Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Тема 15. Тепловая обработка материалов и электроимпульсные технологии
Рассматриваемые вопросы: - электрооборудование для тепловой обработки материалов; - электрооборудование активного вентилирования и конвективной сушки; - электроимпульсные технологии.
Рекомендуемая литература: - БасовА.М. и др. Электротехнология. Учебное пособие. – М.: Агропромиздат, 1985. - Карасенко В.А. и др. Электротехнология. – М.: Колос, 1992, (текст). - Электронагревательные установки в сельскохозяйственном производстве. /Под общ. ред. В.Н. Растригина/. – М.: Агропромиздат, 1985. - Электротехнологические промышленные установки. Учебное пособие./ Под ред. Д. Свенчанского/. М.: Энергоиздат, 1982.
Краткое содержание Тепловая обработка представляет собой технологический процесс, в результате которого под действием теплоты изменяются состояние, структура или физико-химические свойства материалов. При активном вентилировании зерна исключается его перемещение, перегрев семян при сушке, их травмирование. Чаще всего этот процесс проводят в закромах и специальных бункерах. Промышленностью выпускается воздухоподогреватель ВПЭ - 6А установленной мощностью 26 кВт. Подача воздуха до 6 тыс. м3/ч. Можно одновременно вентилировать зерно, насыпанное слоем до 1,5 м на площади до 18 м2. Бункер активного вентилирования состоит из двух коаксиальных перфорированных цилиндров, в кольцевой зазор между которыми засыпают зерно. Во внутренний цилиндр с помощью центробежного вентилятора подают воздух, который пронизывает слой зерна в радиальном направлении и уносит излишнюю влагу. Чаще всего применяют бункера активного вентилирования БВ- 25, БВ-40, и К 878 (изготовитель Германия) вместимостью 25;40 и 29 т и установленной мощностью 29,5; 47,5 и 25,5 кВт. В бункерах БВ-25 и БВ - 40, а также отделениях бункеров ОБВ -100 ОБВ -160 хранят влажные свежеубранные семена и сушат их. В состав отделения ОБВ -100 входят четыре бункера БВ -25, а ОБВ -160 – четыре бункера БВ-40. Для сушки рассыпного и прессованного сена применяют установку УДС -300 с осевым вентилятором, электрическим калорифером и системой распределительных воздуховодов. Её установленная мощность 19,5 кВт (в том числе мощность калорифера 15 кВт), воздухопроизводительность 20 тыс. м3/ч. Конвективную сушку проводят в сушилках или сушильных электропечах, пропуская через слой плодов воздух, нагретый с помощью электрокалориферов до температуры 50…75 °С.
Наиболее распространены камерные и туннельные конвективные сушильные электропечи. Камерная и туннельная электропечи рассчитаны на разовую загрузку одной тонны сырья и сушку в течение суток. Установленная мощность калорифера 42 кВт; при толщине слоя плодов 0,5 м подача вентилятора 4000 м3/ч. Расход электрической энергии 5,3…5,6 кВт∙ч на получение 1 кг сухофруктов. В основе расчета мощности электроподогревателей воздуха лежит материальный и тепловой баланс сушильной установки. Из материального баланса сушки определяют массу испаряемой влаги, кг,
m в = m∙(W1-W2)/(100-W2),
Необходимая подача вентилятора, м3/с,
Vt = mв∙103/ , где - плотность воздуха, кг/м3, при средней относительной влажности %; d2 и d1 – влагосодержание воздуха, выходящего из материала при сушке и входящего в него, г/кг. Мощность калорифера, Вт, Р= Vt∙ ), где h1 и h0 – энтальпия воздуха соответственно после и до прохождения через калорифер, Дж/кг; = 0,8…0,9 – коэффициент, учитывающий потери воздуха в сушилке; к = 0,9… 0,95- КПД электрокалорифера. Значения d1, d2, h0 и h1 находят по диаграмме h- d. Электротерморадиационные сушилки – это устройства, в которых теплота передается обрабатываемому материалу от источников инфракрасного излучения. Значительное распространение получила терморадиационная сушка лакокрасочных покрытий, тканей, бумаги, электрической изоляции, зерна, риса, семян подсолнечника и овощей, гранулированных кормов и др. Высокочастотные сушилки - это установка диэлектрического нагрева, в которых происходит объемный ввод энергии в материал. При быстром нагреве внутренних слоев материала создаются градиенты температуры и давления, направленные наружу, что способствует миграции влаги из глубины тела к поверхности и существенной интенсификации процесса сушки. По сравнению с конвективной скорость высокочастотный (ВЧ) сушки выше в десятки – сотни раз. В отличие от других способов ВЧ - сушка обеспечивает равномерную усадку сушильного материала без образования трещин и поверхностной корки.
