для провітрювання теплиць Мегавент підвищеної потужності із двома пружинами виробництва Данії. Вони забезпечать автоматичне відкривання і закривання люків, і при цьому не потребують джерела живлення.

Для досвічування тепличного господарства вибрано світлодіодні світильники УСС-150-БИО торгової марки «ФОКУС» в кількості 975 штук загальною потужністю 146,3 кВт. Застосування таких світильників є вигідним по ряду причин:

· збільшення та покращення показників врожайності та приросту біомаси;

· енергозберігаючі, споживання електричної енергії - мінімальне;

· мінімальні експлуатаційні витрати на обслуговування, заміну ламп, утилізацію;

· світлодіодний світильник безпечний і екологічний.

Проведено моделювання процесів тепло - та масообміну, які проходять в теплиці та отримані результати у вигляді поля швидкостей та поля температур.

Швидкість повітря в теплиці носить нерівномірний характер. Максимальна швидкість повітря досягається в середині теплиці під припливними люками і сягає 1,65 м/с. Біля стін підлоги та опалювальних труб створюються застійні зони швидкість руху повітря біля яких становить 0,2 м/с. Середня швидкість руху повітря в середині теплиці лежить в межах 0,5 - 0,7 м/с.

Середня температура в теплиці складає 13 єС, що відповідає нормованому значенню температури 12 - 15 єС. При максимально відкритих вентиляційних люках температура під ними мінімальна і становить 5 - 6 єС.

Запропонована комбінована система опалення яка складається з геліоколекторів, теплового насосу та електрокотла. Дане поєднання забезпечить ефективне використання системи опалення цілий рік: взимку - працює на опалення, а коли опалення не потрібне (літній період), то система працює на природнє охолодження теплиці («natural cooling») та акумулювання теплоти в ґрунт.

Для системи опалення вибрано 169 сонячних колекторів Viessmann Vitosol 300-T типу SP3A та тепловий насос компанії Viessmann (KWT) потужністю 850 кВт. Така система опалення є екологічною та енергоефективною.

Використання альтернативних джерел енергії є корисним в декількох аспектах. Перш за все, заміна традиційного палива зменшує забруднення повітря і води. По-друге, заміна традиційних джерел енергії означає скорочення імпорту палива, особливо нафти. По-третє, замінюючи атомне паливо, знижується загроза поширення атомної зброї. Нарешті, сонячні джерела можуть зменшити нашу залежність від безперебійного постачання палива.

Також проведений техніко-економічний розрахунок системи досвічування та використання теплових насосів і геліоколекторів. Розрахунок показав, що система світлодіодного досвічування рослин окупиться за 2,2 роки, а комбінована система альтернативних джерел енергії - максимум через 3,36 роки.

АНОТАЦІЯ

ЯЦЕНКО О.В. Моделювання процесів тепло - і масообміну в теплиці при використанні альтернативних джерел енергії.

Рукопис. Випускна робота на здобуття освітньо-кваліфікаційного рівня “Магістр”, за спеціальністю 8.100101 “Енергетика сільськогосподарського виробництва” / Національний університет біоресурсів і природокористування України. - Київ, 2013.

Метою роботи є модернізація тепличного господарства з використанням альтернативних джерел енергії та моделювання процесів тепло - і масообміну. Для досягнення поставленої мети потрібно вирішити наступні завдання:

ь Тепловий розрахунок тепличного господарства;

ь Розрахунок системи вентиляції теплиці;

ь Розрахунок системи досвічування;

ь Розрахунок альтернативних джерел енергії;

ь Розробка математичної моделі теплиці та моделювання процесів тепло - і масообміну.

Вирішення поставлених завдань дає змогу отримати екологічну та енергозберігаючу теплицю.

Комп'ютерна модель дозволяє описувати теплові та масообміні процеси, які відбуваються в теплиці.

Ключові слова: теплиця, тепловий розрахунок, вентиляція, система досвічування, моделювання, процеси тепло - і масообміну, сонячний колектор, тепловий насос.

АННОТАЦИЯ

ЯЦЕНКО А.В. Моделирование процессов тепло - и массообмена в теплице при использовании альтернативных источников энергии.

Рукопись. Выпускная работа на получение образовательно - квалификационного уровня " Магистр" по специальности 8.100101 "Энергетика сельскохозяйственного производства" / Национальный университет биоресурсов и природопользования Украины . - Киев , 2013.

Целью работы является модернизация тепличного хозяйства с использованием альтернативных источников энергии и моделирования процессов тепло - и массообмена . Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

ь Тепловой расчет тепличного хозяйства;

ь Расчет системы вентиляции теплицы;

ь Расчет системы досвечивания;

ь Расчет альтернативных источников энергии;

ь Разработка математической модели теплицы и моделирование процессов тепло - и массообмена.

