Cайт мастера производственного обучения Гусева В.В.

Урок 1.1.1.

10 Октябрь, 2011 12:50

УРОК 1.1.1

УСТРОЙСТВО, НАЗНАЧЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ СВЕТОТЕХНИЧЕСКИХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ УСТАНОВОК В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ

СВЕТОТЕХНИКА - область науки и техники, предметом которой являются исследование принципов и разработка способов генерирования, пространственного перераспределения и измерения характеристик оптического излучения, а также преобразование его энергии в другие виды энергии и использование в различных целях.

Светотехника включает в себя также конструкторскую и технологическую разработку источников излучения и систем управления ими, осветительных, облучательных и светосигнальных приборов, устройств и установок, нормирование, проектирование, монтаж и эксплуатацию светотехнических установок.

В современное время светотехника — это наука о свойствах света, возможностях и принципов его использования, а также о новых альтернативных источниках получения света. Светотехника как наука плотно связана с энергетикой, электроникой, оптикой, архитектурой. Наиболее востребованные и популярные направления светотехники — изучение и разработка световых приборов на основе светодиодов, световой дизайн.

ОСВЕТИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА - комплексное светотехническое устройство, предназначенное для искусственного и (или) естественного освещения и состоящая из источника оптического излучения, осветительного прибора или светопропускающего устройства, освещаемого объекта или группы объектов, приемника излучения и вспомогательных элементов, обеспечивающих работу установки (проводов и кабелей, пускорегулирующих и управляющих устройств, конструктивных узлов, средств обслуживания).

Нормирование осветительных установок (ОУ) любого назначения начинается с выбора параметров, определяющих их эффективность. Нормирование может быть прямым и косвенным

Прямое нормирование — регламентируются величины, определяющие эффективность (ОУ). Такие как: производительность труда; уровень видимости или различимости, обеспечивающий решение зрительной задачи с заданной достоверностью; зрительная работоспособность; светлота окружающего пространства, определяющая уровень насыщенности помещения светом и т. д. Перечисленные характеристики для понимания можно представить как качественные характеристики освещения. Важно, что данный критерий наиболее совершенен, но из-за отсутствия данных по переходу от физиологических данных к фотометрическим, его применение заначительно затрудняется. Косвенное нормирование - регламентируются фотометрические характеристики, а также их распределений и соотношений в освещаемом пространстве, во времени и по спектру. Примером может служить: освещенность, яркость и их распределения по поверхностям освещаемых объектов.

Другими словами это не что иное, как количественные характеристики освещения. К ним относятся распределения: яркости по поверхности объекта наблюдения и прилегающему пространству к нему участку фона — микрораспределение; яркости в поле зрения наблюдателя — макрораспределение; светового потока во времени, зависящее от свойств источников света, способов их включения и качества питающей их электроэнергии; излучения по спектру и и т. д.

КАЧЕСТВО ОСВЕЩЕНИЯ -это результат обеспечения надлежащего уровня количественных и качественных характеристик освещения, с другой стороны - регламентируются расходы электроэнергии, материалов, оборудования и средств по эксплуатации (ОУ).

ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЯ – это технология, которая совершает преобразование электрической энергии в тепловую.

Наиболее важным является применение электротехнологий в сельском хозяйстве. На протяжении всей истории развития сельского хозяйства происходило непрерывное совершенствование технологий, направленных на обрабатываемый объект, который весьма специфичен, так как представляет собой биологический объект: животное, растение, почву и т. д. Технические и энергетические средства в совокупности с биологическим объектом образуют здесь искусственную биоэнергетическую систему (ИБЭС), в которой основным продуктообразующим звеном является живой организм.

Традиционные приемы и технологии воздействия на ИБЭС связаны с механическим воздействием.

Дальнейшим развитием повышения эффективности воздействия на материалы, живые организмы, растения и продукты с целью получения в них целесообразно направленных изменений являются различные виды электротехнологии, которые предусматривают производственное использование электрических и магнитных полей, электрического тока, электрических зарядов и импульсов и других электрофизических факторов.

Электротехнологию стремятся применять там, где она повышает качество или количество продукции, увеличивает производительность труда и экономически себя оправдывает.

В сельском хозяйстве электротехнология может быть применена для повышения урожайности сельскохозяйственных культур и продуктивности животноводства, а также для изменения и усовершенствования разнообразных технологических процессов. Важнейшим видом электротехнологий являются оптические электротехнологии.

Энерготехнологический процесс — технологический процесс, использующий энергию различного вида для получения конечной продукции.

В связи с известными преимуществами (простота передачи, распределения, преобразования, экологичность) наибольшее распространение получила электрическая энергия или электроэнергия.

В этом случае следует говорить об электротехнологическом процессе как частном случае энерготехнологического процесса.

Электротехнологические процессы широко применяются в промышленности. Оборудование для этих процессов весьма разнообразно по принципу действия, мощности, характеристикам потребления электроэнергии.

ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ - электрические печи и электронагревательные установки, электросварочные установки всех видов, установки для размерной электрофизической и электрохимической обработки металлов. Соответственно в понятие электротехнология включены следующие технологические процессы и методы обработки материалов:

электротермические процессы, в которых используется превращение электрической энергии в тепловую для нагрева материалов и изделий в целях изменения их свойств или формы, а также для их плавления и испарения; – электросварочные процессы, в которых получаемая из электрической энергии тепловая энергия используется для нагрева тел в целях осуществления неразъемного соединения с обеспечением непосредственной сплошности в месте сварки;

электрохимические методы обработки и получения материалов, при которых с помощью электрической энергии осуществляется разложение химических соединений и их разделение путем перемещения заряженных частиц (ионов) в жидкой среде под действием электрического поля (электролиз, гальванотехника, анодная электрохимическая обработка);

электрофизические методы обработки, при которых для воздействия на материалы используется превращение электрической энергии как в механическую, так и в тепловую (электроэрозионная, ультразвуковая, магнитоимпульсная, электровзрывная);

аэрозольная технология, при которой энергия электрического поля используется для сообщения электрического заряда взвешенным в газовом потоке мелким частицам вещества с целью перемещения их под действием поля в нужном направлении.

Термин «промышленные электротехнологические установки и оборудование» включает агрегаты, в которых осуществляются электротехнологические процессы, а также вспомогательные электротехнические аппараты и приборы (источники питания, устройства защиты, управления и др.).

Электронагрев широко применяется на промышленных предприятиях при производстве фасонного литья из металлов и сплавов, нагрева заготовок перед обработкой давлением, термической обработки деталей и узлов электрических машин, сушки изоляционных материалов и т. д.

Электротермической установкой называют комплекс, состоящий из электротермического оборудования (электрической печи или электротермического устройства в которых электрическая энергия преобразуется в тепловую), и электрического, механического и другого оборудования, обеспечивающего осуществление рабочего процесса в установке.

Электрический нагрев дает следующие преимущества по сравнению с топливным:

1. Очень простое и точное осуществление заданного температурного режима.

2. Возможность концентрации высоких мощностей в малом объеме.

3. Получение высоких температур (3000 °C и выше против 2000 ° при топливном нагреве).

4. Возможность получения высокой равномерности теплового поля.

5. Отсутствие воздействия газов на обрабатываемое изделие.

6. Возможность вести обработку в благоприятной среде (инертный газ или вакуум).

7. Малый угар легирующих присадок.

8. Высокое качество получаемых металлов.

9. Легкость механизации и автоматизации электротермических установок.

10. Возможность использования поточных линий.

11. Лучшие условия труда обслуживающего персонала.

Недостатки электрического нагрева: более сложная конструкция, высокая стоимость установки и получаемой тепловой энергии.

Электротермическое оборудование весьма разнообразно по принципу действия, конструкции и назначению. В наиболее общей форме все электрические печи и электротермические устройства можно разделить по назначению на плавильные печи для выплавки или перегрева расплавленных металлов и сплавов и термические (нагревательные) печи и устройства для термообработки, изделий из металла, нагрева материалов под пластическую деформацию, сушки изделий и т. д.

По способу преобразования электрической энергии в тепловую различают, в частности, печи и устройства сопротивления, дуговые печи, индукционные печи и устройства.

Печь нагрева сопротивлением

Классификация электротермических установок:

По способу превращения электроэнергии в тепло.

1) Установки с нагреваемым током активным сопротивлением.

2) Индукционные установки.

3) Дуговые установки.

4) Установки диэлектрического нагрева.

По месту выделения тепловой энергии.

1) Прямого нагрева (тепло выделяется непосредственно в изделиях)

2) Косвенного нагрева (тепло выделяется в нагревателе либо в межэлектродном промежутке электрической дуги.

Электротехнологические установки так-же классифицируются по конструктивным признакам, по назначению.

В электропечах и электротермических устройствах сопротивления используется выделение тепла электрическим током при прохождении его через твердые и жидкие тела. Электропечи этого вида преимущественно выполняются как печи косвенного нагрева.

Превращение электроэнергии в тепло в них происходит в твердых нагревательных элементах, от которых тепло путем излучения, конвекции и теплопроводности передается нагреваемому телу, либо в жидком теплоносителе - расплав ленной соли, в которую погружается нагреваемое тело, и тепло передается ему путем конвекции и теплопроводности. Печи сопротивления — самый распространенный и многообразный вид электропечей.

Плавильные печи сопротивления применяют преимущественно при производстве литья из легкоплавких металлов и сплавов.

Работа плавильных дуговых электропечей основана на выделении тепла в дуговом разряде. В электрической дуге концентрируется большая мощность и развивается температура свыше 3500° С.

В дуговых печах косвенного нагрева дуга горит между электродами, а тепло передается расплавляемому телу в основном излучением. Печи такого рода используют при производстве фасонного литья из цветных металлов, их сплавов и чугуна.

В дуговых печах прямого нагрева одним из электродов служит само расплавляемое тело. Эти печи предназначены для выплавки стали, тугоплавких металлов и сплавов. В дуговых печах прямого нагрева, в частности, выплавляют большую часть стали для фасонного литья.

В индукционных печах и устройствах тепло в электропроводном нагреваемом теле выделяется токами, индуктированными в нем переменным электромагнитным полем. Таким образом, здесь осуществляется прямой нагрев.

Индукционная закалочная установка

Индукционную печь или устройство можно рассматривать как своего рода трансформатор, в котором первичная обмотка (индуктор) подключена к источнику переменного тока, а вторичной обмоткой служит само нагреваемое тело. Индукционные плавильные печи применяют при производстве литья, в том числе фасонного, из стали, чугуна, цветных металлов и сплавов.

Нагревательные индукционные печи и установки используют для нагрева заготовок под пластическую деформацию и для проведения разного рода термообработки. Индукционные термические устройства применяют для поверхностной закалки и других специализированных операций.