I
I
определяют средне-квадратичную мощ- j ность, на основании которой и подои- j рается мотор. Так как при вращатель-1 ном (рисунок 2) бурении большую роль играет правильная подача долота, то j является целесообразной автоматиче- ская его подача. В системе KiicTa одна | коническая шестерня дифференциала! соединена с буровым мотором, другая— | с регулирующим мотором; ось дпффе-1 ренциала составляет одно целое с бара-: баном лебедки, на который навивается j канат. Штанга подвешена на другом | конце этого каната. Если оба двигате-1 ля работают с равными скоростями, но | в разные стороны, барабан остается неподвижным; при равных скоростях в одну сторону вращения барабан работает на подъем; при вращении в одном направлении, но с разными скоро-стями, ось дифференциала, а следовательно и барабан, вращается со скоростью, равной полусумме скоростей обоих двигателей; при вращении в разные стороны с разными скоростями
2. Схема американской установки электрооборудования для вращательного бурения: 3—линия 2.000—l.ouu в.; 2— I ранеформатор 2.00и—1. ЮО «./220 в.; U и 4—маел. выел.; 5 - насоси, мотор 50 HP, 22) в.г об.лин.; (‘.--контроллер; 7—мактм. реле; 8—ам-, перметр; 9—т-р тока; 1о—буровой w.v; р 57 ИР, 220 в.,
| 75о об./.мнн.; 11—добавочный контроллер; 12—главный | контроллер; 13—соединит, муфта: 14—редуктор; 15 —
I весь Галли; 16 — лебедка вращательного станка;
! 17—традсммееионньш вал; 18—барабан; 19—малая ! скорость; 20—большая скорость; 21—цепь Галгля;
1 22—ротор.
скорость барабана равна половине раз» нести скоростей обоих моторов. Таким образом достигается любая скорость, необходимая для бурения и вспомогательных работ. Мощность двигателя рассчитывают по сопротивлениям, связанным вспомогательными работами— подъем инструмента и колонны обсадных труб, — и проверяют в условиях реверсирования.
Система Скворцова (рисунок 3) принадлежит к автоматам с регулировкой по
_______ д
I—
#6=
JJCJEJ J
~-=аз|7I
гята li
i
“ ! Oе
I |:
V!
bjp-jSzL t
i г - aе
rrr/f,i ЙЕ:
<
u>
<fC>1 4
Li,
ГГ
t logo тонкий uomop
Рио. 8. Упрощенная электрическая схема автомата Скворцова.
крутящему моменту, так как способность, мотора к трехкратному моменту при черезмерном нажиме на долото может привести к аварии (скручивание инструмента и прочие). Автомат состоит из: а) подати много электромотора..; б) червячного редуктора, соединенного с мотогром через скоростную коробку; в) амперметра - реле и магнитных контакторов сборки. По даточный мотор через редуктор приводит барабан лебедки, подавая инструмент или, после реверса, поднимая его. Между работой по-даточного и бурового мот.оров—электромагнитная связь.осуществленная трансформатором тока, первичная цепь ко-торого включена в одну из фаз бурового мотора, а вторичная замкнута через амперметр-реле. В зависимости от величины нагрузки, а следовательно силы тока(с), стрелка амперметра замыкает то одно, то другое реле контактора, заставляя податочный мотор то поднимать (при избыточном давлении), то опускать долото.
Для определения эквивалентной мощности желоночного мотора строят диаграмму, состоящую из трапеции, (подъем) и прямоугольника (спуск). Большая сторона трапеции — начало.: подъема—определится по формуле:
{(х -4- (тj —у (A) v
м&ке ~102 КВТ-,
где (г—вес нефти в килограммах, бгф- вес желонки в килограммах, Се2—вее каната, в килограммах, v — скорость подъема в м-1 сек., 2ф—потеря в системев квт., составляя 10 — 30% от 1:>&акс. Меньшая сторона трапеции—конец подъема — определится по той же формуле, но с соответствующим изменением IQ. Величину динамических усилий при тро-гании с места или определяют обычным способом, или оценивают ориентировочно в 10% Рмажс. Высота ординаты прямоугольника — потери во время спуска — оценивается в 4—6 квт.
Применяемые типы двигателей для желонки — обычно асинхронные 30 — 80 квт. При мощностях до 50 квт. е
1 якорем Бушеро или глубоким пазом, напряжение 2—3 кв., защита — максимальные и нулевые реле на масляных выключателях.
При откачке нефти глубокими насосами применяются двух-ступенчатые асинхронные моторы 1.000/500 об./мнн., 5,5/12 квт., 220 в и 9/22 квт., с герметически закрытыми кольцами, вынесенными на конец вала, с контроллером для регулировки и реверса, а также коротко замкнутые моторы 3,5 квт.
За последние годы получены благоприятные результаты опытов с центробежным насосом, непосредственно соединенным с мотором. Такой аггрегат погружается в скважину. При компрессорном способе мощность доходит до 85 квт.
Литература: .7, И. Слонам, „Электрификация американской нефтяной промышленности“ <1927); : JL Штейнер, „Электротехника в нефтяной про“
зкьшленности“ (192е); А. И. Ларионов, „О выборее мощности электродвигателя в уем ановках глубоких насосов на нефтяных промыслах“ (192е“); А. М. Станулис, „Автомат Скворцова44 (1935); Л. И. С.ю-ним, „Основы нефтепромысловой электротехника“ (1932).
li. Евреиное.
ХХЗ. Электрические нагревательные приборы и установки. Электронагревательными называются такие приборы и установки, которые служат для нагревания е помощью электрической энергии, то есть такие, в которых происходит полезное превращение эл. энергии в тепловую.
Впервые в история нагрев с помощью эл. тока был применен В. Франклином, который плавил тонкие металлические проволоки. Франклин не имел еще в своем распоряжении источника непрерывного тока и пользовался кондекса- торами. Изобретение в 1800 г. Вольтой вольтова столба позволило сначала Петрову и затем Деви получить эл. дугу. Пользуясь батареями гальванических элементов, Депре создал миниатюрный прообраз эл. печи, применив угольное сопротивление. В 1853 г. настоящую эл. печь с вольтовой дугой сконструировал Пишон. В 1859 г. был изобретен (американцем Симпсоном) первый эл. нагревательный элемент в современном понимании этого слова. После того как в 1870-х гг. Сименс построил динамомашину было положено начало промышленному применению эл. тепла. Последовавшее затем развитие производства эл. энергии на эл. станциях и постепенное удешевление тарифов позволили эл. нагревательным приборам и установкам получить широкое распространение.
Основные преимущества электрич“ нагревательных приборов и установок перед огневыми: 1) легкость осуществления нагрева (в соответствии е любыми, выдвигаемыми практикой, условиями времени, температуры, распределения тепловых потоков); 2) воз-молсность широкой и легкой автоматизации работы; 3) постоянная готовность к действию; 4) отсутствие пожарной опасности; 5) экономия на площади специальных помещений; 6) гигиенические условия работы; 7) возможность осуществления приборов и установок, положение которых легкоможет быть изменяемо (путем переноса или передвижения), не внося расстройства в их функционирование.
Составные части эл. нагревательных устройсгпв. Важнейшими составными частями (кроме строительных деталей, кожухов и прочие) являются: 1) нагревательные приспособления, 2) электрическая изоляция, 3) тепловая изоляция, 4) теплоаккумулирующие тела, 5) контрольная аппаратура, 6) аппаратура автоматического управления. На практике эл. нагревательные устройства необязательно содержат все из перечисленных частей. Нередко также бывает, что одна и та лее часть выполняет несколько функций.
Нагревательные приспособления. Основной эффект, на котором основывается в конечном счете всякий из применяемых на практике способов эл. нагрева, состоит в превращении эл. энергии в тепловую при прохождении эл. тока через некоторое сопротивление, которое может быть твердым, жидким или газообразным. В качестве сопротивления служит или сам объект нагрева (непосредственный нагрев), или специальный нагреватель, от которого тепло передается к объекту нагрева (косвенный нагрев). Обычные достоинства устройств непосредственного нагрева: относительная простота конструкции, возможность получения практически неограниченно-больших мощностей. Недостатки: трудность подчинения режима нагрева наперед заданным условиям; непостоянство мощности; ограниченная сфера применения.
