Использование теплового действия электрического тока в устройстве теплиц и инкубаторов.

Использование теплового действия электрического тока в
устройстве теплиц и инкубаторов.
Содержание:
1. Введение.
2. Тепловое действие электрического тока. Закон Джоуля-Ленца.
3. Использование теплового действия электрического тока в устройстве
теплиц.
4. Использование теплового действия электрического тока в устройстве
инкубаторов.
5. Заключение.
Введение.
Современный мир уже немыслимо представить без электричества.
Электрический ток используется человеком повсеместно. Бытовые
электроприборы прочно заняли свое место в жилище человека, в
промышленности, на транспорте и различных учреждениях тоже нельзя
обойтись без использования электричества.
Однако
сельские жители, особенно пожилого возраста по-прежнему
продолжают относиться осторожно к использованию электрического тока .
Цель доклада: Показать, как можно использовать электрический ток для
нужд сельского хозяйства .
Задачи:
Подобрать литературу по теме доклада
Анализ и обобщение источников литературы
Написание доклада.
Выступление с докладом перед аудиторией.
Тепловое действие электрического тока. Закон Джоуля-Ленца.
При прохождении электрического тока по проводнику в результате
столкновений свободных электронов с его атомами и ионами проводник
нагревается.
Количество тепла, выделяемого в проводнике при прохождении электрического
тока, определяется законом Джоуля — Ленца. Его формулируют следующим
образом. Количество выделенного тепла Q равно произведению квадрата силы
тока I2, сопротивления проводника R и времени t прохождения тока через
проводник:
Q = I2Rt
Количество тепла, выделяющегося в проводе, пропорционально объему
провода и приращению температуры, а скорость отдачи тепла в окружающее
пространство пропорциональна разности температур провода и окружающей
среды.
МЕХ
Страница 1
В первое время после включения цепи разность температур провода и
окружающей среды мала. Только небольшая часть тепла, выделяемого током,
рассеивается в окружающую среду, а большая часть тепла остается в проводе и
идет на его нагревание. Этим объясняется быстрый рост температуры провода в
начальной стадии нагрева.
По мере увеличения температуры провода растет разность температур
провода и окружающей среды , увеличивается количество тепла, отдаваемое
проводом. В связи с этим рост температуры провода все более замедляется.
Наконец, при некоторой температуре устанавливается тепловое равновесие: за
одинаковое время количество теплоты выделяющегося в проводе становится
равным количеству теплоты выделяющемуся во внешнюю среду.
При дальнейшем прохождении неизменяющегося тока температура провода
не изменяется и называется установившейся температурой.
Превращение электрической энергии в тепловую нашло широкое
применение в технике и быту. Оно происходит, например, в различных
производственных и бытовых электронагревательных приборах (электрических
печах, электроплитах, электрических паяльниках и пр.), в электрических лампах
накаливания, аппаратах для электрической сварки и пр.
Рассмотрим способы применения теплового действия электрического тока в
устройстве теплиц и инкубаторов.
Использование теплового действия электрического тока в устройстве
теплиц.
Теплица — тип садового парника, отличающийся размерами.
Представляет собой защитное сооружение. Применяется для выращивания
ранней рассады (капусты, томатов, огурцов, цветов сеянцев, укоренения
черенков или доращивания горшечных растений), для последующего
высаживания в открытый грунт. В отличие от парника, теплица из-за своих
размеров,
позволяет организовать весь цикл выращивания той или иной
культуры в закрытом грунте.
Размеры теплиц варьируются от 2 м до 6 м в длину и от 2 м до 3 м в ширину.
Оптимальными размерами теплицы рекомендуются 2,5 х 2 м. Если в теплице
планируют устроить полки вдоль обеих сторон, выбирают размер 3 х 2,5 м.
В зависимости от вида овощей оптимальная температура в теплице должна
составлять днем 16-25°С, а ночью на 4-8°С меньше, чем днем. Высокая
температура по ночам и в пасмурные дни провоцирует слишком быстрый рост
зеленой массы растения, что приводит к снижению урожайности и качества
плодов.
Недорогим и эффективным способом обогрева теплиц и парников следует
считать электрический.
Наиболее
простыми
в
использовании
являются
переносные
тепловентиляторы (обогреватели). Некоторые типы электрических нагревателей
для теплиц могут работать в режиме циркуляции: нагнетать воздух, не грея его.
Эта функция полезна для улучшения микроклимата теплицы в жаркую погоду.
МЕХ
Страница 2
Тепловентиляторы рекомендуется устанавливать под стеллажами с
высаженными растениями.
