Для Виконання практичних занять по дисципліні

↑

▷ Содержание

Стр 1 из 6Следующая ⇒

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

ДЛЯ ВИКОНАННЯ ПРАКТИЧНИХ ЗАНЯТЬ ПО ДИСЦИПЛІНІ

 “ ЕЛЕКТРИЧНЕ ОСВІТЛЕННЯ І ОПРОМІНЕННЯ ”

ЧАСТИНА ІІ

                                              м. ХАРКІВ

В С Т У П

       Дані методичні вказівки для проведення практичних занять призначені для вироблення, навиків і вмінь прведення світлотехнічних розрахунків освітлювально-опромінювальних установок улітарного і технічного призначення в сільськогосподарському виробництві.

       Матеріал практичних занять складається з трьох основних частин: загальної теоретичної, безпосередніх методик розрахунку і прикладів розрахунку.

       Приведені нижче методики можуть бути використані при виконанні курсових і дипломних проектів, а також, як посібник для розрахунку світлотехнічних розділів реальних проектів.

Рис.2.2

Густина потоку лінійних джерел, які утворюють світлову лінію, виражається відношенням сумарного потоку ламп лінії Ф=nФ_л до довжини цієї лінії (L). Коли лінійні джерела в світловій лінії з’єднані без розривів, то (рис.2).

                                                            (1.8)

де Ф_сл – світловий потік лінії.

Якщо світлові елементи в лінії встановлені так, що між ними існують розриви, розміром l, тоді світловий потік такоі лінії визначається по формулі.

                                                           (1.9)

В цьому випадку можливі два варіанта. Перший, коли l < 0,5h. Така світлова лінія може рахуватися, як лінія без розривів і для розрахунку її світлового потоку використовується вираз (9), в якому nФ_л – світловий потік в суцільному елементі довжиною (L) (рис.3). При l > 0,5h світлова лінія рахується як лінія з розривами і світловий потік в цьому випадку необхідно визначити окремо від кожної лінійної ділянки (рис.4).

Випромінювачі кінцевих розмірів можуть бути виконані у вигляді світлової площини, дисків, прямокутників і т. д.

В загальному випадку до групи випромінювачів кінцевих розмірів прийнято відносити всі випромінювачі, в яких відносні розміри по всіх напрямках більше розмірів точкового випромінювача.

Основними характеристиками, за допомогою яких можна вибрати необхідний освітлювальний прилад, є світлорозподіл і типова крива сили світла (КСС).

На рис.5 показані основні типи кривих сил світла стандартних світильників в відносних одиницях.

На рис.6 дані криві сил світла світильників в канделах для світлового потоку світильника.

В табл.1 дана класифікація світильників по світлорозподілу, а в табл.2 – по типу КСС.

На рис.7 зображена схема побудови умовного позначення освітлювального приладу.

Світлова лінія без розривів

Рис. 2.3

Світлова лінія з розривами

Рис. 2.4

Типи кривих сил світла (в відносних одиницях)

Рис.2.5

Типи кривих сил світла (в канделах для світлового потоку світильника Ф_в =1000лм).

Рис. 2.6

Таблиця 1.1

Класи світильників по світлорозподілу

 Примітка: В лапках вказано позначення по СТ СЭВ 3182-81

Таблиця 2.2

Тип кривих сил світла

Схема побудови умовного позначення світильника.

                                                        Рис. 2.7

І – буква, яка означає джерело світла (лампу);

Н – Розжарення загального призначення; С – лампи-світильники (зеркальні і дифузні); И – кварцеві галогенні (розжарення); Л – прямі трубчасті люмінісцентні; Р – ртутні типу ДРЛ; Г – ртутні типу ДРИ, ДРИШ; Ж – натрієві типу ДНаТ; Б – бактерицідні; К – ксенові трубчаті.

2 – буква, що означає спосіб встановлення світильника:

С – підвісні; П – стельові; В – вбудовані; Д – прибудовані; Б – настінні; Н – настільні, опорні; Т – підложні, вінчаючі; К – консольні, торцеві; Р – ручні; Г – головні.

3 – буква, що означає основне призначення світильника:

П – для промислових і виробничих будівель; О – для громадянських будівель; Б – для житлових (побутових) приміщень; У – для зовнішнього освітлення; Р – для рудників і шахт; Т – кінематографічних і телевізійних студій.

