Многоэлектродные системы низкотемпературных композиционных электрообогревателей для агропромышленного комплекса тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.02, доктор технических наук Халина, Татьяна Михайловна

• Халина, Татьяна Михайловна
• доктор технических наук
• 2005

Оглавление диссертации доктор технических наук Халина, Татьяна Михайловна

Список обозначений.

Введение.

Глава первая. Состояние вопроса и задачи исследований.

1.1 Определение объекта исследований.

1.2 Обзор исследований в области моделирования и создания НТМКЭ для агропромышленного комплекса.

1.3 Основные характеристики НТМКЭ для агропромышленного комплекса, выводы и постановка задач.

Глава вторая. Расчет и анализ электрических параметров многоэлектродных электрообогревателей пластинчатого типа.

2.1 Метод расчета и обоснование расчетных моделей.

2.2 Расчет электрической проводимости между двумя парами копла-нарных электродов, расположенных в проводнике прямоугольного сечения.

2.3 Расчет электрической проводимости между трехэлектродными системами.

2.4 Расчет электрической проводимости многоэлектродных систем низкотемпературных композиционных электрообогревателей.

2.5 Расчет частичных проводимостей между копланарными электродами.

2.6 Расчет электрической проводимости между электродами, размещенными в резистивном материале, с учетом их толщины и смещения.

2.7 Определение распределения потенциала электрического поля системы с копланарными электродами.

Выводы.

Глава третья. Расчет электрической проводимости осесимметричных низкотемпературных композиционных электрообогревателей.

3.1 Электрическая проводимость двухэлектродной системы цилиндрического типа.

3.2 Электрическая проводимость трехэлектродной осесимметричной системы.

3.3 Электрическая проводимость многоэлектродной осесимметричной системы.

Выводы.

Глава четвертая. Расчет тепловых параметров низкотемпературных композиционных электрообогревателей.

4.1 Тепловая проводимость электрообогревателя с учетом толщины изоляционного покрытия.

4.2 Тепловая проводимость электрообогревателя с учетом смещения электропроводного материала.

4.3 Распределение температуры по поверхности электрообогревателя с копланарными электродами.

4.4 Расчёт и проектирование многоэлектродного электрообогревателя

4.4.1 Многоэлектродный электрообогреватель пластинчатой формы.

4.4.2 Многоэлектродный электрообогреватель цилиндрической формы.

Выводы.

Глава пятая. Экспериментальные исследования разработанных электропроводных композиционных материалов и электрообогревателей на их основе.

5.1 Определение структурно - ориентированной модели, качественных и количественных характеристик отдельных структурных элементов электропроводного композиционного материала.

5.1.1 Цель и методы исследования структурно - ориентированной модели.

5.1.2 Оценка морфологии, гранулометрии, фазового состава электропроводного композиционного материала.

5.2 Определение однородности композиционного материала.

5.2.1 Цель исследования однородности композиционного материала.

5.2.2 Определение однородности материала стандартными методами.

5.2.3 Определение однородности материала на микроуровнях.

5.2.4 Определение однородности материала с сетчатой структурой распределения наполнителя в полимерной матрице.

5.3 Комплексное исследование электрофизических свойств композиционных материалов.

5.3.1 Исследование удельных объемных сопротивлений электропроводных композиционных материалов.

5.3.2 Определение температурного коэффициента удельного объемного сопротивления композиционного материала.

5.3.3 Исследование вольтамперных характеристик электропроводного композиционного материала.

5.4 Определение теплофизических характеристик композиционных материалов и электрообогревателей на их основе.

5.5 Основные характеристики разработанных электрообогревателей. Экспериментальная проверка методики расчета.

Выводы.

Глава шестая. Разработка технологической и проектно-конструктор-ской документации на изготовление промышленных образцов электрообогревателей.

6.1 Определение рецептуры и технологической карты производства композиционных материалов с заранее заданными свойствами.

6.2 Разработка конструкций НТМКЭ

6.2.1 Многоэлектродные электрообогреватели пластинчатого типа.

6.2.2 Многоэлектродные обогреватели цилиндрического типа.

6.3 Основы технологии производства МКЭ.

6.3.1 Основы технологии производства электрообогревателей цилиндрического типа.

6.4 Экспериментальное подтверждение выбора параметров технологического процесса.

Выводы.

Глава седьмая. Внедрение низкотемпературных многоэлектродных композиционных электрообогревателей и обогревательных систем на Ф их основе на предприятиях АПК.

7.1 Система электрообогрева индукционных трехфазных счетчиков электроэнергии.

7.2 Система подогрева зерна на зерноперерабатывающих комплексах.

7.2.1 Технологическая схема и теоретические основы расчета шне-кового подогрева.

7.2.2 Расчет основных технических характеристик аппарата подогрева зерна.

7.3 Обогревательная система для удаления льда с крыш и водостоков зданий и сооружений.

7.4 Экологические аспекты поверхностно-распределенного обогрева при использовании низкотемпературных многоэлектродных композиционных электрообогревателей на основе бутилкаучука.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Многоэлектродные системы низкотемпературных композиционных электрообогревателей для агропромышленного комплекса»

Актуальность проблемы. Произошедшие в России изменения экономических отношений, переход сельского хозяйства на работу в рыночных условиях, акционирование сельскохозяйственных предприятий, создание фермерских хозяйств потребовали изменения подхода к энергопотреблению в агропромышленном комплексе, призванному обеспечить интенсификацию сельскохозяйственного производства в условиях ограниченных финансовых средств.

Недостаточная эффективность использования энергии отнимает необходимые как отдельному хозяйству, региону, так и стране в целом финансовые средства, увеличивает загрязнение окружающей среды, снижает общую эффективность экономики. Потенциал энергосбережения в каждом секторе. российской экономики огромен и составляет до 40 45 % от сложившегося уровня потребления топливо-энергетических ресурсов [1]. Перевод экономики на энергосберегающий путь развития в соответствии с федеральной программой Правительства РФ «Энергосбережение в России в 1998 - 2005 гг.» и региональными программами предусматривает снижение энергоемкости ••<• внутреннего валового продукта на 13,4 %, разработку нормативов на энергетическую эффективность основных видов энергопотребляющего оборудования, введение гибкой тарифной политики на энергоносители, первостепенную поддержку организационных и технических мероприятий, обеспечивающих наибольший эффект при минимальных затратах.

Для осуществления энергосбережения в агропромышленном комплексе (АПК) необходима разработка и внедрение эффективных технических средств и технологий электронагрева, обеспечивающих гарантированное увеличение количественных и качественных показателей сельскохозяйственного производства, способных значительно снизить весовой коэффициент потребления тепловой и электрической энергии в себестоимости продукции; позволяющих организовать раздельный учет электрической энергии, потребляемой населением сельских населенных пунктов и предприятиями сельского хозяйства, на основе использования щитов учета с электроподогревом индукционных счетчиков электроэнергии, что особенно актуально для районов Сибири и Дальнего Востока.

Применение высокоэффективных средств и технологий электронагрева в тепловых процессах сельскохозяйственного производства в сравнении с топливными средствами и системами в большей степени соответствует интенсификации технологических процессов, сопровождается положительными экономическим и социальным эффектами, улучшает экологическую обстановку.

В условиях современного состояния экономики возрастает роль локального низкотемпературного поверхностно-распределенного обогрева (30(Ь-400 К), осуществляемого как с помощью протяженных металлических электронагревательных устройств (ЭНУ): трубчатых электронагревателей (ТЭН), спиралей, нагревательных проводов, обладающих повышенной энерго-, металлоемкостью, требующих расхода дефицитных сплавов для ТЭН, обладающих малым сроком службы в условиях сельскохозяйственного производства, так и более эффективных композиционных электрообогревателей в виде пленок, плиток, панелей, ковриков.

Проведенный анализ известных отечественных и зарубежных низкотемпературных композиционных электрообогревателей (НТКЭ) по физическим процессам, особенностям конструкции и технологии производства, эксплуатационным характеристикам позволил в систематизированном виде выполнить оценку состояния и определить перспективы их применения на предприятиях АПК. Он также выявил необходимость решения проблемы разработки теории многоэлектродных систем НТКЭ и создания на ее основе новых электротехнических конструкций в различных областях науки и сельскохозяйственной техники. Разработка научно обоснованных методов расчета и регулирования электро-, теплофизических параметров обеспечивает решение инженерных задач проектирования и производства низкотемпературных многоэлектродных композиционных электрообогревателей (НТМКЭ) с необходимыми техническими и геометрическими характеристиками, отвечающих требованиям электробезопасности, стойкости к агрессивным средам, экологичности.

