Электротехнология

Кіріспе
Электротермия
Электротермиялық қондырғылардың жіктелуі
Электротермиялық қондырғыда жылу берілу

Электр ілімі пайда болғаннан бері электр энергиясын кәсіптік түрде алу әдістері ойлап табылғалы бері электр техникалық ғалымдар электр энергиясын кәсіби қолдану саласында үнемі жұмыс істеп келеді.
Электр технологиясы деп – ғылым мен техниканың техникалық процестерді оқып үйрену мен қолдануды қамтитын саласын, яғни электр энергиясын жылулық, электр магниттік, химиялық, механикалық, және энергияның басқа түрлеріне түрленуін қарастыратын техникалық үрдістерді ғылым деседе болады.
Түрленген энергия түріне байланысты үрдістерді электртермиялық, электрхимиялық, электрфизикалық өңдеу және электронды-иондық технология үрдісі деп бөледі.
Электртермиялық үрдістерге электр энергияның жылу энергиясына түрленуімен сипаттайтын үрдістер жатады. Мұндай үрдістер жүретін қондырғылар көп және әртүрлі дегенмен техникалық және конструкциялық айымашылықтарына қарамастан барлық электртермиялық қондырғылар (резисторлық, электрдоғалық, плазмалық, индуктивті және электрондық) зерттеудің, жобалаудың ортақ негізіне ие болады.
Электрхимияға ерітінділер мен қоспалардың электролизіне металмен қаптау, анодтау механикалық өңдеуге байланысты үрдістер кіреді.
Электрмеханикалық үрдіске жататындар ерітінділерді электрмагниттік араластыру, сұйық металдармен электролиттерді айдау, магнитті импульстік өңдеу, тау жыныстарын электримпульстік бұзу, электр гидравикалық эффект, ультрадыбыстық жиіліктердің механикалық үрдістері.
Электр кинеткалық үрдістерге (электр өрісін қолдану үрдістері) өндірістік газдан тазалау, эмульсия мен суспензияларды бөлу.

Электртермия. Электр энергиясының жылу энергиясына түрлендіруінің
негізгі заңдылықтары.
Электрлік қыздыру дегеніміз – электр энергиясын қолданып жұмыстық денені қыздыру. Электрлік қыздыру кезінде материалда электр өрісі пайда болады. Оның пайда болу тәсілдері әртүрлі болуы мүмкін.
1. Өткізгіште оны қоректендіру көзіне тура қосқанда электр өрісі пайда болады. өрістің әсерінен еркін зарядтар (иондар мен электрондар) орын ауыстыра бастайды, нейтраль атомдармен молекулалармен соқтығысып олар бөлшектердің жылулық қозғалысының ұлғаюына жұмсалатын кинетикалық энергияның қорын береді.
2. Индукторда орналасқан өткізгіштегі электр өрісі айнымалы магнит өрісімен қыздырылады. Электр өрісінің энергиясы жылуға айналатын еркін зарядтардың қозғалысын шақырады.
3. Қондырғыдағы диэлектриктердің электр өрісі байланысқан зарядтардың қозғалысын тудырады. Олар электр өрісі әсерінен бір-біріне қатысты ығысады. Ығысу үйкелісті түрде өтеді де, жылу

1. Андреев В.А. Релейная защита в СЭС 1991 г Высшая школа
2. Федосеев А.М. Релейная защита электрических систем
3. Н.В. Чернобров В.А. Семенов Релейная защита энергетических систем учебное пособие для техникумов 1998 г
4. Шабад М.А. Автоматизация распределительных электрических сетей 2000 г
5. Шабад М.Л расчеты РзиА в электрических сетях
6. Авербух А М Релейная защита в задачах с решениями и примерами 1975 г
Я С Гельфанд релейная защита распределительных сетей Энергия 1975 г
7. Е. Н Зимин Защита асинхронных двигателей до 500В М. 1977 г
8. А.М. Севостьянов Максимальна токовая защита. М 1966 г
9. М. Л. Методы расчета токов короткого замыкания М. 1967 г
10. М. Т. Левченко Автоматическое включение резерва. Энергия 1967 г

Пән: Электротехника
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 14 бет
Таңдаулыға:

