|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Электронагреватель; 2 – экраны конвектора
4. техника и Технологии нагрева Наибольшее распространение в быту получили следующие технологии нагрева. Открытое горение, т.е. химическая реакция окисления топлива (угля, жидкостей, газа) кислородом воздуха, проходящая с выделением значительного количества тепла. Так КПД горения угля 10-20%, жидкостей 20-40%, газа 50-60%. Широко применяют горение для выработки тепла (для отопления зданий), электроэнергии и в сфере сервиса на предприятиях питания для приготовления пищи. Основными недостатками данной технологии являются: выделение при горении вредных веществ, относительно низкий КПД, сложность регулирования температуры процесса нагрева, пожаровзрывоопасность. Электронагрев – явление нагрева металлического (или иного) проводника высокого электросопротивления, возникающее при протекании через него электрического тока. КПД электронагрева составляет 95 – 99 %, что для большинства технологий и технических устройств является абсолютным рекордом. Сверх-высочастотный (СВЧ) или микроволновый нагрев происходит при поглощении электромагнитного излучения сверхвысокой частоты нагреваемым объектом. 4.1. Электронагрев и электронагревательные элементы Технология электронагрева получила наибольшее распространение благодаря высокой эффективности, надёжности и простоты регулирования. Принцип нагрева состоит в том, что вся энергия электрического тока, протекающего по металлическому проводнику с высоким сопротивлением, идет на нагрев этого проводника, т.е. вся электроэнергия уходит в тепло, что является полезной работой. Напомним некоторые основные понятия и формулы расчета эффективности электронагрева. Так работа электрического тока А фактически приравненная к выделяемой теплоте определяется по формуле [1]:
где: U – электрическое напряжение, В; I - электрический ток, А; t – время, с. Мощность источника энергии Р –это работа за единицу времени , т.е. имеем [1]:
Электрическое сопротивление проводника R определяется по закону Ома, т.е.:
Электросопротивление металлического проводника находится по формуле [1]:
где: ρ - удельное электрическое сопротивление проводника; l – длина проводника; S - площадь сечения проводника. Так как вся работа электрического тока идет на нагревание проводника, то можно записать А= Q η t ,,где Q – количество теплоты, определяемое в случае полезного нагрева какого-то объекта (воды, продукта, воздуха) по формуле [1]:
где: m – масса нагреваемого объекта; с – теплоемкость объекта; Тк , ТН – температуры нагрева конечная и начальная, соответственно. Любой электронагревательный прибор может состоять из корпуса, электронагревательного элемента, т.е. проводника (или нескольких), электро-теплоизоляционных материалов, терморегуляторов, датчиков температуры, средств защиты, средств индикации и блоков управления. К электронагревательным элементам предъявляются следующие требования: 1) высокое удельное электросопротивление материалов; 2) малый коэффициент температурного расширения материалов; 3) материал должен выдерживать высокую температуру и не окисляться. Для изготовления электронагревательных элементов наибольшее распространение получили такие материалы как: 1) нихром с рабочей температурой 1000 – 1100 0С; 2) фехраль – рабочая температура которого около 850 0С (используется чаще всего вследствие дешевизны); 3) константан – с рабочей температурой 450 0С - 500 0С. В зависимости от назначения (среды, которую нужно нагревать) электронагреватели бывают открытые и закрытые. Открытые – обычно спирали из высокоомного металлического проводника.
Электронагревательные элементы бывают герметичные и негерметичные. Наибольшее распространение получили трубчатые герметичные элементы (ТЭН). ТЭН представляет собой металлическую трубку, внутри которой находится электронагревательный элемент (проволока скрученная в спираль, которая обычно выполнена из нихрома или фехраля). Металлическая трубка изготавливается из алюминия или меди. Схема типового ТЭНА на рис. 4.1.
Рис. 4.1. Схема, поясняющая конструкцию ТЭНа: 1 - металлическая трубка, корпус; 2 - герметизирующие, 4 - электроконтакты.
Расчёт электронагревательных элементов проводят исходя из заданной мощности и напряжения в сети. Зная мощность и напряжение, находят ток, а затем сопротивление, определяя длину и диаметр проволоки. Исходя из условия безопасности и надежности, находят ток, при котором проволока не плавится при работе. Преимущества: -электробезопасность; -герметичность; -возможность создавать нагреватели сложной конфигурации; -возможность использования в жидкой среде. Недостатки: -при использовании в агрессивных средах необходимо покрывать корпус (трубку) изолирующим материалами. 4.2. СВЧ нагрев и микроволновые (СВЧ) печи Сверхвысокочастотная (СВЧ) энергия, используемая для нагрева различных веществ, может быть применена для приготовления пищи, сушки белья, размораживания продуктов и т.д. Однако широкое распространение СВЧ энергия получила только в технологии приготовления пищи, что связано с особенностями физического процесса нагрева СВЧ полей. Если в 40-х - 50-х годах электроника СВЧ в основном служила потребностям радиолокации и связи, то в последние годы она все шире применяется в быту и во многих отраслях хозяйства, ускоряя научно-технический прогресс, повышая эффективность и качество производства. Физические основы СВЧ нагрева заключаются в том, что под действием переменного электромагнитного поля в веществе возникает поляризация, т.е. направленное перемещение связанных электрических зарядов. Для веществ, в состав которых входит вода, главным видом поляризации является дипольная, вызванная несимметричным расположением атомов водорода относительно атома кислорода. Относительная диэлектрическая проницаемость неполярных жидкостей близка к 2, в то время как для воды она равна примерно 80. Сущность дипольной поляризации состоит в повороте диполей в направлении электрического поля. При отсутствии внешнего электрического поля молекулы полярного диэлектрика, находящиеся в хаотичном тепловом движении, ориентированы произвольным образом (рис. 4.2 а) и какое-либо выделенное направление отсутствует. Ситуация изменится, если диэлектрик поместить в электрическое поле. Электростатические силы будут стремиться развернуть диполи вдоль силовых линий. В результате дипольные молекулы частично ориентируются вдоль поля, причем степень их ориентации будет зависеть от напряженности приложенного поля (рис. 4.2 б). Поляризация молекул со сверхвысокой частотой вызывает трение между ними с выделением теплоты, которая тем больше, чем выше частота и напряженность поля. Глубина проникновения электромагнитного поля в вещество уменьшается с увеличением частоты, а выделяемая тепловая энергия повышается. Исходя из этого, рабочая частота для СВЧ приборов выбирается из компромиссных соображений. При расчетах глубины проникновения электромагнитной энергии в продукт определяют расстояние D, на протяжении которого квадрат амплитуды напряженности электрического поля уменьшается в е раз (т.е. энергия ослабевает на 37%) по приближенной формуле
где:e -относительная диэлектрическая проницаемость материала (для воды e =80, для большинства пищевых продуктов e =30 - 60, для упаковочных материалов e =2 - 2,2); В настоящее время решением международной комиссии по радиочастотам для бытовых СВЧ приборов выделена частота f = 2450 МГц [10]. При этом глубина проникновения СВЧ-энергии составляет для большинства продуктов 10 - 15 мм (для жира свиного до 90 мм).
