|
|
Механизация часть вторая. 8 машины для внесения минеральных удобрений и извести
Глава 29
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ
29.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ И ЕГО СВОЙСТВА
В сельском хозяйстве используют оптическое излучение с длиной волн от нескольких миллиметров до 1 нм (1 нанометр = 109м). Оптическое излучение включает в себя инфракрасное (невидимое), видимое и ультрафиолетовое (невидимое) излучения.
Инфракрасное излучение имеет длину волны 1 мм...780нм; видимое — 780...380 нм; ультрафиолетовое — 380... 1 нм. В спектре инфракрасного излучения (ИК-излучения) различают три области: ИК-А с длиной волны 780...1400 нм, ИК-В — 1400...3000 нм и ИК-С-3-103...3-106нм.
В сельском хозяйстве широко применяют инфракрасное излучение области А, которое характеризуется большой проникающей способностью в ткани животных и оказывает на них тепловое воздействие. Облучение животных и птицы ускоряет их развитие, активизирует обмен веществ, кровообращение, уменьшает восприимчивость к болезням и т. д. Однако избыток инфракрасных лучей приводит к перегреву и гибели клеток живых тканей (при температуре выше 43,5 °С). Такой нагрев целесообразно применять при дезинсекции зерна, когда насекомые-вредители нагреваются быстрее и сильнее зерна и погибают.
Ультрафиолетовое излучение (УФ-излучение) также имеет три области: УФ-А с длиной волны 380...315 нм — длинноволновое; УФ-В — 315...280 нм —средневолновое; УФ-С с длиной волны менее 280 нм — коротковолновое.
Ультрафиолетовое облучение области А вызывает пигментацию кожи человека, обладает сравнительно небольшой биологической активностью, может вызвать свечение некоторых веществ, называемое люминесценцией. Это излучение используют для люминесцентного анализа химического состава веществ, качественной оценки сельскохозяйственных продуктов (повреж-денность зерна, степень загнивания картофеля, порча мяса и других продуктов), а также для получения видимых излучений путем облучения некоторых веществ (люминофоров).
Средневолновое излучение УФ-В с длиной волн 315...280нм оказывает более сильное и разнообразное воздействие на живые организмы. В результате поглощения квантов ультрафиолетового излучения этой зоны на коже человека спустя некоторое время возникает покраснение (эритема), а затем пигментация в виде загара. Переоблучение приводит к воспалительным процессам, что вредно для здоровья. Излучение области УФ-В способно превращать провитамин D (стерин) в витамин D, способствующий усвоению организмом фосфорно-кальциевых соединений, которые влияют на прочность костной системы животных, птицы и человека, т. е. обладают антирахитным действием.
При широко используемом безвыгульном содержании скота и птицы проявляется сезонное солнечное голодание. Значительно уменьшить отрицательные последствия этого можно правильной организацией ультрафиолетового облучения и светового режима, что позволяет повысить надои молока на 8...12 %, привесы поросят и телят —на 15...18, яйценоскость кур —на 15...25%, улучшить качество молока и яиц.
Условно принято считать, что общее благоприятное действие ультрафиолетового излучения на животных пропорционально его эритемному действию. Ультрафиолетовое излучение области УФ-С (с длиной волны менее 280 нм), имеющее большую энергию квантов, в основном применяют для бактерицидного воздействия на вредные микроорганизмы. Длительное воздействие на животных и растения приводит к наследственным изменениям, что можно использовать для выведения растений и других организмов с новыми свойствами.
Ультрафиолетовое излучение с длиной волн 295...280нм разрушающе действует на растения, коротковолновое — может вызвать заболевание глаз — конъюнктивит (если они не защищены).
Видимое излучение имеет большое значение в жизнедеятельности человека, позволяя ориентироваться в пространстве, различать цвета окружающих предметов, выполнять различные технологические операции, а так же, как и инфракрасное, и ультрафиолетовое, может повышать продуктивность скота и птицы. Воздействие видимого излучения на животных и птицу выражается в регуляции основных жизненных функций, влиянии на эндокринную и центральную нервную систему.
Физиологические ритмы (размножение, смена шерстного и перового покрова и др.) определяются условиями светового режима. Продуктивность животных и птицы зависит при прочих равных условиях от уровня и режима освещенности и спектрального состава излучения.
В условиях промышленного животноводства и птицеводства особое значение имеет не столько определенный уровень освещенности, сколько режим изменения продолжительности светового периода суток в зависимости от вида и возраста животных и птиц. Неупорядоченное искусственное освещение в животноводческих и птицеводческих помещениях отрицательно влияет на физическое состояние и продуктивность животных и птицы.
Влияние оптического излучения на растения многосторонне. От условий облучения зависят не только фотосинтез, но и многие другие физиологические процессы растений: рост, развитие листьев и других органов. Основной, наиболее характерный процесс для зеленых растений — фотосинтез, которым в конечном счете определяется урожайность растений. Общее энергетическое действие излучения на растения складывается из фотосин-тезного и теплового. Поглощенная растениями энергия излучения частично используется на фотосинтез, а часть ее идет на нагрев и испарение воды (транспирация). Фотосинтезным действием обладают излучения с длиной волн 300...750нм.