Целью работы является теоретическое обоснование и разработка многоэлектродных систем низкотемпературных композиционных электрообогревателей пластинчатого и цилиндрического типов на основе анализа особенностей структуры электрических и тепловых полей в резистивных материалах, обеспечивающих снижение энергоматериальных затрат, экологическую безопасность, повышающих сохранность и улучшающих качество сельскохозяйственной продукции.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- провести системный анализ методов и технических средств низкотемпературного электрообогрева и разработать основные требования к системам электрообогрева с учетом специфики сельскохозяйственного производства;

- обосновать расчетные модели при определении электрических и тепловых проводимостей сложных многоэлектродных систем пластинчатого и цилиндрического типов при учете реальных граничных условий;

- разработать теоретические методы расчета электрических и тепловых проводимостей, распределения потенциала и температуры по поверхности для многоэлектродных систем пластинчатого и осесимметричного типов;

- разработать инженерную методику проектирования и новые технические решения конструкций НТМКЭ и систем обогрева на их основе для предприятий АПК и внедрить их в производство;

- выполнить комплекс экспериментальных исследований структуры резистивного композиционного материала на основе бутилкаучука и технического углерода и комплекс электро-, теплофизических характеристик с целью разработки рекомендаций по совершенствованию технологий производства электрообогревателей;

- разработать конструкторско-технологическую документацию на организацию промышленного производства предлагаемых типов электрообогревателей.

Объект исследования. Объектом исследования являются многоэлектродные системы низкотемпературных композиционных электрообогревателей пластинчатого и цилиндрического типов.

Предмет исследования состоит в теоретическом обосновании и разработке методов расчета электро-, теплофизических параметров многоэлектродных систем НТКЭ, разработке конструкций и технологий их производства.

Методы исследования. При выполнении работы применялись основные положения теории потенциальных полей, электрофизики, методы системного анализа, математической статистики и теории вероятностей, методы теории комплексного переменного, численные методы решения нелинейных трансцендентных уравнений, методы оптической микроскопии, растровой и просвечивающей электронной микроскопии.

Научная новизна выполненной работы заключается в следующем:

- разработаны новые расчетные модели при определении комплекса электро-, теплофизических характеристик для многоэлектродных систем НТКЭ пластинчатого и осесимметричного типов с расположением электродов в резистивном материале равномерно и группами;

- выполнен теоретический анализ и разработан метод расчета, позволяющий получить общее решение и точные формулы для определения напряженности поля, электрического тока, электрической и тепловой проводи-мостей, распределения потенциала и температуры по поверхности НТМКЭ пластинчатого типа с учетом различных влияющих величин, в том числе: систем организации, смещения и толщины электродов;

- разработан аналитический метод определения электрической проводимости многоэлектродной осесимметричной системы в условиях квазиоднородной среды. Получены новые точные и приближенные формулы, позволяющие определить в явном виде зависимость электрической проводимости двух-, трех-, пятиэлектродных систем цилиндрического типа от конструктивных параметров для целей расчета и проектирования НТМКЭ с требуемой температурой на поверхности;

- теоретически обоснованы и разработаны методы расчета тепловой проводимости системы с учетом ширины теплоизоляционного слоя электрообогревателя, толщины и смещения резистивного слоя;

- разработана инженерная методика проектирования и выполнены расчеты электрообогревателей, обеспечивающие заданные электро-, тепло-физические характеристики и конструктивные параметры;

- выполнен анализ структуры электропроводящей фазы различных составов разработанного композиционного материала на основе бутилкаучука с наполнителем в виде дисперсного технического углерода (ТУ) с нахождением количественных и качественных характеристик комплексными методами, позволяющими установить объективную взаимосвязь между структурными параметрами и электро-, теплофизическими характеристиками;

- разработаны на уровне изобретений новые технические решения, от- . носящиеся к многоэлектродным и осесимметричным системам НТКЭ, включающие разработку конструкций, составов композиций и технологий промышленного производства НТМКЭ, энергоэффективных, экономичных, экологически чистых.

Новизна технических решений защищена пятью патентами.

Обоснованность и достоверность научных положений и выводов подтверждаются научной строгостью разработанных теоретических и экспериментальных методик; сопоставлением результатов аналитического и численного исследований; экспериментальной проверкой результатов расчетов; практической реализацией разработанных методов, технических устройств и технологий.

Практическая ценность. Проведенная обобщенная информационная оценка методов и средств низкотемпературного локального электрообогрева на предприятиях АПК позволила выбрать наиболее эффективную систему обогрева объектов (индукционные счетчики электроэнергии в щитах учета, напольный обогрев молодняка животных и птицы, подогрев зерна и сыпучих продуктов на предприятиях переработки, локальный обогрев водоводов, поилок КРС, маралов, устьев скважин водозаборов и др.) на основе НТМКЭ.

На основе определения структуры потенциальных полей многоэлектродных систем получен массив численных значений электрических и тепловых параметров электрообогревателя для основных используемых на практике типоразмеров НТМКЭ, а также простые и достаточно точные аналитические зависимости электро-, теплофизических характеристик от конструктивно-технологических параметров.

Предложенные научно-методические и проектно-технологические рекомендации положены в основу проектирования и создания эффективных установок электрообогрева заданных форм и типоразмеров с различной структурой электропроводящей фазы, удовлетворяющих требованиям эксплуатации в условиях сельскохозяйственного производства.

Разработаны на уровне изобретений конструкции электрообогревателей пластинчатой и цилиндрической форм, а также энергоэффективные системы обогрева на их основе.

Предложены составы композиций, технология изготовления, в том числе: режимы смешения и вулканизации резиновых смесей, позволяющие уменьшить структурную неоднородность резистивного слоя и повысить стабильность эксплуатационных характеристик композиционных электрообогревателей.

При соответствующем обосновании область применения разработанных методик расчета может быть расширена за счет их использования при создании приборов измерения и контроля линейно-угловых величин, емкости, расчете образцовых конденсаторов и резисторов, электро-, теплотехнических установок для борьбы с гидратобразованиями и нефтепарафинами в нефтегазовой промышленности.

Реализация и внедрение результатов работы. Настоящая диссертация выполнена в соответствии с планами важнейших научно-исследовательских работ и является составной частью комплексных научно-технических программ:

Энергосбережение Минобразования России на 1999-2005 гг.» во исполнение постановлений Правительства РФ №588 «О дополнительных мерах по стимулированию энергосбережения в России» от 15.06.1998.

Проекта системы машин ВАСХНИЛ на 1986-1990 гг. (раздел Ж12).

Краевой программы научных исследований и инновационных проектов 2005-2008 гг. раздел «Разработка и создание промышленного образца низкотемпературных композиционных электрообогревателей для АПК, промышленности и ЖКХ», тематическим планам АлтГТУ.

Разработанные методы расчета плоскопараллельных полей в приближенно однородных средах для многоэлектродных систем и методика определения электро-, теплофизических характеристик приняты к использованию в Институте электродинамики НАН Украины и Институте физики НАН Азербайджанской республики.

Результаты теоретических исследований и расчетов в совокупности с экспериментальными испытаниями положены в основу разработки технических условий (ТУ) и организации сертифицированного промышленного производства многоэлектродных композиционных электрообогревателей на ОАО «Барнаульский шинный завод» и ОАО «Восток-Латекс» (г. Барнаул), выпуск которых с 1999 г. составил 30 тыс. шт.

Реализация результатов работы заключалась в широких промышленных испытаниях и внедрении электрообогревательных установок на основе НТМКЭ на предприятиях АПК Алтайского края, Томской, Московской областей и Азербайджанской республики, в том числе: в ЗАО «Союзмука», СПК «Жилино», СПК «Повалихинский», АКГУП «ПТФ Молодежная», ОАО

Первомайское Агропромэнерго», ООО «Алтайсельэлектросетьстрой», ООО «Алтайизвесть». Научно-технические разработки и материалы расчетов приняты к внедрению Главным управлением сельского хозяйства и продовольствия администрации Алтайского края и Союзом зернопереработчиков Алтайского края.

Основные положения и результаты диссертационной работы используются в учебном процессе при изучении дисциплин «Электротехнологические установки сельскохозяйственного производства», «Теоретические основы электротехники», «Материаловедение и технология конструкционных материалов», а также в курсовом и дипломном проектировании в Алтайском государственном техническом университете (АлтГТУ), Алтайском государственном агроуниверситете (АГАУ).