4 – а,б – двозначне число (01-99), яке означає номер серії.

5 – цифра (цифри), які означають кількість ламп в світильнику.

7 – цифри, що означають потужність ламп в Bт;

8 – а,б,в – трьохзначна цифра (001 – 99), що означає номер модефікації.

9 – а,б – буква і цифра, що означають кліматичне виконання і категорію розміщення світильників.

Примітка: Кф – коефіцієнт форми сили світла;

І_о  - значення сили світла в напрямку оптичної осі світильника (0°);

І_min,I_max – мінімальне і максимальне значення сили світла.

Розглянуті нормативні світлотехнічні параметри освітлювальних приладів і опромінювачів приводяться в паспорті приладу, в технічних умовах чи визначаються по довідниках і використовуються при обґрунтуванні вибору ОП.

Таблиця 3.3

Таблиця 3.4

Світлотехнічні характеристики світильників для сільськогосподарських приміщень (віднесені до потоку ламп 100лм)

ЛС - люмінісцентні світильники

3.6. Методика розрахунку освітленності точки, яка лежить на похилій площині від симетричного точкового випромінювача.

1. Повторюється п.п. 1...8 методики (3.4) і визначають горизонтальну освітленність т. A (рис.10).

2. Задаються або враховується з геометричних побудов на плані (переріз приміщення) кут q.

3. По виразу (13) виражають т. А на похилій площині.

Таблиця 5         Результати проміжкових і кінцевих розрахунків горизонтальної освітленності від світильників

 Сумарна освітленність точки А =Е_А=

В всіх випадках освітленність визначається при заданих параметрах світильників і додаткова освітленність, що утворюється відбитими потоками не враховувались.

3.7. Приклад розрахунку.

Приклад 1

       Визначити горизонтальну освітленність в точці А, яка лежить на проході між рядами кліток з телятами, якщо для освітленя застосовуються світильники типу РСП-26 з лампами ДРЛ-125, підвішаними на висоті 2,5 м від рівня підлоги (рис.11) Д₁ = 3 м;  =4

       Виконання.

1. Висота установки світильника задана: h_p =2,5 м

Тип світильника РСП-26, тип і потужність лампи ДРЛ-125 також задані.

2. По плану (рис.3.4) значеннями d соответствуют:

d₁ = 30 м; d₂ = 40 м.

3. Визначаємо тангенс кутів падіння світлового промення в точку А:

                             (3.13)

До розрахунку _світленість точки А на горизонтальній площині (приклад 1)

4. Визначаємо значення кутів: a ₁» 50°; a ₂ = 58°.

5. По _світ.4 виражаємо значення умовних сил світла; інтерполіруючи між значеннями 45° і 55°; 55° і 65°.

І_50у = 182 кд; І_58у = 127 кд.

6. По довіднику (2) виражаємо світловий потік лампи ДРЛ-125 Ф_л =5,35 кл.

7. Визначаємо рельну силу світла в напрямках кутів:

a ₁» 50°; a ₂» 58°.

І₅₀ ° = І_50у Ф_л /1000 =182×5350/1000 = 973,7 кд;

І₅₈ ° = І_58у Ф_л /1000 = 127×5350/1000 = 679,45 кд.

8. Обчислюємо освітленність точки А від кожного світильника:

- від першого:

                               (3.14) 

- від другого:

                                          (3.15)

9. Освітленність точки А від двох світильників складає:

             Е_r = Е_І + Е_ІІ = 41,42 + 16,18 = 57,6 лк                                   (3.16)

       При необхідності одержані значення порівнюють з нормованими значеннями і роблять висновок про відповідність і не відповідність стану установки до вимог.

       Приклад 2.

    Визначити освітленність точки А, яка лежить на вимені молочной корови в площині Q, яка складає кут Q = 100° від трьох світильників типу РСП-25 з лампами типу ДРЛ-125 (світловий потік лампи Ф_л = 6000 лм). Основні вихідні розміри вказані на рис. 3.5

  Виконання:

1. По кресленні (рис.3.5) задаємось висотою установки світильників.

hp₁ = hp₂ = hp₃ = 2,5 м

2. По кресленні визначаємо віддаль d:

d₁ = 1,5 м; d₂ = 3,5 м; d₃ = 5,5 м.

