ыздырғыштарды есептеу

ТАҚЫРЫП 4

Мал қораларының еденін жылытуға арналған электрлік

ыздырғыштарды есептеу

Электрлік жылытылатын едендер мал және құс фермаларында меге-жіндерді, торайларды, бұзауларды, қозыларды және тауық, үйрек, күрке-тауық балапандарын жалпы және жергілікті жылытуға кең пайдаланылады. Олар малдар мен құстар орналасқан аймақтың микроклиматын жақсартады. Электрлік жылытылатын еденнің жылуды шоғырлап жинау қабілеті жоғары, металға қажеттігі жоғары емес, құрылысы қарапайым болады және олар өртке қауіпсіз келеді. Еден бетінің температурасы жеткілікті деңгейде біркелкі және оны автоматты басқару жеңіл болады. Едендерді жаңа салы-нып жатқан және пайдаланылып отырған ескі мал және құс қораларында жасауға болады. Электрлік жылытылатын едендер тұтас телім немесе жеке кіші алаң түрінде дайындалады. Бұл тәсілде еденнің астына арнайы қыздыратын элементтер төселінеді.

Едендерді жылытуға ПОСХВ, ПОСХП, ПОСХВТ және ПНВСВ қыздыратын сымдар жиі қолданылады. Олардың техникалық сипаттамалары 1-кестеде берілген.

1 –кесте. Қыздыратын сымдардың техникалық сипаттамалары

Электрлік жылжымайтын еденнің көлденең қимасы 1- суретте көрсетілген

1 –сурет. Электрлік жылытылатын еденнің құрылысы:

1-жер; 2- ұсақталған тас шебень; 3, 6 және 9- бетон;

4- гидрооқшаулама; 5- жылулық оқшаулама;

7- қыздыратын элемент; 8- қорғағыш тор

Электрлік жылытылатын еденді монтаждау мынадай тәртіппен орындалады. Алдымен еденнің бөлінген учаскесінде жерді 0,3...0,6 м тереңдікке қазады. Сол жерді түйгіштеп жақсы нығыздайды. Содан кейін қабаттап ұсақталған тас 2, бетон 3, робероидтан гидрооқшаулама 4- салады. Робероидтың бетін битуммен қаптайды. Еден арқылы жылылық шығынын азайту үшін битумның үстіне жылулық оқшаулама 5 (қож, керамзит ж.т.б.) төселінеді. Оның үстіне бетон қабат 6 құйылады. Бетонның бетіне қыздыратын элемент 7 белгілі тәртіппен тартылады. Қыздырғыштың үстіне бетон құйылады. Бетон қабаттың бетіне көзі 250 х 150 мм қорғағыш болат тор 8 төселінеді. Тор дайындауға диаметрі 3...4 мм болат сым пайдаланы-лады. Тордың бетіне бетон қабат 9 құйып, электрлік жылытылатын еденді монтаждау жұмысын аяқтайды.

Жылытылатын телімнің ені малдың түріне байланысты келеді. Сиыр қораларында ені 0,5...0,6 м телімді, торайлы мегежін қораларында ені 1,3м телімді жылытады. Құстар еденде ұсталатын қораларда ені қора енінің 0,2...0,3 бөлігі болатын телім жылытылады.

Жылытылатын телімдерді электр торабына шетінен немесе ортасынан қосуға болады. Телімдерді шетінен қосқанда, оларды қоректендіретін өткізгіштер орнатылатын канал малдар жүрмейтін жерде болады. Сондықтан бұл тәсіл ыңғайлылау келеді. Бір телімнің ұзындығы 30..35 метрден аспауы керек. Одан көп болса қыздыратын элементті төсеуде қиындық болуы мүмкін.

Электрлік жылытылатын еденді есептеуде қыздыратын элементтің материалын таңдап алу қажет, оның ұзындығын, көлденең қимасын және төселу тәсілін анықтау керек. Қыздырғыштың материалдарына бірсыпыра талаптар қойылады. Олардың қатарына қыздырғыштың температурасы, сызықтық қуаты, ұзындығы, механикалық беріктігі және технологиямен белгіленілген температурада жұмыс істеу қабілеті жатады (2- кесте).

2- кесте. Электрлік жылытылатын едендер мен панельдерді есептеуге ұсынылатын параметрлер.

Еденді электрлік жылытуды мына тәртіппен есептейді.

Электрлік жылытылатын еденнің толық (яғни жоғарыға және төменге таратылатын) беттік жылу ағыны (меншікті беттік қуаты), Вт/м²

, (1)

мұндағы α –еденнің жылу бергіштік коэффициенті, Вт/(м^{2 0}С) (α =10 Вт/(м^{2 0}С); t_е және t _а –еден бетінің және қоражайдағы ауаның температурасы, ⁰С/ (мал мен құстың түрі және жасына байланысты Технологиялық Жобалаудың Салалық Нормасы (ТЖСН) бойынша қабылдайды) η –жерге жылылық шығынын есепке алатын коэффициент (гидрооқшаулама және жылулық оқшаулама бар болғанда η = 0,8...0,85).