Кіріспе

Электр ілімі пайда болғаннан бері электр энергиясын кәсіптік түрде
алу әдістері ойлап табылғалы бері электр техникалық ғалымдар электр
энергиясын кәсіби қолдану саласында үнемі жұмыс істеп келеді.
Электр технологиясы деп – ғылым мен техниканың техникалық процестерді
оқып үйрену мен қолдануды қамтитын саласын, яғни электр энергиясын жылулық,
электр магниттік, химиялық, механикалық, және энергияның басқа түрлеріне
түрленуін қарастыратын техникалық үрдістерді ғылым деседе болады.
Түрленген энергия түріне байланысты үрдістерді электртермиялық,
электрхимиялық, электрфизикалық өңдеу және электронды-иондық технология
үрдісі деп бөледі.
Электртермиялық үрдістерге электр энергияның жылу энергиясына
түрленуімен сипаттайтын үрдістер жатады. Мұндай үрдістер жүретін
қондырғылар көп және әртүрлі дегенмен техникалық және конструкциялық
айымашылықтарына қарамастан барлық электртермиялық қондырғылар
(резисторлық, электрдоғалық, плазмалық, индуктивті және электрондық)
зерттеудің, жобалаудың ортақ негізіне ие болады.
Электрхимияға ерітінділер мен қоспалардың электролизіне металмен қаптау,
анодтау механикалық өңдеуге байланысты үрдістер кіреді.
Электрмеханикалық үрдіске жататындар ерітінділерді электрмагниттік
араластыру, сұйық металдармен электролиттерді айдау, магнитті импульстік
өңдеу, тау жыныстарын электримпульстік бұзу, электр гидравикалық эффект,
ультрадыбыстық жиіліктердің механикалық үрдістері.
Электр кинеткалық үрдістерге (электр өрісін қолдану үрдістері) өндірістік
газдан тазалау, эмульсия мен суспензияларды бөлу.

Электртермия. Электр энергиясының жылу энергиясына түрлендіруінің
негізгі заңдылықтары.
Электрлік қыздыру дегеніміз – электр энергиясын қолданып жұмыстық денені
қыздыру. Электрлік қыздыру кезінде материалда электр өрісі пайда болады.
Оның пайда болу тәсілдері әртүрлі болуы мүмкін.
1. Өткізгіште оны қоректендіру көзіне тура қосқанда электр өрісі пайда
болады. өрістің әсерінен еркін зарядтар (иондар мен электрондар) орын
ауыстыра бастайды, нейтраль атомдармен молекулалармен соқтығысып олар
бөлшектердің жылулық қозғалысының ұлғаюына жұмсалатын кинетикалық
энергияның қорын береді.
2. Индукторда орналасқан өткізгіштегі электр өрісі айнымалы магнит
өрісімен қыздырылады. Электр өрісінің энергиясы жылуға айналатын еркін
зарядтардың қозғалысын шақырады.
3. Қондырғыдағы диэлектриктердің электр өрісі байланысқан зарядтардың
қозғалысын тудырады. Олар электр өрісі әсерінен бір-біріне қатысты
ығысады. Ығысу үйкелісті түрде өтеді де, жылу бөлінуіне әкеп соғады.

Электр термиялық қондырғылардың жіктелуі
Электртермиялық үрдістер түсінігі өндірістің әртүрлі салаларындағы
техникалық процестердің үлкен тобын біріктіреді. Оның негізі ретінде
электр энергияның көмегімен материал мен бұйымдарды қыздыру саналады.
Электртермиялық қондырғыларды топтың тегіне, жиілікке, жылдамдық берілуі
тәсілдеріне, техникалық орналасуына, электр энергиясының айналу тәсіліне
қарай жіктейді.
Қыздыру тәсілі Электр энергияның Қолдану аймағы мен
түрлену механизмі электртермиялық
қондырғылар
Кедергімен Электр энергиясы Метал соғуымен терма
(тура, жанама) өткізгіш материалдар өндіру қыздыру , меалл
арқылы электр тогы балқыту, ауаны, суды ,
өтуінен жылу энергиясынатағам өнімдерін қыздыру.
айналады. Кедергілік электр
пештер, электр
калорифирлер, электр су
қыздырғыш, электродтық
қазан мен бу
генераторлары. Электрлік
панельдер мен
кілемшелер.
Электрлік доғамен Электр энергиясы доғалықМеталл балқыту,
разрядта жылулық ферробалқымалармен
энергияға айналады образивтер алу,
электрлік дәнекерлеу,
газдарды қыздыру,
металдарды кесу. Тура
және жанма электрлік
доғалық пештер.
Плазмалық доғалық
қондырғылар,
рудатермиялық
қондырғылар.
Айнымалы магнит өрісіндеЭлектр энергиясы Металл балқыту,
айнымалы магнит өрісі термоөңдеу мен металл
(индукция) энергиясына айналады. соғу үшін қыздыру.
Сонан соң осы өріске Жылуды салқындатқыш
орналасқан өткізгіш сұйық пен газға бару
материалдарда жылу үшін металды қыздыру.
энергиясына айналады. Индукциялық балқыту
пештері, қыздырғыш
индукциялық қондырғылар.
Индукция қыздырғыш
панельдер.
Айнымалы электрлік Электр энергиясы Полимрерлеу мен
өрісінде (диэлектрлік) айнымалы электр өрісініңпластикалық днформация
энергиясына айналады. күшімен диэлектрмен
Осы өріске арналған пластмассаларды қыздыру.
диэлектриктермен Ағаш пен ауыл шаруашылық
жартылай өткізгіштер өнімдерін кептіру,
материалдардағы жылуға дәндік дақылдарды өңдеу.
айналады. Термопластық бұйымдарды
дәнекерлеуге арналған
қондырғылар. Ағашты
желімдеу және кептіру
қондырғылар.
Электронды сәулелермен Электр энергиясы Металдарды вакуумда
сәулелік нергияға, сонанбалқыту және қыздыру.
соң сәулелі ағын түсетінЭлектронды балқыту және
денелерде жылулық қыздыру қондырғылары
энергияға айналады
Кванттармен (инфрақызыл қайталанады Бөлмелерді жылыту,
және лазерлік) адамдарды және құстарды
жылыту. Лаксырлы
қаптамаларды кептіру.
Ауыл шаруашылығындағы
өнімдерін кептіру.
Материалды кесу және
дәнекерлеу. Инфрақызыл
кептіргіштер, лазерлік
қондырғылар.