В подавляющем большинстве случаев нагрев каких-либо физических тел производится путем передачи тепла снаружи во внутрь за счет теплопроводности. На СВЧ при рациональном подборе частоты колебаний и параметров камер, где происходит преобразование СВЧ энергии в тепловую, можно получить относительно равномерное выделение тепла по объему тела. Эффективность преобразования энергии электрического поля в тепло возрастает прямо пропорционально частоте колебаний и квадрату напряженности электрического поля. При этом следует отметить простоту подачи СВЧ энергии практически к любому участку нагреваемого тела. Важное преимущество СВЧ нагрева - тепловая безинерционность, т.е. возможность практически мгновенного включения и выключения теплового воздействия на обрабатываемый материал. Отсюда высокая точность регулировки процесса нагрева и его воспроизводимость. Достоинством СВЧ нагрева является также высокий КПД преобразования СВЧ энергии в тепловую, выделяемую в объеме нагреваемых тел. Теоретическое значение этого КПД близко к 100%. Тепловые потери в подводящих трактах обычно невелики, и стенки волноводов и рабочих камер остаются практически холодными, что создает комфортные условия для обслуживающего персонала. Важным преимуществом СВЧ нагрева является возможность осуществления и практического применения новых необычных видов нагрева, например избирательного, равномерного, сверхчистого, саморегулирующегося. Избирательный нагрев основан на зависимости потерь в диэлектрике от частоты излучения f, т.е. зависимости тангенса угла диэлектрических потерь tg δ как функции частоты излучения f или длины волны λ . При этом в многокомпонентной смеси диэлектриков будут нагреваться только те части, где высокий tg δ. Мощность излучения определяется формулой
где Е -напряженность электрического поля, В/см. При равномерном внешнем нагреве передача тепла осуществляется за счет конвекции, теплопроводности и излучения. Отсюда неизбежен температурный градиент (перепад) от поверхности в глубину материала, причем тем больший, чем меньше теплопроводность. Уменьшить или почти устранить большой градиент температур можно за счет увеличения времени обработки. Во многих случаях только за счет медленного нагрева удается избежать перегрева поверхностных слоев обрабатываемого материала. Примерами таких процессов является обжиг керамики, получение полимерных соединений и т.п. С помощью СВЧ энергии можно не только равномерно нагревать диэлектрик по его объему, но и получать по желанию любое заданное распределение температур. Поэтому при СВЧ нагреве открываются возможности многократного ускорения ряда технологических процессов. Если при нагреве газовым пламенем или с помощью дуговых горелок происходит загрязнение материалов, то СВЧ энергию можно подводить к обрабатываемому материалу через защитные оболочки их твердых диэлектриков с малыми потерями. В результате загрязнения практически полностью устраняются - сверхчистый нагрев. Кроме того, помещая нагреваемый материал в вакуум или инертный газ, можно устранить окисление его поверхности. Загрязнения от диэлектрика, через который подводится СВЧ энергия, весьма малы, т.к. в случае малых потерь даже при пропускании большой СВЧ мощности этот диэлектрик остается практически холодным. При нагреве с целью сушки качество получаемого материала существенно улучшается за счет того, что нагрев высушенных мест автоматически прекращается. Объясняется это тем, что тангенс угла диэлектрических потерь таких материалов, как, например, дерево, прямо пропорционален влажности. Поэтому с уменьшением влажности в процессе сушки потери СВЧ энергии уменьшаются, а нагрев продолжается только в тех участках обрабатываемого материала, где еще сохранилась повышенная влажность - саморегулирующийся нагрев. В последние годы ведущие фирмы наладили массовый выпуск бытовых плит, предназначенных для квартир и коттеджей. Они представляют собой комбинацию обычной трех-четырехкомфорочной электроплиты с СВЧ печью. СВЧ печь расположена как духовка под электроплитой или же над ней в виде шкафчика. При широком использовании СВЧ печей в быту получает быстрое развитие и индустрия приготовления замороженных порционных блюд специально предназначенных для быстрого оттаивания и разогрева в СВЧ печах. СВЧ нагрев по сравнению с традиционными способами нагрева обладает следующими преимуществами: · генерация теплоты происходит внутри самого нагревающегося продукта. Если при тепловой обработке продуктов традиционными способами теплота расходуется на нагрев посуды и окружающей среды, то в СВЧ приборах почти вся теплота идет на нагрев продуктов, а посуда нагревается незначительно в результате получения теплоты от горячего продукта. Таким образом непроизвольные потери теплоты значительно снижаются (на 50 - 70% по сравнению с применением электроплит); · продолжительность тепловой обработки продуктов значительно сокращается; · за счет сокращения времени тепловой обработки продуктов снижаются потери массы продуктов на 10 - 30 % при сохранении витаминов, органических и минеральных веществ, естественного цвета и вкусовых качеств; · простота уборки рабочей камеры после приготовления блюд обусловлена тем, что во время тепловой обработки продукты не подгорают; · после приготовления блюд остается меньше загрязненной посуды, так как продукты могут подвергаться тепловой обработке непосредственно в сервировочной посуде. Однако при перечисленных преимуществах СВЧ приборы не могут полностью заменить традиционные приборы для приготовления пищи. Как правило, они являются хорошим дополнением к оборудованию кухни. Это объясняется тем, что получаемые при приготовлении на СВЧ приборах блюда не имеют традиционного вида, а сохраняют вид полуфабрикатов, то есть такой вид, который был у продукта до тепловой обработки. Например, некоторые блюда после обжаривания имеют аппетитную румяную корочку, а получение ее в СВЧ приборах затруднительно: необходимо применение специальных дополнительных устройств. Главная особенность (а может быть, и проблема) микроволновой кухни состоит в том, что СВЧ излучение воздействует на молекулы воды, которую, как известно из законов физики, при нормальных условиях нельзя нагреть до температуры свыше 100°C. Таким образом, непосредственно при помощи СВЧ излучения нам не удастся получить румяную поджаренную отбивную или, скажем, испечь пирог. Еще одно обстоятельство: микроволны достаточно свободно проникают в продукт (на глубину до 10 см) и равномерно его прогревают - в отличие от плит, где происходит в основном поверхностный нагрев. В результате блюдо, элементарно изготовляемое традиционным способом (например, на сковороде или в кастрюле), в СВЧ-печи может не получиться. Например, нельзя поджарить в микроволновке яичницу-глазунью так, чтобы желток остался жидким, нельзя сварить яйцо всмятку: оно чрезвычайно эффектно взорвется и распределится равномерным тонким слоем по стенкам камеры печи. Поэтому современные СВЧ печи комбинируются грилями (в виде ТЭНов или спиралей в кварцевых трубках) и турбоконвекторами, вентиляторами, обеспечивающими интенсивную конвекцию в камере печи. Комбинирование СВЧ и электронагрева позволяет при обработке продукта получить аппетитную румяную корочку. Внешний вид СВЧ печей представлен на рис. 4.3.
