CC BY
37
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №12/2015 ISSN 2410-700Х_
УДК 62
Гергокаев Джамал Абушевич
доктор с/х наук профессор ФГБОУ ВО КБГАУ им. В.М. Кокова, г. Нальчик
E-mail: [email protected] Чапаев Ахмат Борисович канд. тех. наук доцент ФГБОУ ВО КБГАУ им. В.М. Кокова, г. Нальчик
E-mail: [email protected]
ЛОКАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ЭНЕРГООБОГРЕВА НА ОСНОВЕ КОМПОЗИЦАИОННЫХ ЭЛЕКТРООБОГРЕВАТЕЛЕЙ В ЖИВОДНОВОДЧЕСКОМ
Аннотация
Рассмотрен вопрос системы автоматизированных электрообогревателей на основе композиционных материалов. С помощью математической модели произведен расчет электрофизических характеристик электрообогревателя
Ключевые слова
Композицаионные электрообогреватели, полимерные материалы.
Научно-техническая революция предполагает использование в животноводстве электрической энергии, повышение уровня механизации и автоматизации производственных процессов на фермах, применение новых проектных решений в области энергообеспечения ферм.
Одним из таких факторов является внедрения в производственные помещения животноводческого комплекса, систем автоматизированных электрообогревателей на основе композиционных материалов, что дает возможность значительно экономить электроэнергию.
С целью определения рациональных вариантов конструкции много-электродного гибкого электрообогревателя в соответствии с разработанной математической моделью и с помощью программной реализации, описывающих ее систему равнений, была рассчитана безразмерная электрическая проводимость секции МКЭ G2/Y для различных отношений основных конструктивных параметров: l/h; 2п/3а; (За+2п)/Н.
Результаты расчета электрической проводимости для наиболее часто используемых на практике геометрических размеров МКЭ приведены в таблице 1.
Таблица!
2п/3а l/h Значения G2/Y при равном
0.3 0.6 0.9
0 5 4 0.1838180147246403 0.2246468422851616 0.2021550697903561 0.2534140959743095 0.2186560006511335 0.2793510627383119
0.005 5 4 0.1807648028337144 0.2244596046986885 0.2041769225545527 0.2534138517328823 0.2183281278558782 0.2795618818955218
0.01 5 4 0.1809568089096592 0,2244274633474604 0.2025574151321579 0.2534315087415289 0.2184056891617882 0.27932 J3283527571
С помощью данной математической модели произведен расчет электрофизических характеристик электрообогревателя, который имеет следующие заданные конструктивные параметры: толщина электропроводного слоя 2к=9,5 мм; расстояние между электродами в системе электродов стремится к нулю; количество систем электродов п = 9; 21=0,38 м; Ъ =0,45 м; мощность одной секции электрообогревателя -5 Вт; напряжение питания-27,5 В.
В результате расчета получены следующие характеристики:
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №12/2015 ISSN 2410-700Х_
G2/Y = 0.2039210854737886 при l/h- 5, 2n/3a = 0 и (3a+2n)/h = 0,631579; рч = l/y = 13,87937 Ом*м.
В результате произведенных расчетов по предложенной математической модели выявлена возможность создания и даны рекомендации по разработке конструкции электрообогревателей с многоэлектродными систе мами, работающими на безопасном для биологических организмов напряжении 36 В.
По результатам электрофизических исследований установлены основные принципы реализации технологий поверхностно-распределенного электрообогрева как со самостабилизацией температуры на поверхности композиционного электрообогревателя, так и с эффектом саморегулирования, включающие определение интервала температур, конструктивных параметров, рецептуры композиции проводящей фазы полимерного материала, технологических параметров изготовления.
Электрофизические характеристики исследовались на электрообогревателях - образцах: пластинчатых, размерами 210x135x15 мм, 480x420x15 мм, 1000x600x15 мм и цилиндрических, размером 200x024x10 мм. Первоначально исследовались вольтамперные характеристики МКЭ. Измерения сопротивлений проводились по условиям ГОСТ 20214-74. Для уменьшения разогрева исследуемых образцов при прохождении через них электрического тока измерения проводились в течение, не более 5с.
Исследование вольтамперных характеристик полимерных материалов на основе бугилкаучука, содержащих разные концентрации технического углерода и выход резинового листа из каландра, показало, что они имеют линейный характер, т.е. электрическое сопротивление выбранных композиций постоянно. Перенос заряда осуществляется по цепочкам, состоящим из частиц проводящего наполнителя между которыми имеется непосредственный контакт.
Наиболее стабильные характеристики имеют образцы с ТУ П-234, концентрацией 42,5 м.ч., а также образцы с ТУ П-324, концентрацией 52,5 м.ч.
Измерения RU-характеристик МКЭ показали, что уменьшение удельного объемного сопротивления с увеличением напряжения приблизительно до 100 В наблюдается практически у всех образцов, исключение составляют образцы .с ТУ П-234, концентрацией 52,5м.ч. Неомическое поведение композиций объясняется туннельным механизмом переноса заряда через прослойку полимера между контактирующими частицами ТУ.