Достоинства установок с косвенным нагревом: относительно легкая возможность создания любых режимов нагрева; универсальность; постоянство мощности (большей частью). Недостатки: некоторая сложность устройства, ограничения в выборе мощности (в направлении ее увеличения).
Все существующие, нашедшие практическое применение, типы эл. нагревателей можно отнести к одному из следующих четырех основных способов электрического нагрева: 1) косвенный нагрев твердыми сопротивлениями;
2) электродный нагрев электролитов;
3) нагрев вольтовой дугой; 4) индукционный нагрев.
Нагреватели с твердыми сопротивлениям и. Отдельные нагревательные единицы, называемые нагревательны“ ми элементами, делаются, как правило, относительно небольшой мощности (от нескольких десятков ватт до нескольких киловатт) и относительно небольших габаритных размеров. Когда :ке это бывает необходимо, берется ряд отдельных элементов и электрически и механически соединяется в одно целое. Преимущества такого метода построения нагревателен: удобство изготовления, о мтегчемие конструктивных задач, возможность обойтись минимальным количеством запасных частей. При построении элементов стремятся к выполнению следующих требовании: долгий срок службы, механическая прочность, компактность, удобство встраивания в прибор и смены, отсутствие выделения вредных газов или запахов, способность выносить некоторую перегрузку, незначительное отклонение пускового тока от номинального, неизменность эл. тепловой характеристики с течением времени работы, возможность серийного и притом механизированного производства.
Основные детали, из которых составляются эл. нагревательные элементы, таковы: сопротивления, эл. изоляция, контакты или контактные приспособления и кожухи.
Сопротивления. Характеристика сопротивления должна удовлетворять следующим общим требованиям: высокая температура плавления, способность длительное время выносить высокую рабочую температуру, причем не только при непрерывном, но и при прерывном режиме работы; высокое удельное эл. сопротивление; малая величина температурного коэффициента изменения электрического сопротив-1 ления; механическая прочность; стойкость против действия химических агентов, с которыми сопротивление нормально приходит в соприкосновение, малая изменяемость свойств с течением времени работы: возможность надежного и легкого соединения с контактными устройствами; распространенность исходных материалов; возможность получения больших партий фабриката, однородного по свойствам и качеству.
Существующие твердые сопротивления разделяются на 2 группы: металлические сопротивления и не металлические.
Мет аллические сопротивления довольно хорошо удовлетворяют перечисленным общим требованиям и, кроме того, легко допускают придачу желаемой формы. Удельное электрическое сопротивление—р — колеблется от 0,017
Qcf.if2
до 1.45 ——. Температурный коэффициент всегда положителен и составляет от 2 -10“° до 5 10~3. Допустимая рабочая температура доходит до 2.УОХ. физические свойства с течением времени работы меняются мало, не вызывая практических неудобств. Основными процессами, которыми сопровождается работа сопротивлений и которые в конце концов приводят их к разрушению, являются: окисление и перекристаллизация. По способу получения металл, еоср. могут быть классифицированы следующим образом: 1) полученные путем протяжки и прокатки (проволока, фольга, ленты, шины); 2) штампованные из листового металла: 3) полученные путем отливки; 4) полученные в результате металлизации диэлектриков.
Первая группа является основной, охватывая практически все случаи применения металл, coup. Фабрикаты 2—4 групп имеют ограниченное применение в специальных случаях. Для получения металл, сопр. применяют как чистые металлы, так и сплавы. Характеристические данные различных материалов металлических сопротивлений представлены в таблице I; ниже даем необходимые пояснения к таблице
Чистые металлы имеют общий недостаток в виде большой величины температурного коэффициента и малой величины уд. эл. сопротивления (при наличии примесей о повышается, а «. уменьшается). Кроме того, чистые металлы (кроме благородных) в обычных условиях легко подвергаются коррозии. В виду этих недостатков применение чистых металлов ограничивается рядом более или менее специальных случаев.
Таблица I.
Свойства материалов металлических сопротивлений
|
| |
| |
1 | |
| |
Темиер | |
viура (°С) | |
|
| |
Химический | |
! Удельное | |
1 Темпегат. | |
| |
--------------------- | |
|
Металл,
сплав | |
состав
(типичный) | |
! электрическое сопротивл. j 2mm2 | |
коэфф. j измен, ул.; сопсотявл. | |
Макс. | |
Плав | |
|
| |
в °/о°/О | |
! mt
1 _ _ | |
) % > 1 | |
рабочая | |
ления | |
|
Железа | |
0,1C; 0,2Si; 0,1Ма | |
! 0,14 | |
46 | |
500 | |
1.500 | |
|
Никель | |
не менее 990о Ni | |
| 0,09 | |
50 | |
500 | |
1.450 | |
|
Платина | |
| |
! 0,0953 | |
36,7 | |
1.5и0 | |
1.770 | |
|
Молиолен | |
| |
0,048 | |
63 | |
2.010 | |
2.550 | |
|
Вольфрам | |
! | |
0,054 | |
60 | |
3.000 | |
3.400 | |
|
Никелин | |
Си—54,6} Ni ™е4,о; | |
0,44В | |
3,3 | |
350 | |
1.140 | |
|
| |
Zn—20 4;Ке—о,6;Мп~0,а | |
О | |
! | |
| |
| |
|
Константин. . . | |
Ni~40;Cu—(Ю | |
! 0.49 | |
0,2 | | |
500 | |
1.250 | |
|
Ферроникель. . | |
Ni—30 | |
! 0,87 | |
10 | |
550 | |
1.490 | |
|
Нихром | |
Ni-ЬО; Сг— 20 | |
| 1.06 | |
0.7 | |
1.110 | |
1.375 | |
|
Ферровихрои. . | |
Ni—65; Сг—IS; Fe—20 | |
: i,os | |
2,0 | |
850 | |
1.400 | |
|
Мега пир | |
Fe—г5; Сг— 30; Al- 5 | |
1 1,4 | |
0,2 : | |
1.350 | |
1.Б0У | |
|
Хантал | |
Fe—72.1; Сг—21,5; | |
1.45 | |
0,6 | |
1.350 | |
1.660 | |
|
| |
Al—3,7; Со—2 | |
| |
| |
| |
| |
Медь и никель применяются в нагревателях с низкой t, например в нагревательных подушках и тканях.
Железо. В виду легкости окисления почти не может применяться в незащищенном виде. Защитные покрытия достигаются путем оцинковки, лужения, алитирования, паркеризации. Оцинкованная проволока допускает температуру до 250° С; паркеризован-ная—примерно до 500° С. В зависимости от количества примесей р=от 0,09 до Q миллиметров2
0,14—, а 0,0046 при наличии примесей (для электролитической Fe
I=0,006).
Платина, не подвергаясь при нагреве на воздухе окислению и выдерживая температуру в 1500° С, является хорошим материалом сопротивления для печей с высокой температурой. Но ее применение сильно ограничивается ее дефицитностью.
Молибден, тантал и вольфрам, имеющие очень высокие температуры плавления, используются в высокотемпературных печах. Но при нагревании на воздухе эти металлы быстро окисляются и поэтому требуют применения защитных средств, каковыми являются: вакуум, инертная атмосфера, вмазывание в специальные цементные массы, покрытие защитными пленками.
Сплавы металлов имеют значительные преимущества перед чистыми металлами в виде большего удельн. -ад. сопротивления, меньшего температурного коэффициента и большей стойкости против окисления. Сумма положительных свойств и качеств сопротивлений, изготовляемых из металдо-сплавов, в равной мере зависит как от надлежащего подбора химического состава сплавов, так и от совершенства технологического процесса. Наиболее употребительны следующие компоненты сплавов: никель, хром, железо, медь, цинк, алюминий, кобальт. Технология изготовления материалов сопротивлений сложна. Существующие сплавы для изготовления сопротивлений по величине удельн. эл. сопр. и одновременно по величине максимальной рабочей температуры естественным образом делятся на 5 основных групп.