Рис. 4.3. Внешний вид современных бытовых СВЧ печей Наибольшее распространение получили микроволновые печи в быту и в малых и средних предприятиях общепита в сфере сервиса – в кафе, барах и т.д. 5. техника и Технологии удаления пыли Мебель, одежда и бытовая техника при использовании загрязняется пылью. Пыль проникает в щели полов, ворс ковров, складки одежды, оседает на поверхностях мебели и оборудования, притягивается к экранами мониторов или телевизоров. На кухне пыль смешивается с гарью летучими компонентами масел и жиров и обретает склеивающие свойства. В состав пыли входят частицы грунта, частицы хлопка, шерсти, бумаги, гарь, промышленные загрязнения в виде мелких частиц, пыльца растений и т.д. Кроме того, пыли обитают несколько видов грязевых клещей, насекомых паразитов животных, другие простейшие организмы, питающиеся остатками органического происхождения. Обеспыливание поверхности является важной проблемой, которую решают следующие технология пылеочистки: · технология механической уборки пыли. · влажная уборка пыли. · пневматическая очистка или уборка. · технологии комбинированной уборки, сочетающие в себе все или отдельные вышеперечисленные технология. Механическую уборку выполняют щетками, механическими и электромеханическими коврочистителями, выбиванием и т.д. При чистке поверхности особенно с волокнистой структурой, волокна прочесываются щеткой и крупинки частицы пыли удалятся под действием ворса щетки. При влажной уборке частицы пыли разрушаются и легче вымываются с поверхности, кроме того, влага убивает большинство паразитов - насекомых или грязевых клещей. Принцип пневматической уборки состоит в том, что пылесосом или центральным компрессором системы пылеудаления создается поток воздуха, который, проходя вдоль поверхностей (пола, оборудования и т.д.), волокон ковров, пор (или тканевых) материалов увлекает с собой частицы пыли. Комбинированная уборка, чаще всего, сочетает влажную и пневматическую уборку, т.е. на убираемой поверхности разбрызгивается моющее вещество, которое потом вместе с грязью удаляется воздушным потоком. Как правило, такой вид уборки реализуется моющими пылесосами. 5.1. Свойства и состав пыли в бытовых помещениях Пыль сопровождает человека на протяжении всего его пути к прогрессу. Аллергенные свойства пыли известны уже несколько столетий. Одно из первых упоминаний об этом относится к XVII веку: фламандский врач Джон Баптиста описал монаха, который начинал задыхаться, когда подметал. Но только двадцатый век с пугающим ростом числа аллергий (по данным иммунологов, каждые 10 лет число людей, страдающих аллергическими заболеваниями, в мире удваивается) заставил ученых рассмотреть пыль в буквальном смысле слова под микроскопом (рис. 5.1, 5.2.), чтобы выяснить, какая же из ее составляющих наиболее опасна для нашего организма.
В 1964 году группа голландских ученых выделила из домашней пыли клещей (рис. 5.2.), относящихся к виду Dermatophagoides pteronyssinus. Аллерген, полученный из них, вызывал характерную кожную реакцию у больных с аллергией на домашнюю пыль. Так появилось предположение о ведущей роли аллергенов определенных видов клещей, которое впоследствии полностью подтвердилось. К настоящему времени в домашней пыли найдено около 150 видов клещей, но Dermatophagoides pteronyssinus – их наиболее аллергенные представители. И наши жилища, офисы, гостиничные номера обеспечивают им самую комфортную обстановку: влажность в пределах 70 - 80%, температуру 20 - 250С и кислород. Так ученые в результате серии экспериментов определили, что: · 1 грамм домашней пыли содержит: от 2000 до 15000 клещей; · в среднестатистической московской квартире – до 5400 клещей; · в пыли содержится до 700 миллионов частичек экскрементов домашних клещей. Мелкие фрагменты клещей (от 10 до 40 микрон) и продукты их жизнедеятельности обладают исключительной способностью вызывать аллергию. Поднявшись в воздух, эти аллергены подолгу не оседают, а при вдыхании попадают к нам в организм. Каждый день мы вдыхаем 12 тысяч литров воздуха, а с ними 6 миллиардов пылинок – около двух столовых ложек пыли. Ведь кроме пылевых клещей в пыли скрывается еще целая группа аллергенов. В ее состав входят перхоть животных и человека, волокна хлопка и льна, плесневые грибы, вата, пух, насекомые, их остатки и выделения, частички клея из книжных переплетов, картонных коробок и мебели. Пыль непрерывно образуется при старении и разрушении предметов из ткани (матрацы, подушки, мягкая мебель, ковры, занавески, мягкие детские игрушки и многое другое). Добавьте сюда бактериальные и вирусные загрязнения, табачный дым и кухонный чад - и получите достаточно полную картину. По оценкам экологов, даже домашний воздух в 4 - 6 раз грязнее и в 8 - 10 раз токсичнее наружного [11]. Специалисты по экологии жилья признали самым эффективным способом борьбы с пылью вакуумную уборку, т.е. с помощью пылесоса. Однако такой вид уборки приводит к тому, что потревоженная пыль (поднятая потоком из выхлопа пылесоса и не задержанная его фильтрами) поднимается в воздух помещений. Затем самые мелкие частицы пыли опускаются со скоростью 0,2 - 0,5 метров в сутки, частично оседают на горизонтальных поверхностях, а основной пылевой фон так и зависает на высоте 50 - 90 см от пола (как раз там, где играют дети). Специальное исследование, проведенное в институте педиатрии РАМН, показало, что бытовая аллергия у детей с бронхиальной астмой в 80% случаев обусловлена развитием повышенной чувствительности их к аллергенам домашней пыли. 5.2. Пневматическая уборка пыли пылесосами История появления пылесосов и технологии вакуумного пылеудаления датируется началом XX го века, когда в Лондонском мюзик-холле для увеселения публики демонстрировали только что изобретенную машину, которая выдувала из старого ковра тучи пыли. Один из зрителей в перерыве пошел за кулисы и посоветовал пыль не выдувать, а наоборот, всасывать. Это был английский инженер Хьюберт Сесил Бут. Согласно другим источникам, английского инженера Хьюберта Бута надоумили изобрести машину, которая засасывала бы пыль в специальный пылесборник, облака пыли, поднимавшиеся вокруг автомобиля, который чистили струей сжатого воздуха. Первая действующая модель была им закончена в 1901 году. Пылесос, получивший название «Фырчащий Билли», работал на бензине, был снабжен вакуумным насосом мощностью в пять лошадиных сил, а по размерам не помещался в комнаты. Поэтому его парковали на улице, куда и выносили для чистки ковры. Примерно в это же время в Российских журналах была размещена реклама большого крытого фургона, запряженного парой лошадей, внутри которого был помещен громоздкий механизм, соединенный гибкими шлангами с балконом двухэтажного дома. Из рекламы следовало назначение данного устройства: «Чистимъ быстро и надежно!. Не оставимъ ни одной пылинки!». Принцип конструкции современного пылесоса был разработан еще в середине XIX века. Однако чтобы перейти от теории к практике требовался компактный источник энергии. И такое устройство - трёхфазный мотор – появилось в начале XX-го века. Разработал его русский инженер Михаил Доливо-Добровольский, служивший в немецкой компании A.E.G. На рис. 5.3 изображены первые модели электропылесосов, реализующих пневмоуборку пыли.