На защиту выносятся:

- теоретическое обоснование расчетных моделей многоэлектродных систем НТКЭ пластинчатого и осесимметричного типов, позволяющих с достаточной степенью достоверности определить комплекс электро-, теплофи-зических характеристик в зависимости от конструктивных параметров электрообогревателей;

- теория расчета многоэлектродных систем НТКЭ пластинчатого типа;

- аналитический метод определения электрической проводимости осе-симметричных НТМКЭ;

- методики проектирования и расчета электрических и тепловых параметров НТМКЭ, удовлетворяющих требованиям агропромышленного производства, с учетом различных влияющих величин;

- результаты экспериментального исследования влияния ингредиентов композиции, технологических режимов на организацию структуры и формирование свойств КМ, обеспечивающие степень неоднородности до 7%;

- новые конструкции, эффективные технологические режимы, промышленные образцы НТМКЭ, результаты их производственных испытаний и внедрений на предприятиях АПК.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на 12 международных, 2 всесоюзных, 3 российских и других научных (научно-технических) симпозиумах, совещаниях и конференциях. Основными из них являются: межвузовская конференция «Роль Алтайского края в решении Продовольственной программы» (г. Барнаул, 1987 г.); 1-я и 4-я Всесоюзные конференции «Измерение и контроль при автоматизации производственных процессов «ИКАПП-91» (г. Барнаул, 1991, 1997 гг.); 1-я и 2-я международные научно-технические конференции «Композиты - в народное хозяйство России» (г. Барнаул, 1995, 1997 гг.); 5-е, 6-е, 7-е всероссийские совещания «Энергосбережение и энергетическая безопасность регионов России» (г. Томск, 2001, 2002, 2003 гг.); международная конференция «Вузовская наука на международном рынке научно-технической продукции» (г. Барнаул, 1995 г.); 2-я международная конференция «Измерение, контроль, информатизация» (г. Барнаул, 2001 г.); международная научно-техническая конференция «Электроэнергетика, электротехнические системы и комплексы» (г. Томск, 2003 г.); 1-я и 2-я международные конференции «Technical & Physical Problems in Power Engineering» (г. Баку, 2002 г., Иран, г. Тебриз, 2004 г.); международная научно-техническая конференция «Энергетика и будущее цивилизации» (г. Томск, 2004 г.), а также на научно-технических семинарах ЭНИНа, НИХТИ, ЗАО ИЦ «Планета» (г. Москва 1991+2004 г.), института физики НАН Азербайджана (г. Баку, 1998г., 2002+2004 гг.), кафедрах «Физика» ТГАСУ, «ТОЭ» ТПУ (г. Томск, 2000+2004 гг.), «Теория электромагнитного поля и электроэнергосбережение» АлтГТУ (г. Барнаул, 1990+2004 гг.).

Разработанные экспериментальные и промышленные образцы изделий экспонировались и были отмечены на следующих выставках и ярмарках: выставка-конгресс «Энергосбережение», Томск, 2001, 2002 г. (дипломы); ВВЦ, павильон Электрификация, 3-я всероссийская выставка «Энергосбережение в регионах России», Москва, 2001 г. (диплом); 7-я специализированная выставка-ярмарка «Строительство. Благоустройство. Интерьер», Барнаул, 2001 г.(диплом); выстака-конгресс «Неделя высоких технологий - 300-летие Санкт-Петербурга», Санкт-Петербург, 2003 г.(диплом I степени, медаль).

Публикации. Результаты исследований опубликованы в 82 печатных работах, в том числе в 5-ти патентах, 2-х научно-методических и практических рекомендациях.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, семи глав, заключения и основных выводов по диссертации, списка литературы, включающего 239 наименований, и приложений. Диссертационная работа изложена на 445 страницах.

Заключение диссертации по теме «Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве», Халина, Татьяна Михайловна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

На основе выполненных в диссертационной работе теоретических и экспериментальных исследований особенностей структуры электрических и тепловых полей в резистивных материалах разработана теория создания многоэлектродных систем низкотемпературных композиционных электрообогревателей пластинчатого и осесимметричного типов, обеспечивающих снижение энергетических и материальных затрат, экологически безопасных, повышающих сохранность и улучшающих качество сельскохозяйственной продукции.

Полученные результаты представляют собой научно-обоснованные, оформленные в виде методик и прикладных программ рекомендации по расчету электро-, теплофизических параметров для проектирования электрообогревателей с заданными эксплуатационными характеристиками и технические и технологические предложения в виде конструкций, технологических режимов изготовления НТМКЭ, внедрение которых вносит значительный вклад в развитие сельскохозяйственного производства и перерабатывающей промышленности.

С использованием разработанных проектно-технологических рекомендаций организовано сертифицированное промышленное производство МКЭ, удовлетворяющих широкому спектру требований.

Таким образом решение комплексной задачи создания многоэлектродных систем электрообогревателей низкотемпературного поверхностно-распределенного нагрева позволило выработать рекомендации для использования такой технологии в условиях агропроизводства и сформулировать следующие основные научные и практические результаты.

1. Системно-аналитическая оценка состояния поверхностно-распределенного электрообогрева в агропромышленном производстве выявила необходимость установления взаимосвязи комплекса электро-, теплофизических характеристик с важнейшими эксплуатационными параметрами: надеж-^ ностью, скойкостью к агрессивным средам, электробезопасностью и позволила выделить основные факторы, определяющие интенсификацию процесса низкотемпературного поверхностно-распределеннного обогрева, обеспечивающие повышение сохранности и улучшение качества сельскохозяйственной продукции при снижении энергоматериальных и трудовых затрат. Это позволило сформулировать требования и рекомендации на разработку и создание электрообогревателей на базе оценки особенностей формирования структуры электрических и тепловых полей в резистивном материале элек-* трообогревателей с системами электродов.

2. Предложены обобщенные схемы многоэлектродных электрообогре-® вателей пластинчатого и осесимметричного типов, обоснованы возможности использования аналогий между электрическим, тепловым и электростатическим полями а также применения аналитических методов комплексного переменного и непосредственного определения напряженности поля. Теоретически обоснованы и разработаны плоскопараллельные расчетные модели НТМКЭ пластинчатого и цилиндрического типов, позволяющие получить с учетом главных определяющих факторов: геометрических параметров, организации систем электродов, электро-, теплофизических характеристик элек тропроводящего и изоляционного материалов, граничных условий наряду с достоверной оценкой качественных особенностей работы многоэлектродных электрообогревателей, количественные результаты, являющиеся основой для расчета и проектирования электрообогревателей с заданными техническими характеристиками.

3. Выполнен теоретический анализ, разработан метод расчета и точные формулы определения комплекса электрических параметров для многоэлектродных систем пластинчатого типа: напряженности поля, электрического тока, электрической проводимости, распределения потенциала по поверхно-^ сти НТМКЭ, с использованием полученной взаимосвязи координат точек исходной и отображенной плоскостей, выражений напряженности электрического поля в отображенной плоскости, установленных на основе методов конформных преобразований и непосредственного определения напряженности поля.

Показано, что для уменьшения нелинейности распределения потенциала как вдоль нижней, так и вдоль верхней частей системы следует выбирать отношение ширины электрода к толщине резистивного слоя, равное -0,6, и увеличивать отношение длины резистивного слоя к его толщине; на других участках системы, с погрешностью 0,5%, распределение потенциала является линейным. Изменение приращения потенциала на различных участках системы приводит к соответствующим отклонениям температуры, что необходимо учитывать при проектировании и эксплуатации электрообогревателей.

4. Получены новые точные формулы, позволяющие прямым расчетом определить электрическую проводимость в системах: с двумя парами электродов, с двумя трехэлектродными системами, с тремя, пятью, девятью, и т.д. электродами с учетом различных влияющих величин: толщины, смещения электродов, распределения частичных проводимостей в многоэлектродной системе, что позволяет использовать их при проектировании НТМКЭ для обогрева протяженных и крупногабаритных объектов.

Показано, что при одинаковых значениях ширины электродов для двух-, четырех- и шестиэлектродных систем значения безразмерной проводимости остаются неизменными, что подтверждает преемственность полученных результатов при расчете различных систем НТМКЭ.

5. Теоретически обоснован аналитический метод определения электрической проводимости многоэлектродной осесимметричной системы, основанный на методе конформных преобразований и дающий возможность построить достоверную математическую модель; получены точные и приближенные формулы, позволяющие получить в явном виде зависимость электрической проводимости двух-, трех-, пяти-, девятиэлектродных и т.д. систем цилиндрического типа от конструктивных параметров. Показано, что зависимость электрической проводимости электрообогревателя от ширины электродов носит логарифмический характер, увеличение отношения внутреннего радиуса электропроводного слоя к внешнему приводит к уменьшению значений безразмерных проводимостей при постоянных значениях отношения ширины электродов к разности вышеуказанных радиусов, а возрастание последнего отношения при постоянных отношениях радиусов электропроводного слоя увеличивает проводимость электрообогревателя.

6. Предложены методики и получены точные и приближенные формулы для определения потока тепла, количества тепла, разности температур, тепловой проводимости между резистивным материалом и объектом тепло* отвода для электрообогревателя при учете ширины теплоизоляционного слоя, толщины и смещения резистивного слоя относительно оси симметрии. Ш Установлено, что относительное уменьшение тепловой проводимости с учетом ширины теплоизолятора составило < 6,6 % при расчете по точной и < 6,2 % при расчете по приближенной формулам.