Для сушки зерна используют частоты 10…12 МГц. Мощность установки определяют, проводя тепловой расчет. Энергоемкость при ВЧ - сушке 1,8…3,5 кВт∙ч на 1кг испаренной влаги. Тепловую обработку фуражного зерна используют для повышения его перевариваемости при подготовке к скармливанию животным – это пропаривание, экструдирование, микронизация, электрогидротермическая обработка и др. При микронизации фуражное зерно влажностью 18…20 % в течение 50 с подвергают воздействию ИК-излучения с длиной волны 1000…5000 нм. Инфракрасные лучи проникают в зерно и вызывают его интенсивный нагрев до температуры 90…100 °С. Зерно разбухает, становится мягким и растрескивается; после плющения его скармливают животным. Микронизация повышает энергетическую ценность зерна на 10…30 %, частично его обеззараживает, уменьшает всхожесть семян сопутствующих сорных растений. Установки ИК - нагрева предназначены также для пастеризации молока, уксуса, фруктовых, ягодных и овощных соков, других органических жидкостей, дезинсекции зерна, предпосевной обработки семян. Лазерные установки используют при предпосевной обработке семян, в селекционной работе, для облучения яиц и др. Электроимпульсные технологические процессы характеризуются прерывистым подводом энергии с определенной длительностью, частотой и скважностью. Технологические процессы, основанные на использовании импульсного воздействия, в том числе высоковольтных разрядов в различных средах, применяют для обработки сельскохозяйственного сырья и материалов, управления поведением животных, при электрофизической обработке металлов, разрушении, дроблении и измельчении. Методы генерирования силовых импульсов условно разделяют на непосредственные, путем инвертирования, формирования (изменения формы кривой) и суммирования или компенсации. Системы генерирования импульсов делят на подключаемые параллельно нагрузке (релаксационные, электромашинные и др.), последовательно с ней (генераторы с прерывателями и ключами) и комбинированные. Частоту следования импульсов можно определить: f = , где - время заряда; = Up /Uн – степень заряда конденсатора. Для характеристики импульсов вводят понятие скважности: S=T/ . Средняя мощность, подводимая к разрядному контуру:
Р=W/T= f∙W, [Вт]
Мощность генератора импульсов:
Р=Ри / , [Вт] где - КПД зарядного контура. Для ограждения летних лагерей и управления поведением животных применяют электрические изгороди (ЭИ). Электрическая изгородь включает в себя генератор импульсов и изгородь, в состав которой входят опорные стойки с изоляторами и токоведущая линия. Стойки располагают через 10…20 м, токоведущую линию выполняют из стельной оцинкованной проволоки диаметром 1,2…2 мм или токопроводящих шнуров на синтетической основе. Линия может быть одно- или многопроволочной, высота подвеса 30…90 см. Для ЭИ обычно применяют RC- генераторы как наиболее простые и легкоуправляемые. Они могут быть с индуктивным и емкостным выходом.
Рекомендуемые параметры импульсов
Электрический ток в зависимости от его параметров стимулирует или угнетает жизнедеятельность растений либо даже прекращает её. При импульсном воздействии можно локализовать такие факторы, как ударная волна, концентрация химических реагентов, поляризация, и достичь ожидаемого эффекта при более низких энергозатратах по сравнению с непрерывной обработкой током. Электроимпульсную обработку плодов проводят при напряженности поля около 2200 кВ/м. В этом случае плазмолиз возможен не только вследствие поляризационных электрокинетических явлений, но из-за микрогидравлических ударов, приводящих к механическим разрушениям клеток. При таком способе полнее используют сельскохозяйственное сырьё и получают на 10…20 % больше соков. В электрогидравлических установках используется электрогидравлический эффект (ЭГЕ) – способ непосредственного преобразования электрической энергии в механическую, при котором вследствие электрического разряда в межэлектродном пространстве, заполненном жидкостью, выделяются значительные мощности. Процесс сопровождается ударными волнами, ультразвуковыми колебаниями, кавитационными явлениями, а также инфракрасным, ультрафиолетовым излучениями и ионизацией элементов жидкости. Для получения ЭГЭ применяют релаксационные генераторы. Для резко неоднородных электрических полей, наиболее часто применяемых в установках ЭГЭ («стержень – плоскость»), максимальное расстояние между электродами, при котором ещё возможен пробой, м. lmax = , где U0 – напряжение, при котором напряженность электрического поля у вершины стержня принимает критическое значение, достаточное для возникновения ионизации жидкости, В; С - емкость накопительного конденсатора, Ф; = 3,6∙105 В2∙с/м – постоянная; b = 2∙10-4∙U1 - коэффициент зависящий от напряжения, В; v - удельная электрическая проводимость жидкости, См/м; U1 - напряжение заряженного накопительного конденсатора, В; А – площадь неизолированной поверхности стержня, м2. Периодический затухающий разряд конденсатора, необходимый для получения мощной ударной волны, создается при соотношении: R< 2∙ .