Первая группа образуется системами из трех компонентов: меди, никеля и цинка. Типичные сплавы имеют названия: нейзильбер, никелин, реотан.
Р=от 0,80 до 0,5, причем р увеличивается с увеличением относит, содерж. Ni; α= от 0,0002 до 0,0004. Температуру сплавы выдерживают лишь умеренную до 309—850° С и тем меньшую, чем более в сплавах цинка. При более сильном нагреве интенсифицируется избирательное окисление цинка,и материал становится хрупким.
Вторая группа представлена сплавами меди с никелем. Основной сплав— константан; α= 2 — 5ХЮ-5; а повышается с увеличением относит, содерж. никеля. Максимальная рабочая температура колеблется от 850 до 500° С.
Константап гибок, легко обрабатывает- j в сплаве. При высоких рабочих тем-ся, допускает пайку мягкими и твер1 пературах нихромовые сопротивления дыми припоями. На воздухе не оки-! не должны соприкасаться с вещества-сляется. Искусственно образованная 1 ми, содержащими силикаты и щелочи, оболочка эл. изолирующей окиси поз-1 так как поверхностный слой окиси воляет наматывать спирали сопроти-i легко дает с ними шлаковые соедине-вления виток к витку. | нпя.
Третья группа образуется ферро-никелями, то есть сплавами ;келеза с никелем. Содержание никеля обычно составляет 25—307о- Слегка ржавеет в атмосфере паров. В виде тонких проволок применять не рекомендуется.
Четвертую группу составляют сплавы никеля с хромом—нихромы и тронные сплавы железа, никеля и хрома— ферронихромы. Материалы сопротивления, изготовленные из этих сплавов, отличаются весьма высокими качествами и нм принадлежит в настоящее время главная роль при построении эл. нагревательных приборов и установок с металлическими сопротивлениями. Только благодаря изобретению нихрома (Маршем в 1906 г.) техника эл. тепла смогла получить современное разностороннее развитие. Для нихрома Qmm
Р=0,85 — 1,10 —г,α= 6Х10-28Х
ХЮ~°; V раб. ферронихрома р:
= 850 — 1100 Сс. Для
12 миллиметров-
1,05—1,11 ——; з =
= от 16×10~° до 36×Ю“°; to раб. — 850—1150° С. Роль хрома и железа в сплавах такова: с увеличением содержания хрома увеличивается р, уменьшается я и растет стойкость против окисления. Введение железа увеличивает р и придает большую вязкость при высоких температурах. В первое время работы на проволоках и лентах сопротивления из NiCr или из FeXiCr образуется тонкая пленка окисла, обладающая большой прочностью. Эта пленка предохраняет материал сопротивления от дальнейшего окисления. Сплавы типа нихрома хорошо свариваются с другими металлами, но не паяются обычными припоями. Механическая обработка нихромов связана с большими затруднениями. Металл быстро получает наклеп и должен часто! нагреваться. Обработка тем затрудни-1 тельнее, чем более хрома содержится;
Пятая группа сплавов представляет собой последнее достижение металлургии. Еще 15 лет тому назад были известны двойные сплавы железа с хромом. Ко их механическая обработка представляла большие затруднения, и их качество было невысокое. В последние же годы была проведена работа по феррохромам с присадкой алюминия, а ташке алюминия и кобальта. В результате были получены прекрасные сплавы, главные из которых получили название „мегапир“ и „кан-там. По величине удельного эл. сопротивления, сроку службы и величине максимальной допустимой рабочей температуры новые сплавы превосходят нихромы и частично ул;е вытесняют последние. Мегапир в холодном состоянии хрупок, может свариваться. Данные кантала: обрабатывается хорошо, позволяя тянуть проволоку диаметром до 0,02 миллиметров. В холодном состоянии позволяет свивать спирали из проволоки диам. до 6—6,5 миллиметров. Сваривается особыми способами, например вольтовой дугой.
Неметаллические сопротивления. В зависимости от состава массы сопротивлений величина о изменяется в весьма широких пределах. С течением времени работы о, как правило, заметно изменяется. Температурный коэффициент отрицателен. Выдерживают длительно температуру 1500 — 3000сС. Механическая прочность невелика. Возможность выбора формы ограничена. Доставляют затруднения с устройством контактов.
Классификация твердых неметаллических материалов сопротивления: 1) угольные трубки и штабики; 2)трубки и штабики из масс, имеющих в основе углерод; 3) порошки сопротивления; 4) пасты сопротивления.
Угольные сопротивления имеют то достоинство, что способны работать при температуре порядка 3000°0 и при этом дешевы. Но их крупными недоетатками являются: сгорание при накаливании в воздухе и малая механическая прочность, а отсюда —и малый срок службы. Сопротивлсп и я из карбидов выдерживают меньшую температуру. чем чистый уголь, но зато отличаются значительно большим сроком службы, почему и имеют довольно большое применение в про-мкшл екно сти. О ищи й, суще ствен и ы и недостаток карбидных штибиков сопротивления состоит в том, что они испытывают с течением срока службы большой прирост уд. эл. сопротивления, доходящий до 80°/о. Известно применение двух групп карбидных материалов, состоящих в основном из карбида силиция и из карбидов металлов. Представителями первой грунты являются силит и глобар. Силитовые штаиики выдерживают температуру до 1400°С. Сопротивление разрыву — 100—200 килограмм см- Коэффициент и пн рас-шир.нри800сС0,4о;о,при 1200°СО,Ьб();о. Сопротивления из карбида металла известны под названьем „кварцилит“. В зависимости от состава, относительная величина р кварцилитовых шта-биков может меняться от 1 до нескольких миллионов. С возрастанием напряжения р кварцилита уменьшается. Длительно кварцилит- выносит температуру до 1200°С и кратковременно до 17оО°С. Но при t раб. >1С00°С требуется применение добавочного металлического сопротивления, ибо при отсутствии такового происходит непрерывное возрастание тока вплоть до разрушения штабика. Коэффициент лин. расширения весьма мал, так что сопротивления выносят резкие колебания температуры. Слабое место нагревателей с керамическими штабиками -контактные устройства, от выполнения и действия которых е значительной степени зависит срок службы нагревателей. Контактное устройство должно быть эластичным, чтобы допускать свободное тепловое расширение штабика, и оно должно иметь достаточно малое переходное сопротивление. Последнее требование означает, что всегда должно сохраняться плотное соприкосновение копна штабика с контактом. Для этого необходимо, чтобы конец штабика всегда оставался отно-1
сительно холодным. Поэтому концам стараются придать возможно большую электропроводность. В случае штабиков из карбида силиция это достигается, например, пропиткой концов силицием, алюминием или никелем.
Порошки сопротивления. Применяются порошки из угля или графита или из смеси проводниковых и непроводниковых материалов, например из графита и окиси металла. Недостатки порошков: необходимость применения низкого напряжения, трудность получения однородной массы, выгорание, значительные колебания электрическо-10 сопротивления в зависимости от разных факторов.
Паста сопротивления. Обычные компоненты пасты: силикат металла,
графит, жидкое стекло. Возможности применения паст достаточно не изучены. Недостатки материала: невысокая допустимая рабочая температура, трудность устройства хорошего контакта, трудность получения больших партий однородной по качеству и свойствам продукции.
Поддержки и эл. изоляция. Общие требования к материалам поддержек и эл. изоляции: 1) высокая электроизолирующая способность и эл. прочность при повышенных температурах; 2) способность выносить резкие колебания температуры; 3) малая теплоемкость; 4) жароупорность; 5) механическая прочность; 6) химическая инертность по отношению к материалам эл. сопротивлений; 7) отсутствие гигроскопичности; 8) удобство придачи желательной формы.