Решение поставленных задач позволяет получить экологическую и энергосберегающую теплицу.

Компьютерная модель позволяет описывать тепловые и массообменные процессы , которые происходят в теплице.

Ключевые слова: теплица , тепловой расчет , вентиляция , система досвечивания , моделирование , процессы тепло - и массообмена , солнечный коллектор , тепловой насос.

ANNOTATION

IATSENKO A.V. Modeling of heat - and mass transfer in a greenhouse using alternative energy sources.

The manuscript. Final work on the education and qualification of " Master " in the specialty 8.100101 "agricultural engineering" / National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine . - Kyiv , 2013.

The aim is to upgrade greenhouses using alternative energy sources and simulation of heat and mass transfer. To achieve this goal you need to solve the following problem:

ь Thermal design of greenhouses;

ь Calculation of greenhouse ventilation;

ь Calculation of lighting;

ь Calculation of alternative energy sources;

ь Development of a mathematical model of the greenhouse and simulation of heat and mass transfer.

The task makes it possible to obtain environmental and energy-saving greenhouse.

The computer model allows us to describe the heat and mass transfer processes that occur in the greenhouse.

Keywords: greenhouse, thermal calculations , ventilation, lighting, modeling of heat and mass transfer, solar collector, heat pump.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Розрахунковий тепловий потік на опалення промислового будинку. Гідравлічний розрахунок паропроводів, напірного конденсатопроводу. Тепловий розрахунок при надземному і безканальному прокладанні теплових мереж. Навантаження на безканальні трубопроводи.

    курсовая работа [161,7 K], добавлен 30.01.2012

  • Розробка водогрійної котельні для забезпечення потреб опалення, вентиляції та гарячого водопостачання. Розрахунок витрат та температур мережної води на опалення, а також теплової схеми котельні. Робота насосів рециркуляції і насосів технологічної води.

    дипломная работа [761,1 K], добавлен 16.06.2011

  • Характеристика об’єкту тепловодопостачання. Визначення розрахункової теплової потужності на опалення і вентиляцію за укрупненими показниками та тепловим балансом приміщення. Технічні характеристики котельної. Тепловий пункт будівлі та електрообладнання.

    дипломная работа [3,6 M], добавлен 16.03.2012

  • Основні види альтернативних джерела енергії в Україні, технології їх використання: вітряна, сонячна та біогазу. Географія поширення відповідних станцій в Україні. Сучасні тенденції та оцінка подальших перспектив розвитку альтернативних джерел енергії.

    курсовая работа [1,4 M], добавлен 17.05.2015

  • Аналіз стану електрифікації та систем автоматизації технологічних процесів виробництва та обробки молока. Якість електроенергії в розподільчій електромережі. Розрахунок електричних навантажень, вибір джерела живлення та розрахунок електричних мереж.

    дипломная работа [7,0 M], добавлен 19.02.2012

  • Підрахунок кількості продуктів горіння. Розрахунок ентальпії газів. Тепловий баланс котла. Визначення теплонадходжень в топку. Розрахунок конвективної частини котла. Тепловий розрахунок економайзера. Перевірка теплового балансу котельного агрегату.

    контрольная работа [84,8 K], добавлен 02.04.2013

  • Проектування теплової установки для відбору теплоти з конденсатора холодильної машини. Забезпечення потреби підприємства в опаленні та гарячому водопостачанні. Розрахунок грійного контуру. Розрахунок теплового насоса на теплове навантаження випарника.

    курсовая работа [269,9 K], добавлен 06.08.2013

  • Технічні характеристики парогенератора. Розрахунок палива. Тепловий баланс парогенератора. Основні конструктивні характеристики топки. Розрахунок теплообміну в топці, фестону, перегрівника пари та хвостових поверхонь. Уточнення теплового балансу.

    курсовая работа [283,3 K], добавлен 09.03.2012

  • Перелік побутових приміщень ливарного цеху. Розробка елементів системи водяного опалення та теплопостачання. Визначення джерела теплоти для теплопостачання об'єкту. Тепловий розрахунок котельного агрегату. Аналіз технологічного процесу обробки рідини.

    дипломная работа [1,3 M], добавлен 24.01.2015

  • Поняття симетричної системи напружень, перехідного процесу. Розрахунок трифазних ланцюгів, режимів роботи при з’єднанні навантаження в трьохпровідну зірку та в трикутник; перехідних процесів в електричних колах класичним та операторним методами.

    курсовая работа [483,3 K], добавлен 11.04.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.