Өткізгіштердің түрлері. Электрлік кедергінің физикалық мәні
өткізгіш бойымен ток өтуінен болатын электр өрісінің ток тығыздығы мен
кернеулігі арасындағы тәуелділік Ом заңымен анықталады. 1 см зат
үшін бұл заң келесідей жазылады:
J=*E
Мұндағы J – ток тығыздығы. (Асм)
n- заряд тасымалдаушы (электрондар мен иондар) . (1см)
- электр өрісінің бағытындағы зарядталған бөлшектердің жылдамдығына
тең болатын электрондар мен иондардың қозғалғыштығы.
- электронның бір рет иондалған иондық заряд.
Электрондардың қозғалғыштығы иондардың қозғалғыштығынан бірнеше есе
жоғары болады. Газдардағы электрондар дрейфінің қозғалғыштығы 20-100
кмсағ, ал иондарда 0,4-4 кмсағ шамасында болады. Электрлік заряд
тасымалдауының концентрациясы әртүрлі заттар үшін бірдей болмайды.
Мысалы, металдар үшін 10, жартылай өткізгіштер үшін 2,5*10
болады. Осылайша, электр өрнегі электр тасымалалдаудың тегі мен зат
түріне тәуелді болады және ол электрлік өткізгіштік деп немесе заттың
өткізгіштігі деп аталады. Электр тогы бірнеше заряд тасымалдаушылар
арқылы пайда болатын болса электрлік өткізгіштік төмендегіше жазылады:
. Олай болса Ом былай жазылады:
(3)
Меншікті электрлік өткізгіштік СИ жүйесінде Ом түрінде жазылады.
Практикада оның туындылары Ом және қолданылады.
Меншікті өткізгіштікке кері шама 1 - меншікті электрлік кедергі деп
аталады.

Электртермиялық қондырғы жылу берілуі. Жылу алмасудың негізгі
түрлері.
Жылу беру процесі 3 түрлі әдіспен жүзеге асады. Жылу өткізгіштік,
конвекция және сәулелік жылу алмасу. Бұл әдіс табиғаты бір-бірінен бөлек
және әртүрлі заңдылықтармен сипатталады. Барлық заттарда жылу жылу
өткізгіштік арқылы түсіндіріледі. Мұнда жылу энергиясы микробөлшектердің
қозғалысы арқылы беріледі. Молекула, атом, электрондар және басқа
микробөлшектер өздерінің температурасына тура пропорционал жылдамдықпен
қозғалады да энергиясын жай қозғалатын бөлшектерге беріп жылуды
температурасы төмен жағына ығысады.
Сұйықтарда жылу беру араластыру процесі арқылы да іске асырылуы
мүмкін. Мұнда жылу бөлектенген молекуламен емес көлемі үлкен
макраскопиялық ыстық-сұйық температурасы төмен аймаққа қарай ағып өзімен
бірге жылуды тасиды. Заттың макрoскопиялық көлемдерімен бірге жылу беруді
конвективті жылу беру деп атайды. Көп жағдайда сұйық пен қатты бет
аралығындағы жылу алмасуды есептеуге тура келеді. Бұл процесті
корнвективті жылу алмасу деп атайды. Мұнда жылу сұйықтан қатты бетке
немесе кері қарай беріледі. Жылу берудің үшінші әдісі болып сәулелі жылу
алмасу аталынады. Мұнда жылу сәулелену арқылы кез-келген ортада оның
ішінде вакуумда беріледі. Мысалы, күннен жерге космос арқылы жылу тек осы
әдіспен ғана беріледі. Жылу алмасу кезіндегі энергияны тасымалдайтын
бөлшектер ретінде фотондар қызмет атқарады.