Электрлік жылытылатын еденнің негізгі есептік шамаларына сымның төселу адымы а және ток өткізетін тарамы бетінің температурасы t_тар жатады. Оларды мына екі теңдеуді графикалық тәсілмен бірге шығару арқылы анықтайды: t_тар =ƒ (Ф_F, а) және t_тар =φ (Ф_F, а). Бірінші теңдеу қыздыратын сымның қоршап тұрған ортамен жылу алмасуын сипаттайды, ал екінші теңдеу қыздырғыштың электрлік параметрлерінің арасындағы тәуелділікті көрсетеді.

t_тар =ƒ (Ф_F, а) теңдеуді жылулық тізбекке арналған Ом заңы бойынша жазуға болады

немесе t_тар – t_е=Ф ·R_Т (2)

Сымның сызықтық жылу ағыны Ф=(Ф_F · а)- ға тең екендігін, ал жылу бергіштіктің термиялық кедергісі сым оқшауламасының R_Тиз термиялық кедергісінен және еденнің R_Те термиялық кедергісінен тұратындығын есепке алғанда, ұзындығы 1м сымға

(3)

Ұзындығы 1м сым оқшауламасыың термиялық кедергісі цилиндрлік қабырғаға арналған термиялық кедергінің өрнегі бойынша анықталады

(4)

мұндағы D -сымның сыртқы диаметрі м; d - сымның ток өткізетін тарамының диаметрі, м; λ_и –сым оқшауламасы материалының жылу өткізгіштігі, Вт/ (м·⁰С).

Электрлік жылытылатын еденді жартылай шектелген ортада, диаметрі мен температурасы бірдей болатын, параллель орналасқан қыздырғыш-тардан тұрады деп қарауға болады. Бұл жағдайда еденнің термиялық кедергісін жылу беріліс теориясында белгілі өрнек бойынша есептеуге болады

(5)

мұндағы гиперболалық синус;

һ –сымның еденде төселу тереңдігі, м; λ_δ –бетонның жылу өткізгіштігі, Вт/ (м·⁰С).

(4) және (5) теңдеулерді есепке алып, (3) қатынасты былай жазуға болады:

(6)

t_тар= ¦(Ф_F, а) қисығын тұрғызу үшін адымның а үш-төрт мәндерін беріп, (6) теңдеу бойынша адымның осы мәндеріне және Ф_F ағынның қабылданылған мәніне Δ t және t_тар =Δt+t_е анықтайды.

t_тар=φ(Ф_F, а) қисықтың теңдеуін ұзындығы 1м (ℓ=1м) сымның электр-лік кедергісін анықтайтын өрнектен алуға болады

(7)

(8)

(7) және (8) теңдеулердің оң бөлімдерін теңдегеннен кейін, мына өрнекті аламыз

, (9)

мұндағы U₁ –сымның 1м ұзындығына келетін кернеу, В/м; k _R –бірдей температурадағы болат сымның айнымалы токқа кедергісінің оның тұрақты токқа кедергісіне қатнасы ( мұндағы d- сымның ток өткізетін тарамының диаметрі, мм); ρ₂₀ –болат сымның меншікті электрлік кедергісі, Ом.м.

t_Тар=φ (Ф_F, а) қисығын тұрғызу үшін (9) өрнек бойынша а адымның жоғарыда келтірілген мәндеріне сым бетінің температурасын t_Тар анықтайды.

және қисықтарын тұрғызып, олардың қиылысқан нүктелерінің координаталары ретінде сымның төселу адымын а және сым бетінің температурасының t_Тар мәндерін анықтайды.

МЫСАЛ

Мегежіндер торайлайтын 60 орынды қораның еденін электрлік жылытатын құрылғыны есептеу керек. Қора әр қайсысы 20 орынды үш бөлімнен тұрады. Бір қатардағы станоктар саны 10. Станоктың өлшемдері 2,55 х 3,0м². Еденнің температурасы:мегежіндерге t_е1 =20⁰С, торайларға t_е2 =30⁰С [2-кесте]. Қорадағы ауаның температурасы t_а = 14⁰С. ПОСХВ сымның еденде төселу тереңдігі, һ =0,08м. Сымның параметрлері [1-кесте]: d =1,1·10^-3м; D =2,9·10^-3м; λ_и =0,17 Вт/(м·⁰С). Бетонның жылу өткізгіштігі λ_δ =0,85 Вт/(м·⁰С).

Электрлік жылытылатын алаңның ауданы мынадай болу керек: бір мегежіннен туған торайларға -1...14 м², ал мегежіндерге -2...2,8м² [1,2,3]. Осы талаптарға байланысты станоктар қатарымен өтетін ені Н=1,3м электрлік жылытылатын телімдер қарастырамыз. Ені 2,55-0,47-1,3=0,78м (0,47м жемшөп салуға арналған астаудың ені) жылытылмайтын салқын телімдер қалдырамыз. Олар малдардың нәзісті шығаруына қажетті болады. Арнайы әдебиетке [1,2,3] сәйкес нәзісті шығаруға қажетті тілкемнің ені 0,6м –ден кем болмауы керек. Әр станокта мегежіндерге ұзындығы L₁=2,0м, ал торайларға ұзындығы L₂=1,0м жылытылатын алаңдар бөлеміз (2 -сурет)

2- сурет. Мегежіндер торайлайтын қорада еденді электрлік

жылытуды есептеуге

ПОСХВ сымның төселу сұлбасын былай деп қабылдаймыз: 220В –ке қосылған сым кесіндісі бір қатардағы барлық станоктарды жылытуға пайдаланылады. Электр торабы фазаларын біркелкі жүктеу үшін әрбір жылытылатын телімде сымның үш кесінділері төселінеді. Бұл жағдайда құрылғының сенімділігі, қыздырғыштарды бір –біріне жалғау және оларды электр торабына қосу ыңғайлылығы қамтамасыз етіледі.