Проведенная оценка распределения температуры по поверхности электрообогревателя, разностей температур между характерными точками позволяет определить конструктивные размеры электрообогревателя, обеспечивающие минимальные отклонения температур на его поверхности — важнейшую характеристику поверхностно- распределенного обогрева. Установлено, i что при выборе отношения толщины электропроводного слоя электрообогревателя к его общей толщине > 0,3, а длины к толщине > 0,5 отклонение тем-^ ператур на поверхности ATt/ATсоставит, не более 1,24 %.

7. Проведенные комплексные исследования структуры электропроводящей фазы композиционного материала на основе бутилкаучука с наполнителем в виде дисперсного технического углерода позволили определить качественные и количественные характеристики отдельных стуктурных элементов и установить их связь с конечными тепло-, электрофизическими ха рактеристиками композиционного материала. Установлено, что используе-! мая технология производства КМ позволяет обеспечить статистически беспорядочное распределение электропроводящего наполнителя различных структурных уровней в полимерной матрице, что обеспечивает получение композиционного материала с неоднородностью от 7% при использовании ТУ П-234 до 12,7% - ТУ П-324 рабочих концентраций.

Показано, что критерием обеспечения однородности композиционного материала по удельной электропроводимости является организация регулярности структуры электропроводящего наполнителя в бутилкаучуковой матрице.

Разработанный комплекс структурных и электро-, теплофизических исследований подтвердил соответствие расчетных моделей реальным конструкциям НТМКЭ, показал соответствие теоретических положений диссертационной работы результатам экспериментальных исследований.

8. Разработаны научно-методические и проектно-конструкторско-технологические рекомендации по созданию низкотемпературных многоэлектродных композиционных электрообогревателей, обеспечившие: разработку конструкций НТМКЭ пластинчатого и цилиндрического типов (на уровне изобретений); разработку состава композиции электропроводного материала на основе бутилкаучука, разработку технологии промышленного производства обогревателей МКЭ-1,2, объемом 30000 шт., с разработкой технических условий и проведением сертификационных испытаний; создание на их основе систем обогрева для предприятий АПК (подогрев индукционных счетчиков учета на предприятиях Агропромэнерго Алтайского края, напольный обогрев молодняка животных и птицы, подогрев зерна на предприятиях перерабатывающей промышленности), позволяющих снизить энергозатраты по сравнению с известными средствами электрообогрева индукционных счетчиков в щитах учета электроэнергии в 2,5-КЗ раза при снижении материальных затрат. Использование МКЭ-1,2 для подогрева зерна в перерабатывающей промышленности обеспечивает экономический эффект около 150 тыс. руб. в год за счет снижения удельных энергозатрат по сравнению с известными установками в 1,5+2 раза.

353

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Халина, Татьяна Михайловна, 2005 год

1. Литвак В.В. Основы регионального энергосбережения (научно-технические и производственные аспекты). Томск: Изд-во НТЛ, 2002. -300 с.

2. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. М.: Наука, 1978. 399с.

3. Шарактанэ А.С., Железнов И.Г., Ивницкий В.А., Сложные системы. -М.: Высшая школа, 1977.-247 с.

4. Кудрявцев И.Ф., Карасенко В.А. Электрический нагрев и электротехнология. М.: Колос, 1975. - 384 с.

5. Растимешин С.А. Локальный обогрев молодняка. М.: Агропромиздат, 1991.- 139с.

6. Растимешин С.А. Обоснование параметров локальных электрообогревателей для молодняка сельскохозяйственных животных: Автореферат дисс. докт. техн. наук. М.: ВИЭСХ, 1996. - 45 с.

7. Расстригин В.Н. Основы электрификации тепловых процессов в сельскохозяйственном производстве. М.: Агропромиздат, 1988. - 255 с.

8. Растимешин С.А., Расстригин В.Н. Расчет необходимой энергетической освещенности, создаваемой ИК излучателем в установке комбинированного обогрева ягнят // Электротехническая промышленность, -1983. №11.- С. 13-15.

9. Локальный панельный обогрев бройлеров / P.M. Славин, С.А. Растимешин, А.К. Смирнова и др. // Интенсивные технологии производства и переработки мяса и яиц. Тез. докладов Всесоюзной Научно-технической конференции: М.: ЦПТО СХ, 1987. - С. 16-17

10. Герасимович JI.С., Хохлова И.И. Сравнительная оценка инфракрасных обогревателей // Техника в сельском хозяйстве. 1982. -№1. - С.23-24.

11. Слободской А.П., Растимешин С.А., Расстригин В.Н. Обоснование спектральной характеристики инфракрасного излучателя для обогрева ягнят // Электротехническая промышленность. — 1983. №11.- С. 3-8.

12. Лопухов Г.И., Поваров В.Н., Слободской А.П. Установка для местного комбинированного электрообогрева поросят-сосунов // Электротехническая промышленность. 1983. -№11. - С. 8-10.

13. Кисель А.К. Разработка тепловой модели комбинированного электрообогревателя поросят-сосунов // Низкотемпературные поверхностно-распределительные электронагреватели в сельском хозяйстве: Сборник научных трудов. Вып. 124. Горки, 1985. - С. 19-29

14. Иванов Г.Я., Иванов А.Г. Кабельные системы обогрева почвы в теплицах. -Томск: Изд-во ТПУ, 2001. С. 173-174.

15. Лезная О.Н. Электродно-элементный обогрев почвы в теплицах нагревателями, покрытыми токопроводящим полимером: Автореферат дисс. канд. техн. наук. Челябинск, 2000. - 20 с.

16. Герасимович Л.С. Исследование и разработка напольных полупроводниковых пленочных электрообогревателей для молодняка птицы: Автореферат дисс. канд. техн. наук. Минск: БИМНСХ, 1970. - 30 с.

17. Низкотемпературные поверхностно-распределенные электронагреватели в сельском хозяйстве / Под ред. Л.С. Герасимовича. Белорусская сельхозакадемия, 1985. - 84 с.

18. Герасимович Л.С. Пути экономии и интенсивного использования электрической и тепловой энергии в сельском хозяйстве. — Минск: Урад-жай, 1987.-69 с.

19. Герасимович Л.С. Энергосберегающие сельскохозяйственные процессы и установки. Минск: Ураджай, 1991. - С. 8-58.

20. Белокуров Е.М., Вишняков О.В., Копылов В.М. и др. Электропроводный композиционный материал «Эком» и изделия на его основе // Энергетик. 1997.-№2.-С. 10-12.

21. Патент РФ №2074524, кл. Н 05 ВЗ/26. Гибкий электрообогреватель /

22. Ю.М. Сосков, М.Д. Коробленко №95113634/09 Заявл. 22.08.95;1. Опубл. 27.02.97, Бюл. №4.

23. Волков С.В. Электропроводный шлакоблочный бетон для низкотемпературных нагревателей: Автореферат дисс. канд. техн. наук. Новосибирск. СО РАН, 1993.- 15 с.

24. Кудрявцев И.Ф., Герасимович JI.C. Полупроводниковые пленочные электронагреватели в сельском хозяйстве. — Минск: Ураджай, 1984. — 112 с.

25. Патент РФ № 2108690, кл. Н 05 B3/36. Гибкий электронагреватель ^ и способ его изготовления / А.С. Куценко, И.А. Майоров №96120977/09. Заявл. 23.10.96; Опубл. 10.04.98, Бюл. № 8. Ш 27.Патент РФ № 2143791, кл. Н 05 B3/36. Гибкий нагревательный элемент

26. Р.В. Офицерьян, А.О. Скиба-№ 98121182/09, Заявл. 26.11.98; Опубл. 27.12.99, Бюл. №36.

27. Патент РФ № 2119729, кл. Н 05 ВЗ/74. Плоский гибкий электронагреватель / А.Н. Ермилов, М.Е. Катаков, Д.Н. Новичков № 96113524/06, Заявл. 25.06.96; Опубл. 27.09.98, Бюл. № 26.

28. Патент РФ № 2155461, кл. Н 05 B3/34. Гибкий нагревательный элемент / Р.В. Офицерьян, А.О. Скиба -№ 99104250/09, Заявл. 01.03.99; Опубл.2708.2000, Бюл. № 24.

29. Патент РФ № 2187906, кл. Н 05 B3/34. Способ изготовления компози-^ ционного гибкого электронагревателя поверхностного типа / С.П. Семенихин № 2000129276/09, Заявл. 22.11.2000; Опубл. 20.08.2002, Бюл. №23.

30. Патент РФ № 2098927, кл. Н 05 B3/38. Гибкий электронагреватель / В.А. Шляпенков, С.А. Меденков, В.В. Маркин № 96116059/07. Заявл. 02.08.96; Опубл. 10.12.97, Бюл. № 35.

