Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Шустов, В. А. Применение электронагрева в сельском хозяйстве

.pdf
Скачиваний:
5
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
4.35 Mб
Скачать

Рис. 30. Схема электроискровой установки:

1— деталь;

2 — инструмент; 3 — соленоид; 4 — емкость; 5 -- пере­

ключатель

емкости.

дусмотрен конденсатор с регулируемой мощностью. Ано­ дом служит обрабатываемая деталь, катодом — инст­ румент, который приводится в движение вибратором пе­ ременного тока (около 100 колебаний в секунду). Так как электроискровая установка основана на принципе механического разрушения анода установки, то во избе­ жание переноса металла с детали на инструмент рабо­ ту обычно ведут в керосине или минеральном масле, не проводящих электрический ток.

Анодно-механическая обработка. На рисунке 31 по­ казана анодно-механическая обработка металла (рез­ ка). Установка состоит из источника постоянного тока напряжением 20—25 В с регулировочным реостатом, об­ рабатываемой детали (анод) и инструмента (катод). Струя электролита представляет собой водный раст­ вор жидкого стекла или раствор кремниевой кислоты. Раствор подвергается электролизу под воздействием постоянного тока. При прохождении тока возникает теп­ лота, которая не успевает проникнуть внутрь детали.

Расплавленный металл -удаляется инструментом

(диск

из стали, чугуна или меди).

 

Высокочастотная

установка состоит из трех

частей:

1) питательного устройства 380/220 В. Анодный транс­

форматор повышает

напряжение до 6—8 кВ

(Ui/U2);

2)выпрямительного устройства, состоящего из газо­ тронных выпрямителей, преобразующих переменный ток высокого напряжения в постоянный ток высокого на­ пряжения (£/з);

3)генераторной лампы. Последняя преобразует по­ стоянный ток высокого напряжения в анодной цепи в

100

толчки, в импульс тока с частотой в несколько сотен тысяч в секунду. Эти мгновенные изменения (толчки) тока и играют роль силы, раскачивающей колебатель­ ную систему, поддерживая в ней незатухающие коле­ бания (£Л0Анодный дроссель высокой частоты пре­ граждает путь к источнику питания анода перемен­ ным током высокой частоты, пропуская постоянный ток. Назначение гридлика (емкость и переменное сопро­ тивление) — создавать постоянное или переменное сме­ щение на сетке, то есть подачу отрицательного напряже­ ния на сетку через переменное сопротивление, шунти­ рующее конденсатор.

Анодный разделительный конденсатор преграж­ дает путь постоянному току от источника питания ано­ да, пропуская токи высокой частоты.

Промежуточный колебательный контур состоит из понизительного трансформатора переменного тока вы­ сокой частоты (без стали) и нагрузочного контура. Гридлик связан с промежуточным колебательным" кон­ туром обратной связью.

Ламповый генератор работает по схеме самовозбуж­ дения с индуктивной обратной связью.

Конструктивно ламповый генератор представляет со­ бой металлический шкаф, в котором размещается вся соответствующая аппаратура устройства.

Машинный генератор обеспечивает получение токов частотами от 2000 до 15 000 Гц, ламповый же генератор

преобразует

ток промышленной

цепи

с частотой

50 Гц

в ток высокой частоты 15 ООО-МО6 Гц.

 

 

Ламповый

генератор, однако,

имеет

невысокий

коэф­

фициент полезного действия.

Мощность лампового генератора должна быть при­ мерно в три раза больше мощности, поглощаемой мате­ риалом для его полезного нагрева.

Действие токов высокой частоты по сечению провод­ ника будет неравномерным. Наибольшая плотность тока будет на периферии и наименьшая на его оси.

Расчет и конструкции электрических

(

калориферов воздуха

 

Конструкция электрического воздушного обогрева­ теля с нагревательными спиралями. Далее приводятся некоторые конструктивные показатели по электрическо-

101

му воздушному обогревателю с нагревательными спира­ лями.

Согласно примеру, приведенному на стр. 72, мощ­ ность обогревателя составляла 48 кВт.

Берем спирали из нихромовой проволоки мощностью по 1 кВт, всего 48 спиралей. Напряжение сети 380/220 В.

