Файл: Кудрявцев И.Ф. Полупроводниковые пленочные электронагреватели в сельском хозяйстве.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 06.07.2024

Просмотров: 104

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Берем панель с размерами 930x540 мм. Количество панелей в обогревателе

К„ =2,0 : 0,5 = 4 шт.

Коэффициент теплоотдачи

ccD = [9,21 +0,095(50 - 17)] 10-*= 12,35 • 10"*

В т

 

 

см-

град

Удельная поверхностная мощность обогревателя в

рабочем режиме

 

 

 

№ у д . Р „ б = 1,1-12,35(50-

17)- Ю-4 = 4,48- Ю - 4

 

С М "

 

 

 

Мощность панели Рп

=4,48 • 10~2 • 5000 = 224

Вт, а

мощность обогревателя Р = 4 - 2 2 4 = 896 Вт. Принимаем

Р= Ш Вт.

Врабочем режиме соединяем последовательно каж­ дые две панели. Мощность в режиме электротермоде-

зинфекции при параллельном соединении всех панелей

Рл = 4-4-225 = —3600 Вт.

Максимальная температура панели в режиме термодезггнфекции при а в = 17,95-Ю-4 Вт/см2 -град

t n m

a v a =

 

 

h 1 7 = 109°С<150°С.

т а

л а

1,1-4-5000-17,95-Ю-4

 

 

 

 

Изоляцией панелей

служит

стеклоэмаль

титановая

Т-1 белая с допустимой температурой нагрева

110°С при

напряжении

220 В.

 

 

 

 

 

 

Берем четыре полосы нагревательной пленки на па­

нели

размерами L = 80

см, т = 1 3 см, /г = 0,015 см,

К=4.

Полосы соединяем последовательно.

 

 

 

 

Удельное сопротивление пленки

 

 

 

 

 

 

220*13

. 0,015

п о с

Ом. см.

 

 

 

 

0,35

 

 

4-4,48-10-2 -80-4 . 5.103

 

 

 

 

Принимаем состав

пленки

с ферросилицием

марки

Си45.

 

 

 

 

 

 

 

71


 

 

540

 

5

Тб

 

 

Вид

б

Узел Л

(поддон

снят)

 

Рнс.

17.

Напольный1 пленочный обогреватель для цыплят:

 

/ — корпус;

2 — технологическое

ушко;

3 — болт заземления;

4 — штепсель­

ный

разъем;

 

5 — поддон;

6 — ручка;

7 — контур

электронагревательного

пленочного

 

элемента сопротивления;

8 — контур

контактного

электрода.

 

Для

получения

р = 0,35

Ом-см по графику

 

^т

хр),

при

Рт

 

0,35

,

 

 

 

 

 

Ро

 

- — =

 

0.3

=1,17 срок

хранения помола ферросили-

 

Ро

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ция составляет около 75 ч.

 

 

 

 

 

 

 

Общий вид панели

показан на рис. 17.

 

 

 

 

Вес

панели

Gn =

1,2 • 0,5 (0,0008 • 7800 +

2 • 0,0005 •

• 2300) = 5 кг, а обогревателя

G=4 • 5 = 20 кг.

 

 

 

72


Количество обогревателей в птичнике

п = 20 000 =40 шт. 500

Установленная мощность системы

местного обогрева

Пример

= 40-900 =

36 000 Вт =

3 6 кВт.

4. Рассчитать

систему местного обогрева с

 

пленочными обогревателями для поросят в свинарнике-

маточнике на 80 станков

при

содержании

свиноматки

и поросят одного опороса в индивидуальном

станке.

 

Расчет.

Считаем, что максимальное количество поро­

сят при одном опоросе равно 11.

 

 

 

 

 

 

Площадь пленочного

обогревателя

 

 

 

 

 

 

/ 7

=

=

0,55 м2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

 

 

Площадь одной панели F—0,55 м2 .

 

 

 

Удельная поверхностная мощность обогревателя

 

WyK=

1,1-11,1(32 -

12)]-10-*= 2,44-Ю -2

 

г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

см2 град

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

•4

Вт

 

aD =

[9,21 +

0,095(32 — 12) • 10~

 

= 11,1 • 10"

см2 •град

Мощность обогревателя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р — 2,44 • Ю - 2 • 5500 =

135 Вт.

 

 

 

Принимаем

L = 50,0 см,

т = 1 4 , 0

см, /г=0,015 см,

К=

= 5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Полосы соединяем

последовательно.

 

 

 

Напряжение питания пленочного обогревателя одно­

фазное 220 В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Удельное сопротивление пленки

 

 

 

 

 

 

 

р =

 

2202-14 • 0,015

 

 

п

_ п

 

 

 

 

 

 

 

 

п

= 0,3

Ом-см.