31. Патент РФ № 2094957, кл. Н 05 ВЗ/28. Многослойный нагревательныйэлемент / Б.Г. Степаненко, Ю.А. Осипов № 94016986/07. Заявл. 10.05.94; Опубл. 27.10.97, Бюл. № 30.

32. Патент РФ № 2088049, кл. Н 05 B3/34. Композиционный гибкий электронагреватель поверхностного типа / Н.В. Коваленко № 95120034/07. Заявл. 27.11.95; Опубл. 20.08.97, Бюл. № 28.

33. Патент РФ № 2118070, кл. Н 05 B3/34. Гибкое нагревательное устройство / Ю.А. Пименов, В.К. Романович, А.Ю. Пименов, Ю.Д. Бужан № 94016986. Заявл. 30.09.96; Опубл. 20.08.98, Бюл. № 31.

34. А.С. СССР № 542361, кл. Н 05 B3/34. Гибкий нагревательный элемент / Г.И. Жукова, В.А. Шахов № 5940169/07. Заявл. 12.09.71; Опубл. 25.08.74, Бюл. № 33.

35. Патент США № 6057531, кл. Н 05 ВЗ/44. Ленточный электронагреватель формируемой геометрии / МСХ, Inc., Jones Thaddeus № 09/OSSS36. Заявл. 11.02.98; Опубл. 02.05.2000, НПК 219/544.

36. А.С. СССР № 1048583, кл. Н 05 B3/34. Гибкий электронагревательный элемент / Г.И. Жукова, В.А. Шахов, Л.И. Ермолина № 3437830/07. Заявл. 20.05.82; Опубл. 15.10.83, Бюл. № 38.

37. Патент Германии № 19836148, кл. Н 05 ВЗ/28. Элемент для резистивного нагрева поверхности / Elsaaser Manfred — № 198361483. Заявл. 10.08.98; Опубл. 20.03.2000.

38. Патент США № 6018138, кл. Н 05 В1/00. Способ и устройство для электрообогрева пола в помещении / Kurita Kogyo Co. № 08/938422. Заявл. 25.09.97; Опубл. 25.01.2000, НПК 219/213.

39. Патент США № 6015965, кл. Н 05 В1/00. Способ нагрева твердотельной поверхности объектов, таких как пол, стена и т.п. / Thermion Systems International № 09/311S19. Заявл. 13.05.99; Опубл. 18.01.2000, НПК 219/213.

40. А.С. СССР № 1130285, кл. А 01 К1/015. Напольный обогреватель для животных / Л.С. Герасимович, А.К. Кисель, А.Л. Хомич, И.И. Сосодков -№ 3634398/30. Заявл. 04.08.83; Опубл. 23.12.84, Бюл. № 47.

41. А.С. СССР № 1558351, кл. А 01 К1/015. Напольная электрообогревае-мая панель / М.А. Молявко, Г.С. Герасименко, А.С. Даниленко, Л.В. Королевич -№ 4449087/31. Заявл. 27.06.88; публ. 23.04.90, Бюл. № 15.

42. Патент РФ № 2075836, кл. Н 05 ВЗ/28. Способ изготовления гибкого композиционного электрообогревателя / М.В. Халин № 93020034/07. Заявл. 16. 04. 93; Опубл. 20.03.97, Бюл. № 8.

43. Патент РФ № 2114982, кл. Е 21 В37/00. Способ и устройство для регулирования теплового режима / Ю.С. Самгин — № 97100912. Заявл. 21.01.97; Опубл. 10.07.98, Бюл. № 1.

44. Патент РФ № 2027322, кл. Н 05 В6/42. Нагревательное устройство для трубопроводов / В.Ф. Иващенко № 4927981/07. Заявл. 20.02.91; Опубл. 20.01.95, Бюл. № 1.

45. Патент РФ № 2029069, кл. Е 21 В37/00. Устройство для нагрева скважин и способ поддержания ее теплового режима / Ю.С. Самгин № 92012876/03. Заявл. 16.12.92; Опубл. 20.02.95, Бюл. №4.

46. Патент РФ № 2105134, кл. Е 21 В37/00. Способ и устройство для разрушения асфальто-смолистых, гидратопарафиновых и ледяных отложений в нефтяных и газовых скважинах / С.Н. Головко № 96104756/03. Заявл. 12.03.96; Опубл. 20.02.98, Бюл. № 3.

47. Патент РФ № 2140045 кл. F 24 НЗ/00. Технологический нагреватель / B.JI. Добрянский -№ 98113221. Заявл. 06.07.98; Опубл. 20.10.99, Бюл. №33.

48. Патент США № 6005228, кл. Н 05 В1/02. Система электронагрева / Dickens Michael D № 08/920585. Заявл. 29.09.97; Опубл. 21.12.99, НПК 219/483.

49. Патент США № 6014498, кл. F 24 Н1/10, Устройство для управления обогревом трубопроводов / Fujirin Inc. № 09/035345. Заявл. 05.03.98; Опубл. 11.01.2000, НПК 392/479.

50. Электротехнические бетоны: Тр. СибНИИЭ / Под ред. Ю. Н. Вершинина. Новосибирск: Наука, 1964. - Вып. 2(21). - 102с.

51. Ронкин Г.М. Свойства и применение бутилкаучука. -М.: ЦНИИТЭ нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, 1969. — 95с.

52. Сканави А.Н. Отопление. М.: Стройиздат, 1988. - 416с.

53. Долгинов Б.Н., Маевский Е.К., Врублевский JI.E. и др. Новый строительный материал бетэл. Новосибирск: СибНИИЭ 1973. - 107 с.

54. Патент РФ №2055446, кл. Н 01 С7/00. Композиционный резистивный материал / М.В. Халин, Т.М. Халина, П.И. Госьков, B.J1. Тарабанов. За-явл. 03.02.93, № 93006711/07; Опубл. 27.02.96, Бюл. №6.

55. Халин М.В., Халина Т.М., Давыдов Я.Я. Расчет и внедрение композиционных резисторов для электрообогрева животноводческих помещений: Научно-технический отчет / АлтПИ. № Гос. per. 0289.0059511. -Барнаул: АлтПИ, 1989. - 80с.

56. Корнев А.Е., Овсянников Н.Я. Электропроводящие резины со стабильными электрическими характеристиками. Санкт-Петербург: Химиз-дат.-2001,с. 21-28.

57. Патент РФ №2106765, кл. Н 05 B3/36. Гибкий электронагреватель / В.А. Барынин, И.П. Дмитриенко, А.Ф. Ермоленко № 9701744/09. За-явл. 06.07.97; Опубл. 10.03.98, Бюл. №7.

58. ГОСТ 23630.1-79 «Пластмассы. Методы определения удельной теплоемкости».

59. ГОСТ 23630.2-79 «Пластмассы. Методы определения теплопроводности».

60. Шкилев В.В. Исследование формирования электрических полей при электропрогреве твердеющего бетона // Сб. науч. тр. Магнитогор. гос. техн. ун-т. Магнитогорск: Изд-во МГТУ, 1999. - С. 141-142.

61. Дураченко Л.И. Методические указания по курсу «Теплопередача». -Барнаул: АПИ, 1978. 43 с.

62. Фильчаков П.Ф., Панчишин В.И. Интеграторы ЭГДА. Моделирование потенциальных полей на электропроводной бумаге. Киев: Изд-во АН УССР, 1961.-171 с.

63. Тамм И.Е. Основы теории электричества. Изд. 5-е. -М.: ГИТТЛ, 1954. -324с.

64. Кутателадзе С.С. Анализ подобия физические модели. Новосибирск: Наука, 1986.-296 с.

65. Сочнев А.Я. Расчет напряженности поля прямым методом. Л.: Энер-гоатомиздат, 1984. - 112 с.

66. Струнский М.Г., Горбов М.М. Бесконтактные емкостные микромеры. -Л.: Энергоатомиздат, 1986. 136 с.

67. Струнский М.Г., Горбов М.М. Расчет электрических емкостей в системе трех замкнутых оболочек прямоугольного сечения // Известия РАН. Энергетика. 1994. - № 1. - С. 82 - 91.

68. Методы расчета электростатических полей / Н.Н. Миролюбов, М.В. Кос-тенко, М.Л. Левинштейн, Н.Н. Тихонов. М.: Высш. шк. 1963, - 415 с.

69. Трауб Д. Итерационные методы решения уравнений. М.: Мир, 1985,-263 с.

70. Градштейн И.С., Рыжик И.М. Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений. -М.: Физматгиз, 1963. 1100 с.

71. Деннис Д., Шнабель Р. Численные методы безусловной оптимизации и решения нелинейных уравнений. М.: Мир, 1988. - 440 с.

72. Форсайт Д., Малькольм М., Моулер К. Машинные методы математических вычислений. -М.: Мир, 1980. 280 с.

