3640

энергопотребления. Конструкция датчиков звука представляет собой простейший микрофон, сигнал с которого проходит через усилительные каскады и поступает в блок управления включением лампы. Светотехнические расчеты достаточно трудоемки, поэтому для повышения эффективности труда инженеров появляется необходимость автоматизации всех расчетов. Усилия специалистов изначально были направлены на упрощение процесса расчета, в результате чего появился целый ряд программ, в основном коммерческих, способствующих этому.

Светотехнический расчет выполняется с целью подбора оптимального светового оборудования, его наилучшего расположения, а также количества осветительных приборов определенной мощности. Грамотно выполненный расчет поможет обеспечить требуемую и равномерную освещённость объекта, а также оптимизировать количество осветительных приборов. Требования для качественной освещённости помещения определяются не только типом, количеством и суммарной мощностью всех осветительных приборов, но и напрямую зависят от специфики самого объекта заказчика.

Все существующие на сегодняшний день программы в зависимости от их назначения, возможностей и способа распространения можно условно разделить на несколько групп. К первой группе относятся программы, предлагаемые разработчиками светотехнического оборудования. Они поставляются, как правило, вместе с оборудованием данного разработчика и содержат информацию только о продукции данной фирмы. Однако, следует отметить достаточно богатый набор возможностей данных программ по отображению результатов расчета, это:

-таблицы распределения освещенности по расчетной поверхности;

-графики изолюкс, выполненные с использованием цветовых или черно-белых легенд;

-трехмерные графики распределения освещенности.

К числу программ данной группы можно отнести, например, Calculux от Philips. В пакет программы входит обширная база данных, содержащая информацию о светильниках, производимых компанией Philips Lighting. Помимо фотометрических характеристик, база содержит данные об оптических системах,

162

типах ламп, ПРА, полном энергопотреблении и эффективности комплектов лампа-ПРА-светильник.

Возможности Calculux:

-выполнение расчетов на произвольной плоскости;

-расчет освещенности плоскости;

-расчет полуцилиндрической освещенности;

-расчет полусферической освещенности;

-расчет яркости;

-расчет яркости вуалирующей пелены;

-расчет индекса блеклости;

-расчет яркости дорожного покрытия;

-расчет равномерности в вертикальной плоскости [1].

Вторая группа – бесплатные программы для профессионального проектирования освещения. Они обладают расширенными возможностями (работа со световым оборудованием различных производителей, совместимость с большим количеством форматов хранения данных, визуализация результатов расчетов), более высокой точностью, ориентированы, в основном, на пользователей, имеющих специальное светотехническое образование. Наиболее популярным представителем данной группы является программа DiaLux, предлагаемая немецкой фирмой DIAL GmbH. Выпущено несколько версий данной программы, отличающихся постоянно улучшающимся интерфейсом, например, добавлением CAD – окон, деревом проектов и т.д.

И, наконец, профессиональные программные инструменты, стоимость которых достаточно высока и практически недоступна для официального приобретения частными лицами. Работа с ними достаточно сложна и требует специальной подготовки пользователей. К этой группе относятся 3D Studio Max различных версий, в том числе со встроенными функциями Lightscape, ArCon, LightWave.

Все множество программ, предлагаемых проектировщикам освещения, ранжировано на ряд уровней. Среди них выделяются своей доступностью и распространенностью корпоративные инструменты компьютерного проектирования освещения.

Ярким представителем программ данной группы является программа «Europic» фирмы GE Lighting, которая предназначена для проектирования внутреннего, наружного и уличного освещения. Соответственно она позволяет рассчитать освещенность и яркость

163

на любой поверхности с учетом многократных отражений и тенеобразования. Причем может решаться задача как расчета освещенности на рабочей поверхности при заданном пользователем типе, количестве и расположении осветительных приборов, так и обратная задача – т.е. поиск числа и расположения осветительных приборов, необходимых для создания требуемых условий освещения. Как недостаток можно отметить отсутствие рекомендаций по выбору типа осветительного прибора и источника света к нему и таблиц нормируемых значений освещенности в зависимости от типа помещения и рода выполняемой в нем работы

[3].

Самая популярная программа DIALux создана при участии многих европейских светотехнических фирм (в числе которых

OSRAM, Philips, THORN, Trilux и др.). Каждая из фирм – создателей

DIALux представляет программу с данными собственного оборудования, однако программа позволяет создавать и новую базу данных наиболее часто используемых светильников.

Программа DIALux 4.13 на сегодняшний день является лучшей из бесплатных программ по расчёту наружного и внутреннего освещения при заданном типе, количестве и расположении различного рода светильников. Сегодня уже существует огромное множество плагинов для данного софта, включая базы данных светильников от мировых производителей.

DIALux позволяет учитывать при расчете освещения цвет и текстуру поверхности, а также интерьер и геометрические параметры помещения. В качестве результата обработки данных пользователь получит полноценный общий 3D вид освещенного помещения и графическое изображение распределения света по заданной поверхности. Плюс ко всему, к программе прилагается ассистент Dialux Light, который помогает спланировать освещение без необходимости осваивать весь пакет DIALux.