В дома пылесосы переместились благодаря американским компаниям Geier и W.H.Hoover Company, выпускавшими с начала XX-го века комнатные пылесосы. Их знаменитые изделия и в наши дни являются эталонами традиционных пылесосов. В 1908 году появилась – «Жестяная модель» (Tin model). Она была похожа на перевернутое оцинкованное ведро с приделанной к нему деревянной ручкой от швабры. Прикрепленный под ручкой метровый пылесборник (мешок из марли) снаружи был обшит сатином. Производитель (W.H.Hoover Company) утверждал: пылесос не только превосходно удаляет пыль с пола и из щелей, но и «может использоваться для быстрой сушки волос». «Жестяная модель» была образцом компактности - инженерам удалось довести ее вес до 20 кг. Изделия конкурентов в это время весили больше 50 кг. Уильям Хувер (W.Hoover) профинансировал разработку формы классического американского пылесоса: щетка, мешок и моторчик между ними, насаженные на одну ручку.
Работы по усовершенствованию пылесоса были приостановлены на целых десять лет из-за Второй мировой войны. В дальнейшем выявились недостатки, которые на ближайшие десятилетия определили направления поисков инженерной и дизайнерской мысли. Пылесос слишком шумел во время уборки, был недостаточно легким и мобильным. Мощность всасывания колебалась от очень сильной (уборочные щетки намертво присасывались к поверхностям) - до слишком слабой. Но главное – недостатки фильтрации – отработанный воздух через выхлоп пылесоса возвращал мелкую пыль обратно в помещение. Соединить все положительные качества в одном аппарате не удавалось. Ручные пылесосы залезали под мебель, пылесосили гардины, собирали сор в «неудобных» местах около плинтусов и в углах комнат. Корпус переносных пылесосов закрывали специальными планками для защиты мебели. Для чистки ковров придумали моющие пылесосы. Один тканевый или бумажный фильтр стал неактуален – два, три, четыре – «для гигиенического всасывания и защиты окружающей среды от загрязнения» (именно так формулировал основную задачу пылесосов немецкий журнал Das Elektrofach). 60-ые ознаменовались многоцелевыми пылесосами, совместившими сухую и влажную уборку, со специальными сепараторами, собиравшими воду около бассейнов, землю с садовых дорожек и песок с террас. К сожалению, отечественное (и советское) «пылесосостроение» может похвастаться лишь удачным копированием наиболее известных западных моделей. «Ракета», например, была копией легендарной Model V от Electrolux, а «Спутник» – Hoover Constellation 1955 года [11]. Пылесосы становились мощнее и легче, обрастали новыми насадками и функциями, делались незаменимыми: к середине 80-ых в развитых странах 97% семей обзавелось мобильными уборщиками, внешний вид типового пылесоса этого времени представлен на рис. 5.5.
Рис. 5.5. Внешний вид и схема типового Но постоянно вносимые в традиционную конструкцию усовершенствования наталкивались на противоречия, заложенные в самой идее пылесоса: как одновременно увеличить объем пылесборника и облегчить корпус пылесоса? Как повысить мощность всасывания и сделать при этом работу пылесоса тише? Как удлинить шланг (стандартных 125 - 130 см катастрофически не хватало для уборки под кроватями) и оставить пылесос мобильным? Как очистить отработанный воздух от мелкой пыли, бактерий и канцерогенных частиц, если увеличение количества фильтров (сейчас есть и антимикробные, и водяные, и электростатические) неизбежно приводит к потере силы всасывания? Рост аллергических заболеваний (по данным иммунологов, каждые 10 лет число людей, страдающих аллергией, в мире удваивается) и выявление в домашней пыли опасных аллергенов, которые не поддаются самым совершенным фильтрам традиционных пылесосов – серьезные причины для того, чтобы экологический аспект вакуумной уборки вышел на первый план. В 1957 году американская компания Beam Industries начала выпуск встроенных пылесосов (их еще назвали централизованными системами пылеудаления). Было предложено оригинальное и одновременно простое решение многолетних проблем. Силовой агрегат стал неподвижным (он установлен в подсобном помещении и соединен системой воздуховодов с пневматическими розетками в стенах или полах), выхлоп был выведен на улицу, а уборка ведется с помощью одного только шланга. В результате вся собранная пыль полностью удаляется из помещения. Уборка происходит практически бесшумно. Сочетание циклонного и самоочищающегося тканевого фильтров позволяет отказаться от сменных расходных материалов и максимально очистить наружный выхлоп. Пластиковый пылесборник можно освобождать от сора 3 - 4 раза в год. С уборочным шлангом длиной от 4,6 до 10,7 м можно эффективно пылесосить и в стандартной квартире, и в многоэтажном коттедже, над которым поработал дизайнер-оригинал, и в гостинице. Набор насадок предусматривает желание пользователя почистить жалюзи и длинношерстного кота; не выходя из дома, выбить ковры и собрать многолетнюю пыль в узенькой щелке под одежным шкафом. Совершенствуясь вместе с потребителями, BEAM предлагает моющую приставку, сепараторы для сбора воды и чистки каминов. Современные переносные пылесосы напоминают удивительные машины-роботы из фантастических романов. Они могут передвигаться без помощи человека, тактично обходя мебель и людей, разбрызгивают по комнатам приятные ароматы и засасывают страшных клещей-сапрофитов. Однако проблему выхлопа по-настоящему решают только встроенные пылесосы потому, что этого выхлопа в помещение просто не существует - пыль удаляется раз и навсегда. Эти экологичные системы устанавливают не только в квартирах, домах и офисах, но и в больницах, детских садах, гостиницах, салонах красоты, кинотеатрах. 5.3. Физические основы рабочих Основной рабочий процесс в пылесосе связан с движением воздушно-пылевой смеси в его трактах. При рассмотрении рабочего процесса записывается уравнение сохранения энергии в форме уравнения Бернулли:
где: Уравнение показывает, что элементарная работа Уравнение (5.1) можно выразить в интегральной форме через напор, т.е. приращения энергии 1 кг массы воздуха:
где:
Статический напор Если представить газ неподвижным (заторможенным), но с энергией равной энергии движущегося, то имеем выражения для его энтальпии
Под полным давлением Потери в общем виде определяются формулой: где Внутренний напор можно выразить следующей суммой: где: В расчетах обычно используется понятие коэффициента напора, представляющего из себя отношение напора к квадрату переносной скорости на выходе колеса:
Поток воздуха в ступени центробежного вентилятора воздуховсасывающего агрегата пылесоса является пространственным. Его параметры в различных точках имеют неодинаковые значения по величине и направлению. Положение точки рассматривается в цилиндрической системе координат (рис.5.6): радиус -
Движение потока воздуха рассматривается в двух системах координат неподвижной, связанной с корпусом воздуховсасывающего агрегата и вращающейся, связанной с рабочим колесом. В неподвижной системе координат рассматривается абсолютная скорость, вектор которой равен геометрической сумме трех взаимно перпендикулярных составляющих: где Окружная составляющая Вращающаяся система координат определяет относительную скорость: где Для определения параметров потока используют основные уравнения, определяющие течение воздуха: -уравнение состояния – -уравнение неразрывности -уравнение количества движения (ур. Эйлера) 5.4. Принцип работы и схема конструкций пылесосов Пылесос – это пылеуборочная машина, в которой воздуховсасывающим агрегатом создается воздушный поток, увлекающий пыль, преодолевающий сопротивление частей пылесоса (шланга, щетки и т.д.) и фильтров, задерживающих пыль. Поэтому давление воздуха по модулю на входе и выходе пылесоса различно (на выходе меньше за счет потерь потока воздуха на трение и преодоление сопротивления элементов пылесоса). Скорость потока воздуха должна быть на 25 - 30% выше, чем скорость витания частиц пыли (это скорость, при которой частицы поддерживаются потоком во взвешенном состоянии). Основными параметрами пылеочистки с помощью пылесоса принимают: -пылеочистительную способность (ПОС) – отношение количества пыли, всасываемой с поверхности, к количеству пыли, рассеянной на испытательной поверхности (1 м2). Большинство пылесосов имеют ПОС – 80 - 98% для пола и 60 – 91% для ковра; -нитесборочную способность (НСС) –отношение количества ниток, всасываемых с поверхности, к количеству ниток, рассеянных на испытательной поверхности. Для современных конструкций НСС – 70 - 95%. Основными технико-экономическими и эксплуатационными параметрами пылесосов являются: -разряжение, создаваемое воздуховсасывающим агрегатом – уменьшение плотности, а значит и давления воздуха, создаваемого воздуховсасывающим агрегатом; -производительность или расход – количество воздушно-пылевой смеси в кубометрах за единицу времени, которое зависит от конструкции и геометрических особенностей частей пылесоса; -потребляемая мощность – среднеарифметическая сумма мощностей, потребленных пылесосом при закрытом и открытом входном отверстии; -КПД – отношение мощности воздушного потока к потребляемой мощности (20 – 40%). Благодаря всасывающему действию, которое создает вентилятор, вращаемый электродвигателем, пылесос втягивает поток воздуха и твердых частиц в свой пылесборник, причем воздух проходит через фильтр и выпускается в помещение, а пыль и сор остаются в мешке или в соответствующем резервуаре. Наконечник шланга пылесоса должен хорошо прилегать к поверхности, которая подвергается чистке. Для каждого типа пылесоса существует свой набор насадок и способ регулирования плотности прилегания. Щетка или щетка со скребком на конце шланга помогают отсосать грязь и пыль из ковров и с мебели вместе с потоком. Воздух проходит через быстро вращающийся вытяжной вентилятор пылесоса, однако твердые частицы постепенно разрушают крыльчатку. У многих пылесосов предусмотрены способы уменьшения силы всасывания, позволяющие чистить легкие ткани без того, чтобы их засасывало в патрубок пылесоса. У некоторых пылесосов имеются вращающиеся щетки или другие средства, вызывающие вибрации насадки. Электродвигатели в таких пылесосах находятся за пылесборником, т.е. с противоположной стороны от шланга. Твердые частицы, способные повредить двигатель пылесоса, в таких моделях задерживаются пылесборником. В комплекте насадок многих пылесосов имеются жесткие щетки, которые позволяют мыть, наносить воск и составы для чистки покрытий. Кроме того, существуют скрубберы, которые способны как смачивать поверхность водой, так и собирать ее, а также скрубберы, высушивающие пол потоком воздуха. Некоторые выпускаемые модели снабжены приспособлениями, позволяющими использовать мощность электродвигателя для других применений, например для привода инструментов и распылителей краски. По траектории движения потока воздушно-пылевой смеси пылесосы делятся на - прямоточные и вихревые. В прямоточном пылесосе (рис. 5.7.) входящий и выходящий воздушные потоки находятся на одной линии. Входящий поток, создаваемый рабочими колесами 5 воздуховсасывающего агрегата 4, захватывает пыль, которая двигается по шлангу, и попадает в больший по размеру пылесборник, от чего скорость потока уменьшается, и пыль выпадает в пылесборник. Легкая пыль задерживается фильтром.
В вихревом пылесосе воздушный поток, попадая в пылесборник, создает вихрь вследствие изменения направления своего движения на перпендикулярное, и крупная пыль оседает в пылесборнике. Мелкая пыль задерживается тканевым фильтром. Схема работы вихревого пылесоса представлена на рис. 5.8. Выходящий поток воздуха также очищается фильтром от оставшейся мелкой пыли. На входе в пылесборник обычно устанавливаются одноразовые бумажные мешки, что облегчает уборку пыли. 5.5. Принцип работы и схема Конструкция моющего пылесоса отличается от пылесоса сухой уборки тем, что в ней решены вопросы подачи моющего раствора в зону уборки пыли и уборки водно-грязевой смеси. Для этого в моющем пылесосе устанавливается гидравлическая система, подающая с помощью насоса моющий раствор в зону уборки, а в пылесборнике установлены специальные приспособления для предотвращения попадания воды в электрические части воздуховсасывающего агрегата (рис. 5.9.).