73. Byrd Р.Е., Friedman M.D. Handbook for Engineers and Physicists. Berlin; Gottingen; Heidelberg: Springer-Verlag, 1954. 728 p.

74. Иоссель Ю.Я., Кочанов Э.С., Струнский М.Г. Расчет электрической емкости. JL: Энергоатомиздат, 1981. - 288 с.

75. Струнский М.Г., Горбов М.М. Емкость экранированной полосковой линии с несимметрично расположенной проводящей пластиной конечной толщины // Электромагнитные волны и электронные системы. -1998. -№4.- С. 51 -56.

76. Матис И.Г. Электроемкостные преобразователи для неразрушающего контроля. Изд. 2-е, перераб. и доп. Рига: Зинатне, 1982. - 304 с.

77. Евстигнеев В.В., Горбов М.М., Хомутов О.И. Параметрические первичные измерительные преобразователи. -М.: Высш. шк., 1997. 181 с.

78. Двайт Г.Б. Таблицы интегралов и другие математические формулы. -М.: Наука, 1978.-224 с.

79. Теоретические основы электротехники: Том 3. 4-е изд. / К.С. Де-мирчян, JI.P. Нейман, Н.В. Коровкин, B.J1. Чечурин. - СПб.: Питер, 2004.-377 с.

80. Привалов И.И. Введение в теорию фукций комплексного переменного: Изд. 12-е стереотипное. М.: Наука, 1987. - 444 с.84.0ртега Дж., Рейнболт В. Интегральные методы решения нелинейных систем уравнений со многими неизвестными. М.: Мир, 1975. — 588 с.

81. Халин M.B. Расчет электрической проводимости в одной плоскопараллельной системе // Электротехника. 1996. - №6. - С. 56 - 59.

82. Чернявский К.С. Стереология в металловедении. М.: Металлургия, 1977.-280с.

83. Журавский A.M. / Справочник по эллиптическим функциям. М.: АН СССР, 1941.-231 с.

84. Practical Methods in Electron Microscopy / Ed. A.M. Glanert. Amsterdam: North-Holland Publishing Company, 1972. - 192p.

85. Халина T.M. Теоретический анализ и расчет электрической проводимости многоэлектродных низкотемпературных композиционных электрообогревателей // Электротехника. 2001. - №8. - С. 57-62.

86. Халина Т.М. Расчет электрической проводимости между системами электродов в композиционном электрообогревателе // Электричество. — 2003.-№10.-С. 53-61.

87. KhalinaT.M. Calculation of electrical conductance between the electrode system in a composite electric heater // Electrical Technology Russia. 2003. -№4.-P. 43-57.

88. Мак-Кракен Д., Дорн У. Численные методы и программирование на ФОРТРАНЕ. М.: Мир, 1977. - 584 с.

89. Бинс К., Лауренсон П. Анализ и расчет электрических и магнитных полей. Пер. с англ. М.: Энергия, 1970. - 376 с.

90. Тозони О.В. Расчет электромагнитных полей на вычислительных машинах. Киев: Техника, 1967. - 252 с.

91. Халина Т.М. Анализ структуры электропроводящего композиционного материала на основе бутилкаучука для низкотемпературных композиционных электрообогревателей // Известия Вузов. Физика. 2004. -№10.-С. 38-47.

92. Халина Т.М., Пугачев Г.А., Строков М.Н. Разработка и применение систем обогрева счетчиков электроэнергии на основе многоэлектродныхкомпозиционных электрообогревателей для щитов учета на предприятиях АПК // Ползуновский вестник. 2005. - №2. - С. 89-94.

93. Струнский М.Г., Горбов М.М. Расчет частичных емкостей в емкостных преобразователях с учетом формы поперечного сечения контролируемого проводника // Электричество. 1980. - №9. - С. 25-32.

94. Струнский М.Г., Горбов М.М. Расчет частичных емкостей в трех-электродных симметричных емкостных преобразователях // Электричество. 1978. - №6. - С. 33-3 8.

95. Халина Т.М. Марсов В.Ю. Система подогрева зерна на основе многоэлектродных композиционных электрообогревателей // Ползуновский вестник.-2005.-№2.-С. 116-119.

96. Халина Т.М. Определение распределения потенциала по поверхности низкотемпературного композиционного электрообогревателя с копланарными электродами // Известия вузов. Строительство. — 1999. -№6.-С. 80-88.

97. А. с. СССР № 295002, кл. F 26Ь 17/12; F 26Ь 3/34. Шахтная зерносушилка / В.Р. Краусп, И.Э. Мильман, Г.А. Печковский. № 1152008/246. Заявл. 14.04.67; Опубл. 04.11.77, Бюл. №7.

98. Andrews K.W., Dyson D.J., Keorn S.R. Interpretation of Electron Diffraction Patterns. London: Hilger&Watts Ltd, 1967. - 321 p.

99. Kruse J. Rubb. Chem. Technol. 1973. - vol. 46, №3. - p. 653-658.

100. Халина Т.М. К вопросу выбора состава композиции резистивных электропроводящих материалов // Оптические сканирующие устройства и измерительные приборы на их основе: Тезисы докладов к 5-му Всесо- л юзному совещанию. Барнаул: АлтПИ, 1990. - С. 96-99.

101. Морс Ф.М., Фешбах Г. Методы теоретической физики. М.: Изд.иностр. лит., 1958. - 260с.

102. СмайтВ. Электростатика и электродинамика.-М.: Изд. ИЛ, 1954.-427с.

103. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электромагнитное поле. -М.: Высшая школа, 1986. 263 с.

104. Поливанов K.M. Теория электромагнитного поля. М.: Энергия, 1975.-208 с.

105. Нетушил А.В., Поливанов К.М. Основы электротехники. Теория электромагнитного поля. М., JL: ГЭИ, 1956. - 192 с.

106. Евстигнеев В.В., Горбов М.М. К теории тепловой проводимости сложных плоскопараллельных систем. АлтГТУ, 1995. - 23 с. -(Препр. АлтГТУ; №95).

107. Евстигнеев В.В., Халин М.В. Расчет тепловой проводимости в одной плоскопараллельной системе тел. Новосибирск, 1996. — 18 с. — (Препр. / ИТ СО РАН; №278-96).

108. Евстигнеев В.В., Халина Т.М. Расчет тепловой проводимости между длинной пластиной, размещенной в прямоугольном теплоизоляторе, и телом с плоской поверхностью // Сб. Тр. СО АИН РФ. Вып. №1. -Изд-во АлтГТУ. Барнаул, 2000. - С. 15 - 22.

109. Халин М.В., Халина Т.М. Влияние особенностей технологии производства электрообогревателей из композиционных материалов на электрофизические характеристики // Химическое и нефтяное машиностроение. 1996. - №4. - С. 18 - 20.

110. Халина Т.М. Расчет тепловой проводимости в одной несимметричной плоскопараллельной системе тел // Изв. ВУЗов. Строительство. — 2002.-№7.-С. 141-146.

111. Халина Т.М. Расчет распределения температуры по поверхности низкотемпературного электрообогревателя для предприятий агропромышленного комплекса // Известия ТПУ. 2004. - т. 307, №7. - С. 95 - 99.

112. Теплообмен и теплофизические свойства пористых материалов. Материалы Всесоюзного семинара СО РАН, Под ред. А.В. Горина, Ю.А. Коваленко. Новосибирск: ИТ СО РАН, 1992. - 284 с.

113. Блох А.Г., Журавлев Ю.А., Рыжков JI.H. Теплообмен излучением: Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1991. - 432 с.

114. Теплотехнический справочник / Под ред. В.Н. Юренева и П.Д. Лебедева. В 2-х т., т. 2. М.: Энергия, 1976. - 896 с.

115. Кутателадзе С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивлел ние: Справочное пособие. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 367 с.

116. Осипова В.А. Экспериментальное исследование процессов теплообмена: Учебн. пособие для вузов. 3-е изд. - М.: Энергия, 1979. - 320 с.

117. Щуклецов В.Г., Орехов С.В., Кунев В.Н. Исследование распределениясажи в полимерах методом электронной микроскопии // Высокомолекулярные соединения.- 1981.-№6.-С. 1192-1196.

118. Евстигнеев В.В., Пугачев Г.А., Халина Т.М., Халин М.В. Расчет и проектирование низкотемпературных композиционных электрообогревателей. Новосибирск: Наука, 2001. - 168 с.

119. А. с. СССР № 890877, кл. Н 01 С7/00. Резистивная композиция / В.П. Горелов, В .Я. Ушаков, Ю.А. Рубченко и др. № 2918122/18-21.3аявл. 06.05.80; Публикации не подлежит.

120. А. с. СССР № 993340, кл. Н 01 С7/00. Композиционный резистивный материал / Г.М. Б. Абдуллаев, В.П. Горелов, Ю.А. Рубченко и др. -№ 3248205/18-21. Заявл. 13.02.81; Опубл. 30.01.83. Бюл. №4.