По характеру выполняемых функций эл. изоляция делится на изолирующие поддеряски и внешнюю изоляцию. Поддержки могут или должны обладать теплоизолирующими свойствами. Внешняя изоляция, окружающая со всех сторон тело сопротивления, служит передатчиком тепла от сопротивления к нагреваемому телу, поэтому к ней предъявляется добавочное требование хорошей теплопроводности. Природа эл. изолирующих тел такова, что перечисленные требования оказываются, на практике, противоречивыми“ и поэтому приходится довольствоваться удовлетворением лишь некотрых из них, являющихся в рассматриваемом случае наиболее важными. Особенно трудно подобрать такое вещество, которое было бы одновременно хорошим эл. изолятором и хорошим проводником терла.
Поддержки. Формы поддержек бывают самыми разнообразными. Типичные—таковы: кирпичики с крючкообразными выступами для подвешивания проволок; трубки гладкие и с винтовой нарезкой; ребристые изоляторы, надеваемые на металлические рамки („наездники“); держатели крестообразного сечения; плитки с канавками. Большая часть применяемых держателей представляет собой керамический черепок, то есть изделие, полученное путем обжига из керамических материалов. Чаще всего применяются т. наз. пористые черепки:шамотный,стеатитовый имарк-вардовский. В шамотный черепок входят: сырая огнеупорная глина и глина предварительно прокаленная(„шамот‘).
Кроме того, делаются добавки каолина, корунда, стеатита. В стеатитовый входят: глина и стеатит (тальк). В марквардовский — глина, каолин, корунд, дающие до 80(,/о АПО« в массе.
Некоторые свойства пористых черепков. Сопротивление сжатию-500—3.000 ‘KdjcMJ. Среди, коэфф. расширения в пределах 20—650°С — 1,25 — 4Д×ДО““6; удельное эл. сопр. при 500°С - 6ХЮ5-8×10е и см, при 700 С —5 10- 6-105 см. Температура размягчения—1400— 1700°С. Пористость в °/о к объёму — чаще всего от 10 до 30. Объемный вес — 1,8 — 2,3 гр/см3. Представитель „спе-чекых черепков“ —фарфор может применяться лишь при умеренных температурах—до 300°С.
Внешняя изолягия. Применяются следующие группы материалов: слюда, миканит, цементообразные массы, эмали и порошкообразные массы. Свойства основных материалов представлены в таблице И.
Таблице И-
Некоторые свойства материалов электрич. изоляции
|
| |
j Дм электрич. СВ | |
йегьа | |
| |
T e | |
р и и ч е с | |
Е. С В ( | |
> и с т в а | |
| |
|
Материал | |
Ойb<-Л1Я. эл. i с и рот. | |
;J робиВ. | |
| |
Tводопроводя ость | |
Теплоемкость | |
Жароупорность Т макс, прим., °Ц | |
|
ь | |
It Q CAi j | |
градиент,
БВ/ЛШ | |
t° Д | |
ПЛОТНО-ТЬ,
гр/сме | |
!
ватт/сл:-
! А
i | |
t° Ц | |
джоуль | |
|
1 | |
; 2 | |
1 з I | |
4 | |
~r~ | |
! 8 | |
! 7 | |
8 | |
9 | |
10 | |
|
Слюда | |
! 20
| | |
5.1X5 053-
-~4,9ХЮ13 | |
80—2001 | |
300 | |
2,С-3.2 | |
0,0045 | |
20 | |
0,86 | | |
550—750 | |
|
Миканит. . . | |
| |
j | |
j | |
20 | |
— | |
О,0«1— — 0,004 | |
— | |
— ! | |
450-К0 | |
|
АЛУЖД. . . ; | |
j 1С00
I | |
l.sxio“ | |
| |
650— 1200 | |
каж. 2,6
НСГ11НН.
8—4 | |
0,035
j | |
О—800 | |
0.07 | |
| |
|
Шамот | |
— | |
— | |
__ i | |
200—
1000 | |
— | |
0,0077 | |
— | |
: | |
— | |
|
Кварцев, песок | |
; | | |
1 | |
— i | |
20-
160 | |
1,52 | |
0,0035 | |
20-100 | |
0,8 | |
| |
|
Азбест. .. . j | |
j — | |
36X1 j | |
2,5-4 i | |
200 | |
0,47 | |
0,002
0,046
i | |
— | |
— | |
50 | |
|
Магнезит. .
плавленыйвыоокосортк. | |
CZ
оо | |
ДО 29X106 j | |
1—2 i 3U0-- 700 | |
каж. 3 истина. 8,6 | |
0-800 | |
1,1 | |
1 >1000 | |
Добавления к таблице II. Слюда. Дефицитность и плохая теплопроводность слюды заставляют стремиться к замене ее другими материалами. Цементообразные массы. Связывающим % веществом масс является высокосортный цемент. Затем берутся компонентами: жароупорная глина, тальк, азбест, прибавляют еще жидкое стекло. Применение азбеста и в особенности азбеста с жидким стеклом, вообще говоря, не рекомендуется, так как получающаяся масса имеет невысокую эл. изолирующую способность, весьма гигроскопична и при повышенных температурах действует разрушающим образом на проволоку сопротивления. Эмали. По своему соетаву и виду являются стеклообразными массами. Алунд. Исходный материал весьма распространен в природе, во изготовление аду нда стоит дорого. Окись магния,
Может быть получена в нескольких физических состояниях. Продукт сгорания на воздухе металлического магния— жженая магнезия—плохо проводит тепло и в качестве наполнителя нагревательных элементов применяться не может. Минерал магнезит, на 95°/о состоящий из MgC03, хорошо проводит теплоту, но не обладает жаростойкостью. Уже при нагреве до нескольких сот °С MgC03 разлагается на MgO и С02. Окись магния с небольшим количеством примесей, получаемая в результате разложения магнезита, или т. наз. каустический магнезит, будучи спрессована, довольно хорошо проводит тепло и при средних температурах имеет довольно хоро-шую эл. изолирующую способность. Поэтому ’ может применяться в элементах с умеренной температурой. При относительно высоких температурах (600°С и выше) эл. изолирующая способность, вследствие содержания примесей, резко падает. Недостаток материала—активность по отношению к воде. Ценными свойствами наполни теля обладает порошокпериклаза—кристаллической разновидности MgO-получаемый следующим образом: минерал магнезит, отобранный так, чтобы он содержал возможно меньше примесей, подвергается сплавлению. Слитки разбиваются. Хорошо сплавившиеся и относительно чистые от примесей куски дробятся и размалываются. Частицы металла от мельниц удаляются магнитным сепаратором. Лучшая разновидность окиси магния получается в результате процесса, предложенного в 1921 году норвежским инженером Пакером. Сущность процесса такова: чистый металлический магний подвергается обработке водяным паром при высоких давлении и температуре. Получается кристаллическая гидроокись магния, которая при дальнейшей тепловой обработке переходит в кристаллическую же окись магния. Кристаллическая структура и плотность сообщают бакеровой окиси магния хорошую теплопроводность, а химическая чистота—прекрасную эл. изолирующую способность при высоких температурах.
Существующее типы эл. нагревательных элементов. Элементы с металлическими сопротивлени ями. А. Открытые элементы. Xаракте ри зуются тем, что сопротивление остается совершенно открытым. Отличаются относительной простотой изготовления. Имеют тот недостаток, что сопротивление подвергается беспрепятственному действию окружающей среды и тел, случайно приходящих с ним в соприкосновение. Теплопередача от элементов осуществляется большей частью излучением и конвекцией.’
1. Плиточный элемент. Элемент составляется из керамической плитки с канавками и из проволочной, обычно нихромовой, спирали, закладываемой в канавки. Применяется в кухонных плитках, плитах и в разных печах.