Рис. 5.9. Схема работы моющего пылесоса 1 – щетка комбинированной уборки (2-х секционная с разбрызгивателем моющего раствора); 2 – шланг; 3 – трубопровод подачи моющего раствора; 4 – пылесборник; 5 – экран (козырек) для направления вниз водно-грязевой смеси; 6 – водно-грязевая смесь; 7 – клапан – поплавок запорного устройства; 8 – запорное устройство; 9 – моющий раствор; 10 – контейнер для моющего раствора; 11 – трубопровод для отбора моющего раствора; 12 – гидронасос; 13 – воздуховсасывающий агрегат; 14 – полимерный фильтр на входе воздуховсасывающего агрегата; 15 – корпус блока высокого давления; 16 – выходной фильтр
Такой пылесос может работать в 2-х режимах: 1) в режиме комбинированной уборки; 2) в режиме сухой пневматической уборки. В режиме моющего процесса в пылесос устанавливается контейнер с моющим средством и трубопроводы гидравлической системы. При включении гидросистемы включается насос 12, отсасывающий из контейнера 10 моющий раствор 9 и подающий его по трубопроводу 3 в двухсекционную щетку 1 с разбрызгивателем. Из этой секции щетки раствор разбрызгивается на поверхность, смачивает и размельчает пыль и загрязнение. Благодаря моющим средствам, резко уменьшается сцепление загрязнения и пыли с поверхностью (или с волокнами ковра). Затем водно-грязевая смесь во второй секции щетки захватывается воздушным потоком и попадает в пылесборник 4, направленная козырьком 5 вниз. В пылесборнике устанавливается запорное устройство 8 с поплавком 7, закрывающее доступ воды в воздуховсасывающий агрегат 13, который от вредных водяных паров защищается полимерным фильтром 14. Выходной фильтр 16 очищает воздух на выходе из пылесоса. Преимущества моющего пылесоса: ~ высокое качество уборки пыли; ~ моющий раствор уничтожает паразитов и грязевых клещей; ~ меньшее количество пыли поднимается в воздух. Недостатки моющего пылесоса: ~ дороговизна; ~ усложнение технологий подготовки к уборке необходимость очистки пылесборника после влажной пылеочистки; ~ большие объемы, необходимые для хранения пылесоса. 5.6. Принцип работы и схема конструкции Центральные системы пылеудаления (встроенные пылесосы) – это комплекс устройств и трубопроводов, предназначенных для реализации технологии пневматической уборки пыли с помощью одного центрального силового блока (воздуховсасывающего агрегата), который находится вне обслуживаемых им помещений, в отдельном здании, помещении, на балконе или подвале обслуживаемого здания. Система позволяет полностью удалять убираемую в помещении пыль и собирать ее в одном пылесборнике агрегата, не поднимая в воздух мелкодисперсную пыль с не убираемых участков выхлопом. На базе Научно-исследовательского института вакцин и сывороток имени Мечникова Российской Академии медицинских наук были проведены сравнительные эксперименты эффективности работы встроенного пылесоса BEAM, популярного бытового пылесоса 'VAX' и элитного пылесоса с водяным фильтром 'Дельфин'. Все эксперименты проводились в аналогичных условиях по разработанной в институте стандартной методике. В табл. 5.1. показана эффективность удаления пыли, гуанина (то есть аллергенных выделений пылевых клещей) и самих клещей в жилых помещениях, в ковре.
Таблица 5.1 Эффективность удаления пыли, гуанина пылесосами
Как следует из результатов измерений, нет принципиального различия между количеством пыли, собранной различными пылесосами с определенной площади поверхности при обработке ее в течение одинакового времени. Зато численность клещей и концентрация гуанина, что и определяет содержание клещевых аллергенов, заметно различается в пользу системы BEAM. Увеличение концентрации пыли, особенно мелкодисперсной, в воздухе трех жилых помещений во время и после окончания уборки отображено в табл. 5.2. Таблица 5.2 Концентрация пыли по фракциям до и после уборки
Таблица наглядно показывает, что до и после работы системы BEAM концентрация в воздухе пылевых частиц всех размеров (и в первую очередь мелкодисперсной пыли в 0,1 - 0,5 мкм) не увеличилась. Тогда как после работы пылесоса с водяным фильтром 'Дельфина' и обычного пылесоса 'VAX' концентрация пылевых частиц всех размеров увеличилась весьма заметно. В процессе исследований в воздухе модельной квартиры были выявлены также споры разнообразных плесневых грибков, обладающие аллергенными свойствами. Была измерена концентрация спор грибков в воздухе помещений до и после работы трех разных пылесосов. Концентрация спор плесневых грибков до и после работы пылесосом BEAM практически не изменилась. При работе же двух других моделей пылесосов концентрация спор заметно возросла: от полутора до четырех раз. Это произошло за счет того, что потоком отработанного воздуха находившиеся в помещении споры грибков были переведены во взвешенное состояние. По этой же причине концентрация пыльцы растений, попадающей в помещения при проветривании, после работы обычного пылесоса 'VAX' и пылесоса с водяным фильтром 'Дельфин' возросла не менее, чем в 8 раз! В то же время работа системы BEAM не вызвала изменения этих показателей в худшую сторону. На основании этих исследований сделано следующее заключение за подписью директора Института имени Мечникова Б.Ф Семенова: «Очевидно, что система 'BEAM' приспособлена для использования в жилых помещениях значительно в большей степени, чем другие испытанные бытовые пылесосы. Стационарная система центрального пылеудаления 'BEAM' может быть широко использована в жилых и общественных помещениях (гостиницах, детских садах, санаториях и т.д.), особенно, если в них находятся аллергические больные». Сегодня каждая пятая семья в США и Канаде имеет встроенный пылесос. На родине лучших пылесосов - в Швеции, специалисты уже признали, что обычные пылесосы с многоступенчатыми фильтрами не способны полностью защитить здоровье от вредного воздействия домашней пыли. Сегодня власти Швеции призывают население к повсеместной установке систем типа BEAM и даже компенсируют гражданам стоимость покупки и установки встроенных пылесосов. Принцип работы системы состоит в том, что создаваемое агрегатом разряжение передается по системе трубопроводов сразу в несколько обслуживаемых помещений. Пример установки системы центрального пылеудаления в жилом здании представлен на рис. 5.10.