Оптическое излучение может вызывать у растений фотопериодическую реакцию, когда требуется во много раз меньшее количество энергии, чем для осуществления фотосинтеза. Для характеристики оптического излучения используют следующие основные понятия: световой поток, сила света, освещенность, световая отдача и т. д.
Световой поток Ф представляет собой меру мощности светового излучения, т. е. видимого излучения, оцениваемого по световому ощущению, которое испытывает глаз человека. За единицу светового потока принят люмен (лм): 1 люмен = 1/683 Вт при однородном излучении с длиной волны 550 нм. Глаз человека проявляет наивысшую чувствительность к излучению с длиной волны X = 555 нм.
Для понятия люмена приведем следующие примеры. Световой поток, падающий на 1 м2 поверхности земли летом при ясном небе, достигает 100 000 лм; световой поток лампы накаливания мощностью 100 Вт напряжением 220 В составляет 1000 лм, лампы карманного фонаря — 6 лм.
Сила света /— это пространственная плотность светового потока, т. е. отношение светового потока Ф к значению телесного (пространственного) угла ш, в котором он равномерно распределяется:
Единица измерения силы видимых излучений — кандела (свеча): 1 кд = 1 мм/1 ср. Стерадиан (ср) — это телесный угол, который имеет вершину в центре сферы и опирается на участок сферы площадью, равной квадрату радиуса сферы.
Освещенность Е — это отношение светового потока, падающего на поверхность, к площадиэтой поверхности:
Единица измерения освещенности — люкс -(ж): 1 лк = 1 лм/м2. Для оценки источника видимого излучения по значению световой отдачи можно рассчитать отношение светового потока Ф к мощности источника Р:
Световая отдача измеряется в люменах на ватт.
Д ля характеристики энергии излучения в ультрафиолетовой части спектра используют системы эффективных величин: бактерицидной и эритемной. Единицей бактерицидного потока принято считать бакт (б), численно равный излучению мощностью 1 Вт при А. = 254 нм. К эритемным величинам относится эритем-ный поток (эр), определяемый как поток излучения, оцененный по его эритемному действию. Единица эритемного потока — эр, численно равный излучению мощностью 1 Вт при
29.2. ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СВЕТА
Для освещения производственных помещений, жилищ, улиц используют различные источники. К ним относят лампы накаливания и газоразрядные (люминесцентные, дуговые, ртутные, натриевые и др.).
Лампы накаливания изготовляют различных конструкций. Лампа состоит из стеклянного баллона (колбы), предназначенного для изолирования тела накала от внешней среды. Внутри колбы на молибденовых подвесках расположена нить накала из вольфрамовой проволоки. Лампы накаливания удобны в эксплуатации, практически могут работать при любых внешних условиях и не требуют никаких специальных пускорегулирующих устройств.
Л ампы накаливания изготовляют вакуумными (типа В), газонаполненными (тип Г), биспиральными — нить накала свита в двойную спираль (тип Б) и биспиральными криптоновыми (тип БК). Скорость распыления вольфрама в газе меньше, чем в вакууме. В газонаполненных лампах нить накала нагревается до 3000 К, световая отдача 20лм/Вт, срок службы 1000 ч. Световая отдача ламп накаливания растет с увеличением их мощности. При одинаковых мощностях у ламп, рассчитанных на напряжение 127 В, она выше, чем у ламп на 220 В.
При изменениях напряжения в сети световой поток и срок службы лампы изменяются. При повышении напряжения на 5 % срок службы сокращается вдвое, а световой поток увеличивается на 20 %. При увеличении напряжения на 10 % световой поток возрастает на 40 % (1/3 от прежнего срока службы). Поэтому для увеличения срока службы ламп следует как можно меньше подвергать их воздействию повышенного напряжения, которое имеет место в сетях в ночное время.
Наиболее распространены кварцевые лампы накаливания с йодным (галогенным) циклом (рис. 29.1). В обычной лампе накаливания вольфрамовая нить накала постепенно распыляется, и ее частицы оседают на внутренней поверхности колбы, уменьшая ее прозрачность. В лампах с галогенным циклом в кварцевую колбу вводится дозированное количество йода. В этих лампах нить накала, выполненная из особо чистого вольфрама, установлена по оси кварцевой трубки на вольфрамовых поддержках. Ввод в лампу выполнен молибденовыми электродами, впаянными в кварцевые ножки и соединенными с контактными поверхностями.
Лампа рассчитана на включение в сеть переменного тока напряжением 220 В. Регенеративный йодный цикл состоит в следующем. Частицы вольфрама, отрываясь от раскаленной нити накала, оседают на стенках колбы, где соединяются с йодом. При этом образуется газообразное соединение — йодид вольфрама, которое, попадая в зону высоких температур вблизи нити накала, распадается на вольфрам и йод. Вольфрам выпадает на нить накала, а частицы йода возвращаются к колбе и вновь принимают участие в цикле.
Срок службы галогенных ламп вдвое больше, чем обычных ламп накаливания, спектральный состав излучения более близок к естественному, световая отдача на 18...20% больше. Габаритные размеры этих ламп значительно меньше, что позволяет существенно уменьшить размеры и массу осветительных приборов. Для галогенных ламп характерны высокая механическая прочность и термостойкость. Они выдерживают большое внутреннее давление и без последствий переносят в рабочем состоянии обливание холодной водой. Особенность эксплуатации галогенных ламп в том, что их монтируют только в горизонтальном положении.