Для исследования зависимости удельного объемного сопротивления электропроводного слоя от изменения температуры были выбраны две партии КЭ из высоконаполненных (41^52,5 м.ч. ТУ) и слабонаполненных (30^35 м.ч. ТУ) бутилкаучуков. Измерения проводились при температуре окружающей среды 184^20 °С, образец располагали на деревянном основании, на электрообогреватель подавалось напряжение 220 В частотой 50 Гц, через каждые пять минут в течение первого часа и через каждые десять в течение второго измерялись напряжение, ток КЭ и температура на его поверхности. Измерения проводились в течение 2 часов.
Для приведенных зависимостей характерно что, в первое время идет увеличение удельного сопротивления, затем оно стабилизируется или незначительно меняется для первой партии образцов, что характеризуется положительным температурным коэффициентом. Установлено, что характер зависимости Pv=f(T) аналогичен для образцов всей партии, среднее
отклонение составило ±7% от измеряемой величины. Полученные характеристики подтверждают возможность работы МКЭ в режиме самостабилизации температуры на поверхности.
У второй партии образцов после достижения определенной температуры наблюдается снижение удельных сопротивлений, что характеризуется отрицательным температурным коэффициентом. Характер приведенных зависимостей свидетельствует о преобладании связей полимер - проводящий наполнитель в резистивной фазе КМ, что характерно для полупроводниковых материалов и делает возможным работу МКЭ в режиме саморегулирования. В данном случае рецептура композиции в отличие от высоконаполненных полимеров содержит: 30-35 м.ч. ТУ, уменьшенное количество жирных органических кислот, например, стеариновой кислоты (до 2,5 м.ч.); вследствие этого при технологии изготовления следует увеличить время смешения до 9 мин., температуру вулканизации снизить до 165°С при давлении 11 МПа , время вулканизации - 30 мин., температуру выгрузки смеси довести до 180 0С. Таким образом, направленным изменением
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ»
№12/2015
ISSN 2410-700Х
ингредиентов композиции и регулированием технологического регламента изготовления получим МКЭ, обеспечивающие работу в режиме саморегулирования. При работе в этом режиме в отдельных случаях необходимо устанавливать терморегулирующие устройства. Список использованной литературы:
1. Быстрицкий Г.Ф. Основы электротехники. Учебное пособие для студентов электротехнических вузов. 2-е изд. испр. и дополн. - М., 2011. - 357 с.
2. Гордеев А.С., Огородников Д.Д., Юдаев И.В. Энергосбережение в сельском хозяйстве. Уч. пособие по направлению "Агроинженерия".-СПб., 2014.- 400 с.
© Гергокаев Д.А., Чапаев А.Б., 2015
УДК 697.922
Гетия Игорь Георгиевич, к.т.н., профессор, Зав.кафедрой, Московский государственный университет информационных технологий,
радиотехники и электроники, е-mail: [email protected]
МЕТОДЫ СНИЖЕНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО ШУМА ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ СИСТЕМ
Аннотация
Рассмотрены наиболее интенсивные звукоизлучатели аэродинамического шума вентиляционных систем в помещениях, обслуживаемых вентиляционной установкой.
Ключевые слова Система вентиляции, аэродинамический шум, звуковая мощность.
Вентиляторы, как наиболее интенсивные звукоизлучатели, входящие в состав систем жизнеобеспечения, вносят существенный вклад в общее шумоизлучение производственного оборудования и систем жизнеобеспечения [1, с.23; 2, с.29; 3, с.153; 4, с.64].
Связь между уровнями Р о , Р вс и Р наг для центробежных вентиляторов [5, с.24; 6, с.44]:
\2 /
(m +1) (m +1) п 1
У "С Р -Р in|fy > • (1)
Р = Р - -; Р = Рп - 101г
вс 0 © . ' наг 0 О .
4т 4т
вс наг
где m вс - отношение площади стенки корпуса вентилятора к площади проходного сечения воздухоприемного патрубка, который расположен на этой стенке; m наг - отношение наибольшей площади поперечного сечения корпуса вентилятора к площади нагнетательного отверстия; Р0 - начальные уровни звуковой мощности аэродинамического шума, который имеет место внутри корпуса вентилятора, дБ, Рвс и Рнаг - октавные уровни звуковой мощности аэродинамического шума, излучаемого вентилятором соответственно в трубопроводы со стороны всасывания и нагнетания (определяют интенсивность шума в помещениях, обслуживаемых вентиляционной установкой), дБ.
Звуковая мощность W, Вт, аэродинамического шума вихревого происхождения может быть представлена следующим образом
V = КрVгБ2 > (2)
с" в в
где К - безразмерный параметр, зависящий от конструктивных особенностей вентилятора, чисел Рейнольдса и Маха; р - плотность воздуха, кг/м3; с - скорость звука в воздухе, м/с; Dв - наружный диаметр
