Проектирование устройства для поддержания постоянной влажности в теплице

Простейшие приборы для измерения влажности. Расчет необходимого количества влаги для оптимальной относительной влажности воздуха в теплице. Устройства для увлажнения воздуха. Комплекс для поддержания постоянной влажности - система туманообразования.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тульский Государственный Педагогический Университет им Л.Н. Толстого»

Факультет технологий и бизнеса

Кафедра агроинженерии и техносферной безопасности

Курсовой проект

по дисциплине «Основы творческо-конструкторской деятельности»

Тема - «Проектирование устройства для поддержания постоянной влажности в теплице»

Выполнил: студент 4 курса группы А

Битков А. Д.

Приняли: профессор Шмелев В.Е.

доцент Ермолов А.В.

Тула 2013

Содержание

Введение

1. Простейшие приборы для измерения влажности

1.1 Расчет необходимого количества влаги для оптимальной относительной влажности воздуха в теплице

1.2 Устройства для увлажнения воздуха

2. Пример устройства для регулирования микроклимата в теплице, на примере патента - «Авторское свидетельство СССР N 1724087, кл. A 01G 9/14, 07.04.92»

2.1 Комплекс для поддержания постоянной влажности - система туманообразования

2.2 Разработка системы туманообразования для теплицы

Введение

Изменения климата, наблюдаемые в последние годы, характеризуются нетипичными для всех климатических поясов аномалиями. Неравномерное выпадение осадков - наводнения и нескончаемые ливни в одних регионах и небывалая засуха в других, привело к тому, что многие страны в настоящий момент испытывают острую необходимость в импорте продуктов питания.

Теплица - сооружение, которое в принципе предназначено для того, чтобы защитить растения от возвратных холодов, резких колебаний температур, которые так часты в средней полосе России весной или осенью, и, кроме того, создать благоприятные условия для теплолюбивых растений. Покрытие теплицы - стекло, пленка, поликарбонат - призваны повысить температуру воздуха.

Тепличным растениям требуются определенные температурный и влажностный режимы: температура воздуха ночью должна быть 17-18 °С, а днем - 20-24 °С, поэтому в жаркие дни теплицы необходимо проветривать, чтобы не было перегрева. Но при вентиляции снижается влажность, а это отрицательно влияет на рост растений.

Влажность - это содержание влаги в воздухе. Относительное ее значение - это отношение количества влаги, содержащееся в воздухе, к максимальному, которое может содержаться в насыщенном состоянии при данной температуре. Например, при 21°С 1 кг воздуха максимально содержит 16,2 г влаги. В этом случае относительная влажность воздуха составляет 100 %. Если при той же температуре 1 кг воздуха содержит 8,1 г воды, то ее значение составит 8,1/16,2 = 0,5, или 50 %. Количество воды, которое может содержать воздух, зависит от температуры и повышается с ее ростом. Параметры состояния воздуха при температуре 17-26 °С приведены в таблице 1.

Таблица. 1

Количество вносимой влаги, необходимой для создания оптимальной относительной влажности воздуха в теплицах

Температура воздуха, °С	Влагосодержание насыщенного воздуха при 100% влажности
	г/кг	г/м3
17 18 20 22 24 26	12,54 13,37 15,19 17,2 19,51 22,9	14,5 15,36 17,3 19,42 21,7 24,39

1. Простейшие приборы для измерения влажности воздуха

Простейший прибор для измерения влажности воздуха и его температуры - психрометр.

Психрометр состоит из двух независимых термодатчиков, один из которых используется как сухой термометр, а другой - как влажный. Влажный термодатчик обернут хлопчатобумажной тканью, которая находится в сосуде с водой. Благодаря протекающему воздушному потоку и, вследствие этого, испарению, поверхность увлажнённого термодатчика охлаждается. Одновременно измеряется температура окружающего воздуха с помощью второго термодатчика (температура сухого термометра). Полученная таким образом разность температур является мерой относительной влажности - количества влаги, находящейся в воздухе относительно максимально возможного при данной температуре.

Самый простой комнатный психрометр состоит из двух спиртовых термометров, один из которых имеет устройство увлажнения. В конструкции прибора обычно включается таблица для чтения показаний - психрометрическая таблица, позволяющая, зная температуру каждого из термометров, найти относительную влажность воздуха. На практике для поиска по таблице необходимо знать показания мокрого (часто сухого) термометра и разницу показаний сухого и мокрого термометров.

На показания психрометра влияют давление и высота над уровнем моря, поэтому для точных измерений проводят приведение к уровню моря.

1.1 Расчет необходимого количества влаги для оптимальной относительной влажности воздуха в теплице

При температуре воздуха 17°С (табл. 1) и 100 % относительной влажности влагосодержание составляет 14,5 г/м3. По агротехническим требованиям относительная влажность - 70 %, а соответствующее влагосодержание - 14,5 - 70/100 = 10,15 г/м3. Когда температура повышается, например до 22°С, то относительная влажность становится 10,15/19,42 = 0,52, или 52 % (19,42 г/м3) - влагосодержание насыщенного воздуха при 100 % влажности и температуре 22°С), что недостаточно. Поэтому, что бы восстановить требуемое значение 70 %, надо добавить влаги в воздух (влагосодержание должно быть 19,42-70/100 = 13,59 г/м3), 13,59-10,15 3,44 г/м3, а на теплицу объемом 100 м3 - всего 344 г воды, лучше в виде пара. При понижении температуры воздуха (в ночное время), наоборот, относительная влажность увеличивается, и избыток влаги необходимо удалять проветриванием. Контроль ее значения осуществляют соответствующими датчиками. Результаты расчета количества вносимой или удаляемой влаги из воздуха теплицы объемом 100 м3 (для огурца в период до плодоношения) приведены в табл. 2.

Таблица 2

Температура воздуха,°С	Относительная влажность,%	Влагосодержание, г/м3	Температура воздуха и относительная влажность, °С/%	Недостаток или избыток (-) влаги, г/м3	Изменяемое количество влаги, г
17	70 75	10,15-10,875	22/52 24/47 22/56 24/50	+3,44 +5,04 +3,69 +5,4	344 504 369 540
18	70 75	10,75-11,52	22/55 24/50 22/59 24/53	+2,86 +4,44 +3,04 +4,75	286 444 304 475
20	70	12,11	17/84 18/79	-1,96 -1,36	-196 -136
	75	12,975	17,89 18/84	-2,1 -1,46	-210 -146
22	70-75	13,594 14,565	17/94 18/89 17...100 18...95	-3,44 -2,84 -3,69 -3,1	-344 -234 -369 -310

В этой таблице недостаток влаги указан со знаком «+», (компенсировать внесением), а избыток «-» (компенсировать уд...