Г азоразрядные лампы — в них излучение образуется за счет электрического разряда в газах или парах металлов. Среди газоразрядных источников оптического излучения наиболее распространены лампы, в которых используется разряд в парах ртути. В зависимости от давления, развиваемого в процессе работы внутри лампы, их можно условно разделить на следующие типы: низкого давления, в которых разряд происходит при давлении до 0,01 МПа; высокого давления, в которых давление достигает в рабочем режиме 0,01..Л МПа; сверхвысокого давления, внутри которых разряд происходит при давлении более 1 МПа.
В качестве газоразрядных ламп используют люминесцентные, дуговые ртутные (ДРЛ), дуговые ртутно-вольфрамовые люминесцентные (ДРВЛ), дуговые металлогалоидные высокого давления (ДРИ), натриевые высокого давления (ДНаТ) и т.д.
Люминесцентная лампа низкого давления (рис. 29.2) представляет собой стеклянную трубку, покрытую изнутри слоем люминофора. В оба конца трубки впаяны нити нагрева, концы которых присоединены к контактным штырькам цоколя. Трубка заполнена аргоном в смеси с парами ртути. Под действием электрического тока, проходящего через газовую смесь, из паров ртути вы деляется большое количество невидимых ультрафиолетовых лучей, которые, попадая на люминофор, вызывают его свечение.
В зависимости от цветности и назначения люминесцентные лампы отечественного производства имеют соответствующую маркировку. Например, ЛД — лампа дневного света, ЛБ — лампа белого света, ЛХБ — лампа холодно-белого света, ЛТБ — лампа тепло-белого света, ЛДЦ — лампа с улучшенной цветопередачей, ЛЕ —лампа естественного света, ЛБЕ —лампа белого естественного света, ЛХЕ — лампа холодно-естественного света, ЛФ — лампа с повышенной фитосинтетической эффективностью. Подбором состава люминофора в лампах ЛФ повышено излучение в красной и синей областях спектра. Фитосинтетическая эффективность этих ламп на 40...50 % выше, чем других люминесцентных ламп.
Люминесцентные лампы выпускают мощностью 20... 150 Вт. Их световая отдача в 4...6 раз больше, чем ламп накаливания такой же мощности.
Люминесцентные рефлекторные лампы предназначены для эксплуатации в условиях повышенной запыленности. Отличие этих ламп от обычных состоит лишь в том, что примерно 2/3 внутренней поверхности колбы под слоем люминофора покрыто диффузно отражающим слоем металла. Весь световой поток лампы излучается направленно в пределах выходного окна. Сила света в направлении выходного окна превышает на 70...80 % силу света обычной люминесцентной лампы. Такие лампы используют в светильниках без отражателей.
Средний срок службы люминесцентных ламп не менее 12 000 ч. Среднее значение светового потока к концу этого срока должно быть не менее 60 % номинального. Повышение напряжения сети приводит к сокращению срока службы лампы, так как увеличивается распыление оксидного покрытия электродов за счет их перенакаливания.
В отличие от ламп накаливания световая отдача люминесцентных ламп при снижении напряжения питающей сети увеличивается, а при повышении уменьшается.
На показатели работы люминесцентных ламп влияют условия окружающей среды. При повышении и понижении температуры окружающего воздуха световой поток люминесцентных ламп снижается. При температуре воздуха ниже 10 °С необходимо принимать меры для обеспечения надежности зажигания (теплоизоляция лампы, включение по особым схемам и др.).
О бщий недостаток газоразрядных ламп состоит в том, что световой поток их пульсирует с частотой, равной удвоенной частоте тока сети. Глаз не в состоянии заметить непрерывное мелькание света благодаря зрительной инерции. Однако при освещении пульсирующим светом вращающихся и поступательно движущихся предметов может возникнуть стробоскопический эффект, который заключается в появлении ложного представления неподвижности или множественности движущихся предметов либо обратного направления вращения. Это опасно в производственных условиях. Для устранения стробоскопического эффекта газоразрядные лампы включают по компенсированным двухламповым схемам, которые обеспечивают изменение светового потока каждой лампы в противофазе. Вследствие этого суммарный световой поток двух ламп почти не пульсирует.
Дуговая ртутная лампа высокого давления (ДРЛ) устроена следующим образом. Внешняя колба выполнена из термостойкого стекла и изнутри покрыта слоем люминофора (рис. 29.3). Эллипсоидная форма колбы обеспечивает во время горения лампы температуру, достаточную для эффективной работы люминофора, и равномерное распределение ее по поверхности колбы. Колба лампы приклеивается к цоколю. Внутри колбы расположена горелка в виде трубки из кварцевого стекла с основными и дополнительными вольфрамовыми
Рис. 29.3. Лампа ДРЛ:
/ — вольфрамовый катод; 2— молибденовый ввод; 3 —
ртугао-кварцевая лампа высокого давления; 4— внешняя
колба
электродами, впаянными в торцы. Дополнительные электроды через токоограничивающие
резисторы подключены к основным электродам на противоположных торцах горелки. Внутри горелки находятся аргон и дозированное количество ртути. Полость колбы заполнена углекислым газом для стабилизации свойств люминофора.