Силовой агрегат с пылесборником встроенного пылесоса находится вне жилого помещения: обычно его устанавливают на балконе, лоджии, в кладовке, гараже или подвале. От него идут воздуховоды, которые можно вмонтировать в стены, спрятать за подвесными потолками или скрыть в декоративных коробах. Воздуховоды подведены к пневморозеткам - в них и вставляется уборочный шланг. А это значит, что вся пыль, собранная пылесосом, удаляется из помещения навсегда. Еще это значит, что шум при уборке - минимальный. Гибкий длинный шланг не только не поцарапает самую хрупкую мебель, но и позволит добраться до самых труднодоступных уголков помещения. Основной рабочий блок системы располагается на балконе, в кладовке, подвале, любом другом подсобном помещении. Такое расположение обеспечивает отсутствие шума при уборке. В блоке установлена уникальная система «циклон», которая улавливает 96% пыли. Еще 3% улавливаются самоочищающимся фильтром. Такая конструкция избавляет от необходимости менять фильтры. На рис. 5.11 представлен силовой блок системы пылеудаления BEAM и схема его работы.
Рис. 5.11. Внешний вид силового блока системы Пневмовыхлоп присоединен к пылесосу и выведен на улицу. Через него удаляется оставшийся 1% мельчайшей невидимой пыли, не улавливаемой системой «циклон» и фильтром. Это самая вредная пыль, которая при уборке обычным пылесосом выбрасывается обратно в помещение и в силу своей легкости висит в воздухе в течение нескольких часов, беспрепятственно проникая в легкие. Здесь же она легко и незаметно выводится на улицу - в пылесосах BEAM внешний пылевой выхлоп не виден. Внутренние воздуховоды соединяют пневморозетку (или несколько розеток) с основным блоком пылесоса, в котором находится двигатель. Воздуховоды могут быть как внутренними, проложенными в стене, полу или потолке, так и внешними, помещенными в пластиковый короб. Пневморозетка, вмонтированная в стену, внешне выглядит как обычная электрическая розетка. К ней подведен находящийся в стене воздуховод, через который пыль попадает в пылесборник. В тот момент, когда шланг втыкается в розетку, происходит соединение электрических контактов, и пылесос готов к работе. При этом рабочее напряжение абсолютно безопасно - 24 вольта. Внешний вид пневморозеток представлен на рис. 5.12.
Рис. 5.12. Примеры установки и виды пневморозеток
Примерные планировки установки систем пылеудаления фирмы БИМ в 2х , 3х , 4х комнатных квартирах представлены на рис. 5.14.
Рис. 5.14. Примеры планировок установки систем 6. Техника и технологии мойки и стирки Моющий процесс является одной из самых распространенных технологий в сфере сервиса и используется на всех предприятиях общепита (мойка посуды), прачечных, автомойках и в быту. Если цель моющего процесса - удаление загрязнений с тканей, то тогда его принято называть стиркой, а если - с поверхностей, например, кузовов автомобилей, посуды и т.д. - тогда процесс называют мойкой. В зависимости от особенностей загрязнений и характера очищаемого объекта конструируется и техника, реализующая моющий процесс. Так моющий процесс реализуют «моющие» пылесосы, стиральные и посудомоечные машины, автомомоечное оборудование. Широкое распространение моющего процесса как технологии удаления загрязнений с поверхностей или ткани стало возможно благодаря появлению синтетических моющих средств (СМС). Механизм их воздействия на загрязнения, а также основные этапы моющего процесса рассмотрены в следующем разделе. 6.1. Механизм воздействия СМС Моющий эффект проявляется в сложных взаимодействиях загрязнений, моющих сред и поверхностей, которые определяют процессы физико-химической абсорбции (адсорбции), смачивания, эмульгирования, пенообразования и стабилизации. Рассмотрим поподробнее эти понятия. Абсорбция - поглощение одного вещества другим, в данном случае моющего средства загрязнением на ткани или поверхности. Процесс называют адсорбция, если одно веществ находится в твердой фазе. Адсорбция уменьшает прочность загрязнений, сопротивляемость загрязнений механическим воздействиям, а также способствует образованию микротрещин на поверхности загрязнений. Смачивание заключается в растекании капли жидкости по очищаемой поверхности. Вещества, способствующие смачиванию водой, называются гидрофильными, а вещества, отталкивающие воду и способствующие растворению масел, жира и т.д., - гидрофобными. Основой моющих веществ являются так называемые поверхностно-активные вещества (ПАВ), задача которых очистить от грязи нити ткани или поверхность. Молекула ПАВ состоит из двух частей: гидрофильной и гидрофобной. Гидрофобная часть молекулы способствует проникновению ПАВ в микротрещины (т.е. обеспечивает смачиваемость ткани или поверхности), а гидрофильная, ориентированная в сторону водного раствора, понижает поверхностное натяжение воды. Под действием моющих веществ образуется эмульсия. Эмульсией называется смесь жидкостей, одна из которых распределена в другой в виде мелких капель. Кроме того в эмульсии находятся и частицы загрязнений, которые благодаря проникновению ПАВ в микротрещины частиц загрязнения разрушаются и измельчаются. При растворении СМС в воде происходит реакция гидролиза. В результате образуется обильная пена, которая и втягивает в себя (абсорбирует) частицы грязи, содержащиеся в воде и на ткани или поверхности. Этот процесс называют пенообразованием. Стабилизацией называют процесс предотвращения десорбции за счет полимеров, содержащихся в СМС. Стабилизация предотвращает осаждение частиц грязи в процессе стирки снова на ткани или моющей поверхности. В состав порошка вводятся также силикаты, способствующие дополнительной коррозионной стойкости барабанов стиральных и посудомоечных машин, хотя их и изготавливают из нержавеющей стали или специальных сплавов. Молекулы моющего средства абсорбируются на загрязнениях и отстиранной ткани, что мешает укрупнению частиц и оседанию их на поверхности. В результате частицы загрязнения стабилизируются в растворе и удаляются вместе с ним. Моющий процесс представляется в виде четырех последовательных этапов (поясняющая этапы схема представлена на рис. 6.1). Поскольку почти все загрязнения гидрофобны, то вода, обладая большим поверхностным натяжением, не всегда смачивает загрязненные поверхности, а стягивается в отдельные капли (рис. 6.1, а). При растворении в воде моющего средства поверхностное натяжение раствора снижается и раствор лучше смачивает загрязненную ткань, проникает в микротрещины загрязнений, в поры ткани, ее шероховатости или дефекты отмываемой поверхности. При смачивании снижается сцепление частиц загрязнений между собой и с тканью или моющей поверхностью (рис. 6.1, б). При последующем механическом воздействии активного агрегата стиральной или посудомоечной машины, автомойки (активатора, барабана, импеллера, щеток, струй раствора под давлением и т. д.) частицы грязи, увлекаемые молекулами моющего средства, переходят в раствор, а очищаемая поверхность или ткань покрывается молекулами ПАВ, предотвращающими повторное выпадение загрязнений (рис. 6.1, в).