До розрахунку освітленості точки А на вимені корови (точка А лежить в площині Q приклад 2).

Рис.3.5

3. Визичаємо тангенси кутів падіння a світлового променя то точки А:

                   (3.17)

4. Визначаємо значення кутів a:

a ₁» 31°; a ₂» 54°; a ₃ =66°

5. По табл. 4 визначаєм значення умовних сил світла.

І_{31 ° у}» 171 кд; І_{54 ° у} = 168 кд; І_{66 ° у} = 80 кд

6. Визначаєм реальну силу світла в напрямку кутів a і значення відстаней Р:

                                (3.18)  

7. Освітленість точки А на похилій площині Q від кожного світильника при умові, що Q = 100°

                                                       (3.19)

тогда

(3.20)

                      (3.21)

8. Визначаємо освітленість точки А від всіх світильників:

                           (3.22)

       Освітленість точки А складає Е_а = 92,9 лк.

       До розрахунку вертикальної освітленості в точці А (приклад 3)

   Рис.3.6

                                                                                                                  Таблиця 3.6.

   Зведена таблиця до прикладу 3 “ Розрахунок вертикальної освітленності”.

       Вертикальна освітленність точки А від всіх світильників 19098 лк.

       Сумарна вертикальна освітленність складає Е_в» 20 лк.

       Розглянутий метод розрахунку освітленності точки на горизонтальній, вертикальній і похилій площинах без врахування відбитих потоків в сільськогосподарському виробництві може бути використаний в слідуючих випадках:

- для розрахунку освітленності контрольних точок в середині приміщення для СТУ, виконаних на базі світильників з ЛН і ЛВД (майстерні, кормоцеха, доїльні зали і т.д.), де висота підвісу сівтильника h_p чи відстань L від джерела випромінювання в 5 і більше раз розмірів Д освітлювального прибору.

- в випадку, коли для освітлення чи опромінення приймаються лампи низького тиску, якщо їх власні розміри меньш, чим відстань до об”єкту в 5 і більш раз.

- для розрахунку СТУ з прожекторами.

Таблиця 7.4

                Характеристики джерел ІЧ - випромінення

7.2. Приклади розрахунку бактерицидних устоновок.

       Методика розрахунку бактерицидних установок для обеззараження води заключається в виконанні слідуючих основних операцій:

       1.Визначають потрібний росхід води:

(7.6)

де q - добова норма водопостачання на одну голову, л;

        n - кількість голів;

К_сту і К _u - коефіцієнти добової і часової нерівномірності і споживання води;

    t _сту - число годин в добу, ч.

2. Вибирають конструкцію установки і джерело випромінювання.

По довідниковим даним встановлюють: потужність лампи Р_л; бактерицидний потік Ф_б; діаметр лампи d_л, довжину лампи l_л. Визначають зовнішній діаметр чохлаю, в який встановлюється лампа, d (рис.20).

3. Задаються швидкістью руху води V і визначають живий переріз трубопровіду:

(7.7)

де V - швидкість руху води, м.с^-1.

Таблиця 7.6

Величина коефіцієнту поглинання деяких середовищ.

4. Визначають внутрішній діаметр трубопроводу:

                                                                (7.8)

По довіднику уточнюють стандартний переріз трубопроводу Д_ст.

Таблиця 7.7 

Рекомендовані значення коефіцієнту запасу для опромінювачів з лампою ДРТ в залежності від тривалості експлуатацій.

5. Визначають глибину потоку води:

                                             (7.9)

6. Обчислюють коефіцієнт пропускання води a_d з врахуванням поглинання а (табл.7.5).

                                                    (7.10)

7. Задаються додатковими даними: величиною коефіцієнта запасу К_з (табл.19), по довіднику (табл.13) встановлюють необхідну дозу кількість бактерій до опромінення Б =3 шт.л^-1 (встановлюється нормами). Визначаються (задаються) коефіцієнтом використання потоку И_оу.

8. Визначаємо число ламп в установці:

                                                (7.11)

9. Визначають загальну потужність УФ – установки:

                                          (7.12)

де К_пра – коефіцієнт, що враховує втрати в ПРА (значення К_пра лежить в межах від 1,15 до 1,3 в залежності від потужності ламп і схеми вмикання).