Излучение лампы, кроме отдельных спектральных линий, характерных для газового разряда в парах ртути при высоком давлении, содержит красную составляющую в виде сплошного спектра в диапазоне 58О...72Онм, обусловленную свечением люминофора при облучении его ультрафиолетовым излучением кварцевой горелки лампы. Излучение люминбфора составляет 8... 10 % общего потока лампы и в некоторой степени улучшает спектральный состав излучения.
Лампы типа ДРЛ выпускают мощностью 80...2000 Вт. Средний срок службы их более 10 000 ч. Световая отдача 40...50лм/Вт, что более чем в 2 раза выше световой
отдачи ламп накаливания такой же мощности, но ниже, чем у люминесцентных ламп. Значительные единичные значения мощности лампы ДРЛ при сравнительно небольших размерах позволяют получать от одного источника во много раз больший поток излучения, чем от люминесцентных ламп. К концу срока службы значение светового потока ламп ДРЛ уменьшается до 70 % начального.
Условия окружающей среды несущественно влияют на надежность зажигания и светотехнические характеристики лампы. Это объясняется тем, что горелка лампы находится в газонаполненном пространстве и во время работы имеет высокую температуру. Лампы ДРЛ успешно работают при температурах окружающего воздуха — 4О...+8О°С.
Дуговые ртутно-вольфрамовые люминесцентные лампы (ДРВЛ) представляют собой разновидность ДРЛ. Внешне они не отличаются от ДРЛ, но внутри колбы встроено балластное устройство в виде вольфрамовой спирали, включенной последовательно с газоразрядным промежутком. Вольфрамовая спираль, ограничивая ток дугового разряда, дополняет излучение люминофора излучением красной части спектра. Лампы ДРВЛ включают непосредственно в сеть. Они имеют более благоприятный для правильной цветопередачи состав излучения, не требуют для работы металлоемкого и дорогостоящего балластного устройства, но их световая отдача в 1,8...2 раза ниже.
Натриевые лампы высокого давления (ДНаТ) в основном устроены так же, как и ДРЛ, но более продолговатые и не покрываются люминофором изнутри. Внутренняя газоразрядная трубка выполнена из светопропускающего (внешне матового) поликристаллического оксида алюминия. В трубку введены амальгама натрия и инертный газ при давлении в несколько десятков паскалей. В лампах этого типа нет ультрафиолетового излучения. Излучение у них происходит преимущественно в желтой, оранжевой и красной зонах видимого спектра. Мощность ламп 150...1000 Вт, срок службы до 24 000 ч. В ряде зарубежных стран их выпускают мощностью 70, 100, 150, 400 Вт в колбах, покрытых оксидом алюминия, что уменьшает яркость лампы, позволяя использовать ее для внутреннего освещения и размещать на более низкой высоте.
Дуговые металлогалоидные лампы (ДРИ) по принципу действия и конструкции подобны ДРЛ. Но в разряде, кроме паров ртути, присутствуют галогениды различных металлов. Используя добавки йодидов различных металлов и ртути, можно получить металлогалоидные газоразрядные лампы высокого давления. Их мощность 250, 400, 700, 1000 и 2000 Вт, светоотдача 80...95 лм/Вт.
На базе ламп ДРИ созданы лампы для облучения растений ДРФ-ЮООиДРФ-400.
По мере совершенствования и увеличения выпуска лампы ДРИ будут заменять лампы накаливания и ДРЛ в общем и уличном освещении. Лампы ДРЛ, ДНаТ, ДРИ используют для освещения улиц и сельскохозяйственных объектов, где не требуется высокое качество цветопередачи.
29.3. СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОСВЕЩЕНИЯ. ОСВЕТИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ
Различают три системы освещения: общее, местное и комбинированное.
Общее освещение предназначено для создания надлежащих условий видения на всей освещаемой площади, включая и рабочие поверхности. Оно может быть равномерное или локализованное. Общее равномерное освещение обеспечивает равномерное распределение освещенности заданного уровня по всей площади помещения и выполняется обычно светильниками одного типа и мощности, располагаемыми на одинаковой высоте. Система общего локализованного освещения позволяет лучше, чем при равномерном освещении, осветить рабочие поверхности благодаря устранению теней от оборудования или самого рабочего, обеспечить нужное направление светового потока. При этом потребляемая мощность установки, как правило, меньше, чем при общем равномерном освещении.
Местное освещение предназначено для создания надлежащего уровня освещенности только в пределах рабочей поверхности. Светильники местного освещения (стационарные или переносные) устанавливают обычно в непосредственной близости от рабочей поверхности. Устраивать только местное освещение запрещается, оно всегда дополняется общим.
Комбинированное освещение представляет собой сочетание общего и местного освещения.
Б ольшинство источников света обладает большой яркостью. Их излучение распространяется во все стороны, в то время как световой поток необходимо направлять только на освещаемую или облучаемую поверхность и равномерно распределять по ней. Кроме того, электрические лампы необходимо защищать от механических повреждений и разрушающего действия окружающей среды, поэтому источники излучения используют в комплекте с осветительной арматурой.