2. Плиточный элемент на низкое напряжение (6—12 вольт) получает питание током от понизительного трансформатора, иногда с несколькими выводами для получения разной мощности. Сопротивление применяется в виде толстых шин, штампованного листа или отливки, изготовляемых из нихрома или чугуна. Элемент совершенно безопасен в обращении. Сопротивление, благодаря большому сечению, имеет большой срок службы. Низкая величина напряжения делает достаточным для эл. изоляции сопротивление образующегося поверхностного слоя окиси. Недостаток- системы — необходимость до полннтельных затрат на трансформатор.
3. Элемент с сердечником. Образуется продолговатым, чаще всего керамическим сердечником обычно кольцевого или крестообразного сечения, на который наматывается проволока, лента или проволочная спираль сопротивления. Применяется в печах, в эл. фенах.
4. Рамочный элемент (рисунок 1). При первом, более универсальном варианте устройства берется металлическая рамка (каркас), снабжается изоляторами типа „наездник“ и по изоляторам обматывается проволокой или лентой сопротивления. Подобная конструкция применяется в печах, сушильных установках, инкубаторах. При втором варианте на каркасе укрепляются изоляторы, посредством которых подвенгаваются проволочные спирали. Конструкция подходит к эл. калориферам.
Рисунок 1. Рамочный элемент.
У нас изготовляются элементы открытого типа для подогрева воды с погружением в нее. Подобные элементы должны быть признаны чисто кустарными. Они небезопасны в обращении (вода оказывается при работе под напряжением) и недолговечны.
B. Полузакрытые элементы. Сопротивление более или менее изолируется от внешней среды, но остается в соприкосновении с воздухом.
1. Плиточный элемент. Сопротивление в виде проволочной спирали располагается вканавках :
плитки, делаемых’не! с верхней I
стороны, как в открытом элементе,
а с нижней.
2. Гильзовый. Проволочная спираль вводится в металлическую гильзу, от которой изолируется |
керамическими изоляторами. I
3. Трубчатый. Берется многока- валовая керамическая трубка, и проволочная спираль протаскивается последовательно через все каналы. Концы проволоки закрепляются в контактах с торцов трубки.
C. Закрытые элементы. Имеют ео-жротивленне герметически закрытое при помощи эл. изоляции ж кожуха. При этом сопротивление защищается от действия разрушительных агентов. Кроме того, если материал изоляции хорошо проводит тепло, то условия теплопередачи улучшаются по сравнению со случаем открытого сопротивления.
1. Элементы со слюдяной и мика-ттювой изоляцией (рисунок 2) Принцип устройства: .берется слюдяная илимиканитовая поддержка, обертывается проволокой или лентой, и сопротивление закрывается той же изоляцией. Затем все запрессовывается в металлический кожух (нагреватели жидко-; степ.) или же плотно прижимается I к воспринимающей тепло метал ли-; ческой поверхности (плитка, чайник, j утюг). Тщательность запрессовки или ! прижатия слюдяного элемента оказы ! вает большое влияние на срок его | службы. Наличие воздушных прослоек, I плохо проводящих тепло, способно сильно повысить температуру сопротивления и вызвать его быстрое пере-; горамие. По сравнению с жароупорным, миканитом слюда обладает более высокими электрическими и тепловыми свойствами, но миканит облегчает сборку элемента.
2. Слюдяной элемент с тонкослойным сопротивлением. Элемент образуется листиком слюды, на который наносится тонкий слой платины, и вторым листиком, закрывающим сопротивление. Элемент получает хорошие
СМ НЛ О},.
лис лг сгеоНсто $-у-
HJ7 - Ым&м j;.Tt ‘га
А- г. Л -; -<к .г<МИЮ кългрЛнА
Рисунок 2. Элемент со слюдяной изоляцией.
условия теплопередачи и отличается долговечностью, но вследствие дороговизны платины распространения не получил.
3. Элементы с цементообразным наполнителем. Делаются пластинчатые, гильзовые и плиточные. В 2-х первых случаях берется соответственно плоский ила круглый сердечник, обматывается проволокой, или лентой, и вводится в металлический кожух.,3атем пространство между сердечником и кожухом заполняется цемент-массой. Сердечники изготовляктакте между пружиной F и винтом S, электромагнит размагничивается, и
Рисунок 5.
пружина F возвращает якорь А в первоначальное положение; но тут вновь замыкается цепь тока у винтаческой жизни. Для подачи сильных сигналов, а также в телефонных установках применяется поляризованный звонок (рисунок 5). В этом звонке сердечники электромагнита привернуты к сильному постоянному магниту, благодаря чему они сами намагничиваются постоянным магнетизмом; катушки двух сердечников электромагнита намотаны в противоположном направлении, поэтому при питании переменным током последний попеременно усиливает постоянный магнетизм то одной, то другой половины электромагнита; в результате, связанный с молоточком якорь попеременно притягивается то к к правому, то к левому сердечнику электромахчшта, а молоточек стучит по двум колокольчикам.
Т. к. напряжение звонковой установки относительно мало, то провода звонковой установки изолируются
А электромагнит вновь притягивает якорь, и от удара молоточком колокольчик вновь звучит, и так далее Действие второго типа дребезжащего звонка (рисунок 4) основано на том же принципе, только вместо прерывания тока электромагнита здесь притягивание якоря замыкает ток помимо электротолько хлопчатобумажной пряжей и прокладываются прямо по стене, без роликов, но в ответственных случаях для проводки применяется освинцованный кабель.
Один и тот же звонок может быть приведен в действие из нескольких различных пунктов. В этом случав намагнита и тем самым вызывает раз- жимные кнопки включаются параллель -магничивание электромагнита и отпа-: но, как это показано на рисунке 1. Однако, дание якоря. Дребезжащий звонок в подобных установках с несколькими может питаться как от батареи элемен- кнопками важно знать, откуда подан тов, так и от сети переменного тока; | сигнал; для этой цели такие установки, в последнем случае необходимо при-; часто снабжаются нумераторами с менять звонковый трансформатор, по- отпадающими клапанами- Построен нижающий напряжение до 3-8 врарЁгкщшератор следующим образом: та до напряжения безопасного длy4e1Ioвe- Гукреплено несколько эдехтро“
считается для светильников прямого света от светового центра светильника до рабочей поверхности, а для светильников полуотраженыого и отраженного света от потолка до рабочей поверхности. Расстояние светильников от стен должно равняться приблизительно 0,5-т-0,75 высоты подвески светильников. В некоторых случаях для получения большей равномерности освещения приходится отступать от вышеуказанных правил размещения и подвески светильников. Необходимый световой поток можно создать небольшим числом мощных источников света или, наоборот, большим числом маломощных источников света. В первом случае достигается меньшая равномерность
в освещении, но и меньшие расходы по эксплуатации, во втором случае получается лучшая равномерность в освещении, йо увеличивается стоимость эксплуатации.
Существует несколько методов расчета Э. о. Как более простой и быстрый способ расчета, дающий практически достаточные результаты, можно рекомендовать метод коэффициентов использования. Необходимый световой поток для одной лампы, создающий освещение в помещении в соответствии с вышеприведенными нормами, определяется по следующей формуле:
„ Е8с F- —,
rjZ
где Е-световой поток в люменах для одной лампы осветительной установки,
22—требуемая освещенность по нормам (смотрите табл. 8, 9, 10, 11), S-площадь пола в кв. метрах освещаемого помещения, я—число ламп; с— коэффициент запаса, учитывающий уменьшение светового потока со временем; для чистых помещений его величина принимается 1,2 —1,3, для средних 1,5 и для пыльных и грязных— 2; —коэффициент использования осветительной установки (отношение величины используемого для создания определенной освещенности на определенной площади светового потока ко всему излучаемому в помещении световому потоку). Коэффициент использования в большой мсфе зависит от окраски помещений, от рода выбранных светильников и от геометрических размеров помещения (индекс помещения г).