10. Визначають затрати електоренергії на дизінфекцію 1 м³ води:

                                                     (7.13)

       Приклад 1.

Провести розрахунок опромінювальної установки для обеззараження води для тваринницького комплексу ВРХ на 600 голів, якщо відомо, що одна тварина споживає 100 л води, коефіцієнти добової і годинної нерівномірності споживання відповідно, рівні:

К_доб =1,3; К_год. ­=2,5

        Вконання:

       1.Визначаємо потрібний розхід води:

                  (7.14)

2.Вибираємо заглиблену конструкцію опромінювальної установки з лампою ДБ-30, що має: Р_л =30 Вт, Ф_б =6,0 бк; с_л =30 мм; =895 мм (рис.20). _варцовог робочу довжину лампи l_пр = 700 мм, зовнішній діаметр _варцового чохла d =40 мм, товщина кварцевого чохла 5 мм.

3. Задаємось швидкістю руху води V = 3м.с^-1 і визначаємо живий переріз:

                                                (7.15)

4. Обчислюємо внутрішній діаметр трубопроводу:

                               (7.16)

Приймаємо найближчий переріз трубопроводу Д_ст = 100 мм.

5. Обчислюємо глубину потоку води:

6. Визначаємо коефіцієнт пропускання бактерицидного випромінення d_б з врахуванням, що а = 0,25 (табл..18):

                                       (7.17)

7. Задаємося: К_з = 2,2 (_варц.15); Н_б = 2,4 бк/см², для бактерій коли (табл.13), Б₀ = 1000 шт.л^-1: Б = 3 шт.л^-1. Коефіцієнт використання бактерицидного потоку (И^I_оу = 0,9) визначається, тільки втротами випромінювання в кварцевому повітрі:

8. Визначаємо потрібну кількість ламп:

                   (7.18)

     Округляємо до 4 шт. Лінійні розміри взяті в сантиметрах, ефективний потік - в мілібактах.

9. Визначаємо потужність УФ - установки:

                                       (7.19)

10. Затрати електроенергії:

ч м²                                        (7.20)

       Приклад 2.

   Розрахувати установку з незаглибленими джерелами бактерицидного випромінення для обеззараження води з поверхневого джерела при росході води Q = 15 м³,с^-1. Максимальний вміст бактерій в 1 л води дорівнює 1000 шт/л. В якості відбивача використовується листовий алюміній з обробленою поверхнею (рис.21)

   Виконання.

1. Приймаємо, що кількість бактерій після опромінення Б = 1, коефіцєнту опору бактерій К = 2500 мкб.см^-2. По табл.18 приймаємо a = 0,2 см^-2, коефіцієнт послаблення потоку в воді h _в = 0,9.

2. Вибираємо в якості джерела випромінювання лампу ДБ-15 (табл.16) з бактерицидним потоком Ф_лб = 2,5 бк.

3. Приймаємо коефіцієнт відбиття відбивача r _б = 0,6 (табл.15) і кут подочі випромінення a _отр = 180^°.

4. Визначаємо коефіцієнт використання бактерицидного потоку ламп.

                    (7.21)

  де a _отр - центральний кут в градусах між прямими, що з’єднують джерело і ближні краї відбивача (для обеззараживаючої установки з однією лампою цей кут лежить в межах від 120 до 150^°. В установках з декількома лампами 180^°).

          r _б - коефіцієнт відбиття бактерицидного потоку поверхня відбивача установки.

       До розрахунку занурювальної установки обеззаражування води

1 - лампа,

2 - чохол,

  3 - труба.

Рис.7.1

5. Визначаємо необхідний бактерецидний потік джерел випромінення:

                  (7.22)

  де h _в - коефыцыэнт використання бактерицидного потоку ламп в шарі води товщиною

6. Визначаємо необхідне число ламп.

                                          (7.23)

7. Відповідно товщина шару води.

              (7.24)

8. Загальна ширина установки приймається близько до довжини ламп ДБ-15, в₀ = 45 см. Швидкість руху води в лотках, необхідна для доброго переміщування повинна бути не менш 0,2 м.с^-1.