Вторым
из
существующих
способов обогрева теплиц, - кабельный обогрев
грунта
теплиц.
Для обогрева
грунта
теплиц используется кабель с изоляцией из
полипропилена, бронёй в виде оплётки из
стальных оцинкованных проволок и оболочкой
из изолирующего материала, диаметр наружный
6 мм, радиус изгиба 35 мм.
Для обеспечения оптимальной температуры
почвы требуется мощность 75-100 Вт/м2.
Мощность нагревательного кабеля или ленты не
должна превышать 20 Вт/м. Для регулирования
температуры
нужно
использовать терморегуляторы,
так
как
оптимальная температура почвы для растений меняется от 15 до 250С , а для
торфяных горшочков и грядок с рассадой - 300С .
Третьим способом обогрева с помощью
теплового действия электрического тока можно
считать применение в теплицах инфракрасных
потолочных
обогревателей . Небольшого
размера, они не занимают полезную площадь
(стены, пол теплицы), потому что крепятся на
потолке.
Применение
инфракрасных
обогревателей позволяет создавать в теплице
разные температурные зоны. Это удобно, в том случае, если в теплице находятся
растения привыкшие к разным температурным условиям (растения из разных
климатических поясов).При помощи особого принципа обогрева, потолочные
ИК обогреватели прогревают сначала землю (почву), а уже потом окружающий
воздух. По сути, такой принцип обогрева является подобием естественного
процесса «обогрева» нашей планеты солнцем. Инфракрасные обогреватели
излучают инфракрасное тепло, прогревающее поверхность грунта, а уже после
прогрева грунта тепло передается окружающему воздуху. Если ты скачал этот
доклад и даже его не прочитал, то получишь два. С помощью термостата
инфракрасный обогреватель отключается, когда воздух нагревается в теплице до
заданной температуры. Таким образом, поддерживается постоянная
температура. Помимо этого, происходит дополнительная экономия энергии.
Для теплиц подойдет и водяное отопление, работающее от
электричества. Водяное отопление, пожалуй, наиболее выгодно для обогрева
теплиц. В бойлере нагревается вода, а затем циркуляционным насосом
перекачивается в пластиковые трубы.
Трубы водяного отопления можно
проложить между растениями или вдоль внешних стенок теплицы.
МЕХ
Страница 3
Использование теплового действия электрического тока в устройстве
инкубаторов.
Инкуба́тор (от латинского incubo, — высиживаю птенцов) — аппарат для
искусственного вывода молодняка сельскохозяйственной птицы из яиц.
Простейшие инкубаторы обычно представляют собой специальные
помещения, утеплённые бочки, печи и др. — ещё с древних времён были
распространены в южных странах. Более 3000 лет назад в Египте уже строили
инкубаторы для цыплят. Чтобы обогреть инкубатор, сжигали солому и, не имея
измерительных приборов, поддерживали нужный режим на глаз. Инкубаторы
использовавшиеся в СССР в 1970-е годы были «кабинетные» и «шкафные»,
последние были более известны. Эти инкубаторы — сложные устройства, где
поддержание необходимой температуры и влажности воздуха, воздухообмен и
поворачивание яиц, то есть весь процесс инкубации, происходит автоматически.
Обогрев в каждом шкафу осуществляется четырьмя электронагревателями по
0,5 кВт каждый, включенными попарно в две ступени мощности. Управление
включением и выключением нагревателей производят реле температуры
мембранного типа, действующие независимо на каждую пару нагревателей. Реле
замыкают свои контакты, когда температура в шкафу становится ниже
соответственно 37,7 и 37,4 °С. При этом срабатывают промежуточные реле ,
включая одну, а затем и другую ступени нагрева. Отключаются нагреватели в
обратном порядке. Включение всех четырех нагревателей обычно становится
необходимым лишь при форсировании разогрева, например после закладки яиц.
Чтобы поддерживать необходимую температуру, в обычных условиях
достаточно двух нагревателей.
Для предохранения шкафа от перегрева установлено третье температурное
реле , которое настраивается на температуру 37,9 °С. Если температура в шкафу
превышает это значение, регулятор температуры размыкает цепь питания реле ,
которое одним контактом отключает цепи питания реле , а другим — включает
питание соленоида охлаждения
. Соленоид открывает заслонки
вентиляционных окон, и свежий воздух засасывается вентилятором в шкаф.
