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
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 |
(Тхр), |
||||||
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