 

 

 

 

 

2,44-10-2 -50-5-5,5-1и

 

 

 

 

 

 

73


Рис. 18. Напольный пленочный обогреватель для поросят:

/ — стеклоэмалнрованная панель

с пленочным нагревателем;

2 — поддон;

3—болт

заземления; 4—вставка;

5 — штепсельный разъем;

6 — резиновая

 

t

прокладка.

 

Берем состав пленки с ферросилицием Си 45 свежего помола.

Общий вид пленочного обогревателя для поросят по­ казан на рис. 18.

Вес обогревателя

• - G— 1,25-0,55(0,0008• 7800 + 2• 0,0005-2300) = 6 кг.

Количество обогревателей в свинарнике — 80 штук. Установленная мощность системы местного обогрева

Р у с т = 8 0 - 1 3 5 = 1 0 800 В т = 10,8 кВт.

74

4 . Нагрев жидкостей и твердых тел

Во многих технологических процессах сельскохозяй­ ственного производства применяется нагрев различного рода жидкостей и твердых тел, таких, как вода, элек­ тролиты, молоко, соки, пресс-порошки, резина и так да­ лее, для которых важными факторами являются качест­ во и время нагрева, а также стоимость затрат. Большая площадь и равномерность температурного поля пленоч­ ных нагревателей позволяют эффективно использовать их в установках Для нагрева жидкостей и твердых тел, где применение протяженных (спиральных и других) электронагревателей менее выгодно. К таким электро­ нагревательным установкам в сельском хозяйстве мож­ но отнести, например, пресс-формы для горячего прес­ сования пластмасс, вулканизационные плиты, сушиль­ ные устройства, водонагреватели, гальванические ванны, пастеризаторы, стерилизационные емкости и другие. Перевод этих установок на пленочный обогрев является перспективным и оправданным.

Установки с пленочным обогревом могут быть пе­ риодического и непрерывного действия.

К установкам периодического действия можно от­ нести водонагреватели-термосы, гальванические ванны, стерилизационные емкости, пресс-формы, вулканиза­ ционные плиты и другие, в которых жидкость или ма­ териал помещаются в установку и нагреваются до за­ данной температуры в течение нужного времени.

В установках непрерывного действия продукт нагре­ вается, двигаясь с заданной скоростью через рабочий объем установки. Такими установками являются про-, точные водонагреватели и поточные пастеризаторы.

Особенностью расчета электронагревательных уста­ новок является определение допустимой температуры нагревателя при заданной удельной мощности и усло­ виях теплопередачи.

Расчет установок производят следующим образом. 1. Определяют мощность по одной из формул:

а)

для установки периодического действия

 

cG(tK - t „ )

кВт,

(24.4)-

 

3600-Г-11Т

 

 

где

G — вес нагреваемого

материала,

кг;

75


 

с

удельная

теплоемкость, кДж/кгград;

 

tn и tK

начальная и конечная температуры мате­

 

 

риала, град;

 

 

 

 

 

Т — время нагрева, ч;

 

 

 

б)

г)т — тепловой к.п.д. установки,

 

для установки непрерывного

действия

 

 

 

p

=

j

M

кВт,

(25.4)

 

 

 

 

3600пт

 

 

 

где q — производительность установки, кг/ч.

 

2. Находят

удельную мощность или площадь нагре­

вателя по одной из формул

 

 

 

 

 

Wy* =

F

- ^ и л и

F = — ^ — см',

' (26.4)

 

 

см-

 

WyK.

доп

 

где

F

площадь

нагревателя,

см2 (определяет­

 

 

ся

с учетом

конструктивных

особенно­

 

 

стей) ;

 

 

 

 

 

№ у д . доп

допустимая

удельная мощность, Вт/см2 .

3.

Определяют

максимальную

температуру

нагрева­

теля по известной величине удельной мощности и тер­

мических сопротивлениях

стеклоэмалевой

изоляции и

корпуса

установки.

 

 

 

 

 

 

 

 

Например, для

проточного

водонагревателя

или по­

точного

пастеризатора

 

 

 

 

 

 

 

К max =

Чт^удРт + ^ср =

Ч т ^ у д /

J _

_,_ \ 1 Jh_ \ +

 

*ср Г р а д ,

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

где

а — коэффициент

теплоотдачи,

Вт/см2

град;

ht

и К{ — толщина

и

удельная теплопроводность

 

f-ro

слоя

изоляции, см и Вт/см град;

 

Г | т тепловой к. п. д. установки;

 

 

 

 

tcp — конечная температура нагреваемой сре­

 

ды.

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Состав стеклоэмалевой изоляции выбирают с уче­

том максимальной

температуры

• пленочного

нагрева­

теля.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Задаются конструктивным

расположением

нагре-

76