Осветительный прибор — это комплект, состоящий из источника света и осветительной арматуры. Его применяют для рационального использования светового потока источника света. Осветительные приборы, перераспределяющие свет лампы внутри значительных телесных углов (до 4я), называют светильниками. Светильник — это прибор ближнего действия. П р ожекторы, перераспределяющие свет лампы внутри малых телесных углов, относятся к приборам дальнего действия.
Основные характеристики светильника — светораспределение, защитный угол и коэффициент полезного действия.
Для уменьшения слепящего действия светильники конструируют с защитными углами (3 (рис. 29.4), характеризующими зону, в пределах которой глаз наблюдателя защищен от прямого действия света лампы. Защитный угол заключен между горизонталью и линией, касательной к светящимся частям лампы и краю отражателя. Стандарты устанавливают наименьшее значение защитного угла 15° для светильников с лампами накаливания и газоразрядными лампами. Коэффициент полезного действия светильника определяется отношением светового потока светильника к световому потоку источника света.
В сельскохозяйственном производстве применяют светильники различных типов. По исполнению их делят на открытые (лампа не отделена от окружающей среды), закрытые (лампа и патрон отделены от окружающей среды оболочкой, не препятствующей обмену воздуха с окружающей средой), влагозащищен-ные (корпус и патрон устойчивы против воздействия влаги и обеспечивают надежную изоляцию введенных в арматуру проводов), пыленепроницаемые (возможность проникновения к лампе и патрону тонкой пыли исключена) и взрывозащищенные (выдерживают взрывное давление и не передают его в окружающую сре-
ДУ)-
По способу установки различают светильники подвесные, потолочные, настенные, настольные и др.
С ветильник ПСХ-60М-УЗ (рис. 29.5, а) устанавливают на стенах и потолках животноводческих и птицеводческих помещений, в сараях и складских помещениях, а также на внешних стенах зданий и сооружений для освещения входов. Светильник рассчитан на одну лампу накаливания мощностью 60 Вт при напряжении 220 В. Его КПД 70 %. На пластмассовом корпусе укреплены рефлектор и фарфоровый патрон. Лампа закрыта матированным стеклянным рассеивателем, уплотненным по периметру.
Потолочный пыленепроницаемый светильник ПНП-2 х 100-УЗ (рис. 29-5, б) предназначен для общего освещения сырых и пыльных производственных помещений, рассчитан на работу с двумя лампами накаливания мощностью до 100 Вт при напряжении 220 В. Его КПД около 68 %.
Светильник НСПОЗ-1 х 60 (рис. 29.5, в) предназначен для освещения производственных, животноводческих и птицеводческих помещений с повышенным содержанием пыли и относительной влажностью воздуха, превышающей 75 %. Исполнение полугерметическое, влагозащищенное. Светильник рассчитан на работу с одной лампой накаливания мощностью 60 Вт при напряжении 220 В. Его КПД 80 %. Светильник состоит из корпуса, головки с патроном и матированного изнутри защитного стекла, которое ввертывается в корпус снизу. Между корпусом и стеклом имеется уплотнительная прокладка из термостойкой резины. Корпус и головка пластмассовые. Ввод проводов осуществляется через сальниковое уплотнение. Светильник подвешивают на крюк посредством серьги, имеющейся на головке.
Подвесные пыленепроницаемые светильники ППД-100-УЗ и ППД-200-УЗ (рис. 29.5, г) предназначены для освещения производственных помещений с повышенным содержанием пыли и химически активной средой, пожаро- и взрывоопасных помещений. Они рассчитаны на работу с лампами накаливания мощностью 100 и 200 Вт при напряжении 200 В. КПД светильника 60 %. Модификации светильников ППД-100-УЗ и ППД-200-УЗ — светильники ППР-100-УЗ и ППР-200-УЗ, которые отличаются отсутствием отражателя и имеют матированное Или молочное защитное стекло.
Блочный светильник ЛСП-15 «Лада» (рис. 29-6, а) с люминесцентными трубчатыми лампами низкого давления мощностью 40, 65, 80 Вт и стартерными схемами включения предназначен для освещения сельскохозяйственных производственных помещений, в том числе животноводческих и птицеводческих. Светильник рассчитан для работы в сети с номинальным напряжением 220 В. Срок службы восемь—десять лет. Коробка-корпус блока, выполненная из фенопласта, допускает нагрев не более 110 °С и выдерживает воздействие химически активной среды.
Отличительная особенность новых светильников — блочная конструкция: концы лампы введены в блоки, представляющие собой пластмассовые корпуса небольшого объема, в которых располагаются пускорегулирующие аппараты (ПРА), конденсаторы, патроны для стартеров, стартеры и навесные патроны для ламп. Блоки соединены между собой металлической профилированной оцинкованной планкой.
Светильник ЛСП-09-1х40 (рис. 29.6,6) с люминесцентными лампами общего назначения предназначен для освещения птичников с клеточным содержанием птицы. Он рассчитан для работы в сети трехфазного переменного тока с номинальным напряжением 380/220 В, частотой 50 Гц. КПД светильника не менее 70 %. Светильник присоединяют к питающей сети с помощью штепсельных разъемов. Ввод проводов выполняют через сальниковое уплотнение с торца светильника. В светильнике устанавливают зеркальный отражатель и прозрачное защитное стекло.