Индуктивность L разрядной цепи обычно составляет (0,4…10)∙10-6 Гн. Её сопротивление R складывается из сопротивлений последовательно включенных элементов цепи, в том числе нелинейного сопротивления Rk канала, Ом. В момент, когда сила разрядного тока максимальна,
Rk = 4,4∙107∙l∙ I , Максимальная сила тока, А, Imax» 0,5∙U2∙ .
Максимальная мощность, развиваемая в канале разряда, Вт, Рmax =
Расстояние между электродами, соответствующее предельно возможной, называют оптимальным, м, lопт = 8∙10-9∙U При расстоянии между электродами lопт энергия, Дж, выделяющаяся в межэлектродном промежутке в течение первого полупериода Т1» 3,8 ∙ колебаний разрядного тока, W1 = C∙U /2 На расстоянии х £ 2,5l от оси канала давление на фронте волны, Па, рф = 6,1∙х Если х > 2,5l, то давление уменьшается примерно на 30% по сравнению со значением соответствующим х = 2,5l. При х >5l оно падает пропорционально (1/х) . Применение ЭГЭ перспективно в самых различных областях промышленности и сельского хозяйства для разрушения, дробления и измельчения материалов. Для реализации данного способа разработаны передвижные установки «Вулкан» и ЭГУРН. Напряжение 6 кВ, энергия импульса 150 кДж, расход электроэнергии 0,2 кВт∙ч/м3, установленная мощность 10кВ∙А. Пластическая деформация материалов с помощью ЭГЭ используется при обработке металлов давлением и восстановлении изношенных полых деталей. Напряжение 5…50 кВ, накапливаемая энергия 7,5…150 кДж, размеры заготовок 16…2000 мм. При очистке, мойке и обеззараживании материалов используют ударную волну и скоростные потоки жидкости, а также ультразвуковые колебания и др. При обеззараживании воды проявляется комплексное действие ЭГЭ. Процесс обеззараживания характеризуется эмпирическим соотношением N/N0 = e-bn, где N и N0 – концентрации бактерий после n разрядов и исходная; b - коэффициент эффективности обеззараживания Эрозия при электрических разрядах в диэлектрических жидкостях протекает более интенсивно, чем при разрядах в газах, и может быть использована для обработки металлов. Режимы работы электроэрозионных установок различаются длительностью. Обычно искродуговые разряды называют электроимпульсным режимом - электроэрозионная обработка (ЭЭО), а искровые - электроискровым режимом - электроимпульсная обработка (ЭИО). При ЭЭО возможны технологические операции, не выполнимые другими способами, например получение отверстий сложной формы или малого диаметра (менее 0,3 мм). Электронно-ионная технология (ЭИТ) – это область электротехнологии, в которой используют взаимодействие сильных электрических полей с электрически заряженными в них частицами твердого или жидкого вещества. Рабочим органом в аппаратах ЭИТ являются сильные электрические поля (напряженность более 100 кВ/м). Объекты обработки - материалы, представляющие собой совокупность отдельных частиц размером от микрометра до десятков миллиметров (пыль, порошки, суспензии, семена, волокна и т.д.). В основе процессов ЭИТ лежат четыре основных стадии: подача материала, его зарядка, движение заряженных частиц материала в электрическом поле, формирование готового продукта.
Практические занятия
|
|||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-12-30; просмотров: 443; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.219.14.63 (0.043 с.) |