Начинается формирование

Задавая начальную температуру среды и скорость ее изменения, можем получить значение температуры перекачиваемой среды в любой момент времени. Аналогичным образом задаются температуры окружающей среды.

Начальную температуру пара и температуру пара после промежуточного перегрева можно включать в число варьируемых факторов. Что касается начального давления пара, то, поскольку его изменение в узких пределах весьма слабо влияет на выходную величину — мощность или расход тепла, нецелесообразно включать его в число переменных факторов.

Двухчастотный нагрев. Можно выделить два основных применения двухчастотного нагрева. В первом случае используется предварительный нагрев на частоте 50 Гц стальных заготовок до точки Кюри, после чего нагрев до требуемой температуры осуществляется на средней частоте. Применение промышленной частоты позволяет уменьшить стоимость установки и расход электроэнергии за счет отсутствия преобразователя частоты на начальной стадии нагрева. Этот способ целесообразен при создании установок большой мощности (свыше 1 МВт) для нагрева заготовок диаметром менее 180 мм, когда нагрев выше точки Кюри на частоте 50 Гц неэффективен. Во втором случае падение интенсивности нагрева при потере заготовкой магнитных свойств используется для выравнивания температуры по длине изделий. Заготовки, имеющие переменную начальную температуру, например прутки, частично откованные на горизонтально-ковочной машине, нагреваются в периодическом индукторе на частоте 50 Гц, после чего нагрев ведется на средней частоте в другом или в том же индукторе (в этом последнем случае обмотка индуктора имеет несколько слоев). При 50 Гц все слои включены последовательно, а на средней частоте к источнику подключается только внутренний слой. Для улучшения загрузки источников установки снабжаются двумя индукторами. Мощность установок 250—-500 кВт по каждой из частот [411.

Из сказанного видно, что при работе на перегретом паре желательно повышать начальную температуру tQ. Однако допустимое значение t0 зависит от свойств металлов теплопередающих поверхностей оборудования. Для сталей перлитного класса наивысшая температура /0, которая может быть достигнута без появления разрушений в условиях длительной эксплуатации, равна примерно 540 °С, для сталей аустенит-ного класса 600—650 °С.

мость кипячения воды, если тариф 4 коп. за 1 кВт-ч. Сколько будет стоить кипячение зимой, когда вода имеет начальную температуру 10 °С и сколько при этом потребуется времени для кипячения.

мость кипячения воды, если тариф 4 коп. за 1 кВт-ч. Сколько будет стоить кипячение зимой, когда вода имеет начальную температуру 10°С и сколько при этом потребуется времени для кипячения.

2-148. Электрический кипятильник, предназначенный для работы при напряжении 220 а и токе 2,5 а, вмещает 1,5 л воды. Вода с начальной температурой 16° С закипает через 20 ми/г. Найти к. п. д. кипятильника и стоимость кипячения стакана воды (250 см3), если тариф 4 коп/кет -ч. Сколько будет стоить кипячение зимой, когда вода имеет начальную температуру 6° С, и сколько при этом потребуется времени для кипячения?

В табл. 1-5 (ica — киломольная теплоемкость при постоянном объеме; \icp — киломольная теплоемкость при постоянном давлении. Для нахождения значений массовой и объемной теплоемкостей можно воспользоваться зависимостями (1-35) и (1-36). Найдя эти значения, нетрудно уже вычислить общее количество тепла, подведенное к газу в процессе его нагревания или охлаждения. Начальную температуру в процессе будем обозначать tlt конечную tz, массу газа М, объем V. Тогда количество тепла Q в процессе может быть подсчитано по следующим простым за-

Бинарный цикл Карно. Каждое из рассмотренных до сих пор рабочих тел характеризуется рядом свойств, положительно или отрицательно влияющих на экономичность цикла. Продукты горения топлив как рабочее тело в тепловых двигателях характеризуются тем, что могут иметь высокую начальную температуру, получаемую как результат процесса горения. Высокая начальная температура обеспечивает и высокий термический к. п. д. цикла. В зависимости от условий горения она достигает 1 500—3 000° С. Это значительно выше того, что могут выдержать металлы, но стенки камеры, в которой происходит горение, можно охлаждать, и в этом случае такие температуры становятся приемлемыми. Однако конечная температура продуктов горения при расширении их в газо-ьых турбинах до атмосферного давления оказывается еще значительно выше температуры окружающей среды, что неблагоприятно для термического к. п. д. цикла, Обратное наблюдается у другого рабочего тела — водяного пара. Он получается в перегревателе парогенератора путем подвода тепла от горячих газов через металлическую стенку труб перегревателя, и его температура всецело определяется жаропрочностью металла, которая не позволяет получать пар с температурами более 600—650° С, да и то при использовании весьма дорогих высоколегированных сталей. С другой стороны, как это было показано при анализе циклов паросиловых установок, конечная температура водяного пара при расширении его до принятых давлений в конденсаторе ненамного отличается от температуры окружающей среды, что благоприятно для экономичности цикла. Рассмотренные свойства того и другого рабочего тела привели к мысли о создании бинарного цикла, т.е. такого цикла, в котором участвовали бы два рабочих тела, каждое из которых вносило бы в цикл свое благоприятное для термического к. п. д. свойство. Такой бинарный цикл получил название парогазового цикла. В нем в высокотемпературной части рабочим телом служат продукты горения топлив, а в низко-

3, Рассчитать теоретическую толщину эпитаксиального слоя арсе-нида галлия h0. кристаллизующегося из расплава толщиной ( = 2 мм = =0,2 см и имевшего начальную температуру Т0=650°С = 923 К; время кристаллизации т=30 мин=1800 с; скорость охлаждения расплава R = = 20 К/ч = 5,5- Ю-3 К/с.

4. Рассчитать время кристаллизации эпитаксиального слоя арсени-да галлия толщиной Ло=Ю мкм из расплава толщиной /=0,2 см, имевшего начальную температуру Г0=650°С = 923 К; скорость охлаждения расплава Д=20 К/ч=5,5-Ю-3 К/с.

Затем начинается формирование вершины импульса. В это время ток базы не управляет током коллектора, скорость его изменения становится равной нулю и наводимая в обмотке w6 ЭДС e
4. Выключение (запирание) ТК. При изм-енении входного сигнала скачком от -\-Е0 до — ?0 процесс запирания ТК происходит в два этапа: рассасывание избыточного заряда и формирование среза выходного сигнала. Изменившийся ток базы отсасывает .носители до тех пор, пока избыточный заряд в базе1 не исчезнет. В течение времени рассасывания tpIK.H, UK_U остаются неизменными. Время tp зависит от глубины насыщения N и уменьшается с увеличением запирающего входного сигнала.. По окончании процесса рассасывания ТК переходит в активный режим, а коллекторный переход закрывается, начинается формирование среза выходного сигнала. Уменьшение iK(t) идет довольно быстро с постоянной времени 6ь При рассасывании заряда у эмиттерного перехода транзистор закрывается и ТК

После отпирания транзистора начинается формирование фронта выходного импульса, которое завершается при переходе транзистора в область насыщения. На этом этапе переходный процесс характеризуется временем задержки Г3д.к (прошедшим с момента отпирания транзистора до момента нарастания выходного импульса на 10%) и длительностью фронта t1'0 выходного импульса ( 6.15). Эти величины определяются приближенными формулами

ИМС показан на 10.10, а. Цепь задержки состоит из трех логических элементов Л} — Лз. Элемент Лц предназначен для формирования выходного импульса. При подаче на вход перепада напряжения ( 10.10,6) выходной инвертор Л4 отпирается и начинается формирование короткого импульса. Одновременно происходит изменение состояний логических элементов Л\—Л->, в цепи задержки. Когда переключается Лз, изменяется входное напряжение Л4, что приводит к запиранию выходного инвертора. Таким образом формируется короткий импульс, длительность которого tw (на уровне 0,5мвыхт) практически определяется суммарной задержкой распространения сигнала в цепи логических элементов Л]—Лз:

Компаратор вновь регенеративно переключается, начинается формирование линейно нарастающего участка «глин

В момент t'2 ток через диоды спадает к нулю. Бестоковая пауза продолжается до тех пор, пока в момент /з не будут поданы управляющие импульсы на силовые тиристоры V2 и V3. Во время бестоковой паузы напряжение на конденсаторе неизменно. В момент /3 начинается формирование второй половины периода выходной частоты инвертора. При таком режиме прерывистого тока мощность в нагрузке меньше, а кривые тока и напряжения на нагрузке сильнее отличаются от синусоиды, чем в режиме непрерывного тока. Поэтому режим прерывистого тока применяется редко. Для того чтобы приблизить кривую напряжения на нагрузке к синусоидальной, часто параллельно нагрузке включают конденсатор (последовательно-параллельный инвертор).

После завершения процесса рассасывания транзистор ключевого каскада переходит в активный режим. Начинается формирование среза выходного импульса напряжения. На этом этапе происходит два процесса: уменьшение коллекторного тока до его отсечки и заряд коллекторной емкости С„ через RK от источника питания Е. Так как после выхода из режима насыщения транзистор перешел в активный режим, то постоянная времени изменилась от 6 н до 6а. Коллекторный ток уменьшается от значения /кн, стремясь к уровню /Каж2 с постоянной времени 0Э. Процесс уменьшения коллекторного тока от /„и До /ко. близкого к нулю, происходит быстро, особенно при большом запирающем токе базы. Длительность этого процесса составляет лишь малую долю от длительности среза выходного импульса; существенно большую длительность имеет процесс заряда емкости Ск. После отсечки коллекторного тока эта емкость продолжает заряжаться от источника Е через /?„• Так как транзистор при этом заперт и практически не шунтирует цепь заряда, то постоянная времени этой цепи 6 = RKCK или о учетом емкости нагрузки Сн, также имеющей конечное значение, вк = RK(CK + Сн). Длительность среза импульса напряжения на коллекторе транзистора te = 36 к = 3Rtt (СК + СН). В отличие от входного выходное напряжение ключевого каскада имеет конечные длительности фронта и среза, соответствующие значениям /ввл и /выкл; моменты его переключения не совпадают с моментами переключения входного напряжения (время задержки выключения каскада равно /р), выходное напряжение однополярно, т. е. принимает только отрицательные значения от —Uкн до —(Е — /ко/? к) или приближенно от 0 до —Е.

После окончания прямого хода пилообразного напряжения начинается формирование обратного хода. Сначала конденсатор С = = CiC2/(Ci + С2) разряжается, как и в схеме 8.12, коллекторным током транзистора 7\. Этот первый этап заканчивается насыщением транзистора TI, после чего напряжение на верхней (согласно 8.14) обкладке конденсатора С*, а следовательно, и на выходе схемы близко к нулю. В силу неравенства емкостей конденсаторов, неодинаковых зарядных токов, а следовательно, и накопленных на обкладках конденсаторов зарядов к моменту установления нулевого напряжения на выходе напряжения на конденсаторах Ci и С2 отличны от нуля. Поэтому на втором этапе происходит разрядка этих конденсаторов. Верхняя обкладка конденсатора Cf через насыщенный транзистор 7\ связана с нижней обкладкой конденсатора С2 и корпусом схемы. Конденсаторы Ci и С2 оказываются включенными параллельно; емкость, полученная при таком соединении конденсаторов Сс = Ct + Cz. Конденсатор Сс разряжается через резистор Ко- Так как коэффициент

Выходные импульсы делителя частоты подаются на вход преобразователя временного интервала в код в качестве импульсов начала «„. Структура преобразователя временного интервала в код соответствует приведенной на 9.21. Под действием сигнала «н выходное напряжение uTi триггера 7\ (см. 9.21) принимает значение логической «1» и подается на генератор линейно нарастающего напряжения (см. 9.23) в качестве внешнего строба. Начинается формирование пилообразного импульса напряжения этого генератора. Линейно нарастающее напряжение подается на схему сравнения (компаратор); на второй вход этой схемы поступает входной сигнал и((). В качестве компаратора может быть использована, например, регенеративная схема сравнения, описанная в § 6.9. В тот момент, когда пилообразное напряжение превысит значение u(t) (см. 9.24), схема сравнения вырабатывает импульс, который используется для управления триггером TI в преобразователе временного интервала в код в качестве

импульса «конца» ик. Под действием импульса ик напряжение на выходе триггера «т переключается и принимает уровень логического «О». Кончается внешний импульс, управляющий генератором линейно нарастающего напряжения, и в генераторе начинается формирование обратного хода напряжения. Тактовые импульсы, прошедшие через схему совпадения Сх, преобразуются в цифровой код так же, как и в схеме 9.21.

Затем начинается формирование вершины импульса. В это время ток базы не управляет током коллектора, скорость его изменения становится равной нулю и наводимая в обмотке w6 э. д. с. начинает падать. В результате уменьшения базового тока в обмотке w6 возникает э. д. с. самоиндукции, препятствующая уменьшению базового тока и имеющая ту же полярность, что и э. д. с. взаимоиндукции в2. Это приводит к быстрому заряду конденсатора С базовым током через малое сопротивление эмиттерного перехода насыщенного транзистора. Формирование вершины импульса заканчивается в момент перехода транзистора из режима насыщения в активный режим.