П одвесной или потолочный светильник ПВЛМ-2 х 40 (рис. 29.6, в) предназначен для общего освещения производственных помещений с повышенным содержанием пыли, относительной влажностью воздуха до 98 % и наличием агрессивных газов. Он рассчитан на работу с одной или двумя люминесцентными лампами типа ЛБР мощностью 40 или 80 Вт в сети напряжением 220 В. КПД светильника 96%. Одноламповый светильник выпускают без экранирующих решеток, двухламповый — с решетками и без них.
Для наружного освещения применяют следующие светильники.
Светильник СПО-200-l-VI (рис. 29.7, а) предназначен для освещения улиц при боковом и
Рис. 29.6. Люминесцентные светильники для общего освещения животноводческих и птицеводческих помещении:
а —ЛСП-15«Лада»;б — ЛСП-09-1х40;в — , ПВЛМ-2 х 40; 1 — подвеска; 2 — лампа; 3 — арматура; 4— стартер
ц ентровом подвесе, работает с одной лампой накаливания мощностью 150...200 Вт при напряжении 220 В и температуре окружающей среды —35...+35 "С. КПД светильника 70 %. Корпус отлит из чугуна или отштампован из листовой стали. К нему крепят рефлектор-отражатель и стеклянный преломитель. Поверхность рефлектора покрыта белой силикатной эмалью. Фокусировку светильника выполняют перемещением угольника, на котором установлен патрон. Угольник винтами прижимают к корпусу. Светильник подвешивают за планку, привинченную сверху к корпусу винтами, подключают к сети проводами, выведенными через отверстия в корпусе. Светильник имеет широкое симметричное светораспределение.
Светильник ИСУ 01 х 2000 (рис. 29.7, б) предназначен для освещения больших площадок, выгульных дворов, зерновых токов и т. п. Он рассчитан на применение кварцево-галогенной лампы КГ220-2000-4 мощностью 2000 Вт. Питание осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 В. Светильник состоит из литого алюминиевого корпуса, отражателя, плотно прилегающих к корпусу двух отражающих боковых вставок-стенок. Закрыт закаленным стеклом, вставленным в литую раму с уплотнительной прокладкой из термостойкой резины. КПД светильника не менее 60 %.
Светильник РКУ-02 (рис. 29.7, в) предназначен для освещения улиц, дорог, площадей, проездов и рассчитан для работы с лампами типа ДРЛ мощностью 125, 250 и 400 Вт. Питание от сети переменного тока напряжением 220 В. КПД светильника не менее 65 %. Светильники устанавливают на Г-образной опоре. Они имеют широкое симметричное боковое светораспределение.
29.4. ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СВЕТА
Одним из основным факторов, влияющих на продуктивность скота и птицы, помимо температуры, влажности и состава воздуха, является освещенность помещений. Изменяя продолжительность светового дня, создавая различные условия освещения, можно менять длительность физиологического режима, ускорять или замедлять «биологические часы». Известны опыты по увеличению яйценоскости кур в зимнее время за счет удлинения светового дня с помощью искусственного освещения.
Создавая определенные ритмы дня и ночи, можно не только повышать яйценоскость кур, уток, гусей, но и ускорять созревание меха у пушных зверей, рост шерсти у овец, а также увеличивать привесы у свиней и надои у коров.
Наиболее ярко проявляется длительность светового дня в птицеводстве. У кур дополнительное удлинение светового дня до 14 ч способствует увеличению яйценоскости до 40%, у гусей и уток —в 2...3 раза по сравнению с естественными условиями. Для этого в производственных условиях достаточно применять в утренние и вечерние часы электрическое освещение из расчета 2,5 Вт на 1 м2 площади пола.
В овцеводстве наиболее оптимальная продолжительность светового дня 8...10 ч. Это способствует получению двух окотов в год и позволяет проводить их в отарах в удобное для хозяйства время. Годовой настриг шерсти у овец при 8-часовом освещении увеличивается на 15 % по сравнению с контрольной группой, освещаемой 16 ч.
При изучении влияния длительности светового дня на коров установлено, что большинство их приходит в охоту с апреля по июнь включительно, т. е. в период наиболее продолжительного светового дня. При содержании коров в условиях круглосуточного или 8... 10-часового освещения надои снижаются на 7 % по сравнению с 14... 16-часовым освещением.
В опытах на свиньях установлено, что при содержании их в полной темноте накапливается на 10... 15 % больше жира и получаются более высокие привесы, чем в обычных условиях.
Опыты на пушных зверях (серебристо-черные лисицы и еноты) показали, что создание в течение календарного года двух периодов с длительным днем дает возможность получить два поколения в год.
В России в коровниках и свинарниках освещенность составляет 4...5лк, овчарнях и конюшнях —3...4 лк, в то же время в животноводческих помещениях Великобритании—10...15, в коровниках и конюшнях Германии — 30 лк.
