Вибір периферійних ділянок профілю соленоїда для одержання магнітного поля заданого розподілу

Виробництво мінеральної вати і двох основних технологічних процесів: отримання силікатного розплаву і перетворення цього розплаву в найтонші волокна. Силікатний розплав утворюється в вагранках шахтних плавильних печах, у яких завантажують мінеральну сировину й паливо (кокс). Розплав з температурою 1300-1400°С безупинно випускають із частині печи.

Існує дві способу перетворення розплаву в мінеральну волокно: дутьевой і відцентровий. Сутність дутьевого способу залежить від тому, що у струмінь рідкого розплаву, який із льотки вагранки, впливає струмінь водяної пари чи стиснутого газу . Відцентровий спосіб грунтується на використанні відцентровій сили для перетворення струменя розплаву в найтонші мінеральні волокна завтовшки 2-7 мкм і 2-40 мм. Отримані волокна глушаться в камері волокна осадження на рухливу стрічку транспортера. Мінеральна вата це рихлий матеріал, що з найтонших переплетених мінеральних волокон і невеликої кількості стекловидных включень ( кульок, цилиндриков та інших.), про корольков. Чим менший в ваті корольков, тим більша її качество.

Вона огнестойка, не гниє, малогигроскопична і має низьку теплопровідність 0,04 - 0,05 Вт (м.°С).

Мінеральна вата тендітна, і за її укладанні утворюється багато пилу, тому вату гранулируют тобто. про перетворюють на пухкі грудочки - гранули. Їх використовують як теплоизоляционной засипки пустотілих муру і перекриттів. Сама мінеральна вата є хіба що напівфабрикатом, з яких виконують різноманітні теплоізоляційні минераловатные вироби: повсть, мати, полужесткие й жорсткі плити, шкаралупи, сеґменти і др.

Скляна вата і вироби з її. Скляна вата матеріал, що з безладно розташованих скляних волокон, отриманих з розплавленого сировини. Сировиною для скловати служить сировинна шахта для варіння скла (кварцовий пісок, кальцинована сода і сульфат натрію) чи скляний бій. Виробництво скляній вати і виробів із неї складається з таких технологічних процесів : варіння стекломассы в ванних печах при 1300-1400 °З, виготовлення скловолокна і формование виробів. Скловолокно з розплавленою маси отримують способами витягування чи дутьевым. Скловолокно вибирають штабиковым (підігрівом скляних паличок до розплавлювання з подальшим витягуванням в скловолокно, наматываемое на які працюють барабани) і фильерным (витягуванням волокон з розплавленою стекломассы через невеликі отверстия-фильтры із наступною намоткой волокон на які працюють барабани) способами. При дутьевом способі розплавлена стекломасса розпорошується під впливом струменя стиснутого повітря чи пара.

Залежно від призначення виробляють текстильне і теплоизоляционное (штапельное) скловолокно. Середній діаметр текстильного волокна 3-7 мкм, а теплоізоляційного 10-30 мкм.

Скляне волокно значно більшою довжини, ніж волокна мінеральної вати і вирізняється великими хімічної стійкістю та міцністю. Щільність скляній вати 75-125 кг/м3, теплопровідність 0,04- 0,052 Вт/(м/°С), гранична температура застосування скляній вати 450 °З. З скловолокна виконують мати, плити, смуги і цілком інші вироби, зокрема тканые.

Пеностекло - теплоизоляционный матеріал ячеистой структури. Сировиною для виробництва виробів із пеностекла (плит, блоків) служить суміш тонкоизмельченного скляного бою з газообразоватслем (молотим вапняком). Сировинну суміш засинають в форми і нагрівають в печах до 900 " З, у своїй відбувається плавлення частинок і розкладання газообразователя. Котрі Виділяються гази вспучивают стекломассу, яка за охолодженні перетворюється на міцний матеріал ячеистой структуры

Пеностекло має низку цінних властивостей, вигідно які різнять його від інших теплоізоляційних матеріалів: пористість пеностекла 80-95 %, розмір пір 0,1-3 мм, щільність 200-600 кг/м3, теплопровідність 0,09-0,14 Вт/(м, /(м* °З), межа міцності при стисканні пеностекла 2-6 МПа. З іншого боку, пеностекло характеризується водостойкостью, морозостойкостью, несгораемостью, хорошим звукопоглощением, його легко обробляти ріжучим инструментом.

Пеностекло як плит довжиною 500, шириною 400 і завтовшки 70-140 мм використав будівництві утеплення стін, перекриттів, покрівель і інших частин будинків, а вигляді полуцилиндров, шкаралуп і сегментів - для ізоляції теплових агрегатів і тепломереж, де температура вбирається у 300 °З. З іншого боку, пеностекло служить звукопоглощающим і водночас оздоблювальним ма-териалом для аудиторій, кінотеатрів і концертних залов.