Чтобы рассчитать освещенность в какой-либо точке А, находящейся на горизонтальной поверхности М или на вертикальной поверхности Р (рисунок 15), можно воспользоваться следующими формулами: для горизонтальной освещенности
Е =
2а la Я
“тг~ С038α= —„г-: - ;
н- у(я» + v->у>
для вертикальной освещенности я.=-Jr cos3 о sin α= г; ИЛИ
Еч=Eh tga,
где 22—горизонтальная или вертикальная освещенность в люксах; 1а —сила света источника под углом «; Я—высота в м светового центра источника света над освещаемой точкой; Z—горизонтальное расстояние в м от светового центра источника света до освещаемой точки.
Для подсчета освещенности точечным методом нужно знать распределение силы света источника в продольной плоскости (смотрите рисунок 14). Точечный метод подсчета освещенности дает возможность сделать более точную поверку освещенности на местах работы. Освещенность в действительности может быть несколько выше, так как при подсчете этим методом не учитывается световой поток, отраженный от окружающих поверхностей. При помощи
Е
ряд
|
| |
Мини | |
| |
|
| |
маль | |
| |
|
| |
ная | |
Раз | |
|
Наввание работ и помещений | |
осве | |
| |
|
| |
щен | |
ряд | |
|
| |
ность. | |
| |
|
| |
Люксы. | |
| |
Название работ я иомещенлй
Минимальнаяосвещенность. Люксы.
б Те же работы, что в разряде I, но рабочие поверхности преимущественно оветловатых и светлосерых цветов. Тонков ткачество, ватера, шитье на швейных машинах, тонкие слесарные,
Iтокарные, столярные и инструмента.] - !ные работы, крашение я отделка, кручение, счетные и проектные работы,
живопись. 75
VII
Раздевальни: 1) горизонтальная осве-щ яность на полу.
2) вертикальная освещенность на стенах на высоте 1,5 м от пода
УШ
Проходы впомещениях между стан- I
15
в Те же работы, что в разряде I, но о рабочими поверхностями светлых цветов, а рассматриваемые на них предиеты светлосерых ж темных цветов. Чтение, отсчет на измерительных приборах,кабинеты и конторы, светлое ткачество, пряденье, каландры, сборка машпн, распиловка дерева, отолярно-плотницкие я малярные работы, апре-туриые работы, машинные валы, кондитерское производство, хлебопечение, обработка кож.
59
II а
Равличенже несколько более крупных деталей по сравнению о указанными в разряде I а преиьп яротвежно на темных поверхностях.’ Более крупное прядение я ткачество, средние токарные, слесарные и столярные работы, трансформаторные помещения, распределительное устройство, сборка мелких машин.
60
к&ми:
1) горизонтальная освещенность як полу. . ! 10
IX
2) вертикальная освещенность на стенах и боковых поверхностях станков па иротяж-ним | 2 м от пола|
Входы, выходы, лестницы и иные по-мегцегня для пребывания я прохода людей: I
1) горизонтальная осве- щенность на полу
2) вертикальная освещенность на стенах на протяжении 1,5 м от пола 8
I Х
Дворы, проезды (на земле)
об Работы, что в разряде I б, но о рабочими поверхностями светловатых и светлосерых цветов. Более грубые слесарные работы, жестяночьые, кровельные и штамповальные работы.
в Работы, что в разряде I в, но с рабочими поверхностями светлых цветов. Грубое прядение, прокатка, куанечные и малярные работы, кардное и ленточное производство, промывка, сушка, отбелка, перегонка, дубление, краско-варочкые работы, помол, водокачки, вагранка, склады инструментов и мелких частей.
Ша
Работы, при которых не требуется различать мелкие предметы, хх части и какие-либо подробностио темными поверхностями о светловатыми и светлыми. .
80
20
! Примечание. Рабочими поверхностями считаются поверхности предметов, на к >торые доджея смотреть глаз во время работы. Если не указаны рабочие поверхности, то освещение измеряется на высоте 1м от пола. Опыт применения норм показал,
I что для тонких работ минимальная освещенность в 100 лк недостаточна.
Для более тонких работ, чем указанные в I разряде, НКТ утвердил 14 мая 1е3 г. в обязательном поряди© 0 разряд, по которому освещенности принимаются для темных рабочих поверхностей 200 дк, средних —150 лк и светлых — 100 лк.
На II Всесоюзной светотехнической I конференции в Москве в 1929 г. были; приняты проекты правил освещенияб Чесальные машины, грубая упаковка, склады.
учебных и лечебных заведений, а также впервые для нашего Союза были при-
IV
Работы, не требующие рассматривания близлежащих поверхностей. Топочные помещения, бункера, зольное помещение и проч.
15
V
Работы, связанные с примененном доступных для соприкосновения опасных режущах инструменте“, ре.щоз, сверл, фрезов z пр. размером: мёьсе б×б ел:, более 5×см.
3 i.O
50
Уборные, умывальники, ванны (горизонтальная освещенность на поду).
S5
няты правила искусственного освещения улиц, цреездов и дорог.
Особенно нужно тщательно относиться к освещению школьных помещений Гем. школьная гигиена, L, 208/09). В учебных помещениях школ должно применяться общее освещение. Освещенность не должна быть ниже принятых на конференции норм, приводимых в таблице 9.
Светильник „Люцетта” преимищ. отраженного света
/
N
|
/ / | |
Ч J | |
|
/ | |
А | |
|
/ | |
/1 | |
|
[ | |
/ i | |
|
/ i | |
|
1 | |
/ | |
90аярких источников света в поле зрения ной линией и линией, соединяющей глаза. В настоящее время органами глаз с источником света, допускается охраны труда в СССР совершенно помещать светильники, у которых светящееся тело или вовсе не видно, или заслонено густой светорассеивающей оболочкой. Общее освещение должно создавать достаточно равномерную освещенность всего помещения. Отношение наибольшей освещенности к наименьшей не должно быть больше 3:1. Должны хорошо освещаться как горизонтальные места работ, так и вертикальные. В соседних помещениях не должна быть большая разница в освещении, так как при переходе из слабо освещенного помещения в помещение сильно освещенное и наоборот глаз в начале плохо приспособляется к таким резким переменам. Освещение не должно создавать мешающих при работе теней и не должно создавать слепящего отражения от рабочих поверхностей.
Осветительные установки должны быть легко доступны исправлению и чистке. На уход за осветительными установками, особенно в промышленных предприятиях, должно быть обращено-самое серьезное внимание. Своевременная смена ламп и чистка арматуры может повысить освещенность на 40 -- 10 °/о.
8. Светильники. При устройстве Э. о. всегда применяется арматура. Осве-т и тел ьн о и а рматуро и называется приспособление, служащее для перераспределения светового потока источника света, предохранения глаз от ослепления, защиты источника света от механических повреждений и действия непогоды. Осветительная арматура в совокупности с источником света и некоторыми другими деталями называется светильником. За последние годы в СССР были проведены большие исследования по изысканию типов рациональной арматуры для промышленного освещения. В настоящее время в Союзе изготовляется в большом количестве типовая арматура для прямого, полу отраженного и уличного освещения, а по специальным заказам и всякая другая арматура.
Осветительная арматура характеризуется: коэффициентом полезного действия (отношение светового потокао°_
светильник
—~— голая лампа кривые построены дляцелобной лампы в ЮОО люменов
Рже. M.
запрещается применять для освещения голые электрические лампы или лампы с плоскими абажурами. В пределах угла 30°, образованного горизонталь-
) Сила свзта па 1 м д.-шни г<1убки.
Эмиалэаэо эонэаьис1х>]Э£1
16 раз! (ср. излучение). На основании закона Вина следует, что с увеличением температуры излучателя максимальная энергия излучения перемещается в область более коротких воли: Хтах Т==2.885, где лтах — длина волны в микронах, несущая максимальную энергию излучения, а Т — абсолютная температура. Планк установил зависимость величины лучистой энергии для определенной длины волны от температуры излучателя:
_..С!
Pxt—CiA”5 е и ватт на 1 сме,
где Сг=3,72 10 “ 12 ватт - сантиметров ~2; С2== 1,43 сантиметров — градус;×— длина волны в сантиметрах; е — основание неперовых логарифмов; Т—абс. температура.