При содержании лактирующих коров нужно создавать световой день общей продолжительностью 18 ч при освещенности 20 лк, при откорме крупного рогатого
Р ис. 29.8. Программный прибор ПРУС-1:
1 — пружинный двигатель; 2— программный барабан; 3 — рукоятка винта; 4— винт; 5 — микровыключатели; б—гайка с плитой; 7—шестерни; 8— корпус; 9— рычаг установки неизменяющейся программы; 10 — суточная шкала
скота — соответственно 8... 10 ч и 5лк, для свиноматок с поросятами — 16...18 ч и 15 лк, свиней на откорме — 12 ч и 5 лк. Дежурное освещение в период покоя животных 0,5..1 лк.
Для управления электрическим освещением на современных птицефабриках и птицефермах применяют программный прибор ПРУС-1, в который входят блок управления и блок магнитных пускателей. Блок управления состоит из пружинного двигателя / (рис. 29.8) с часовым механизмом, программного барабана 2, соединенного с валом двигателя через фрикцион, и блока микровыключателей. Вал пружинного двигателя делает один оборот в сутки. Завод пружины по мере ее раскручивания осуществляется автоматически при помощи специального электродвигателя.
Пружинный двигатель вращает программный барабан и с помощью шестерен — винт. На винте установлена гайка, на которой закреплена плита с микропереключателями. При вращении винта гайка перемещается вместе с блоком микропереключателей. Так как барабан совершает один оборот за сутки, то рычаги микропереключателей одну часть суток скользят по барабану, а другую часть суток находятся в вырезе. Когда рычаги скользят по барабану, контакты микровыключателей замкнуты, а когда находятся в вырезе, они разомкнуты. При замыкании контактов микровыключателей освещение в птичниках включается, при размыкании выключается. Следовательно, длительность светового дня определяется размером невырезанной части барабана. Так как микровыключатели вместе с гайкой смещаются вдоль винта при его вращении, время включения микровыключателей изменяется ежесуточно. Форма выреза программного барабана соответствует изменению продолжительности светового дня по заданному графику. Для изменения графика необходимо менять программный барабан.
Рычаги, связанные с микропереключателями, имеют такое устройство, которое обеспечивает разницу в срабатывании микровыключателей при включении и выключении (7... 10 мин). Это позволяет включать и выключать освещение двумя ступенями, создавая имитацию рассвета и сумерек.
Программа прибора рассчитана на 400 дней и может корректироваться путем смещения блока микровыключателей вдоль винта вращения рукоятки вручную. Для получения неизменной продолжительности светового дня рычагом выводят из зацепления шестерни.
В установке ПРУС-1, кроме программного и исполнительного механизмов, имеется фотореле, согласующее действие автоматики с естественным освещением при управлении светом в птичниках с окнами. Реагируя на изменение светового потока, фотореле обеспечивает автоматическое управление дополнительным освещением.
Для увеличения длительности освещения и его интенсивности в теплицах в пределах 8... 10 тыс. лк промышленность выпускает облучатели для растений ОТ-6-40 с шестью лампами ЛФ-40 удельной мощностью 276 Вт/м2, а также облучатели ОТ-400 с одной лампой ДРЛФ-400 (400 Вт/м2).
Для дополнительного облучения рассады овощных культур в промышленных зимних теплицах во всех зонах страны предназначена установка ОТ-750 с безбалластными лампами смешанного излучения типа ДРВ. Эта установка благодаря отсутствию пус-корегулирующей аппаратуры и небольшой массе облучателей, а также коэффициенту мощности, близкому к единице, позволяет снизить затраты на облучение рассады почти в 2,5 раза по сравнению с применением лампы ДРЛФ-400.
Для освещения растений перспективны лампы типа ДНаТ. При соблюдении требуемого светового и температурного режимов сроки выращивания рассады в зимние месяцы сокращаются вдвое, урожай увеличивается до 30 %.
Для уничтожения вредных насекомых целесообразно использовать различные светоловушки. Простейшее приспособление для улавливания насекомых, летающих в ночное время, состоит из противня или корыта с водой с размещенной над ними лампой накаливания. В воду добавляют керосин или ядовитые вещества. Насекомые летят на свет (отражение лампы в воде) и гибнут. Мощность лампы в отражателе 60... 100 Вт. Для привлечения насекомых с большой площади сада или огорода вблизи ловушки на высоте 6 м можно установить электролампу 25 Вт.
Наиболее эффективны электросветоловушки в виде металлической сетки из параллельных проволок небольшого сечения, к которой подводится высокое напряжение — около 10 000 В. Для повышения напряжения используют трансформатор. Зажимы повышающей обмотки трансформатора соединяют таким образом, чтобы между каждыми соседними проволоками сетки было высокое напряжение.
Такие сетки устанавливают в форточках или окнах животноводческих помещений. Для привлечения насекомых в ночное время в садах или огородах внутри пространства, огороженного сетками или сетчатыми цилиндрами, устанавливают источник света (иногда источник ультрафиолетового излучения). Насекомые, стремясь приблизиться к источнику света, пролетают через сетку, вызывают электрические разряды между соседними проволоками и погибают.
В некоторых случаях применяют светоловушки без использования напряжения. При этом около источника света, включаемого на ночь, устанавливают вентилятор, который затягивает воздух вместе с подлетевшими к лампе насекомыми в специальный мешок или направляет насекомых в противень с жидкостью.