Бір алаңдағы жылытылатын аудан:

мегежіндерге ,

торайларға

Жылу ағынының беттік тығыздығы:

мегежіндерге арналған алаңындағы

;

торайларға арналған алаңындағы

Жылу ағынының беттік тығыздығы Ф_F1=75 Вт/м² болғанда қисығын тұрғызу үшін (6) теңдеу бойынша t_тар1-ды сымның төселу адымының мына мәндерінде анықтаймыз: 0,11; 0,13; 0,15м.

Жылу ағынының беттік тығыздығы Ф_F2=200 Вт/м² болатын жағдайда

t _Тар=¦(Ф_F, a) қисығының үш нүктексін сымның төселу а адымының мынадай мәндеріне есептейміз: 0,04; 0,05; 0,06м

Содан соң сымның төселу а адымының жоғарыда пайдаланылған мән-деріне және U₁=1,3 В/м кернеуіне (9) өрнек бойынша t _Тар=¦(Ф_F, a) қисығының нүктелерін есептеп анықтаймыз. (9) өрнекке ПОСХВ сымының тұрақты шамаларын қойғаннан кейін ол мынадай түрде жазылады:

мұндағы α_R=0,00455·^оС^-1; ρ₂₀=0,135·10^-6Ом·м; Соsφ=0,98

к_R=1+0,0176·d^2,2=1+0,0176·1,1^2,2=1,02

Сымның 1 м ұзындығына келетін кернеу U₁=1,3 В/м деп қабылдаймыз.

Сымның ток өткізетін тарамы бетінің температурасы, t_Тар:

мегежіндерге арналған алаңдағы:

= 99 ^оС

= 53 ^оС

= 19 ^оС

торайларға арналған алаңдағы:

= 108 ^оС

= 46,7 ^оС

= 5,6 ^оС

Есептеу нәтижелерін 3 –кестеге жазамыз.

3-кесте. Еденді электрлік жылытуды есептеуге

3-сурет. Еденді электрлік жылытуда ПОСХВ қыздыратын

сымына t_Тар=ƒ(Ф_F,а) және t_Тар=φ(Ф_F, а) теңдеулерін графикалық шешу

t_Тар=ƒ(Ф_F, а) және t_Тар=φ(Ф_F, а) қисықтарын тұрғызып, анықтаймыз:

мегежіндерге арналған алаңдарға: а ₁=0,138м, t_Тар1=40⁰С; торайларға арналған алаңдарға: а ₂=0,047м; t_Тар2=57⁰С

ПОСХВ сымына бұл мәндер мүмкіндік шекте [1-кесте]

Параллель тартылатын сым кесінділерінің саны:

мегежіндерге арналған алаңдардағы:

торалайларға арналған алаңдардағы:

m₁=9, m₂=27, деп қабылдаймыз

Бір станоктың астындағы сымның ұзындығы

Ұзындығы 1м сымға келетін кернеу U₁=1,3 В/м болғанда, 220В кернеу-ге қосылатын сым кесіндісінің ұзындығы:

Бір қатардағы станоктарды жылытуға қажетті сымның үш кесін-ділерінің жалпы ұзындығы

Сымның үш кесіндісімен жылытылатын бір қатардағы станоктар саны

n=10 деп қабылдаймыз, өйткені, қорада бір қатардағы станоктар саны 10.

Бір қатардағы станоктарды жылытуға қажетті қуат

220В кернеуге қосылатын сым кесіндісінің қуаты

Ұзындығы 1м сымның жылу ағыны

ПОСХВ қыздыратын сымға мұндай жылу ағыны мүмкіндік шекте [1-кесте]

Бір қатардағы станоктарды жылытуға арналған құрылғының фазалық тогы

Пайдаланылған әдебиеттер

1. Гайдук В.Н., Шмигель В.Н. Практикум по электротехнологии. М.: Агропромиздат, 1989. – 175 с.

2. Электротехнология. Учебное пособие. /В.А.Карасенко, Е.М.Заяц, А.Н.Баран, В.С.Корко. –М.: Колос, 1992. – 304с.

3.Электротехнология. Учебное пособие. /А.М.Басов, В.Г.Быков, А.В.Лаптев, В.Б.Файн. – М.: Агропромиздат, 1985. – 256 с.

4. Өтешев Ө., Кешуов С.А. Электротехникалық жабдықтар. – Алматы: Агроуниверситет, 2007. – 294 бет.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: