МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ ПРИКЛАДНАЯ ФИЗИКА

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет энергетики и электрификации

Кафедра физики

ПРАКТИКУМ

По дисциплине

«ПРИКЛАДНАЯ ФИЗИКА»

Для бакалавров специальностей 110800.62

«Агроинженерия (Электрооборудование

И электротехнологии)» и 140400.62 «Электроэнергетика

И электротехника (Электроснабжение)»

Краснодар

Учебное пособие для проведения лабораторных работ по дисциплине «Прикладная физика» для бакалавров специальностей 110800.62 «Агроинженерия (Электрооборудование и электротехнологии)» и 140400.62 «Электроэнергетика и электротехника» разработали и подготовили к печати:

профессор Н.Н. Курзин

профессор Д.А. Нормов

ассистент Е.А. Федоренко

 

 

Рецензент: д.т.н., профессор И.Г. Стрижков (кафедра электрических машин и электропривода КубГАУ)

 

Учебное пособие для проведения лабораторных работ рассмотрено и представлено к печати кафедрой физики КубГАУ

Протокол № 1 от 1.09 2011г.

 

 

Утверждено методической комиссией факультета энергетики и электрификации КубГАУ, протокол № от 2011г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
РАЗДЕЛ I
Методические указания по изучению дисциплины прикладная физика
Основы теории и расчета электронагревательных устройств
1. Общие вопросы
2. Тепловой расчет электронагревательных установок
3. Электронагрев сопротивлением. Прямой нагрев.
4. Электронагрев сопротивлением. Косвенный нагрев.
5. Электродуговой нагрев
6. Индукционный нагрев
7. Диэлектрический нагрев
Электронагревательные установки в сельском хозяйстве
1. Электрические водонагреватели, водогрейные и паровые котлы
2. Электронагревательные установки для создания микроклимата в сельскохозяйственных помещениях
3. Электронагревательные установки для сушки, тепловой обработки и хранения сельскохозяйственных продуктов
4. Электрический обогрев в парниках и теплицах
5. Электротермическое оборудование ремонтно-механических мастерских
6. Технико-экономическое обоснование использования электроэнергии для теплоснабжения сельскохозяйственного производства
РАЗДЕЛ II
Задачи и примеры расчетов
1. Расчёты тепловых режимов нагревательных установок
Задачи
Примеры расчетов
2. Расчет элементных нагревателей
Задачи
Примеры расчетов
3. Индукционный и диэлектрический нагрев
Задачи
Примеры расчетов
РАЗДЕЛ III
Лабораторные работы
Лабораторная работа № 1 Исследование открытых электрических нагревателей
Лабораторная работа №2 Исследование низкотемпературного индукционного нагревателя
Лабораторная работа №3 Исследование установки индукционного нагрева воды
Лабораторная работа №4 Исследование работы элементного водонагревателя
Лабораторная работа № 5 Температурные датчики
Лабораторная работа № 6 Исследование работы электроводонагревателя ЭПВ-2А
Лабораторная работа № 7 Исследование трехфазного электродного водонагревателя
Лабораторная работа № 8 Исследование установки нагрева деталей машин токами промышленной частоты
РАЗДЕЛ IV
Рекомендации по выполнению контрольной работы
Общие сведения
Расчёт электродного водонагревателя
Индивидуальные задания для контрольной работы по дисциплине «Прикладная физика»
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3
Приложение 4
Приложение 5
Приложение 6
Приложение 7
Приложение 8
Приложение 9
Приложение 10
Приложение 11
Приложение 12
Приложение 13
Рекомендуемая литература

ВВЕДЕНИЕ

В учебном пособии принята традиционная компоновка подобных описаний, состоящая из разделов: основные понятия, методика эксперимента, порядок выполнения работы, обработка результатов.

Для подготовки к практическим занятиям, и проведению лабораторных работ необходимо использовать лекционный и учебный материал.

Учебное пособие составлено таким образом, что преподаватели и студенты имеют возможности вносить в каждую работу модификации заданий и их интерпретации к семинарским и лекционным курсам.

Выполнение практических заданий, и проведение лабораторных работ включает предварительную подготовку: проведение экспериментов и составление отчета о результатах исследований.При подготовке к выполнению работ необходимо изучить теоретическое введение, описание лабораторной установки, методы измерений, соблюдать указанный порядок выполнения расчетной части работы.При проведении экспериментов необходимо строго выполнять все установленные в лаборатории правила техники безопасности.

РАЗДЕЛ I

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ ПРИКЛАДНАЯ ФИЗИКА

Общие вопросы

Дальнейшим совершенствованием развития электрификации сельского хозяйства должно явиться широкое применение электрической энергии непосредственно в самой технологии различных сельскохозяйственных процессов. При этом используются специфические свойства электромагнитной энергии (в виде излучений, высокочастотных, высоковольтных, электростатических и магнитных полей) и ультразвуковых колебаний. Эти виды энергии оказывают сильное воздействие на биологические объекты и дают хорошие качественные результаты.

Особые свойства электромагнитной энергии с большой эффективностью могут быть использованы в самых разнообразных сельскохозяйственных процессах для направленного воздействия на животных и растения (с целью стимуляции роста и продуктивности, выведения новых пород), для борьбы с вредными микроорганизмами и насекомыми, для обработки различных сельскохозяйственных продуктов и т.д.

Изучая эту часть курса, надо обратить особое внимание на сложность проведения работ в данной области ввиду наличия в любом технологическом процессе сельского хозяйства биологических объектов (почва, животные, растения, насекомые и т.д.), что является основным отличием сельского хозяйства от промышленности. Надо ознакомиться с возможными направлениями воздействия различных видов электрической энергии на живые организмы как с целью стимуляции, так и с летальными целями. Здесь следует отметить, что все указанные проблемы могут успешно решаться только комплексно учеными различных профилей: электриками, физиками, биологами, зоотехниками, агрономами и др.

Необходимо понять, какие широкие возможности открывает применение электрической энергии в совершенствовании методов ведения сельского хозяйства.

Прикладную физику стремятся применять там, где она повышает качество или количество продукции, увеличивает производительность труда и экономически себя оправдывает.

Контрольные вопросы:

1. Какие электрофизические факторы в природе и каким образом оказывают влияние на жизнедеятельность животных и растений?

2. Укажите основные возможные направления использования электрической энергии в совершенствовании технологии сельскохозяйственного производства.

3. Дайте определение термину «Прикладная физика».