1. Ауыл шаруашылығындағы электр технологиялар, оның мақсаты және міндеті
2. Электр-термиялық қондырғылар (ЭТҚ): анықтама, топтастыру және ауылшаруашылық өндірісінде пайдалану салалары
1. Ауыл шаруашылығындағы электр технологиялар, оның мақсаты және міндеті
Жалпы мағлұматтар. Ауылшаруашылық өндірісі механикалық, жылу, сәулелер, химиялық, электр энергиясын және оның басқа түрлерін тұтынады. Өндірістік орталықтарға қарағанда ауыл шаруашылығында энергетикалық жүктемелер бытырап орналасады және олардың тығыздығы кіші (төмен) келеді. Сондықтан ауылшаруашылық өндірісін энергиямен сенімді қамтамасыз ету үшін көп қаражат жұмсау қажет болады.
Ауыл шаруашылығында барлық орнықты стационар үрдістер электр энергиясы көмегімен орындалады. Бұл энергия ара қашықтыққа жеңіл беріледі және энергияның басқа түрлерін алуға мүмкіншілік беретін сенімді және әмбебап энергия көзі болып саналады.
Пайдаланылатын энергия түріне, өтетін үрдістер сипатына, әрекет ететін күштерге орай электрлік технологияны, биологиялық технологияны және химиялық технологияны ажыратады.
Электрлік технология – электр энергиясын тікелей немесе алдынала энергияның басқа түріне айналдырумен пайдаланатын өндірістік үрдістерді орындау амалдарын, тәсілдерін және құралдарын оқып игеретін ғылым мен техниканың саласы.
Электр энергиясын жылу энергиясына айналдырумен және осы энергияны пайдаланумен байланысты технологиялық үрдістерді «Электрлік термия» деген терминмен біріктіреді.
Ауылшаруашылық өндірісінің жалпы энергетикалық теңгерілімінің көп бөлігі жылу энергиясына келеді. Жылылық тұтынушыларды өндірістік және коммуналды-тұрмыстық деп екі топқа бөлуге болады. Бірінші топтағы тұтынушылар жылу энергиясын мал мен құс қораларында микроклимат жасауға, жылыжайлар мен көшетжайларда өсімдіктерді өсіруге, ауылшаруашылық өнімдері мен мал азығын жылулық өңдеуге және жөндеу үрдістерінде пайдаланады. Екінші топ тұтынушылары жылу энергиясын қоғамдық және тұрғын үйжайларын жылытуға және ыстық сумен қамтамасыз етуге, тамақ дайындауға және басқа тұрмыстық мақсаттарға қолданады.
Терминдер мен анықтамалар. Электрлік термияда мемлекеттік стандарт (ГОСТ16382) бойынша терминдер мен анықтамалардың заңдастырылған белгілі жүйесі құрастырылған. Жүйе өнеркәсіпке арналған. Бірақ оның негізгі принципі және төменде келтірілген түсініктер электр-термиялық жабдықтарын пайдаланудың басқа сфераларына да дұрыс келеді.
Электрлік қыздыру – келешекте пайдалану үшін электр энергиясын жылу энергиясына түрлендіру үрдісі.
Электр-термиялық үрдіс – электрлік қыздыру көмегімен жылулық өңдеу нысанына жылулық әсер етулер технологиялық үрдісі.
Электр-термиялық жабдық – электр-термиялық үрдісті орындауға арналған технологиялық жабдық пен құрылғылар кешені.
Электр пеші – электр-термиялық үрдіс жабық жұмыстық кеңістікте (жұмыстық камерада) жүзеге асырылатын электр-термиялық жабдықтың бөлігі. Ауылшаруашылық өндірісінде бұл категорияға, электр пештерінің (қыздыратын, кептіретін, жылытатын ж.б.) өздерінен басқа, электр су қыздырғыштар, электр қазандар, электр-калориферлі қондырғылар және басқа жабдықтар кіреді.
Электр-термиялық құрылғы– электр энергиясын жылу энергиясына түрлендіруге арналған жұмыс камерасыз жабдық.
Электр-темиялық қондырғы– электр-термиялық үрдісті жүзеге асыруды қамтамасыз ететін құрылыстармен және коммуникациялармен бірге электр-термиялық және басқа технологиялық жабдықтар жинағы.
Электрлік қыздыруды кез-келген материалдар мен орталарды қыздыруға пайдалануға болады. Электрлік қыздырудың іс жүзінде қыздыру жылдамдығы мен температурасы бойынша мүмкіншілігі шексіз деуге болады, ең баяу балқитын материалдарды балқытуға және буландыруға шейін, сондай-ақ оның үрдістерді дәлдікпен реттеу мүмкіншілігі де жоғары келеді. Бірақ қыздырылатын материалдар класына (өткізгіштер, шала өткізгіштер, диэлектриктер), олардың физикалық қасиеттеріне, қыздыру мақсатына, технологиялық, экономикалық және басқа талаптарға байланысты электр-термиялық үрдістерді орындауға әр түрлі электр-термиялық жабдықтар пайдаланылады.
