Підвищення ефективності використання техніки при вирощуванні багаторічних трав і заготівлі сіна (стр. 7 из 16)
Самі підігрівачі повітря є відносно дешевими і простими за конструкцією. При використанні чорного шиферу в якості підігрівача повітря шифер на навісі вздовж сіносховища над приводними станціями вентиляторів фарбують у чорний колір. Над ним на відстані 15-20 см натягується прозора плівка, для запобігання втрат нагрітого повітря. Також плівкою обтягується і бічна поверхня навісу.
При використанні гранітного каміння як акумулятора тепла для підігрівання повітря його укладають на купу висотою до 1 метра, а зверху покривають натягнутою на відстані 50-80 см від каміння плівкою. За день каміння нагрівається і виділяє багато тепла, яке підігріває повітря. Повітря вентилятором подається до сіносховища на досушування сіна. Час сушіння сіна при використанні таких підігрівачів повітря становить 16-20 год. на добу. Це дозволяє зменшити тривалість сушіння активним вентилюванням у 1,5-2 рази у порівнянні з досушуванням сіна активним вентилюванням без підігріву повітря, що є необхідним для зменшення втрат поживних речовин корму. Процес сушіння холодним повітрям сильно затягується і навіть при сприятливих погодних умовах складає, як правило, не менше 150год.. Сушіння сіна більше 10 днів веде до значного зниження якості корму, розвитку плісняви. Тому застосування геліопідігрівачів повітря і акумуляторів тепла при сушінні сіна активним вентилюванням набагато зменшує строк сушіння, а отже запобігає втратам поживності корму.
3.3 Розрахунок елементів конструкції
Вихідні дані для розрахунку:
- призначення споруди – прискорене досушування сіна з використанням сонячної енергії і активного вентилювання;
- режим роботи – сезонний з травня по жовтень;
- район побудови – зона Полісся, Лісостепу, Степу;
- кліматичні умови – швидкісний напір повітря 35 кгс/м2, зона вологості нормальна, снігове навантаження не враховується внаслідок сезонності використання споруди;
- основні архітектурно-будівельні рішення – пролітні конструкції, двохшарнірна рама, у вигляді циліндричної арки з вертикальними стійками, проліт рами 4 м, висота споруди у коньку 4,5 м, шаг пролітних конструкцій 2 м. Споруда складається із стаціонарної частини (машинне відділення) і трансформуємої. Довжина стаціонарної частини 6 м, довжина трансформуємої – 16 м.
Розрахуємо навантаження, які діють на конструкцію. На конструкцію діють власна вага конструкції і вітрове навантаження.
Допустимі навантаження на конструкцію зображені у таблиці 3.1.
Таблиця 3.1 – Допустимі навантаження на конструкції
| № п/п | Назва навантаження | Нормативне навантаження, кг/м2 | Коефіцієнт переведення |
| 1 | Власна вага конструкції в тому числі плівкової загорожі | 17 | 1,1 |
| 2 | Вітрове навантаження | 35 | 1,2 |
Зобразимо діючі навантаження на рисунку, проведемо розрахунки і побудуємо епюри.
q1=2(35·0,8·1,2)=67,2. Приймаємо q1=67 кгс/м.
q2=2(35·0,7·1,2)=58,8. Приймаємо q2=59 кгс/м.
q3=2(-35·1,2·1,2)=-100,8. Приймаємо q3=101 кгс/м.
q4=2(-35·0,4·1,2)=-33,6. Приймаємо q4=-34 кгс/м.
q5=2(-35·0,53·1,2)=-45 кгс/м.
За даними розрахунків побудуємо епюру навантажень:
Із епюри видно, що власна вага конструкції намагається притиснути конструкцію до поверхні землі, а вітрове навантаження намагається підняти конструкцію від поверхні ґрунту. Отже нам необхідно намагатися підбирати такі конструкції, які б мали найменшу парусність і були б найбільш стійкі до дії вітрового навантаження.
3.4 Розрахунок оптимального кута нахилу поверхні колектора
сонячних установок і його орієнтування щодо сторін світла
Для створення сонячних установок з оптимальними параметрами необхідні дані про зміну інтенсивності сонячного випромінювання на їхню поверхню в залежності від часу й орієнтації установок.
При розв’язанні цієї задачі доцільно скористатися роботами [25,26], у яких викладений окремий випадок розрахунку інтенсивності сонячного випромінювання на горизонтальну площину чи площину, спрямовану на південь, у залежності від часу. Однак для розрахунку оптимальних параметрів конкретної сонячної установки, складеної з декількох по-різному спрямованих площин, необхідно мати загальний випадок рішення по годинному підрахунку інтенсивності сонячного випромінювання.
Повна інтенсивність випромінювання на похилу площину є функцією трьох величин
(3.1)де
– повна інтенсивність випромінювання на похилу площину, Вт/м2; 
– інтенсивність прямого випромінювання, Вт/м2; 
– інтенсивність розсіяного (дифузного) випромінювання, Вт/м2; 
– інтенсивність відбитого випромінювання, Вт/м2.Інтенсивність прямого випромінювання на похилу площину знаходимо згідно формулі (3.1):
(3.2)де
– інтенсивність прямого випромінювання на поверхні землі, Вт/м2 ; 
– кут падіння прямого сонячного випромінювання, вимірюваний між напрямком випромінювання і нормаллю до поверхні колектора , град ; 
– зенітний кут, тобто кут між напрямком на сонце і вертикаллю, град (рис. 3.4). 
Рис. 3.4 – Сонячні і поверхневі кути для похилої поверхні:
- кут нахилу площини; - кут падіння прямого сонячного випромінювання; - зенітний кут; 
- азимутальний кут площини; 1 - горизонтальна площина; 2 - похила площина ; 3 - нормаль до похилої площини.Зенітний кут визначається по формулі (3.3):
(3.3)де
- широта місцевості, град; 
- відмінювання, тобто кутове положення сонця щодо площини земного екватора, град; 
- годинний кут, дорівнює нулю в сонячний полудень, град.Приблизно величину відмінювання можна визначити по формулі (3.4):
(3.4)де
- порядковий номер дня року.Кут
можна обчислити по формулі (3.3): 
(3.5)де
- сонячний час; 
(3.6)де
- декретний час, год.; 
(3.7)де
- всесвітній час, год.; - номер годинного пояса,( дорівнює цілому числу годин); - географічна довгота місцевості, виражена в одиницях часу і прийнята позитивною до сходу від Гринвіча, год..Кут падіння прямого сонячного випромінювання можна обчислити по формулі (3.2):
де
- азимутальний кут площини, тобто відхилення нормалі площини від місцевого меридіана (у південному напрямку відхилення до сходу вважається позитивним, до заходу - негативним),град (рис. 3.4).При підрахунку інтенсивності розсіяного випромінювання будемо вважати, що його розподіл по поверхні землі рівномірний. Тоді величина інтенсивності випромінювання, що падає на похилу поверхню, буде залежати тільки від того, яка частина небозводу протистоїть площині [25]:
(3.9)де
- інтенсивність розсіяного випромінювання на поверхні землі, Вт/м2; - кут між розглянутою площиною і горизонтальною поверхнею, град (рис. 3.4).