Асбестосодержащие матеріали і вироби. До матеріалам та виробам з азбестового волокна без добавок чи з добавкою сполучних речовин відносять азбестові папір, шнур, тканину, плити та інших. Асбест може статися частиною композицій, у тому числі виготовляють різноманітні теплоізоляційні матеріали ( совелит та інших). У аналізованих матеріалах немає жодного виробах використані цінні властивості азбесту: температуростойкость, висока міцність, волокнистость і др.

Алюмінієва фольга (альфоль)-новый теплоизоляционный матеріал, являє собою стрічку гофрованої папери з наклеєної на гребені гофров алюмінієвої фольгою. Цей вид теплоізоляційного матеріалу в на відміну від будь-якого пористого матеріалу поєднує низьку теплопровідність повітря, укладеного між листами алюмінієвої фольги, із високим отража- тельной здатністю поверхні алюмінієвої фольги. Алюмінієву фольгу з метою теплоізоляції випускають в рулонах до 100, завтовшки 0,005- 0,03 мм. Практика використання алюмінієвої фольги в теплоізоляції показала, що оптимальна товщина повітряної прошарку між верствами фольги мусить бути 8- 10 мм, а кількість верств має не меншим трьох. Щільність такий слоевой конструкції з алюмінієвої (фольги 6-9 кг/м3, теплопровідність - 0,03 - 0,08 Вт/(м* З ). Алюмінієву фольгу вживають як отражательной ізоляції в теплоізоляційних шаруватих конструкціях будинків та споруд, і навіть для теплоізоляції поверхонь промислового устаткування й трубопроводів при температурі 300 °С.

У повітрі завжди міститься деяка кількість вологи, яка виділяється людиною, та при побутових процессах. У повітрі волога міститься у вигляді пари. Чим тепліше повітря, тим більше у ньому вологи. При охолодженні повітря надлишкова волога випадає з нього у виді дрібних крапель.

Найбільш сприятливим для людини є вологість внутрішньго повітря (50-60)%

При нормативній вологості повітря будинків 55% стіни повинні володіти такими теплозахисними характеристиками, аби волога, що знаходиться в повітрі, не випадала на внутрішній поверхні у вигляді конденсату, а людина, що знаходиться в приміщенні не переохолоджувалася в результаті теплообміну з холодними зовнішніми стінами.

Оптимальним вважається такий опір теплопередачі, при якому температута внутрішньої поверхні стіни відрізняється від температури внутрішньго середовища не більш ніж на 6 оС. Ця величина називається нормативним температурним перепадом. Якщо в приміщенні температура складає 18 оС, то на поверхні стіни вона має бути не нижче 12 оС.

Враховуючи, що ціни на паливо постійно зростають, теплоізолююча конструкція будинку повинна бути зроблена так, щоб у будинку зберігалася максимальна кількість тепла.

Теплозахисні якості стіни залежать від коефіціента проводності матеріалу і його товщини.

Наприклад найчастіше для утеплення стін використовують пінопласт.

Теплопровідність пінопласту - 0,05 Вт/м °С. Він є досить недорогим утеплюючим матеріалом.

2 ТИПИ ТА КЛАСИФІКАЦІЯ ВЕУ

Сучасні вітроенергетичні установки (вітряки) діляться на два класи: потужні, в сотні тисяч кіловат, називаються мережевими тому, що при безвітряній погоді забезпечення споживача енергією йде з мережі; і автономні, працюючі в парі з акумулятором. Як правило, потужність автономних вітряків не перевищує 5-10 кВт. Вони називаються: вітроелектричні установки малої потужності (ВЕУМП).

Малі вітроенергетичні установки (ВЕУМП) прості і дешеві в монтажі, експлуатації і ремонті, екологічні (порівняно з іншими джерелами електроенергії, див. статю "Недоліки вітроенергетики з погляду екології"), не вимагають при роботі практично ніякого обслуговування, періодичного підстроювання і ін. Пара вітродвигун-генератор сповна обходиться без редуктора, що ще більш спрощує і здешевлює конструкцію вітряків, підвищує її надійність.

Таким комплексним набором найважливіших властивостей не володіє жоден клас нетрадиційних енергетичних установок. Причому енергопостачання вони можуть забезпечити в регіонах із середньою швидкістю вітру всього 3-5 м/с. Фактично володар побутового вітряка (ВЕУМП) набуває майже цілковитої незалежності як від традиційних виробників енергії, так і від природних явищ.

П'ятилопатеве вітроколесо діаметром 3,3 м вмонтовується на збірній щоглі з труб із сталевими розтяжками. Щогла вимагає фундаменту і спеціальних пристосувань для монтажу і демонтажу. Для захисту від сильних вітрів використовується:

1.Генератор, встановлений на поворотному підшипнику несиметрично. Коли вітровий тиск посилюється, корпус генератора починає парусити, розвертаючи вітрове колесо в горизонтальній площині. Вітер вщухає - і пружина флюгера повертає колесо в колишнє положення.
2. Вітряк має оригінальну флюгерну систему, яка постійно орієнтує вітроколесо на вітер і одночасно захищає пристрій від занадто великого вітрового тиску. Як любий звичайний вітряк, в горизонтальній площині флюгер під дією вітру здатний повертатися в обидві сторони на декілька обертів. Коли вітер припиняється, спеціальна пружина повертає його у початкове положення, не дозволяючи закручуватися кабелю, за допомогою якого здійснюється передача енергії. Крім того, генератор разом з вітровим колесом здатний повертатися і у вертикальній площині. Якщо вітер стає дуже сильний і загрожує пошкодити установку, колесо з генератором повертається довкола горизонтальної осі, оптимізуючи вітровий натиск, аж до кута 90 градусів, коли лопаті встають паралельно повітряному потоку.

Сучасна вітроенергетика базується в основному на приміненні вітродвигунів(ВД) двух видів – горизнотально-осьові пропелерні ВД з горизонтальною віссю обертання та вертикальноосьові ВД з вертикальною віссю обертання. Роторі останніх виконуються у вигляді вертикальних лопастей.

У горизонтально-осьвих ВД ветрове колесо має криловидну форму та обертається у вертикальній площині, перпендикулярній напрямку вітру, а вісь ветроколеса паралельно потоку. Основною обертаючою силою у колес цього типу є підьємна сила лопастей.

Рисунок 3.1 Конструктивна схема ВЕУ з горизонтальною віссю обертання типу «Пропеллер»

1 – робоча лопасть;

2 -  трансміссія;

3- віндроз;

4 – вишка;

5 – вал відбору потужності;

6 - електрогенератор

Відносто вітру ветроколесо у робочему положенні маже розміщуватися перед опорною вишкою чи за нею. При передньому розноложенні вітроколесо повинно мати аєродинамічний стабілізатор чи яке небуть інше приладдя, утримуюче його в робочому положенні. При заднім розположенні вішка частково затіняє ветроколесо й турбулизую набігаючий на нього потік.

При роботі колеса у таких умовах вознікають циклічні нагрузки, підвищенний шум та флуктація вихідних параметрів вітроустановки. Напрямок вітру може змінюватися доволі швидко й вітроколесо повинно чітко відстежувати ці зміни, обертаючись на крилі за допомогою віндрози чи серводвигуна.

У таки ВЕУ звичайно використовуються двух, трохлопасні вітроколеса, при цьому останні відзначаються дуже плавним ходом. Електрогенератор й редуктор, зєднуючий його з ветроколесом розташовані звичайно зверху опорної башти в поворотній головці. З точки зору експлуатації зручніше розатшовувати їх знизу, але при цьому є деякі труднощі з передаюею крутячого момента, які знижують позитивні сторони такого розміщення.

Горизонтально осьова ветроенергетична установка має трехлопастную головку ветродвигуна, трансміссію-мультипликатор, виндрозу, вал відбору потужності та електрогенератор. Гондола встановлена на звареній вишці.

Головка вітродвигуна має пристрої ручного керування та автоматичної стабілізації швидкості обертання вітроколеса у разі зміни швидкості вітру. Для оріентації вітродвигуна по напряму вітру у задній частині гондолі встановлюється виндроза, яка приводуть до руху механізм повороту гондолі при зміні напряму вітру. До віхідного валу трансмісіі редуктора приєднаний вертикальний вал відбору потужності з електрогенератором.

Ветроколесо ВЕУ з вертикальною віссю обертання внаслідок своєї геометрії при усіх напрямах вітру знаходиться в довільному стані. Крім цього, така схема дозволяє за рахунок тільки збільшення довжини валу встановити редуктор з генераторами в основі башти. До найбільш розповсюджених типів вертикально-осьових установок відносяться ротор «Дар’є». У ньому обертаючий момент створюється підємною силою, виникаючею на двух чи трьох тонких зогнутих несучих поверхонь, які мають аеродинамічній профіль. Підьемна сила максимальна у той момент, коли лопасть з великою швидкістю пересікає набігаючий вітровий поток. Ротор розкручуватися самостійно не може, тому для його запуску використовують генератор, працюючий у режимі двигуна, чи статор, який носить назву ротора Савоніуса. Це колесо також обертається силою супротиву. Його лопасті зроблені з тонких ізогнутих листів прямоугольнох формі, які відрізняютья простотою та дешевизною. Обертающий момент створюється завдяки різному супротиву, спричиняючему воздушному потому вогнутою та вигнутою лопастяму ротора. Із-за великого геометричного заповнення це ветороколесо має більший обертаючий момент та використовується для перекачки води.

Рисунок 3.2 Конструктивна схема ВЕУ з вертикальною віссю обертання типу «Дарьє»