На основании последней формулы на рисунке 1JL построены кривые излучения для разных температур площади, ограниченные кривыми пропорционально полному излучению; заштрихованная часть для каждом площади представляет собою лучистую энергию, воспринимаемую глазом (она очень мала!); вся остальная часть лучистой энергии не воспринимается глазом. Другие накаленные тела, как, например, платина, вольфрам тоже следуют законам температурного излучения абс. черного тела, но их энергия излучения еще меньше.
Приведенные краткие соображения о процессах излучения дают ясное представление, в каком направлении надо итти, чтобы получить более экономичный источник света. История развития и усовершенствования ламп накаливания показывает, что каждые последующие, вновь выпускаемые типы ламп имели более высокую температуру, большую световую отдачу и большую яркость, как это видно из табл. 5.
Продолжительность горения ламп и световая отдача зависят от напряжения сети, при котором горят лампы, так как при повышении напряжения возрастает температура нити лампы и световая отдача, но сокращается продолжительность горения. Для приближенных подсчетов служат следующие формулы:
Т_г
Т3=1(ШЖ) ’
Т а б л. 5. Характеристика электричг. ламп накаливания.
|
Наименование лама | |
Темпер&ура накаланити | |
Световаяотдача | |
Яркость | |
|
Град. Цель-
ЗЕЯ | |
лм/вт | |
стильбы | |
|
Игольная лампа. . . | |
! 1850 | |
! | |
55 | |
|
Вакуумн. лампа о воль | |
| |
! | |
| |
|
фрамовой нитью £0 ватт.“. | |
2200 | |
ю,о | |
150—200 | |
|
Газосолные лампы: | |
1 | |
! | |
| |
|
„. 50 затт | |
2Ш | |
10,0 | |
460 | |
|
„ 100 „ | |
2 ISO | |
12,9 | |
570 | |
|
бои „ | |
2660 | |
18,1 | |
1000 | |
|
п 1.000 „ | |
2700 | |
20,1 | |
1200 | |
|
Кино - проекциомпая | |
| |
| |
| |
|
лампа ЗОу, 1000 вт. . | |
2900 j | |
2 ДО | |
2050 | |
где Тх и Т2 — время продолжительности горения ламп при световых отдачах (Lm/Wi) и (.LmjW2), Ь — показатель степени, который может быть принят равным 7;
где 2 и Т2 — также продолжительность горения, a Vx и V2 — соответствующие напряжения. На рисунке 12 представлена зависимость процентного изменения силы света (1о), световой отдачи (F/vr), мощности (IF), удельной мощно-(W
стя у~jj и продолжительности срокаслужбы (Т) от напряжения.
К люминеецярующим источникам света относятся: вольтовы дуги с эффектными углями; ртутные дуги из кварца и стекла; светящиеся трубки с разреженными газами (углекислотой — свет Мура, с неоном —рекламное и сигнальное освещение). В настоящее время в практику вводится аргоно-ртутная лампа высокого давления с трубкою из стекла с оксидным катодом и содержанием аргона при давлении в несколько .мм ртут. столба. Такая лампа может быть включена в обычную сеть с напряжением 220 F. Световая отдача лампы ~ 40 лм/ьт, яркость средины трубки ~ 200 стильбов. Лампы изготовляются на 250, 500 и 1.000 вт. Изготовляются лампы такого же типа с парами натрия и кадмия. По световойляется при помощи действительного эталона, помещаемого в И на место испытуемого источника света. Окончательная формула, определяющая силу света 1Х источника в зависимости от угла измерения:
где /э — сила света эталона, расстояние от К до фотометрической головки при измерении с эталоном, а 1„ — расстояние тоже до головки при
| поток Fa эталона, или световой поток I Fx испытуемого источника света. Отверстие О должно быть защищено экраном Э от прямых лучей. Фотометрическое равновесие устанавливается для эталона и испытуемого источника света при помощи промежуточной лампы Л9 горящей при строго одинаковом режиме; тогда справедливо следующее равенство:
где /9 и 1Х—отсчеты на фотометре при фотометрическом равновесии для эталона и испытуемого источника света.
Для измерения освещенности применяются очень простые и удобные для переноски люксметры. Имеется большое количество различных конструкций люксметров. В настоящее время у нас, в СССР, получил большое распро-
Рнс. G.
измерении испытуемого источника под углом а. По полученным на распределительном фотометре кривым распределения силы света можно вычислить световой поток {F и среднюю сферическую силу света (/0), на которые почти всегда и ведутся всякие светотехнические расчеты.
Из табл. 1 следует: F=<о/, а для полного телесного угла ш=4 имеем F=z4kI0; чтобы вычислить световой поток какого-нибудь источника, следует брать по продольной кривой средние значения силы света через равные линейные углы (не больше 5“ или 10°) и это значение множить соответственно на величину телесных углов для каждой зоны, все произведения сложить, что даст полный световой поток источника света. Разделив световой поток F на 4к, получим среднюю сферическую силу света источника (/0).
Световой поток и среднюю сферическую силу света молено получить непосредственным измерением при наличии соответствующих эталонов в шаро“ вом фотометре (рисунок 6). Шаровые фотометры изготовляются диаметром 1-8 внутренняя поверхность матово-белая, через отверстие О направляется на фотометрическую головку Ф световойстранеаие люксметр, изготовляемый е Ленинградском государственном опти“ песком институте (ГОИ).
Схема, люксметра представлена на рисунке 7. Внутри деревянной коробки помещается матовый экран (1), изменяющий свой наклон при помощи экс-I центрика (2); экран 11) освещается эта-| лонной лампой (3). При включении лампы (3) при помощи кнопки (5) на экране
‘12—I
ю—ijl 7 у
&
Рисунок 7.
(I) создается некоторая освещенность. Световой поток экрана (1) благодаря зеркалам (6 и 7) попадает в окуляр (8). Экран (9) помещают на место, где должна быть замерена освещенность. Световой поток экрана (9) также попадает через отверстие (10) в окуляр (8). Глаз наблюдает два поля освещенных экранов (1 и 9). Экран (1) вращается до тех пор, пока оба поля не будут иметь одинаковую яркость; тогда стрелка, соединенная с головкой эксцентрика, покажет величину освещенности в лю-
Источники света ПОЧТИ всегда излу- Таблица 4. Соотношения между различными единицамичают неодинаковый световой поток и имеют неодинаковую силу света в раз-; личных направлениях. Необходимо! иметь представление о том, какой; именно световой поток или сила света | принимается во внимание. Направлен- j пая сила света !._> или 1а есть сила!
освшценностп.
Переводный козф {шци»‘нт
Наименование Люко | лм/ма
==“:
Фтт-свр’ма
Хефнер-люк«
НЬш т2 лмкв. футсвета источника, измеренная в каком-
Люкс (метр-све-; яа) j
1,17
0,0929
0,0794
либо одном направлении, и соответ- j ствует ЛИШЬ ТОЛЬКО одному этому на j Хефнер-люкс. j 0.8.55 правлению. Средняя поперечная сила j Фут-свеча. . ю,7в ! глво : i света lh ) есть среднее арифметиче-; i
ское из значений силы света источника :
по всем направлениям в плоскости, 5. Светотехнические измерения ивы-поперечной оси симметрии псточ- числения. Для измерения светового по-ника света и проходящей через; тока или силы света различных ламп и его световой центр. Средняя сфериче- i светильников служат разной системы ская сила света 1С есть средняя сила j фотомет ры. Сила света и световой поток света источника, одинаковая по всем! вычисляются по найденной яркости направлениям; она равна величине j экрана фотометра (сл. XLIV 382/84). полного светового потока источника j Измерение освещенности чаще всего света, деленного на 4- Соотношение J производится специальными прибо-между полным световым потоком и; рами — люксметрами разных систем, средней сферической силой света: j дающими показания непосредственно
| в единицах освещенности — люксах.