Жылу өткізгіштің негізгі заңына оның маңызды бірқатар математикалық
түсініктер енеді. Температуралық өріс деп – берілген уақыттағы дененің
барлық нүктесіндегі температура мәндерінің жиынтығын айтады.
Математикалық түрде жазылуы:

Егер барлық нүктедегі температура уақытқа байланысты өзгермесе, онда оны
тұрақты температуралық өріс деп, ал керісінше болған жағдайда тұрақсыз
өріс деп бөледі.
Егер температура кеңістіктегі екі немесе бір координат бойынша өзгерсе,
онда температуралық өрнекті бір немесе екі өлшемді деп атайды. Фурье
заңына сәйкес жылу өткізгішпен берілген жылу ағынының тығыздығының
векторы температура градиентіне тура пропорционал:
Q=
- қабырға бетінің температурасы; L- қалыңдығы (м); F- өткізетін
қабатының (м), - жылу өткізгіштік коэффициент.
Газдарда жылу энергиясы молекулалардың бейберекет қозғалысы арқылы
тасылады. Ең үлкен жылу өткізгіштік қасиетке ең жеңіл газ сутегі жатады.
Металдарда жылу өткізгіштік электрондардың жылулық қозғалысымен
қамтамасыз етіледі. Сондықтан олардың жылу жылу өткізгіштігі ауаға
қарағанда тез қызады. Ең үлкен жылу өткізгіштік қасиетке мыс пен күміс
жатады.
Жылу алмасудың екінші түрі газдар мен сұйықта болады. Мұнда жылу
берілу кеңістікте қозғалатын ортаның көмегімен іске асады. Конвективті
жылу алмасу жылу өткізгіштікпен тығыз байланысты. Конвекцияны еріксіз
және ерікті деп екіге бөледі. Еріксіз конвекцияда сұыйықтың
қозғалуы жасанды түрде іске асады. Мысалы, насостың.
Еркін конвекцияда қозғалу процесі сұйықты қыздыру және соған байланысты
соның өзгеруіне тығыздығының байланысты.
1884 жылы ағылшын ғалымы Рейнолдс өзінің тәжірибесінде әртүрлі
заңдылыққа бағытталатын сұйықтың екі түрлі қозғалыс түрін анықтады.
Бірінші түрінде сұйықтың барлық бөлшектері бір-біріне параллель
траекториямен ағып қабаттары бір-бірінен қабаттаспайды – ламинария.
Екінші түрі турболентті. Мұнда сұйықтың қабаттары үздіксіз араласып
ағады. Осыған байланысты ағын бөлшектерінің хаусты қозғалысын массасынан
тұрады.
Жылу тасығыштар ретінде техникада әртүрлі заттар қолданылады: мұнай,
спирт, май, балқытылған металдар т.б.

