Т.М. ХАЛИНА, доктор технических наук, зав. кафедрой (e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.)
М.В. ХАЛИН, доктор технических наук, профессор
А.Б. ДОРОШ, ассистент
Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова, просп. Ленина, 46, Барнаул, 656038, Российская Федерация
Резюме. В статье представлены результаты исследования влияния особенностей структуры электрического поля в квазиоднородной среде многоэлектродных композиционных электрообогревателей (МКЭ) различных форм и типоразмеров, а также параметров структурно-ориентированной модели распределения технического углерода в бутикаучуковой матрице на электрофизические характеристики МКЭ и возможность их работы в режиме саморегулирования. Исследования проводили для проектирования наноструктурных МКЭ с заданными свойствами, обеспечивающих энергоэффективные технологии обогрева в условиях сельскохозяйственного производства. Предложено строгое решение задачи определения электрической проводимости для систем пластинчатого типа с двумя парами электродов и трехэлектродных цилиндрических систем в зависимости от их конструктивных параметров, в том числе длины и ширины электропроводного слоя, ширины электродов и расстояния между ними в группе, соотношения внутреннего и внешнего радиусов электропроводного слоя. Получены аналитические зависимости и приведены результаты расчета массива численных значений электрической проводимости для наиболее употребительных размеров электрообогревателей, которые могут быть использованы при проектировании многоэлектродных систем. Для реализации саморегулирования наноструктурный МКЭ должен обладать отрицательным температурным коэффициентом, лежащим в диапазоне значений |αρ | ≤2-3 % 0C-1, что обеспечивает формирование электропроводящего композиционного материала при следующем соотношении основных функциональных ингредиентов: бутилкаучука – 59-60 масс. %, технического углерода (ТУ) N-330 – 19,5-21,1 масс. %. Выбор наиболее подходящей марки ТУ определен по результатам микроскопических исследований с учетом степени регулярности ячеисто-сетчатой структуры его распределения в бутилкаучуковой матрице. Использование наноструктурных МКЭ для напольного обогрева молодняка животных позволило снизить энергоматериальные затраты на 20-35 %, для аппаратного подогрева зернового материала – на 20-40 %, для обогрева оборудования электронной связи в контейнерах – на 50-60 %, по сравнению с традиционными техническими средствами.
Ключевые слова: наноструктурный многоэлектродный композиционный электрообогреватель, саморегулирование, электрическая проводимость, удельная электропроводность.
Для цитирования: Халина Т.М., Халин М.В., Дорош А.Б. Энергоэффективные технологии и технические средства локального обогрева для АПК // Достижения науки и техники АПК. 2017. Т. 31. №3. С. 65-71.