Наш подогрев для полимерпесчаных поилок КРС позволяет нагревать воду из скважины до температуры 23 градуса при окружающей температуре минус 30 градусов. При плюсовых температурах температура воды в поилке также не превышает 23 градусов, за счет работы встроенного термодатчика. Термодатчик защищает нагреватель от перегорания при отсутствии воды. В рамках опытной экслуатации смоделирована ситуация полного промерзания поилки с водой, для испытания нагревателя в качестве устройства для оттаивания. Для понимания процесса работы нагревателя в замерзшей поилке провели сдледующие испытания.
1. На дне поилки, на растоянии менее 1 см от металлической поверхности нагревателя закрепили температурный датчик (рис.1)
2. Налили в поилку 8 литров воды, после поместили поилку с водой и температурным датчиком в морозильную камеру. (рис.2)
рис.1 | рис.2 |
3. В 17 часов начали замораживать воду в поилке. (рис.3)
4. К 12 часам следующего дня температура на металлической поверхности нагревателя приблизилась к отметке -3°C. (рис.4)
рис.3 | рис.4 |
5. Достали поилку из морозильной камеры. Осмотрели поилку со всех сторон. Механических повреждений корпуса поилки после превращения воды в лёд не обнаружено. На поверхности замерзшей воды заметны выпуклости высотой около 1 см и диаметром около 7 см. Вероятно они появились в результате увеличения объёма воды при её переходе из состояния жидкости в состояние льда. (рис.5)
6. Температурный датчик зафиксировал кратковременный рост температуры во время осмотра поилки. После осмотра, поилку опять поместили в морозильную камеру. На графике видно, как температура льда в поилке снова опустилась до минусовых значений. (рис.6)
рис.5 | рис. 6 |
7. Самый интересный отрезок времени опыта. Показано изменение температуры вблизи нагревательной пластины в первоначальный момент нагрева, когда сама пластина находится ещё вмерзшей в лёд. Температура льда, соприкасающегося с металлической поверхностью нагревателя -3°C. Показано, как изменяется температура самых близких к металлической поверхности нагревателя слоёв растопленного льда. Талая вода не перегревается и не превращается в пар. Вода сохраняет своё состояние в жидкой фазе и не переходит в газообразное состояние. А значит отводит тепло, не давая перегреться и перегореть нагревателю. Видно, как отрабатывает термостат и не даёт пластине перегреться. (рис.7)
8. На отрезке времени, изображенном на рис.8, температура талой воды вблизи температурного датчика начинает переходить в стабильное состояние.
рис.7 | рис.8 |
9. На отрезке времени, рис.9, температура талой воды вблизи температурного датчика переходит в стабильное состояние, и на следующем временном отрезке, рис.10, стабилизируется на отметке около +7°C. Температурный датчик находится на расстоянии меньше 1 см от металлической поверхности нагревателя.
10. В 18:30 отключили нагреватель и достали поилку из морозильной камеры.
рис.9 | рис.10 |
Толщина нерастопленного льда к этому времени составила примерно 3 см. Такую корку льда уже не трудно разломить и извлечь лёд из поилки. Таким образом в результате опыта выяснили, что при полном промерзании поилки, вмерзший в лёд нагреватель способен растопить лёд до состояния, при котором остатки льда можно извлечь из поилки даже при окружающей температуре в -25°C. По "зубчикам", на графике набора температуры во время включения нагревателя видно, что нагреватель работает с кратковременными отключениями. Отключения происходят в тот момент, когда температура самого нагревателя достигает +90°C. Такой режим работы нагревателя не приводит к вскипанию растаявшей воды, находящейся на металлической поверхности нагревателя внутри поилки. Наибольшая температура талой воды вблизи нагревателя поднималась до +17°C, затем снижалась и стабилизировалась на отметке +7°C.