| Прежде, когда источники света ириме-Лижняя {верхняя) полусферическая | пялись весьма малых мощностей (10 сила света есть средняя си-|100 вт>’ онп обытао измерялись только
i ! на среднюю поперечную силу света Jh
ла света источника, одинаковая по»g настоящее время, с применением всем направлениям в нижней (верхней) j источников света больших мощностей полусфере; она равна величине свето- j (д0 до квт. и больше), измерение силывого потока, излучаемого в эту полусферу, деленного на 2~. Точно так лее установлено понятие о полном световом потоке FQ источника света и о1
потоке Fy в нижнюю и о потокесвета или светового потока в одном каком-нибудь направлении не может i характеризовать источника света как е точки зрения распределения силы света, так и со стороны общего излув верхнюю полусферу. Если при свете- i чення, а поэтому источники света чаще J F J j всего характеризуются кривой распревых-измерениях применяется между- j деления нсплы света, т..е. сило„ све‘танародная свеча, а расстояние изме-1 ПОд различными углами, гл. обр. в ряется в метрах, то практическая еди- j продольной плоскости относительно ница освещенности называется просто оси симметрии источника света, так „люкс“. Если же за единицу силы j как в поперечной плоскости, за неко-света принимается свеча Хефнера, j торым Исключением,они излучают при-тогда единица освещенности назы-; близительно симметрично. Для полувается „Хефнер-люкс“. В Англии и Америке расстояние измеряется в футах, единица освещенности называется „ фут-свеча“.
) Прежде «ила света“.
называлась „средняя горизонтальнаячения кривой распределения света ведется измерение через определенное число градусов (5° —10°), значения силы света откладываются в полярных координатах под соответствующими углами, и конечные точкивекторовевды света соединяются кривой. На рисунке 2 изображена поперечная кривая распре“
Таблица 2. Стандартные определения и обозначения световых единиц.
Наименование единиц
Сокращенное обозначение (шрифт)
Определения
|
| |
вностр. | |
русск. | |
| |
|
Единицы светового потока Люмен | |
! 1т | |
ЛМ | |
Единяца светового потока, точное значение ко | |
|
Килолюмен. | |
j
klm | |
КДМ | |
торой для СССР определяется по эталонным электрическим лампам накаллваяпя, выверяемым Воес. научно-исслед. имст. метрологии и стандартиаамии | Всесоюзного комитета по стандартизации цря СТО.
1000 1га | |
|
Единицы поверхностной плотности светового потока: | |
| |
| |
| |
|
Фот | |
ph | |
Ф | |
Поверхностная плотность светового потока в один | |
|
Миллифот. | |
mph | |
“Ф
i | |
люмен, равномерно распределенного на площади в одяя кв. сантиметр.
дна тысячная Фота (0,001 ph). | |
|
i | |
| |
Примечания. К Для единицы светимости допуе» кается :аки;в применение наимемованил „рад фот““, сокращенное обозначение rph-рф.
II. При измерения освещенности допускаетоя применение единицы 9люксравной 0,0001 ph. Сокращенное обозначение 1х—лк. | |
|
Единицы оветовой энергии:!
i | |
| |
i | |
| |
|
Люмен-секунда. .. . ! | |
lm-з | |
ЛМ-0 | |
Световая анергия, которая при световом потоке | |
|
ЛюмеНЧас.1 | |
Im-h | | |
ЛМ-Ч 1 | |
в одпн люмен расходуется в течение одной секунды. 8.6001т-з. | |
|
Килолюмен-час. . . j | |
klin-li
| | |
KIM-4 | |
8.600.СОЭ 1т-я. | |
|
Единицы поверхностной | |
i | |
| |
| |
|
плотности светов. анергии, испускаемой или получаемой (количестве освеще | |
| |
1 | |
| |
|
ния):
Фот-секунда | |
i
ph-s j | |
ф-с | |
Поверхностная плотность световой энергии, пе | |
|
Фот-час.. | |
ph-h | |
Ф-Ч | |
лучаеыой иди отдаваемой поверхностью при ее освещенности в один фот в течение одной секунды.
3.600 ph-s. | |
Единицы силы овета: Сеча (международная).
Примечания. I. Для единицы поверхностно“ плотности испускаемой световой анергии допускается так г в применение наименования радфот-се-4:унла (с»кр. о сзн. rph-в, рф с).
И. При измерении поверхностной плотности получаемой световой анергии доаускетг-я прямике вне единицы люкс-чао (оокр. обоая. 1х-Ь, лк-ч), равной 0,35 ph-s.
Снла света точечного источника в иапрр.веняях равномерного испускания одного люмена внутри телесного угла в один етраднан. Эта единица установлена международны ми соглашениям“.
ются или из той же массы, или из естественного материала. В случае нагревательных плиток нижняя часть металлического диска снабжается спиральной или зигзагообразной канавкой, куда и закладываются последовательно слой цемент-массы, спираль сопротивления и снова слой массы. Качество подобного элемента определяется, в основном, качеством массы-наполнителя.
4. Эмалевый элемент. Для образования элемента тепловоспринимающая металлическая поверхность заливается тугоплавкой эмалью. На эмаль накладывается соответственно отформованная проволока сопротивления, которая заливается эмалью же, но менее тугоплавкой, чем первая.
5. Элементы с порошкообразным наполнителем.
a) G механическим наполнением.
I. Плиточный элемент. Устройство аналогично устройству элемента с цементной массой. Для удержания порошка канавка замазывается сверху слоем специального цемента. Сборка заканчивается наложением (с помощью болта) прижимного диска. Лучший наполнитель-порошок плавленого магнезита.
II. Пластинчатый элемент. Состоит из проволочной спирали сопротивления, заключаемой в плоский кожух и изолируемой порошком наполнителя. Спираль располагается в несколько рядов но длине элемента. По окончании сборки элемент сильно спрессовывается. Основное применение элемент находит при подогреве воздуха.
III Трубчатый элемент „калрод“ (рисунок 8 и 4). Принцип утсройства
М ОМ
wc/v Устрожто тру&члтого
Н/ГГРёВ. АЛЕМёНГЛ (Ji&flPQA).
Н - НИХРОМ. СПИР/9/lb, О.Ре. -оАжд
МЯГНИЯ; Т. - ЗЯи&НТИЛЯ METJOSiJ г г> у s h/9.
Рае. 8. Устройство трубчатого элемента „калрод“.
заключается в том, что внутрь металлической трубки вводится располагаемая коаксиально с трубкой проволочная спираль сопротивления, жостающееся свободным пространство равномерно и плотно заполняется наполнителем. В качестве последнего лучше всего брать специально приготовленный порошок плавленого магнезита. Наполнение трубки с введенной
Рисунок 4. Нагреватель с элементом „калрод“, залитым в чугун.
водится с помощью станочков, действующих на принципе удара или вибрации. После наполнения элемент подвергается операции уплотнения порошка, для чего он пропускается через волочильный стан или (что лучше) через ротационную ковочную машину. Элемент принадлежит к числу самых лучших из существующих. Он имеет следующие достоинства: простота конструкции; хорошие условия работы сопротивления; механическая прочность; компактность способность принимать любую форму, изгибаясь подобно сплошному металлическому стержню; долговечность. Элементы могут служить для нагрева воздуха и жидкостей, могут заливаться в металл.
IY. Гильзовый элемент „калрод“. Построение аналогично трубчатому элементу „калродл, но трубка берется большего диаметра, и спираль наматывается на керамический сердечник. Изгибу элемент подвергаться не может.
D. Элементы Вакера. Изготовляются .в форме трубок и плиток. По конструкции аналогичны описанным элементам Д, III). По качеству являются лучшими, из существующих, так как изготовляются с лучшим из наполнителей— с окисью магния, получаемой по способу Вакера. Превращение металлического магния в плотную кристаллическую окись магния производится в самих элементах, которые загружаются для этого в автоклав. При снаряжении элементов металлический магний берется в форме трубок и стержней.
> Энциклопедический словарь Гранат, страница > Электрический привод рольгангов обычно осуществляется для группы рольгангов