Согласно приведенному примеру, температура вы­

ходящего из электрического подогревателя воздуха

/ i =

= +36° С.

 

Эта температура, как видно из формулы, может

быть

несколько увеличена за счет небольшого снижения рас­

хода воздуха

в течение

часа L кг/ч.

1.

Ток в

одной

спирали' при

фазном напряжении

220 В

будет

 

 

 

 

 

 

 

 

/=

Ш

= 4,55.

 

 

 

 

 

220

 

 

2.

Пусть поверхностная

температура провода ( / п о в — •

= 400° С) равна его действительной

температуре, то есть

tno-B — tR (см. формулу

16).

 

 

Определим

сначала

£р а сч

 

 

 

^ , с ч =

0,8-1,25-400=400о С.

Далее, зная расчетный ток спирали и расчетную темпе­ ратуру, по таблице 1 находим соответствующий диа­ метр нагревательного провода: d = 0,7 мм с допустимым током —4,8 А.

3. Сопротивление 1 м такого провода /'=2,85 Ом/м, сечение провода 5 = 0,385 мм2 .

Сопротивление одной спирали

220

Л:пир= =48,5 Ом.

4,55

4. Длина проволоки на одну спираль

,48,5. 1 7

Всего проволоки диаметром 0,7 мм на 48 спиралей нуж­

но

2У=/с п н р 48=17-48=820 м.

•5. Длина одного витка при среднем диаметре спи­ рали 1,5 см, согласно формуле 30, будет

3 ^ = 3 , 1 4 - 1 , 5 = 4 , 7 см.

102

Всего в одной спирали

1700 „„„

=-360 витков.

4,7

Или 180 витков в полуспирали.

Число витков в одной спирали можно определить так­ же по формуле (31)

 

W = / , 4* +

(3,14-15)2 = 360 витков.

 

1 7 , 1 0 3

 

6.

Шаг спирали

(полуспирали)

 

 

A=4rf„p = 4-0,7=2> 8

мм.

Берем шаг спирали равным 4 мм.

7.

Высота полуспирали.

 

180-4=720 мм (между осями роликов по вертика­ ли). На рамке, выполненной из уголка № 3, на роликах

монтируются

5—6 спиралей

(10—12

полуспиралей).

8. Полная

высота

рамки калорифера составляет:

высота

полусппрали

. .

,

 

720 мм

 

высота

уголка

 

 

 

30 мм

 

расстояние, необходимое

для

монтажа

 

 

 

вверху рамок

 

 

 

250 мы

 

 

 

 

 

В с е г о

1000 мм

 

9. Ширина

рамки

калорифера будет:

 

 

ширина

полуспиралн

 

12x15=180 мм

 

расстояние между

спиралями

11x30=330 мм

ширина

промежутков

 

 

2 x 20=40 мм

ширина

двух уголков й

3

 

2x30=60 мм

 

 

 

 

 

В с е г о

 

610 мм

 

Округляем до 700 м.

 

 

 

 

 

10. На одну фазу

берем

три рамки, а

всего

девять

рамок. На каждой рамке на роликах

монтируем

пять —

шесть спиралей. Таким образом, на одну фазу

берется

16 спиралей

или 32

полуспирали.

Берем

промежутки

между вертикально

стоящими рамками 8 см.

 

Тогда длина калорифера:

 

 

 

 

длина

рамок

 

 

9x30=270 мм

 

расстояние между

рамками

 

8x80=640 мм

 

 

 

 

 

В с е г о

 

910 мм

103

Округляем до 1000 ым, 11. Для лучшего охлаждения воздухом нагретых спи­

ралей их располагаем либо в шахматном порядке по отдельным роликам, либо с наклоном по рамкам.

12. Основания девяти вертикальных рамок укрепля­ ют на горизонтальной рамке из уголков № 3 или 4.

Вся конструкция размещается в металлическом про­ долговатом шкафу с дверцами. Шкаф имеет два патруб­ ка для входа холодного и выхода нагретого воздуха.

