Ашық сабақ : "Кедергілі электр пештері"

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ БЕРУ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

Техникалық және кәсіптік білім

Аягөз қаласының политехникалық колледжі коммуналдық

мемлекеттік қазыналық кәсіпорыны

Мамандық: 0911000, «Электрлік және электрмеханикалық жабдықтарды

техникалық пайдалану, қызмет көрсету және жөндеу (түрлері бойынша)»

Бекітілді: Келісілді:

Директордың оқу ісі жөніндегі орынбасары Колледж әдіскері

________ Дюсенбаева Г.А. ____________ _____________

(қолы) (аты-жөні, тегі) (қолы) (аты-жөні, тегі)

2015 – 2016 оқу жылы

Ашық сабақтың әзірлемесі

Пән: «Кәсіпорындар мен азаматтық ғимараттардың электржабдықтары»

Сабақтық тақырыбы: «Кедергілі электр пештері»

Оқытушы: Адилбеков Н.М

Топ: 13 – ЭП – 3

Уақыты: 20.10.2015 ж

2 - аусым, 1 – пар.

ҚАРАЛДЫ

ПЦБ отырысы _________________

Хаттама №___ «___» __________ 20___

ПЦБ жетекшісі ________ ______________

(қолы) (аты-жөні, тегі)

Ашық сабақ жоспары

Пән: «Кәсіпорындар мен азаматтық ғимараттардың электржабдықтары»

Топ 13 – ЭП – 3 20. 10. 2015 ж.

Тақырыбы: Кедергілі электр пештері.

Сабақтың мақсаты:

Білімділік: Электр термиялық қондырғылардың жіктелуімен және кедергілі электр пештерімен таныстыру.

Дамытушылық: Оқушыларға сабақты түсіндіре отырып, ойлау және есте сақтау қабілеттерін дамыту, ізденушілікке баулу.

Тәрбиелік: Ұқыптылық пен жауапкершілікке тәрбиелей отырып, пәнге және мамандыққа қызығушылығын арттыру.

Сабақтың түрі: Аралас сабақ

Сабақтың әдісі: Түсіндірмелі-иллюстрациялық, ақпараттық-рецептік.

Пәнаралық байланыс: Электр жетегі, Электр жетегін автоматты басқару, Кәсіпорындар мен азаматтық ғимараттарды электрмен қамтамасыздандыру, Электртехниканың теориялық негіздері, Электр машиналары.

Сабақтың көрнекілігі: Сызбалар, суреттер, слайдтар, қосымша материалдар.

Сабақтың жабдықтары: Интерактивті тақта, электрлік жабдықтар

Сабақтың барысы:

І. Ұйымдастырудың кезеңі: 5 мин.

1. Кабинетке кіріп, оқушылармен сәлемдесу. Дәрісхананың тазалығына, балалардың киіміне назар аудару. Оқушыларды түгендеу. Журнал толтыру.

ІІ. Үй жұмысын қайталау: 20 мин. Электрлік жарықтандыру бөлімін жалпы сұрақтар қою арқылы қайталау интерактивті тақтадан слайд арқылы жүргізіледі:

1. Жарық техникасының негізгі шамаларына нелер жатады ?

Жарық ағыны, жарық күші, жарықтандыру және жарықтылық жатады.

2. Жарық ағыны және жарықтандыру дегеніміз не олардың өлшем бірліктері қалай аталады ?

Жарық ағыны деп уақыт аралығында кез келген аудан арқылы өтетін жарық энергиясының шамасын немесе жарықтың кеңістікте таралу жылдамдығын айтады. Жарық ағыны люменмен (лм) өлшенеді.

Жарықтандыру (жарық ағынының беттік тығыздығы) деп жарық ағынының жарықтанатын беттің бірлік ауданына тең жарық шамасын айтады.

Е=F₁/S (1.2)

Жарықтандырудың өлшем бірлігі люкс (лк). Жарықтандыру көрсеткіші люкс секундпен өлшенеді (лк*сек).

3. Жарық беру электр қондырғыларының негізгі эле­менті қалай аталады және қандай шамаларға байланысты бөлінеді ?

Жарық беру электр қондырғыларының негізгі эле­менті - электр энергиясын жарық сәулесіне түрлендіруші шам (лампа) болып табылады. Шамдар қуатына, кернеуіне, жарық ағынына, өлшеміне, сыртқы түріне, газ түріне (толтырылатын), баллондардың жарықты шағылыстыруы мен жарық өткізгіштік элементтеріне қарай бөлінеді.

4. Жарықтандыру құралдары дегеніміз не ?

Жарық ағынын тиімді тарату, көрмей қалушылықтыы азайту, шамдарды механикалық зақымданудан және шаңнан қорғау үшін, электр шамдары әртүрлі жарық қондырғыларымен бірге қолданылады, оларды жарықтандыру құралдары дейді.

Жақын қашықтықты жарықтандыратындарды жарықтандырғыш немесе шырақ (светильник), ал алыс қашықтықты жарықтандыратындарды күн шамдар (прожектор) деп атайды.

5. Қыздыру және люменесценті шамдардың артықшылықтары мен кемшіліктері.

Қазіргі өндірістерде жетік меңгерілген және хальқ шаруашылығында кең тараған жасанды жарық көзі - электрлік қыздыру шамдары. Қыздыру шамдарының артықшылықтары:

• сәуле шығару спектрінің жұмыс орнына жалпы жарық беруге жарайтындығы;

• қолданылуының әмбебаптығы (универсалдылығы);

• құрылысының қарапайымдылығы;

• пайдалануға ыңғайлылығы.

Қыздыру шамдарының кемшіліктері: жарық бергіштігі 10-20 лм/Вт- тан аспайды және олардың электр қуатын жарыққа айналдырудың пайдалы әсер коэффициенті өте төмен келеді. Бұл коэффициент шамға берілген электр қуатының 3-4 пайызынан аспайды.

1938 жылы люминесценттік шамдардың бірінші үлгілері жасалынды. Бұл шамдардың шығарылуы газ разрядтың жарық көздері дамуының жаңа кезеңін бастады. Төменгі қысымда сынап буында өтетін разряд ультракүлгін сәуле шығарады. Осы ультракүлгін сәулелерді көрінетін сәулелерге түрлендіретін люминофорларды пайдалану газ разрядтық жаңа жарық көздерін жасауға мүмкіншілік ашты. Олардың қыздыру шамдарынан сәулеленуі де, қызмет ету мерзімі де көп болады.

Қуаттары бірдей болғанда люминесценттік шамның қыздыру шамынан артықшылығы сәулеленуі 4-5 есе, ал қызмет ету мерзімі 5-8 есе көп екендігін ескерсек, жалпы қызмет ету мерзімінде люминесценттік шамның қыздыру шамынан 20 - 40 есе көп жарык, беретіндігі анықталды.

Газ разрядтық сәуле шығару көздерінің негізгі кемшіліктерінің бірі - олардың электр желісіне қосылуының күрделілігі. Газ разрядтық шамдар электр торабына от алдыруға статер, ал шамның жұмыс тоғын шектеуге балластық кедергі немесе дросель арқылы қосылады. Ол кедергі разряд тоғын шектеу арқылы шамның жану режимін тұрақтандырады.

Газ разрядтық шамдардың сипаттамалары оларды қоршап тұрған ортаның температурасына байланысты келеді. Шамдардың жану режимі оларды электр торабына қосқаннан соң біраз уақыттан кейін тұрақтанады. Бұл уақыт ішінде шам қызады және оның ішіндегі металл буға айналады. Ме­талл буларындағы разрядты пайдаланатын жоғары және аса жоғары қысымды шамдар электр желісінен ажыратып қайта қосқанда бірден жанбайды. Өйткені ыстық шамды қайта іске қосу үшін үлкен кернеу керек болады.

6. Жарықтандыру жүйесі неше түрге бөлінеді ?

Жарықтандыру жүйесі үшке бөлінеді: жалпы, жергілікті және аралас.

7. Жалпы жарықтандыру жүйесі қалай орындалады ?

Жалпы жарықтандыру жүйесі жалпы біркелкі немесе жалпы таралмаған болып орындалады. Жалпы біркелкі жарқтандыру кезінде шарақ шамдары жарықтандаратын орындарға жабдықтардың орналасуына қарамай жалпы бірқалыпты қойылады, мысалы металл құю, бояу цехтарында. Жалпы таралмаған жарықтандыру жүйесінде шырақ шамдары жұмыс орындарының жарықтануын күшейту үшін қолданылады, мысалы құрастыру цехтарында жарық шамдарын конвейрлердің бойына орналастыру тиімді болады.

8. Жарықтандырғыштар көп жағдайларда қандай тәртіпте қойылады ?

Жарықтандырғыштар көп жағдайларда тік төрт бұрышты немесе шаршы тәртібінде қойылады, кей уақытта шахмат түрінде орналастырылады. Шамдардың ара қашықтығына және биіктігіне қарай жарықтандырғыштардың саны жарықтандыру орнына байланысты анықталады.

9. Жарықтандырғыштардың іліну биіктігі неше метрден аспауы тиіс ?

Қызмет көрсету шарттарына байланысты іліну биіктігі еденнен есептегенде 7 метрден аспауы керек.

10. Жарықтандырғыштардың ара қашықтықтары, төбеден қашықтығы қанша болуы керек ?

Жарықтандырғыштардың ара қашықтықтары мен төбеден қашықтығы һ_с жарықтандыру орнының биіктігіне байланысты 0,3 – 1,5 м аралығында болуға тиісті. һ_с шамасын таңдау кезде төбенің біркелкі жарықтануын ескеру қажет, бұл жағдайда һ_с/Н_о = 0,2 – 0,25 қатынасы ұсынылады, мұндағы Н_о - жұмыстық беттің үстінен төбенің биіктігі.

11. Есепті іліну биіктігі һ дегеніміз не ?

Есепті іліну биіктігі һ деп шырақ шамдары мен жұмыс бетінің ара қашықтығын айтады:

һ = Н - (һ_С + һ_Р),

12. Жергілікті жарықтандыру қандай мүмкіндік береді және қалай орындалады ?

Жергілікті жарықтандыру жұмыс орнын шамдардың шамалы қуатында жарықтандыруды күшейтуге мүмкіндік береді, сонымен қатар жарық сәулелерін өте қолайлы бағыттауды алуға болады.

Жергілікті жарықтандыру шамдарының жарық беруі кәсіпорындарға қойылатын жалпы жарықтандырудың шырақ шамдарының жарығынан байланысты анықталады. Жергілікті жарықтандыру шырақ шамдары қозғалмайтын (қатты) немесе қозғалатын (топсалы, шарнирлі) болып бекітіледі. Ең көп қолданыста шырақ шамдарының шарнирлі бекітілуі кездеседі. Жергілікті жарықтандырудың шырақ шамдарының жұмыс бетін жарықтандыруды қолайлы етуі үшін олардың көлденеңінен және тігінен бекітілуі қолданылады.

13. Апаттық жарықтандыру не үшін қажет ?

Апаттық жарықтандыру апаттық кезде жұмысты жалғасыруға және адамдарды кәсіпорындардан қауіпсіз түрде шығаруға қолданылады.

14. Аралас жарықтандыру дегеніміз не және ол қандай мүмкіндіктер тудырады ?

Аралас жарықтандыру жалпы жарықтандыру жүйесімен қатар жергілікті жарықтандыру жүйесі үшін қосымша шырақ шамдарын жұмыс орындарына қою арқылы жүзеге асырылады, көп жағдайларда олар төменгі 12 және 36 В кернеу желілерінен қоректендіріледі. Аралас жарықтандыру жүйесі төмендегідей мүмкіндіктер тудырады:

• Жұмыс орындарында қуаттары 25 немесе 40 Вт шамдарының өзімен жоғары деңгейдегі жарықтандыруды жасауға болады;

• Жергілікті қойылған шырақ шамдарын тұрған орнында бұрау арқылы жарық сәулелерін өңдеуге қойылған детальдарға қолайлы бағыттауға болады.

15. Жарық техникасын есептеу кезінде оның қандай параметрлері анықталады ?

Жарық техникасын есептеу кезінде оның төмендегі параметрлері анықталады: жарықтандырғыштың түрлері және оларды ілу биіктігі, олардың орналасуы, жарық ағыны, шамдардың қуаты және жарықтандыру қондырғыларының толық қуаты. Жарық техникаларын есептеу бірнеше әдістермен жүзеге асырылады, олар жарық ағынын пайдалану коэффициенті әдісі, меншікті қуат әдісі және нүктелік әдіс.

ІІІ. Жаңа сабақ: 45 мин. Кедергілі электр пештері.

Сабақтың тақырыбын таныстыру, оқушыларға сабақтың мақсатын түсіндіру.

Электр пештері мен электрмен қыздыру қондырғылары келесі топтарға бөлінеді: кедергілі пештер, электр доғалық пештер, индукциялық қыздыру пештері мен қондырғылары, диэлектриктік қыздыру пештері мен қондырғылары.

Кедергілі электр пештері электр энергиясын жылуға түрлендіруге байланысты жанама әсерлі және тура қыздыру электр пештері болып екіге бөлінеді. Жанама әсерлі пештерде электр энергиясы жылуға арнайы қыздыру элементтерімен түрленеді. Тура қыздыру пештерінде ток тікелей қыздырылатын қатты немесе сұйық денелерге жіберіледі.

Кедергілі электр пештері қолданылуына қарай балқыту және термиялық болып бөлінеді. Балқыту пештері түсті металлдарды және олардың қорытпаларын балқытуға, ал термиялық пештер қара және түсті металлдарды әр түрлі термиялық өңдеуге, керамика мен шыныны жылулық өңдеуге, бұйымдарды кептіруге, темір соғу және штамптау кезіндегі қыздыруға қолданылады.

Кезеңмен әсер ету кедергілі электр пештеріне, камералық, шахталық және итергішті пештері жатады 2.1 суреті.

Камералық электр пештері металдарды термиялық өңдеуге (қалыптастыру, жасыту, цементтеу және қыздыру) қолданылады (2.1, а суреті). Н сериялы камералық қуаты

15–75 кВт пештері 950⁰ С жұмыс температурасына, қыздырғыштарын кернеуі 220 немесе

380 В желілерден қоректендіруге шығарылады. Басқа типті камералық пештерінің жұмыс температурасы 1350⁰ С – қа дейін болып карборундық қыздырғыштар қойылады.

2.1 суреті. Кедергілі электр пештері: а – камералық; б – шахталық; в – итергішті;

Шахталық электр пештері (2.1, б - суреті) аз сериялы өндірістерде бұйымдарды шынықтыру және термиялық өңдеу кезінде қыздыру үшін арналған. Оларды шахта түрінде жерге тереңдетіп орнатып және затворлы қақпақтармен жабылатын қылып орындайды. Пештерді цехтағы кран арқылы толтырады. Шахталық электр пештерінің максималды температурасы 900⁰ С болады. Ш типті пештердің қуаты 30 – 70 кВт, ПН – 32 және ПН – 34 пештерінікі 36 – 75 кВт, Г – 65 және Г – 95 пештерінікі 65 және 95 кВт болып қоректендіру кернеуі 380/220 В болады.

Итергішті электр пештері (2.1, в – суреті) ұзын тік бұрышты камера түрінде жасалып, оған қыздырылатын бұйымдар тиейтін есіктің аузына орнатылған туралағыштармен кезеңді итеріліп немесе доңғалақты итергіштер арқылы кіргізіледі.

Электрлік ванналар максималды жұмыс температурасы 850⁰С, ол балқытылған тұздардағы металл бұйымдарды және металлдарды жылулық және жылухимиялық өңдеу үшін қолданылады, 380/220 В кернеуде қуаты 20 және 30 кВт болады.

Электродты тұзды ванналарда бұйым ваннаға толтырылған тұздың балқуының беретін жылуы арқылы қыздырылады. С типті тұзды пештер бұйымдарды қыздыруға, ал СП типті тұзды пештер аспаптарды қыздырумен өңдегенде қолданылады, олардың қуаты

20 – 100 кВт- ты құрайды.

Үзіліссіз әсерлі кедергілі электрпештері конвейрлік, итергіштік, барабандық, карусельдік (айналмалы) болып бөлінеді.

Конвейрлік электр пеші тік бұрышты камера түрінде жасалады, оның ішіне конвейрлік лента қойылып онымен өңделетін бұйымдар қозғалады. Лентаны қозғалысқа келтіру беріліс механизмі мен бастаушы барабанды іске қосатын электр қозғалтқыш арқылы жүргізіледі. Іске қосу механизмінде жылдамдықты реттеу үшін вариатор қарастырылған. Конвейрлік электр пеші металлдарды әртүрлі термоөңдеуде 1100⁰ С – қа дейін қолданылады.

Барабанды электр пеші ұсақ бұйымдарды термоөңдеуде қолданылады (шариктер, роликтер т.б).

Карусельдік (айналмалы) электр пешінде сақинада айналатын бұйымдар темоөңдеуден кейін алынады.

Тура қыздыру электр пештерінде тоғын қыздырылатын денеден тікелей өткізеді, бұл кезде Джоуль-Ленц заңы бойынша бөлінген жылу уақыт және қыздырылатын дененің кедергісіне пропорционал өзгереді.