9. Визначаємо ширину одного лотка:

                      (7.25)

10. Число лотків в установці.

                                          (7.26)

Приймаємо n_лот = 3, тобто вся ширина ємкості з водою буде розділена двома перегородками на три частини.

11. Остаточна ширина одного лотка в₁ = 0,15 м, тоді швидкість води:

                            (7.27)

12. Відстань між лампами визначимо рівною l_n = 12 см, тоді загальна довжина корпуса буде.

                                          (7.28)

       Приклад 3.

   Провести розрахунок для обеззараження води, яка містить 6 ламп типу

ДБ-60. Визначити потрібну кількість таких установок для обеззараження води з відкритого водойому, що містить 1000 мікробних тіл на 1 л, при розході = 17 л. С^{-1‑ .}

       Виконання:

1. Вибираємо: Б = 1, коефіцієнт опору бактерій К_б = 2500 мкб.с.см^-2. Коефіцієнт a = 0,25 см^-1, коефіцієнт послаблення випромінення в кварцевому чохлі приймаємо h _в = 0,9, коефіцієнт використання такцерицидного потоку ламп N = 0,9. Бактерецидний потік ламп Ф_б.л. = 8 бк.

      Враховуючи вищеподане, продуктивність установки:

(7.29)

2. Визначаємо необхідну кількість установок:

                                       (7.30)

    До розрахунку поверхні опромінюючої установки для обеззараження води.

     1 - лампи; 2 - відбивач.

Рис. 7.2

Приймаємо дві установки.

       Приклад 4.

       Провести розрахунок установки для обеззараження приміщення ветеринарного пункту розміром 4 ´ 4 м², висотою h = 3,0 м, лампою ДБ-30 з потоком випромінення Ф_лб = 6 бк.

       Виконання.

1. Попередньо рахуємо, що лампа встановлена в центрі приміщення на висоті h_р = 2,2 м. При цьому відстань до крайнього кута кімнати складає h = 3,6 м.

2. Припускаємо, що обеззараження повітря в найбільш віддаленому місці забезпечить обеззараження повітря всієй кімнати. Лампа встановлюється без арматури і має равномірний світлорозподіл.

3. Сила випромінення лампи:

                                     (7.30)

4. Коефіцієнт пропускання повітря:

                            (7.31)

5. Сила випромінення лампи, скоректована з врахуванням випромінювання в повітрі:

                   (7.32)

6. Визначаємо опроміненність в найбільш віддаленій точці:

                (7.33)

7. Приймаємо Б/Б₀ = 1/1000, К_з 2,2 Н_б = 4100 мкбн.е.см^-2 (для стафілококу), тоді час опромінення складає:

            (7.34)

Тривалість роботи установки приймаємо рівною 4; і 35 хвилин.

       Приклад 5.

       Розрахувати установку для обеззараження повітря в вентиляційній камері перерізом 3,3% 3 м², висотою 5 м з розходом повітря 36000 м³.с^-1 Q = 10 м³.с^-1.

       Виконання

1. Визначаємо коефіцієнт поглинання для 10,7.10^-3 см^-1 і h = 5,0 м;

2. Приймаємо лампи ДБ-30;

3. Визначаємо необхідну кількість ламп;

        (7.35)

4. Враховуючи велечину кількість ламп, що призведе до високої вартості експлуатаційних росходів, змінимо тип лампи. Візьмемо лампу ДРТ-1000 з потоком випромінення;

                             (7.36)

8. РОЗРАХУНОК РУХОМИХ ОПРОМІНЮВАЛЬНИХ УСТАНОВОК.

      Загальні положення.

       Розрахунок рухомих УФ-опромінювальних установок, в яких використовуються у якості випромінювання лампи високого тиску типу ДРТ, мають парабоциплічний відбивач. Основні формули для визначення опроміненності.

  Для плоского об’єкту:

                     (8.1)

  де hp - висота переміщення опромінювача над об’єктом;

        a _к - найбільше значення кута між напрямком потоку від джерел, град;

         n - число проходів опромінювача над об’єктом;

      Ав - дози опромінення об’єкту, мВт.ч.м^-2;

        V - швидкість переміщення опромінювачів, м.ч^-1.