Электр пеші құрылысына қолданылатын материалдар
Электртермиялық қондырғылар жасауда арнайы материалдардың біртұтас
қатары қолданылады. Олар: отқа төзімді (огнеупорные), жылулық
оқшауламалы, қызуға төзімді болып бөлінеді. Сондықтан бірге қыздырғыш
элементтер жасалатын материалда кіреді.
1. Отқа төзімді материалдар – бұл материалдар негізінен жұмыстық камера
немесе ваннаның қабырғасының ішкі бөліктерін жасауға жұмсалады. Мұндай
материалға жұмыс шартына байланысты келесі негізгі ьалаптарға сай
келуі тиіс.
Отқа төзімділік – жоғары температура әсеріне деформациясыз және
балқусыз төтеп беру қабілеті. Бұл материалдар жүктеусіз жағдайда 1580-
1770 С төтеп беруі тиіс. Одан жоғары температураға шыдайтындары
жоғары отқа төзімді деп аталады.
2. механикалық беріктік (жоғарғы температура) – жұмыс үрдісі кезінде отқа
төзімді материалдар едәуір механикалық жүктемеге ұшырайды. Сонды бұл
талаптың алатын маңызды. Механикалық беріктік отқа төзімді
материалдарды қолданудың жоғары температуралық шегін анықтайды. 2
кгсмболат жүктемеден деформация басталатын температураны отқа
төзімді материалдың максималды жұмыстық температурасы деп аталады.
3. Термиялық орнықтық – материалдың температурасының бірнеше кенеттен
болатын тербеліске шыдау қабілеті. Пештен балқыған затты шығарып
келесі салқын материалды (шихта) тиеу термиялық жүктемеге әкеп соғады.
Мұның өзі отқа төзімді материалды бұзуға әкеп соғады. Мұның өзі отқа
төзімді материалды бұзуға әкеп соғады.
4. Аз электр өткізгіштік – электр пештерде отқа төзімді материалдар
көбінесе электр оқшаулағыш материалдар ретінде саналады. Оларға электр
қыздырғыш элементтер орнатылады. Олар ваннаны корпустан оқшаулайтын
жылу және электр оқшаулатқыштар ретінде қызмет атқарады.
5. химиялық бейтараптық – отқа төзімді материалдар қыздыратын материалмен
пештің ішкі өріліміне химиялық бейтарап күйде болуы тиіс. Яғни
өндірістік бұйымның сапасын түсіәрмеуі және химиялық эррозияның
әсерінен өздеріде бұзылмауы тиіс.
6. Аз жылу өткізгіштік – электр пешінің қабаттарынан болатын жылулық
шығынды азайтуға мүмкіндік береді. Аталған талаптарды толық
қанағаттандыратын отқа төзімді материалға SiO, Al, MgO
негізінде жасалғандары жатады. Электрлік балқыту пештері үшін динас,
магнезит, хромамагнезит, далламит, шамот сияқты материалдар
қолданылады. Отқа төзімді материалдар тұтас және қуыс кірпіштермен
пішінді бөліктер түрінде, сонымен бірге ұнтақ, бетон, цемент,
қаңылтыр, асбест, мата, ұсақ дайын бөлшектер (ілмек) және т.б. ретінде
жасалады. Жылулық оқшауламалы материал – жылулық оқауламалы материал
жеткілікті отқа төзімдікте аз жылу өткізгіштік қасиетке ие болуы тиіс.
Осы себепті жылу оқшауламалы материалдар ұлпа түрінде, жеңіл масса
түрінде қуысты бұйым немесе әрі дән тәрізді ұнтақ сенімді болады. Жылу
оқшауламалы материалдың ең көп тарағаны – диатамит, жлактык және
минералдық вата , көбік шынылы заномит сонымен бірге асбест негізінде
жасалған аралас материалдар.
Қызуға төзімді материалдар жұмыс үрдісі негізінде электртермиялық
қондырғының кейбір бөлшектері жоғары температураның үлкен механикалық
жүктеменің әсеріне ұшырайды. Оларды жасау үшін жоғары температурада
механикалық беріктігін , коррозияға орнықтығын сақталып, сонымен бірге
әртүрлі техникалық өңдеуге көнетін материалдар қолданылады. Қызуға
төзімді материаплдар қызуға қарсы тұра алатын және қызуға берік деп
бөлінеді. Қызуға қарсы тұра алатын металл қоспаларға көбіне хромды
араластырады. Бұл балқымалар жоғары температурада қыщқылдануға жақсы
қарсы тұра алады. Хромды 30%-ға дейін араластыру материалды 1000-
1100С-қа дейін қолдануға мүмкіндік береді. Жоғары температуралы
электр пештері үшін қызуға берік материалдар ретін молибден, наовий,
вольфрам, керамика, карбит және кейбір материалдың бориді қолданылады.

Электр пештерінің қыздырғыш элементтері

Кедергілік электртермиялық қондырғылар.
Қыздырғыш элементтердің негізгі түрлері мен конструктивті орындалуы.
Қыздырғыш элементтердің материалмен конструкциясын таңдауда техникалық
поцеспен қондырғыны конструктивті ерекшелігі ескеріледі. әртүрлі
шектеудегі температуралық жұмыстар үшін арналған қыздырғыш элементтердің
үш тобы бар:
1. Төмен температуралық – конвекция есебінен кеңістікке жылу берілуі
жүретін 500-700 к жұмыстық температура үшін.
2. Орташа температура – конвекция, сәулелену, жылу өткізгіштік есебінен
... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.