Отопительные калориферы воздуха серии СФО мощ­ ностью от 25 до 250 кВт, на температуру до + Ю0°С с трубчатыми нагревателями предназначены для нагрева воздуха в системах воздушного отопления, вентиляции, искусственного климата и в сушильных установках.

Максимальная допустимая температура нагревателя + 150° С. Число фаз нагревателя—три. Нагреватели по­ лучают питание от трехфазной сети напряжением 380 В, частотой 50 Гц.

При напряжении 380 В нагреватели соединяют в звезду, при 220 В — в треугольник.

Нагревательные элементы установлены внутри ко­ жуха в четыре ряда и разделены на четыре самостоя­

тельные

трехфазные

регулируемые

секции.

 

 

 

 

Глубина калориферов принята для всех мощностей

одинаковой (240 мм). В

калорифере установлено четы­

ре ряда

(четыре секции)

 

нагревателей.

В

таблице

14

приведены технические данные СФО.

 

 

 

 

 

 

Калорифер

СФО

может

работать

на

ступенях

100,

 

 

 

 

 

 

75,

50

и

25%

от

ус­

 

 

 

 

3

 

тановленной

мощно­

 

 

 

 

 

 

сти

путем

 

включе­

 

 

 

 

 

 

ния

и

отключения

 

 

 

 

 

 

секций.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для

увеличения

 

 

 

 

 

 

поверхности

 

нагрева

 

 

 

 

 

 

на

трубку

нагрева­

 

 

 

 

 

 

тельного

 

элемента

 

 

 

 

 

 

навита

 

на

 

ребро

 

 

 

 

 

 

алюминиевая

лента

Рис. 31.

Схема

анодно-механической

в виде

спирали.

 

На

рисунке

32

обработки

металла:

 

 

 

показана

электриче­

1 — обрабатываемая

. деталь

(анод);

2 — ни-

ская схема

включе­

струмент (катод);

3 — рабочая

жидкость:

4 — источник

тока;

5 — регулировочные рео­

ния

калорифера.

 

 

 

 

 

 

 

 

статы.

104

Т а б л и ц а 14

Технические данные СФО для нагрева воздуха

н

Параметры

ю

о

о

о

о"

о

со

о

со

СМ

 

 

 

 

 

6

6

6

6

6

6

 

 

 

 

 

А.

•&

е-

А.

е-

•е-

 

 

 

 

 

о

и

U

о

о

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мощность, кВт

 

 

 

25

40

60

100

160

250

Мощность каждой

секции,

6,25

10

15

25

40

62,5

кВт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17 000

Производительность

(ве­

1700

3000

4300

7000

10 000

совая по воздуху), кг/ч

 

 

 

 

 

 

Номинальная

мощность

0,7

0,84

1,0

1,19

1,48

1,73

одного нагревателя, кВт

6,6

12,33

18,3

27,7

51,0

71,5

Общая

поверхность на­

грева, м3

 

 

 

1,85

2,2

2,65

3,14

3,90

4,55

Номинальный ток при на­

пряжении 380 В,. А

 

 

 

 

 

 

Диаметр иихромовой

про­

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

волоки, мм

 

 

в од­

10

10

17

21

29

36

Число

нагревателен

ном

ряду, шт.

нагревате­

40

40

68

84

116

144

Общее

число

лей, шт.

нагревате­

36'

36

60

84

108

144

Число

рабочих

лей, шт.

 

 

кало­

360

480 '

600

720

960

1080

Длина

нагревателя

 

рифера, мм

 

 

 

 

 

 

 

 

1460

Высота

нагревателя

 

кало­

410

560

710

860

1160

рифера, мм

 

 

 

630

750

870

990

1230

1350

Длина

калорифера, мм

Высота

калорифера, мм

617

767

917

1067

1367

1667

Вес калорифера,-кг

 

 

67

100

134

197

312

421

Схему включают рубильником Р. Четыре секции элек­

трокалорифера

пускают

автоматическими

выключате­

лями

1АВ—4АВ

от главных

контактов

1ПМ—4ПМ.

 

Заданная температура выходящего воздуха поддер­ живается автоматически двумя электроконтактными тер­ мометрами ЭКТ, датчики которых устанавливают на ме­ сте выхода воздуха из калорифера для четырех режи­ мов температуры.