Электрлік қыздыру тәсілдері. Электр-термиялық жабдықтарды топтастырудың негізгі белгісі — электрлік қыздыру тәсілі, яғни электр энергиясын жылу энергиясына түрлендіру тәсілі. Электрлік қыздырудың мынадай тәсілдерін ажыратады:
— кедергімен қыздыру – электр қыздырғыштың немесе жылулық өңдеу нысанының электр кедергісі есебіне электрлік қыздыру;
— доғалық қыздыру – жылулық өңдеу нысанын электр доғасымен электрлік қыздыру;
— индукциялық қыздыру – металдарды, яғни электрондық өткізгіштігі жоғары болатын материалдарды, электр-магниттік индукциямен электрлік қыздыру;
— диэлектриктік қыздыру – электронды өткізгіштігі өте төмен болатын материалдарды (диэлектриктерді, шала өткізгіштерді) полярлануда ығысу токтарымен, сондай-ақ ионды өткізгіштікті екінші текті өткізгіштерді электрлік қыздыру;
— электронды-сәулелік қыздыру – жылулық өңдеу нысанын вакуумде фокустелінген электронды сәулемен электрлік қыздыру;
— лазерлік қыздыру – алдымен электр энергиясын лазерлік сәулелену энергиясына және содан соң (сәулелендіріленетін) сәуле түсетін жылулық өңдеу нысанында жылулық энергияға тізбектеп түрлендіру нәтижесінде электрлік қыздыру;
— ионды қыздыру – вакуумде электр разряды жасаған (құрған) иондар ағынымен электрлік қыздыру;
— плазмалы қыздыру – плазма құратын тұрақтандырылған жоғары температуралы ионданған газбен электрлік қыздыру. Плазмалы-доғалық және плазмалы-индукциялық қыздыруларды ажыратады. Плазмалы-доғалық қыздыруда денелер электр догасы арқылы газды үрлегенде пайда болатын плазма факелімен қыздырылады. Плазмалы-индукциялық қыздыруда плазманы алуға жоғары жиілікті магниттік өрісті пайдаланады;
— инфрақызыл қыздыру – сәулелендіргіштің сәулелендірулік спектрлік сипаттамасы қыздырылатын жылулық өңдеу нысанының жұту сипаттамасына сәйкес болғанда инфрақызыл сәулеленумен электрлік қыздыру;
Электрлік қыздырудың осы тәсілдерінің әрқайсысы да тікелей және жанамалы болуы мүмкін. Тікелей электрлік қыздыруда жылылық электр тізбегіне қосылған жылулық өңдеу нысанында бөліп шығады. Жанамалы электрлік қыздыруда жылылық электр қыздырғышта бөлініп шығады және жылылық өңдеу нысанына жылу алмасумен беріледі. Аралас электрлік қыздыруда екі және одан көп электрлік қыздыру тәсілдері біріктіріледі.
— термоэлектрлік қыздыру – орталарды Пельтье жылылығымен қыздыру. Бұл жылылық температурасы тұтынушы температурасынан кіші болатын ток көзінен термоэлектрлік батереяның электр тогымен тасымалданады.
Электр-термиялық жабдықтарды электрлік қыздыру тәсілі бойынша топтастыру 1.1-кестеде берілген.
Электр-термиялық жабдықтарды топтастырудың басқа белгілері мыналар болады:
— қыздыру принципі (тікелей, жанамалы);
— құрастырылымдық дайындалуы (мезгіл-мезгіл әрекет ететін, үзіліссіз әрекет ететін);
— ток тегі (тұрақты, айнымалы) немесе жиілік (өндірістік (төмен), орта, жоғары, аса жоғары);
— жылу беріліс (кондуктивтік-жылу өткізгішпен, конвекциялық, сәулелік, аралас қыздыру қондырғылары) ;
— жұмыс температурасы (төмен-, орта-, жоғары температуралы қондырғылар);
— технологиялық арналымы — ауыл шаруашылығына арналған электр-термиялық жабдықтар (ЭТЖ) технологиялық арналымы бойынша былай топтастырылады:
— су қыздыруға және бу өндіруге арналған ЭТЖ;
— ауылшаруашылық үйжайларында микроклимат жасауға арналған ЭТЖ;
— ауылшаруашылық өнімдерін жылулық өңдеуге, кептіруге және сақтауға арналған ЭТЖ;
— көшетжайлар мен жылыжайларға арналған ЭТЖ;
— жөндеу – механикалық шебеханаларына арналған ЭТЖ;
— тұрмыстық электр-термиялық приборлар.