Моющий процесс - основа процесса стирки тканей и мойки посуды или других поверхностей, однако весьма разнообразно организовывается механическое воздействие на загрязнения. Это может быть и поток (струи) моющего раствора, и щетки, и схлопывающиеся пузырьки и перелопачивание тканевых изделий. Важной характеристикой моющего процесса является температура моющего раствора, т.к. наибольшая эффективность большинства СМС проявляется при температурах 60 ÷ 80 ˚С. 6.2. Физические основы стирки Стирка тканей - комплекс тепловых механических и химических воздействий на загрязненную ткань с помощью моющих средств и удаление загрязнения моющими и ополаскивающими растворами. Параметрами, характеризующими качество стирки, являются следующие: -отстирываемость, определяемая сравнением белизны отстиранной и загрязненной ткани в процентах; -потеря прочности ткани в процентах, которая показывает уменьшение усилия на разрыв материала после 20 стирок; -эффективность полоскания, определяемая щелочностью воды после полоскания в сравнении со щелочностью водопроводной воды. На параметры стирки влияют как свойства загрязнений, так и свойства тканей, особенно способность последних поглощать воду, оцениваемая такими характеристиками как: водопоглощаемость, намокаемость, капиллярность. Большое значение для определения режимов стирки имеет также устойчивость ткани к температурному (тепловому) воздействию. Температура влияет на скорость течения химических реакций во время стирки и, следовательно, повышение температуры способствует отстирываемости. Современные ткани это текстильные материалы, которые разделяют на следующие три группы: натуральные; химические и смешанные. Материалы для натуральных тканей образуются в природе. Это шерсть, хлопок, шелк и лен. Химические материалы, как искусственные, так и синтетические изготовляются промышленностью. Смешанные материалы содержат ткани обоих видов. В процессе использования изделия из ткани загрязняются бытовыми и промышленными загрязнениями, в состав которых входят: -вещества, растворяемые в воде и легко удаляемые с волокон тканей; -вещества, растворимые в воде и активно оседающие на волокно ткани; -белковые, жировые вещества и пигменты неорганического происхождения. Вещества первой группы не имеют родства с волокном и легко удаляются с водой при температуре 50-60оС (это, например, соли, мочевина). Их удаление производится простым полосканием в воде. Вещества второй группы растворяются в воде, но имеют родство с волокнами и прочно с ними связываются (чернила, чай, кофе и т.д.). Удаление их можно производить лишь химическим путем. Вещества третьей группы бывают животного, растительного или минерального происхождения. Окисление этих веществ увеличивает прочность их связи с материалами и интенсивность их загрязнения. Белковые и жировые загрязнения, содержащие красители, удерживаются в материалах благодаря проникновению малых частиц пигмента и адсорбции растворимых красителей. Их удаление более тяжелое и производится термическим путем или применением биологически активных веществ. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2019-04-10; Просмотров: 321; Нарушение авторского права страницы
, (4.1)
. (4.2)
. (4.3)
, , (4.4) 
, (4.5)
, (4.6)
-тангенс угла диэлектрических потерь (для большинства пищевых продуктов 
Появлению новых областей применения мощной СВЧ электроники способствует ряд специфических свойств электромагнитных колебаний этого диапазона частот, которые позволяют создать неосуществимые ранее технологические процессы или значительно их улучшить. К ним относятся, например: создание сверхчистой плазмы с широким интервалом температур; возможность серийного изготовления простых по конструкции и удобных в эксплуатации мощных генераторов СВЧ энергии, с помощью которых могут осуществляться полимеризация и упрочнение различных изделий и материалов, в частности шин и лакокрасочных покрытий, упрочнение металлов, стабилизация параметров полупроводников и т.д.; все более широкое применение получают нагрев и сушка с помощью СВЧ различных материалов, в частности приготовление пищи, пастеризация молока и т.п.
, (4.7)
Рис. 5.1. Снимок «обыкновенной» пыли в помещении
Рис. 5.2. Грязевые клещи в пыли помещения
Европейцы не остались в стороне от пылесосной гонки. Так в 1912 году основатель фирмы Electrolux, швед Аксель Веннер-Грен предложил заменить в конструкции пылесоса воздушный насос на вентилятор. Благодаря этому масса бытового прибора сразу уменьшилась от 20 до 14 кг. Всемирную славу компании принесла Model V (рис. 5.4), появившаяся в 1921 году. Такой перемещающийся на колесиках металлический цилиндр, соединенный со всасывающей щеткой гибким шлангом и снабженный сменными насадками, практически до конца XX века копировали практически все производители бытовой техники.
, (5.1)
- удельный объем; 
- скорость; 
-элементарные работы.
, кинетической энергии 
и работы на преодоление сил сопротивления 
.
, (5.2)
− внутренний напор, которым называют полную удельную механическую работу, переданную воздуху рабочим колесом, т.е. полную работу, которая затрачивается на вращение колеса:
; (5.3)
− статический напор:
; (5.4)
− динамический или скоростной напор:
; (5.5)
- потеря напора из-за сопротивления:
. (5.6)
и работы перемещения 
. Различают полезный напор 
с учетом динамического номера, т.е. по полным параметрам.
и температуры 
соответственно:
. (5.7)
понимают давление, которое имел бы газ, если бы его кинетическая энергия без потерь и теплообмена была преобразована в энергию давления.
, (5.8)
- коэффициент потерь, определяемый экспериментально.
, (5.9)
– теоретический напор, механическая работа, сообщаемая 1 кг воздуха в решетке рабочего колеса; 
, 
- потери на протечки и трение.
. (5.10)
, угол 
, координата – 
.
Через оси 
можно провести три координатные поверхности: меридиональную – через оси 
и 
, и цилиндрическую проходящую через ось 
, (5.11)
- меридиональная скорость, определяющая количество воздуха, проходящего через колесо.
называется закруткой потока.
, (5.12)
- переносная (окружная скорость).
;
, где 
- поперечное сечение канала, перпендикулярное к вектору скорости;
.
Шланги разной длины (рис. 5.13) обеспечивают возможность маневра при проектировании системы. Есть выбор: при меньшей длине шланга можно разместить пневморозетки в каждой комнате. Наиболее удобно размещать одну розетку на 60 - 70 м2 и иметь длинный шланг с которым можно добраться до всех самых дальних уголков.