С помощью вентиляторов поддерживается надлежащий температурный
режим, выравнивается температура по всему объему шкафа, подается свежий
воздух к лоткам с яйцами. Вентилятор работает непрерывно, если дверь шкафа
закрыта. При открывании двери блокировочный выключатель размыкает свои
контакты, обесточивая промежуточное реле , которое своими контактами
отключает электродвигатель вентилятора. Этим предотвращается возможность
переохлаждения яиц наружным воздухом.
Управление системой увлажнения осуществляется реле увлажнения ,
представляющим собой упруго натянутую вискозную ленту, которая имеет
свойство заметно изменять свои размеры в зависимости от влажности воздуха. С
понижением влажности лента укорачивается и, нажимая через упор на микровыключатель, подает питание в соленоид увлажнения, который открывает кран
подачи воды внутрь шкафа. Вода поступает каплями в сеточный испаритель на
валу вентилятора и разносится им по всему шкафу.
МЕХ
Страница 4
Для домашнего разведения птенцов можно сделать самодельный инкубатор ,
используя тепловое действие электрического тока. В этом случае электрическая
схема инкубатора будет состоять из терморегулятора, электронного термометра,
таймера поворотного механизма и блока питания. Блок управления находящийся
вне инкубатора, соединяется с ним гибким кабелем. Внутри инкубатора
находятся:
нагреватель,
вентилятор для принудительного циркулирования нагретого воздуха,
двигатель поворотного механизма с редуктором для наклона лотков с
яйцами,
лампа освещения,
датчики температуры терморегулятора и термометра.
Для нагревания воздуха в инкубаторе оптимально использовать
два
сопротивления мощностью 25 Вт, для перемешивания воздуха нужно
использовать вентилятор. Для наблюдения за процессом выведения цыплят
устанавливается лампа подсветки мощностью 10...20 Вт.
Правильное расположение нагревательных элементов в инкубаторе крайне
важно для увеличения процента вывода цыплят. В разных конструкциях
инкубаторов нагреватели располагают над лотками, под лотками или сбоку по
периметру инкубатора. Однако наиболее равномерное распределение
температуры по площади лотка получается при подогреве сверху. В этом случае
максимальна и теплоотдача, поскольку теплый воздух не успевает перемешаться
с поступающим через вентиляционные отверстия холодным воздухом.
Расстояние от нагревательных элементов до яиц зависит от типа нагревателей.
Если в качестве нагревателей использовать электрические лампы накаливания,
которые являются точечным источником тепла, минимальное расстояние от
ламп до лотка должно быть не менее 25 см. Если же нагревателем является
спираль из нихромовой проволоки, залитая гипсом, то такой нагреватель можно
расположить на расстоянии 10 см от лотка.
Для инкубатора на 50 яиц суммарная мощность нагревателя должна
составлять 80 Ватт. При этом лампочки накаливания желательно выбирать
наименьшей мощности, тогда инкубатор будет обогреваться более равномерно.
Например, для инкубатора на 50 яиц предпочтительнее использовать 3 лампочки
по 25 Вт, чем две - по 40 Вт. Для повышения надежности ламп их можно
соединить последовательно. Тогда напряжение на каждой из ламп будет в 2 раза
ниже сетевого, соответственно, и мощность ламп окажется в два раза ниже их
паспортной мощности. Поэтому при параллельно - последовательном
соединении количество ламп удваивается.
Электрические лампы накаливания являются хорошим нагревательным
элементом для домашнего инкубатора, поскольку не только позволяют точно
поддерживать температуру, но и являются электробезопасными обогревателями.
Заключение.
Электрический ток, проходя по проводам, совершает различные действия.
МЕХ
Страница 5
Наиболее используемым действием электрического тока является тепловое.
Тепловое действие широко используется человеком, в том числе его можно
использовать для нужд сельского хозяйства при выращивании растений, овощей
и для промышленного и домашнего разведения птенцов в инкубаторах
Литература:
http://electricalschool.info Как провод нагревается электрическим током
http://hot-com.ru/infrakrasnye-obogrevateli Инфракрасные обогреватели
http://www.teplina.ru/heat/hothouse/ Обогрев теплиц, парников, зимних садов,
оранжерей
http://www.websadovod.ru/features/greenhouse_5.asp
Выбираем
систему
обогрева
http://www.treeland.ru/article/garden/teplic/otoplenie_teplic.htm
Отопление
теплиц
http://ru.wikipedia.org .Инкубатор
http://www.fadr.msu.ru/rin/vestnic/vestnic1_00/1_9_00.html Как изготовить
домашний инкубатор?
МЕХ
Страница 6