При замыкании соответствующего датчика получают питание соответствующее РП и соответствующая катуш­ ка контактора ПМ.

105

Ш»в Шш

r r r

г

 

т

Секция I Секция 2 Секция 3 Секция Ь

Злектрукалортрер

А5тоиати - 'Сексе регд мробанир температуры

Ручное

бклюяение

секши.

Секция I 25% мощности калорифера

Секция 2 25% мощности\ колориазера

Секция 3 \25% мощности калори<рера

Секция 4 \25% мощности налоршрера

Рис. 32.

Электрическая

схема

включения

калориферов:

 

 

 

^ — рубильник;

1АВ—5АВ

— автоматические

выключатели-,

1ПМ—4ПМ—

пускатели магнитные с

катушкой

220 В,

1ЖТ,

2ЭКТ

термометры

манометрические

контактные;

1УП—2УП

— универсальные переключатели;

1РП—4РП

реле

промежуточные

с

катушкой; 1ЛК—

4ЛК

— лампы

сигнальные с линзой красного

цвета.

Рис. 34. Автоматизированная электрокалорифер­ ная установка.

Включение происходит

в

последовательности 25, 50,

75, 100%

от

установленной

мощности, а выключение —

в обратном порядке.

 

 

Электрическая схема предусматривает как . автома­

тическое,

так

и ручное

включение секции. Для этой

цели служит универсальный переключатель УП. Принятый угол (15°) отвода и подвода воздуха к ка­

лориферу обеспечивает безударное движение воздуха. Очень часто для систем вентиляции и воздушного отопления разных сельскохозяйственных помещений при­ меняют калориферы СФО при температуре нагрева воз­

духа не выше 50° С.

Калорифер до 50° С, как и калорифер до 100° С, представляет собой сварную конструкцию с оребренными трубчатыми нагревателями. На рисунке 33 показан пример такого оребренного трубчатого электрического нагревателя:

В

калорифере

СФО до

50° С имеются

три

само­

стоятельные секции. Мощность регулируется в

преде­

лах 33, 67 и

100%

от установленной путем

включения

и отключения

секций.

 

 

 

На

рисунке 34

показана

электрическая

калорифер­

ная установка типа СФО-0.5-Т, питающаяся от сети

380/220

В (секции

на

380 В, а сеть управления па

220 В)

мощностью

25

кВт.

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СЕЛЬСКИХ ЭЛЕКТРОТЕПЛОВЫХ УСТРОЙСТВ. ОХРАНА ТРУДА

Оценка экономической эффективности применения электротепла ,

Одним из основных принципов комплексного приме­ нения электрической энергии является широкое внедре­ ние электроэнергии в сельскохозяйственные производст­ венные процессы, в которых она в данных конкретных условиях оправдывается экономически и с хозяйствен­ ной точки зрения целесообразнее по сравнению с дру­ гими видами энергии. Однако наряду с электроэнер­ гией можно использовать и другие виды энергии.

Проверим

экономическую

целесообразность

приме­

нения электрического калорифера вместо огневого.

 

Сравним, например,

стоимость

1 ккал для

огневого

и электрического

нагрева.

Стоимость

оборудования для

обоих случаев считаем примерно одинаковой.

 

 

 

Определим

стоимость

1 ккал при

огневом

нагреве.

О б о з н а ч и м :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N—стоимость

дров,

руб/м3 ;

 

 

 

 

 

 

Q — теплота сгорания

топлива,

ккал/кг<

(для

дров

<Эдр=3000

ккал/кг);

 

 

 

 

 

у=

т — объемный

вес

дров,

кг/м3

(для

дров

=550

кг/м3 );

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k — коэффициент,

учитывающий рабочую

силу

ис­

топников

(&=1,5);

 

 

 

 

 

 

 

т]оги к.п.д. огневого нагревателя

(т) о г н =0,15);

 

102 коэффициент

перевода

руб. в коп.

 

 

 

Стоимость

1 ккал

для огневого

нагрева определится

формулой,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

др71стн

 

 

 

 

 

 

Определим

стоимость

1 ккал при электрическом

на­

греве.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

109