Материалдың берілген температураға дейінгі қыздыру уақыты:

t = GC(t₁ – t₀)/a,

мұндағы G –ұзындығы 100 мм материал массасы, кг; С – материалдың орташа жылу сыйымдылығы; t₁,t₀ – бастапқы және соңғы температура, ⁰ С; а – материалдан жылудың бөліну жылдамдығы, ккал/сек.

Ұзындығы l мм материалға берілетін қуат:

Р = 4,18la/100,

Бұдан пешті қоректендіретін трансформатор қуаты, ква:

S = P/ηсоs φ,

Мұндағы η = 0,7 ... 0,75 – қондырғының орташа пайдалы әсер коэффициенті.

Кедергілі электр пешінің қуатын реттеуде келесі жұмыстар атқарылады:

• Қыздыру тізбегіне қосымша кедергілер түрлерін қосу арқылы мысалы дросельдер, реостартар, автотрансформаторлар;

• Сатылы қосу реттегіш трансформаторын қолдану;

• Қыздырғыштар тізбегін үшбұрыштан жұлдызшаға немесе тізбектей қосылған қыздыргғыштарды параллель қосу;

• Пештің қыздырғыштарын қосу және ажыратуды кезеңді жүргізу;

Кедергілі элертр пештерінде температураны автоматты реттеу қолданылады,

2.2 суретінде кедергілі электрпешін екі кезеңді реттеу сұлбасы берілген.

2.2 суреті. кедергілі электр пешін басқарудың екі кезеңді реттеу сұлбасы.

Пештің қыздыру элементтерін НЭ қосу және ажырату термореттегіш ТР арқылы жүргізіледі. Термореттегіш пештің температурасына байланысты тізбектегі контактордың орамын Л тікелей немесе аралық реле РП арқылы қосу және ажырату үшін қолданылады. Термореттегіштің датчигі Т термопара, кедергілі термометр, фотоэлемент және т.б. болуы мүмкін. Ал ажыратып қосқыш П және ажыратқыш В пешті қолмен басқаруға қызмет етеді.

ІV. Жаңа сабақты бекіту және қорытындылау: 10 мин. Жаңа сабақты бекіту интерактивті тақтадан слайд көрсету арқылы жүргізіледі онда оқушыларға төмендегі сұрақтар қойылады:

1. Электр пештері мен электрмен қыздыру қондырғылары қандай топтарға бөлінеді ?

2. Кедергілі электр пештері электр энергиясын жылуға түрлендіруге байланысты қалай бөлінеді ?

3. Кедергілі электр пештері қолданылуына қарай неше түрге бөлінеді және олар қандай орындарда қолданылады ?

4. Кезеңмен әсер ету кедергілі электр пештерінің түрлері ?

5. Кедергілі электр пешінің қуатын реттеуде қандай жұмыстар атқарылады ?

6. Тура қыздыру электр пештерін қоректендіретін трансформатор қуаты қандай өрнектермен есептеледі ?

7. Кедергілі элертр пештерінде температураны реттеу қалай жүргізіледі және екі кезеңді реттеу сұлбасы қалай жұмыс істейді ?

V. Оқушылардың білімін бағалау 5 мин: Үй тапсырмасының жауаптарына, сабаққа белсене қатысып отырғандарына қарай оқушылардың білімдері бағаланады.

VI. Үй тапсырмасы: 5 мин. Жаңа сабақты оқып келу, төмендегі сұрақтарға назар аудару:

1. Электр пештері мен электрмен қыздыру қондырғылары қандай топтарға бөлінеді ?

2. Кедергілі электр пештері нешге бөлінеді ?

3. Кедергілі электр пештері неше түрге бөлінеді және олар қандай орындарда қолданылады ?

4. Кезеңмен әсер ету кедергілі электр пештерінің түрлері ?

5. Кедергілі электр пешінің қуатын реттеуде қандай жұмыстар атқарылады ?

6. Тура қыздыру электр пештерін қоректендіретін трансформатор қуаты қандай өрнектермен есептеледі ?

7. Кедергілі элертр пештерінде температураны реттеу қалай жүргізіледі және екі кезеңді реттеу сұлбасы қалай жұмыс істейді ?.

Пайдаланылатын әдебиеттер:

1. Б.Ю. Липкин. Электрооборудование промышленных предприятий и установок, издательство Высшая школа, Москва 1972 год.

2. Е.Н. Зимин. Электрооборудование промышленных предприятий и установок в машиностроении, издательство ЭНЕРГИЯ, Москва 1968 год.