121. Гуль В.Е., Шенфиль JI.3. Электропроводящие полимерные композиции. М.: Химия, 1984. - 240 с.

122. Горелов В.П., Пугачев Г.А. Резистивные композиционные материалы ® и мощные резисторы на их основе. Новосибирск: Нвука, 1987. - 180 с.

123. Горелов В.П., Пугачев Г.А. Композиционные резисторы для энергетического строительства. Новосибирск: Наука, 1989. -216 с.

124. Горелов В.П. Низкотемпературные нагреватели из композиционных материалов в промышленности и быту. М.: Энергоатомиздат,1995.-208 с.

125. ГОСТ 20214-74. Пластмассы электропроводящие. Метод определения удельного объемного электрического сопротивления при постоянном напряжении.

126. Лущейкин Г.А. Методы исследования электрических свойств полимеров.-М.: Химия, 1988.- 160 с.

127. ТУ 3468-007-02067824-2003. Многоэлектродные композиционныеэлектрообогреватели (МКЭ). № Гос. per. 004026 / Разработчик Т.М. Халина. Барнаул, 2003. - 24 с.

128. Ш 137. Уральский М.Л., Горелик Л.А., Буканов A.M. Контроль и регулирование технологических свойств резиновых смесей. М.: Химия, 1983.- 128 с.

129. Справочник резинщика. -М.: Химия, 1971. 608 с.

130. Усиление эластомеров // Под ред. Дж. Крауса. Пер. с англ. / Под ред. К.А. Печковской. М.: Химия, 1968. - 484 с.

131. Чай Дей Хан. Реология в переработке полимеров. Пер. с англ. / Под ред. Г.В. Виноградова и М.Л. Фридмана. М.: Химия, 1979. - 386 с.i

132. Вострокнутов Е.Г., Новиков М.И., Новиков В.И., Прозоровская Н.Б. Переработка каучуков и резиновых смесей (реологические основы,технология, оборудование). М.: Химия, 1980. — 280 с.

133. Гуль В.Е., Кулезнев В.Н. Структура и механические свойства полимеров. М.: Высшая школа, 1979. - 352 с.

134. Энциклопедия полимеров. М.: Советская энциклопедия, 1972, т.1. - 1223 е.; Т.2.-1932 с.

135. Электрические свойства полимеров / Под ред. Б.И. Сажина. 2-е• изд.-Л.: Химия, 1977.-192 с.t 145. Встрокнутов Е.Г., Виноградов Г.В. Реологические основы переработки полимеров. М.: Химия, 1988. - 232 с.

136. Гуль B.E. Электропроводящие полимерные материалы. М.: Химия,1968.-248 с.Л

137. Аппельт Г. Введение в методы микроскопического исследования. Пер. с нем. / Под ред. Д.Н. Залухина. М.: Медгиз, 1959. - 426 с.

138. Практикум по химии и физике полимеров: Учеб. изд. / Н.И. Авва-кумова, JI.A. Бударина, С.М. Дивгун и др.; Под ред. В.Ф. Куренкова. -М.: Химия, 1990.-304 с.

139. Пугачев Г.А. Электрическая проводимость бетона на основе структурно-агрегатной модели. Новосибирск, 1989. - 107 с. - (Препр. / ИТi СО РАН; №42-89).

140. Пугачев Г.А. Электропроводные бетоны. Новосибирск: Наука,9 1993.-267 с.

141. Пугачев Г.А. Феноменологическая теория прочности и электропроводности бетона. Новосибирск: ИТ СО РАН, 1990. - 247 с.

142. Голицин В.П., Минакова Н.Н. Физико-химические принципы получения резистивных эластомерных композиций. // Композиты в народное хозяйство России (Композит 95): Труды международной научно-технической конференции. - Барнаул: АлтГТУ, 1996. - С. 29 - 33.

143. Дульнев Г.Н., Новиков В.В. Процессы переноса в неоднородныхсредах. JL: Энергоатомиздат, 1991. - 248 с.

144. Зуев В.П., Михайлов B.C. Производство сажи. М.: Химия, 1970.9 -318с.

145. Оськин В.М., Юрцев JI.B. Стабилизация электропроводящих свойств резин, содержащих высокоструктурные марки технического углерода // Сб. докл. междунар. конф. IRS"94.-M.: 1994.-С. 218-223.

146. Голицин В.П., Минакова Н.Н. Управление свойствами поверхности высокодисперсного наполнителя // Композиты в народное хозяйство

147. России (Композит 95): Тезисы докл. Межд. Научно-техн. конф. Барнаул: АлтГТУ, 1995.-С. 43.

148. Липатов Ю.С. Физико-химические основы наполнения полимеров. — М.: Химия, 1991.-260 с.

149. Хольм Р. Электрические контакты. М.: ИЛ, 1961. - 463 с.

150. Козлов Г.В. Контактные взаимодействия в электропроводящих полимерных наполненных композициях: Дисс. д-ра техн. наук. М., 1989.-352 с.

151. Као К., Хуан В. Перенос электронов в твердых телах. М.: Мир, 1984.-Т.1.-350 с.

152. Крикоров B.C., Колмакова Л.А. Электропроводящие полимерные материалы. -М.: Энергоатомиздат, 1984. 174 с.

153. Буланова М.А. Разработка и исследование электропроводящих резин, наполненных углеродными волокнами: Дисс. канд. техн. наук. -Л., 1982.-216 с.

154. Халин М.В. Теория и разработка низкотемпературных электрообогревателей: Дисс. д-ра техн. наук. Барнаул, 1998. — 330с.

155. Вершинин Ю.Н., Горелов В.П., Добжинский М.С. О проводимости системы двух контактирующих полупроводниковых частиц // Тр. Сиб-НИИЭ. Новосибирск, 1974. - Вып.25. - С. 3 -13.

156. Дульнев Г.Н., Заричняк Ю.П. Теплопроводность смесей и композиционных материалов: Справ, книга. Л.: Энергия, 1974. - 264 с.

157. Емец Ю.П. Электрические характеристики материалов с регулярной структурой. Киев: Наук, думка, 1986. - 192 с.

158. Milliars A, Turner D.T. J. appl. Phys., 1971. - v. 42. - № 2. - P. 614 - 618.

159. А. с. СССР № 252921, кл. F 26b 19/01. Тепломассообменник / B.C. Кучер, А.И. Тюмеров. № 1195097/24-6. Заявл. 03.11.67; Опубл. 22.09.69, Бюл. № 29.

160. Гальперин Б.С. Непроволочные резисторы. — Л.: Энергия, 1968. 284 с.

161. Минакова Н.Н. Научные основы создания и регулирования рези-стивных своств высоконаполненных эластомеров: Дисс. д-ра физ.-мат. наук. Томск, 2001. - 345 с.

162. Печковская К.А. Сажа как усилитель каучука. М.: Химия, 1967. -216с.

163. Хасхачик А.Д., Чавчич Т.А. Влияние пространственных структур при вулканизации наполненных резиновых смесей на основе БСК на их электропроводность. Каучук и резина. - 1972. -№ 9. - С. 22 - 24.

164. Масагутова Д., Микуленко Н. Применение каучуков на основе изо-бутилена в шинной промышленности / Под ред. Г. Хомутинникова. -М.: ФПГ Нефтехимпром, 2001 128 с.

165. Ужевский JI.M. Дифракционная электронная микроскопия в металловедении. М.: Металлургия, 1973. - 584 с.

166. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика: Учебн. пособие для вузов. Изд. 7-е, стер. - М.: Высшая школа, 2001.-479 с.

167. Гельман В.Я. Решение математических задач средствами Excel: Практикум. СПб.: Питер, 2003. - 240 с.

168. Догадкин Б.А., Печковская К.А., Мильман Ц.Б. Исследование электропроводности наполненных каучуков. В кн.: Труды НИИШП. - М.: Госхимиздат, 1950.- 103 с.

169. Горелик Р.А. Исследование в области электропроводящих пористых резин: Автореферат дисс. канд. техн. наук. 1971. - 24 с.

170. Никитин Ю.Н., Аникеев В.Н., Никитин И.Ю. Влияние элементного графита на свойства эластомерных композиций с печным техуглеродом //Каучук и резина.-2001.-№ 1.-С. 8 11.

171. Morrissey R.T. // Industrial and Engineering Chemistry, 1955. v. 47. -№6.-P. 1562-1569.

172. Dunn I.R. // Kautschuk und Gummi Kunststoffe, 1985. v. 38. - № 7. -P. 611 -613.

173. James D.I. Recent developments in conductive rubber: Proceedings of RAPRA Seminar. Shobuiy, 1977. P. 10-20.

174. Козлов Э.В., Иванов Ю.Ф., Конева H.A., Игнатенко JI.H. // Функционально-механические свойства материалов и их моделирование. — Псков, 1993.-С. 90-99.j 184. Нормативно-правовая база энергообеспечения и энергосбережения в

175. Томской области 1997 2002 г.г. Сборник документов. - Томск: ЦНТИ, 2002.-224 с.