Впрограмме DIALux результаты расчетов можно представить

влюбой удобной форме – как в виде плоских двухмерных видов, так и в трехмерной проекции. Используемый в программе метод визуализации (расчет графического изображения) RayTracing делает 3D-модель наглядной. Удобный интерфейс, гибкие настройки вывода результатов на печать и возможность ввода данных (светильников, мебели и текстур) делают эту программу наиболее удобной для расчета освещенности интерьеров [2].

164

Программный продукт NanoCAD PLUS, разработанный российской компанией ЗАО «Нанософт» предназначен для проектирования в части силового светового электрооборудования, наружного освещения, внутреннего освещения как промышленных, так и гражданских объектов. Позволяет решить следующие задачи:

-проведение светотехнических и электротехнических

расчетов;

-проектирование кабельной раскладки и выбор подходящих кабелей;

-создание плана расположения оборудования;

-создание схемы электрической сети;

-формирование всей необходимой документации.

NanoCAD имеет интуитивно понятный интерфейс и множество полезных опций. Наличие собственного графического ядра и большого количества настроек, позволяет создавать уникальные проекты, соответствующие всем особенностям помещения и внутренним производственным стандартам [4].

Литература

1.Датчик звука [Электронный ресурс]: Режим доступа: http://modlex.ru/zvukovoy-datchik-vklyucheniya-i-vyklyucheniya- osvescheniya

2.Датчик движения [Электронный ресурс]: Режим доступа: http://stroychik.ru/elektrika/datchik-dvizheniya-dlya- vklyucheniya-osveshheniya

3.Светодиодные светильники с датчиком [Электронный ресурс]: Режим доступа: http://svetlix.ru/articles/led_lamp_sensor

4.Системы освещения дачного участка [Электронный

ресурс]: Режим доступа: http://fb.ru/article/61416/datchik- osveschennosti-printsip-rabotyi-i-sfera-primeneniya

Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева

165

УДК 621.398(084)

Д.Р. Метелев, Е.Л. Савельева

РАСЧЁТ ИНДУКТИВНОСТИ ИНДУКТОРА И АНАЛИЗ НАГРЕВА ШНЕКА РЕАКТОРА В СРЕДЕ ELCUT ДЛЯ КОСВЕННОГО ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА

В статье рассмотрен метод вычисления индуктивности индуктора вместе с ферромагнитным массивом ректора, а также определение участков в реакторе с наибольшей теплоотдачей

Ключевые слова: косвенный индукционный нагрев, магнитный поток

Внастоящее время промышленное производство организовано таким образом, что примерно от 70 до 90% исходного сырья и материалов переходит в отходы - остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образовавшихся при производстве продукции и утративших полностью или частично исходные потребительские свойства.

Одним из наиболее энергосберегающих экологически чистых методов переработки твёрдого топлива является метод пиролиза. При этом глубина утилизации достигает 90 %.

Вустановке для поддержания процесса пиролиза используется косвенный индукционный нагрев. Нагрев и деструкция сырья происходит посредством тепловыделения от токопроводящих тел, нагретых за счёт возбуждения в них электрических токов переменным электромагнитным полем. Источником электромагнитного поля служит индуктор 1 (рис. 1), помещённый в стальной реактор 3. Нагрев и перемешивание органического сырья производится за счёт отбора тепла от раскалённого стального шнека

2.

Рис. 1. Чертёж реактора

166

Задача состоит в том, чтобы с помощью программы ElCut узнать магнитный поток в индукторе, определить участки в реакторе обладающие наибольшим тепловыделением и способ его увеличения.

В рассматриваемой установке реактор и шнек изготовлен из стали Ст45, а индуктор из медной трубки диаметром 5 мм и имеет 13 витков. Рабочая частота 60 – 80 кГц. Так как программа решает только осесимметричные задачи, то воспользуемся допущением перпендикулярного расположения лопастей относительно оси шнека. Вычислить индуктивность индуктора вместе с ферромагнитным массивом реактора можно с помощью операции «вычисление интегралов», в меню «вид» или контекстном меню того окна картины поля, в котором уже построен контур. Если контур интегрирования уже построен (красная линия со стрелкой на рис. 2), в панели калькулятора (слева) появится список имеющихся интегральных характеристик, если контура еще нет, вместо списка появится сообщение, приглашающее его построить.

Рис. 2. Определение магнитного потока и тепловыделения в металлах

На высокой частоте вихревые токи вытесняются образованным ими же магнитным полем в тонкие поверхностные слои заготовки (поверхностный эффект), в результате чего их плотность резко возрастает и заготовка разогревается.

167

манипуляций в программе, выяснилось, что теплоотдача увеличивается в полтора раза.

На рис. 5 и 6 показаны графики распределения тепловыделения по нагреваемой поверхности для обычного и видоизмененного шнека соответственно, которые получены в программе путём добавления линий контура в окне картины поля. После этого, распределение тепловыделения вдоль контура отображено на графиках.

Рис. 5. Распределение тепловыделения по нагреваемой поверхности обычного шнека

169