  Для сферичного об’єкту:

(8.2)   (8.3)

- для циліндричного об’єкта, вісь якого перпендикулярна напрямку силі випромінення:

                                                 (8.4)

     До розрахунку опроміненності від рухомої УФ-опромінювальної установки.

Рис. 24

                       (8.5)

для циліндричного об’єкту, вісь якого паралельна напрямку сили випромінювача:

                                          (8.6)

                    (8.7)

Довжина кроку опромінювача:

                                      (8.8)

де – а – довжина примічення, м;

     n - число опромінювачів в одному ряді;

Висота підвісу опромінювачів над підлогою

                                                    (8.9)

де h_о - висота, на якій знаходиться центр тіла тварини над підлогою, м.

      Середня опроміненність, мВт.м₂, для плоскогоризонтальних, сферичних і циліндричних об’єктів відповідно:

(8.10)   (8.11)   (8.12)   (8.13)

       Опромінювальна установка повинна задовольняти вимоги:

                                               (8.14)

  де – Е_доп – величина допустимої опроміненності;

Z – коефіцієнт мінімальної опроміненності.

   Тривалість опромінення в кінці строку служби джерела вітального випромінення, рік:

                                               (8.15)

де в – коефіцієнт, що враховує відмінність ефективного потоку лампи в процесі розгорнення від потоку робочої лампи (в = 0,35...0,7).

t_раз - час повного розгорання лампи (t = 5...10 хв в залежності від умов оточуючого середовища), рік.

    Час роботи, рік опромінювальної установки на протязі доби;

                                               (8.16)

де t₁ – час повного проходу одного опромінювача, рік.

       Потік випромінювання опромінювача і сила випромінення зв’язані між собою:

                                       (8.17)

де Ф_уфл – потік УФ- випромінення лампи;

      І_в.о – осьова сила випромінення лампи;

g - захисний кут опромінювача;

r - коефіцієнт відбиття матеріалу, з якого зроблений відбивач (табл.).

При розрахунках приймають, що:

                                                                      (8.18)

В реальних умовах можлива екрануюча дія відбивачів, тобто:

                                                                                (8.19)

або

                                                                               (8.20)

  Для випадку, коли  в формулу () підставляють

В таблиці приведені сили вітального випромінювача деяких джерел.

Таблиця 8.1

Сила вітального випромінювання

Приклад.

Розрахувати опромінювальну установку для корівника на 100 голів розміром 12´62 м², висотою конька h_к = 5 м при висоті стін H_с = 3,0 м. Корови знаходяться в стійлах розмірами 1,2 2 м². Опромінювач має конусний світлорозподіл, при дозі опромінювання А_в =270 мВтч.м^-2. Скорость установки УО-4, V = 18 м.ч^-1.

  Виконання.

1. Приймаємо число проходів над тваринами: n = 2

2. По справочному визначаємо Ф_л; в установці використовується лампа ДРТ-400. Ії потік випромінювання: Ф_л =4750 мВт.

3. Коефіцієнт відбиття r = 0,4.

4. Визначаємо силу випромінення:

                (8.19)

5. Визначаємо висоту підвісуопромінювачів над коровами, беручи корову об’єктом у вигляді циліндру.

          (8.20)

6. Висота підвісу опромінювача над тваринами з врахуванням росту корів (ріст тварин h_nc = 1,35...1,5 м):

                                (8.21)

7. В установці нараховується 4 опромінювача, кожний з яких обслуговує ј частину приміщення (по 2 на ряд). Відповідно довжина ділянки, що опромінюється:

                              (8.22)

де а = 62 м - довжина приміщення.

8. Визначаємо середню опроміненність:

             (8.23)

9. Приймаємо z = 1,34; Е_доп = 930 мвит.м^-2 (табл..):

                         (8.24)

     Нерівність виконується.

10. Визначаємо тривалість опромінення однієї тварини в кінці строку служби ламп:

                                   (8.25)

11. Час роботи опромінювальної установки за добу складає:

                                          

123456Следующая ⇒

Поделиться:

Познавательные статьи:



Техника нижней прямой подачи мяча

Комплекс физических упражнений для развития мышц плечевого пояса

Стандарт Порядок надевания противочумного костюма

Общеразвивающие упражнения без предметов