176. Патент РФ № 2042097, кл. F 26В 11/4. Тепломассообменный аппарат для сыпучих и комкующихся материалов / А.В. Белов, М.И. Королев, Ю.А. Цой, С.М. Спиридонов. № 5047590/13. Заявл. 05.05.92; Опубл. 08.20.95, - Код ММ4А. - Опубл. 08.27.2000, Бюл. № 24.

177. Патент РФ № 2037895, кл. Н 01 С 7/00 Композиционный резистивный материал / М.В. Халин, Т.М. Халина, П.И. Госьков, B.JI. Тарабанов. №1.93011354. Заявл. 02.03.93; Опубл. 19.06.95, Бюл. №17.

178. Технические условия 3433-001-02067824-97. Щиты учета электроt энергии ЩУЭ-100, ЩУЭ-600/ Разработчики Халина Т.М., Халин М.В.,

179. Сутормин А.В. Барнаул: Алтайский ЦСМ, 1997. - 15с.

180. Технические условия 3433-002-02067824-97. Щиты учета электроэнергии ЩУЭ-П-100, ЩУЭ-Т-400/ Разработчики Халина Т.М., Халин М.В., Сутормин А.В. Барнаул: Алтайский ЦСМ, 1997. - 16с.

181. Евстигнеев В.В., Халин М.В., Халина Т.М., Сутормин А.В., Морозов С.П. Расчет тепловой проводимости гибкого композиционного электрообогревателя // Теплоэнергетика: Сборник научных трудов — Новосибирск: НГТУ, 1999.-С. 157-169.

182. Халин М.В., Халина Т.М., Сутормин А.В., Морозов С.П., Тарабанов

183. B.JI. Анализ различных способов обогрева трехфазных счетчиков в щитах раздельного учета электроэнергии // Труды СО АНН РФ. Вып. 1 -Барнаул: АлтГТУ, 2000. С. 50-55.

184. Евстигнеев В.В., Халина Т.М. Расчет тепловой проводимости между длинной пластиной, размещенной в прямоугольном теплоизоляторе, и телом с плоской поверхностью // Труды СО АИН РФ. Вып. 1 Барнаул:1. АлтГТУ, 2000. С. 15-22.

185. Халина Т.М. Расчет тепловой проводимости сложных по конфигурации систем // Измерение, контроль, информатизация: Материалы второй международной научно-технической конференции. Барнаул: АлтГТУ, 2001.-С. 48-52.

186. Халина Т.М. Разработка конструкции и технологии производства объемных многоэлектродных низкотемпературных электрообогревателей // Проблемы качества в XXI веке: Материалы Международной научно-практической конференции. Барнаул: АлтГТУ, 2001. - С. 95-97.

187. Халин М.В., Халина Т.М., Строков М.Н. Способы обогрева трехфазных счетчиков в щитах учета электроэнергии // Энергосбережение и энергетическая безопасность регионов России: Тезисы докладов Всероссийского совещания. Томск: ЦНТИ, 2001. - С. 132-134.

188. Халина Т.М., Марсов В.Ю. Объемный низкотемпературный многоэлектродный композиционный электрообогреватель // Энергосбережение и энергетическая безопасность регионов России: Тезисы докладов Всероссийского совещания. Томск: ЦНТИ, 2001. - С. 130-132.

189. Патент РФ № 2177211, кл. Н 05 В 3/28. Гибкий композиционный электрообогреватель/ Т.М. Халина № 2000119089/09. Заявл. 18.07.2000; Опубл. 20.12.2001, Бюл. №35.

190. Патент РФ №2191486, кл. Н 05 В 3/26. Композиционный гибкий электрообогреватель / Т.М. Халина, B.JI. Тарабанов, С.П. Морозов. № 2000119991/09. Заявл. 26.07.2000; Опубл. 20.10.2002, Бюл. №29.

191. Патент РФ № 2209904, кл. Е 04 Д 13/00 Устройство для удаления льдас водостоков крыш зданий и сооружений / Т.М. Халина, М.В. Халин,

192. Г.А. Пугачев, В.А. Тарабанов, В.Ю. Марсов, М.Н. Строков, Р.Н. Белоусов, А.В. Жуйков № 2002102526/03. Заявл. 28.01.2002; Опубл. 10.08.2003, Бюл. №22.

193. Халина Т.М., Марсов В.Ю. Объемный многоэлектродный композиционный электрообогреватель // Электроэнергетика, электротехнические системы и комплексы: Материалы Международной научно-технической конференции. Томск: ТПУ, 2003. - С. 202-204.

194. Халина T.M. Низкотемпературные многоэлектродные композиционные электрообогреватели и обогревательные системы на их основе для предприятий агропромышленного комплекса // Ползуновский альманах.- № 4. Барнаул: АлтГТУ, 2004. - С. 206-208.

195. Халина Т.М. Оценивание структуры электропроводящих композиционных материалов на основе бутилкаучука методами электронной микроскопии // Ползуновский альманах. № 4. - Барнаул: АлтГТУ, 2004. -С. 215-220.

196. Халина Т.М. Комплексное исследование электрофизических характеристик композиционных электрообогревателей сельскохозяйственного назначения // Ползуновский альманах. №4. - Барнаул: АлтГТУ,2004.-С. 231-237.

197. Халина Т.М. Расчет и проектирование системы подогрева зерна на основе многоэлектродных композиционных электрообогревателей: Научно-методические и практические рекомендации. — Барнаул: АлтГТУ,2005.-24 с. ISBN 5-7568-0513-3.

198. Теплотехника: Учебник для вузов / В.Н. Луканин, М.Г. Шатров, Г.М. Камфер и др.- М.: Высшая школа, 2003. 671с.

199. Автономов И.В., Воронцов В.В., Горелов В.П. и др. Контактные устройства объемных композиционных резисторов // Известия СО АН СССР. 1989. - Вып. 6. - С. 97 - 102.1227. Пугачев Г.А., Автономов И.В., Халина Т.М., Халин М.В., Воронцов

200. В.В., Ильюшенко А.С., Маевский Е.К. Волков С.В. Нагревательныйэлемент из электропроводного бетона // Информационный листок № 572-91 Новосибирской МТЦНТИ -Новосибирск: УНТИ, 1991. 4с.

201. Халин М.В., Халина Т.М., Сутормин А.В. Расчет электрическойпроводимости между компланарными электродами, размещенными на

202. Ш проводнике прямоугольного сечения // Международная научно техническая конференция «Композиты в народное хозяйство России» (Ком позит-95): Тезисы докладов Барнаул: АлтГТУ, 1995. - С. 49-51

203. Халина Т.М., Халин М.В. Организация электрообогрева 3-х фазных счетчиков щитов учета // Тезисы докладов научно-практической конференции «Наука городу Барнаулу» Барнаул: АГУ, 1999. - С. 20-23.

204. Халин М.В., Халина Т.М., Морозов С.П., Белоусов Р.Н., Жуйков

205. А.В. Расчет параметров композиционного электрообогревателя и особенности технологии его производства // Фундаментальные и прикладj) ные исследования для производства: Международный межвузовскийсборник научных статей Барнаул: АлтГТУ, 2000. - С. 172-175.

206. Гинзбург А. С. Основы теории и техники сушки пищевых продуктов. -М.: Пищевая промышленность, 1973.-528с.v 236. Жидко В. И., Резчиков В. А., Уколов В. С. Зерносушение и зерносушилки.- М.: Колос, 1982.-239с.

207. Соколов А. Я. Технологическое оборудование предприятий по хранению и переработке зерна.- М.: Колос, 1975. 496с.

208. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ АНАЛОГИИ МЕЖДУ ПОТЕНЦИАЛЬНЫМИ ПОЛЯМИ1. Стационарное полеэлектростатическое электрическое тепловое

209. Закон индукции: Закон Ома: Основное уравнение теплопроводности:

210. D = е grad V j -у grad U q - - A grad Т1. Q = $Dds jf I / Q = $qdsdivD — 0 div J = 0 div q = 0rot E = 0; D = eE roti3 = 0; ? = у!э rot hT = 0; q = Xh

211. V — электростатический С/ — электрический по- T — температурапотенциал —> тенциал

212. D — вектор электрическо- У — вектор плотности q — вектор теплового пого смещения тока тока (плотность теплового потока)е — диэлектрическая про- у — удельная электро- А — коэффициент теплоницаемость проводность проводности

213. Q — поток электрического I — сила тока Q — количество тепласмещения -> (расход тепла)

214. Е — вектор напряженно- — вектор напряжен- hT — вектор потока тепласти электростатического ности электрическогополя поля