— өнімділік немесе сыйымдылық;
— электр қуаты;
— қоректендіру кернеуі (төмен вольтті, жоғары вольтті қондырғылар).
2. Электр-термиялық қондырғылар (ЭТҚ): анықтама, топтастыру және ауылшаруашылық өндірісінде пайдалану салалары
Электр-термиялық жабдықтар өнеркәсіп пен ауылшаруашылық өнімдерінің арнайы классификаторына (ОКП–отраслевой классификатор продукции) кіреді. ОКП-да өнімнің әрбір түрі алты мәнді санмен белгіленеді; мысалы: 344330 — құрылғылар қыздыратын әр түрлі; (электр қазандары, электр су қыздырғыштар, ауыл шаруашылығына арналған электр калориферлер ж.б.); 344350 — түтікті электр қыздырғыштар (ТЭҚ-тар); 346800 — электр құралдар тамақ дайындауға арналған.
Кесте 1.1. Электр-термиялық жабдықтарды электрлік қыздыру тәсілі бойынша топтастыру
Электр-термиялық жабдықтың түрі Ауылшаруашылық және жөндеу өндірісінде, мәшине жасауда пайдаланудың негізгі облыстары Жабдықтар мысалдары
Кедергілі электр пештері (электр-термиялық құрылғылар) Ауаны, суды, топырақты қыздыру, ауылшаруашылық материалдар мен мал азығын кептіру және жылулық өңдеу, тамақ дайындау, металдарды қыздыру, балқыту, балқытып біріктіру Электр-калориферлі қондырғылар, жылыту пештері, электр су қыздырғыштар мен қазандар, пішен мен дәнді кептіруге және активті желдетуге арналған қондырғылар, тұрмыстық электр қыздырғыш құралдар. Жөндеу өндірісінің кедергілі электр пештері: қыздыратын, балқытатын, тұзды, сілтілі және майлы ванналар.
Доғалы электр пештер (электр-термиялық құрылғылар) Электрлік балқытып біріктіру, кесу, металдарды бақытып жапсыру, металлизациялау Балқытып біріктіру трансформаторлары, түзеткіштері, генераторлары, металлизаторлар.
Индукциялық электр пештері (электр термиялық құрылғылар) Металл бұйымдарды беттік шыңдау, термо өңдеуге және пластикалық деформациялауға қыздыру, суды жанамалы қыздыру, металл құбырларды жылыту Орта және жоғары жиілікті шыңдайтын және қыздыратын индукциялық қондырғылар, өндірістік жиілікті индукциялық су қыздырғыштар
Диэлектриктік электр пештері (электр-термиялық құрылғылар) Диэлектриктер мен шала өткізгіштерді қыздыру, дәнді құрамалы жоғары жиілікті-конвективті кептіру, өнімдерді стерилдеу (зарарсыздандыру), тамақ дайындау. Пресс-ұнтақтарды, резинкелерді, ағашты, консерваларды диэлектриктік қыздыру қондырғылары, селекциялық орталықтарында тұқымды кептіру, тамақ дайындауға арналған өте жоғары жиілікті пештер
Электронды-сәулелі пештері (электр-термиялық құрылғылар) Вакуумде баяу балқитын және химиялық активті металдарды термиялық өңдеуге, балқытуға және балқытып біріктіруге Электронды балқытатын, қыздыратын және балқытып біріктіретін қондырғылар
Лазерлі электр пештері (электр-термиялық құрылғылар) Металдарды кесу, балқытып біріктіру, беттік шыңдау, қаптама жапсыру, тұқымды егер алдында өңдеу, селекциялық жұмыс Мәшина жасау және жөндеу өндірістерінде лазерлі технологияның қондырғылары, тұқымды егер және жұмыртқаларды инкубациялау алдында өңдеуге арналған қондырғылар
Ионды электр пештері (электр-термиялық құрылғылар) Металдарды химиялық-термиялық өңдеу Металдарды ионды-плазмалы азоттауға, цементациялауға, беттік қаптауға арналған қондырғылар
Плазмалы электр пештер (электр-термиялық құрылғылар) Металдар мен қорытпаларды балқыту, кесу, термиялық өңдеу Доғалы және жоғары жиілікті плазматрондар
Инфрақызыл сәулелерімен қыздыру электр пештері (электр-термиялық құрылғылар) Мал және құс төлдерін жергілікті электрлік жылыту, материалдарды кептіру, дәндерді және мал азығын өңдеу Малдар мен құстарды инфрақызыл сәулелерімен жылытатын қондырғылар, кептіргіштер, сүт пастеризаторлары
Термоэлектрлік құрылғылар Ауаны, суды, сұйық жемді жылыту Темоэлектрлік жылу сораптары, жылулық тоңазытқыштық қондырғылар