29.5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫХ И ИНФРАКРАСНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ
Источник ультрафиолетового излучения — дуговые ртутные трубчатые лампы высокого давления (ДРТ). Их трубчатая колба (рис. 29.9) выполнена из тугоплавкового кварцевого стекла, которое хорошо пропускает ультрафиолетовое излучение. В торцы колбы впаяны вольфрамовые активированные самонакаливающиеся электроды. Колба заполнена аргоном и дозированным количеством ртути. Лампу крепят к арматуре металлическими держателями, между которыми расположена лента из медной фольги, предназначенная для облегчения зажигания разряда внутри лампы.
После загорания лампа разогревается в течение 5...10 мин, давление в ней увеличивается, и по оси трубки образуется ярко светящийся шнур разряда температурой 6000...8000 К. При этом изменяются электрические и светотехнические характеристики лампы. Повторное зажигание лампы после ее погасания возможно лишь спустя 5... 10 мин, когда она достаточйо о стынет. Наиболее распространены лампы ДРТ мощностью 230, 400 и 1000 Вт, у которых срок службы более 1500 ч.
Лампы типа ДРТ используют в передвижных облучательных установках для восполнения недостатка ультрафиолетового облучения у животных и птицы, установках для предпосевной обработки семенного материала в полеводстве. К концу срока службы поток излучения ламп ДРТ уменьшается вдвое. При отклонении напряжения сети от номинального значения на 1 % эритемный поток ламп ДРТ изменяется на 4 %.
Кроме ламп высокого давления используют эритемные люминесцентные лампы низкого давления: ЛЭ-30, ЛЭР-30, ЛЭР-40. Они подобны обычным люминесцентным лампам типов ЛБ или ЛД, но отличаются от них составом люминофора и имеют колбу из специального увиолевого стекла. Марка ЛЭР-40 означает: лампа эритемная рефлекторная (с отражающем слоем) мощностью 40 Вт.
Излучение ламп типа ЛЭ оказывает антирахитное и эритем-ное воздействие на животных и человека, а также возбуждает свечение объектов, что используется при люминесцентном анализе качества продукции.
В спектре эритемных ламп полностью отсутствует излучение области УФ-С, на излучение УФ-В приходится 37 %, на излучение УФ-А —33%, а на долю видимого излучения — 30 % всей энергии излучения ламп.
Эритемные лампы типа ЛЭР (рефлекторные) предназначены для использования в помещениях с повышенной запыленностью. Под слоем люминофора они имеют отражающий слой, направляющий поток излучения в сторону продольного выходного окна, составляющего треть поверхности лампы. К концу срока службы эритемных ламп поток излучения уменьшается до 60 % за счет уменьшения свечения люминофора и потери прозрачности колбы под действием ультрафиолетового излучения.
Для получения излучения области УФ-С, оказывающего губительное действие на микроорганизмы, используют дуговые газоразрядные (бактерицидные) лампы низкого давления типа ДБ.
Бактерицидные лампы ДБ отличаются от люминесцентных осветительных ламп такой же мощности отсутствием люминофора и свойствами специального увиолевого стекла колбы, обладающего высоким коэффициентом пропускания для излучения области УФ-С.
Для облучения животных и птицы используют различные облучатели и установки, которые могут быть стационарными и передвижными. Эритемный облучатель ЭО1-30М предназначен для ультрафиолетового облучения сельскохозяйственных животных, облучатель ртутно-кварцевый (ОРК-2) — для облучения небольших групп животных, птицы и инкубационных яиц с целью профилактического и лечебного воздействия.
Самоходная установка для облучения кур УОК-1 (рис. 29.10) предназначена для ультрафиолетового облучения кур и цыплят при многоярусном клеточном содержании. Два облучателя с лампами ДРТ-400 смонтированы на тележке, которая может перемещаться в проходах между клетками. Высоту установки облучателей можно регулировать. Тележка приводится в движение электродвигателем мощностью 0,27 кВт через цепной редуктор. Питание уста новки осуществляется через гибкий четырехжильный кабель, одна из жил которого используется для заземления установки.
Р ис. 29.10. Установка для облучения кур УОК-1:
1 — самоходное шасси; 2— привод; 3— облучатели с лампами ДРТ-400; -/—штанга; 5— панель пульта управления; 6—конечные выключатели
Для обеззараживания воздуха в животноводческих помещениях ультрафиолетовым излучением применяют установку ОБУ-2-30М. Этот облучатель имеет отражатель, покрытый специальной краской, и бактерицидную лампу ДБ-30. Облучатель подвешивают к потолку или укрепляют на стене помещения.
Ультрафиолетовое излучение также используют для обеззараживания воды и животноводческих стоков, пастеризации молока, стерилизации посуды и тары.
Обработка семенного материала ультрафиолетовым излучением в оптимальных дозах положительно влияет на его качество (всхожесть, энергия прорастания) и в итоге на сроки созревания и урожайность. Так, при облучении семян сахарной свеклы урожайность возрастает на 7...9 %, при этом содержание сахара повышается на 15... 19%. Увеличиваются урожаи кормовой моркови, выращенной из семян, обработанных ультрафиолетовым излучением. Семенное зерно после облучения имеет на 3...5 % более высокую всхожесть и на 10...15% большую энергию прорастания. Облученные семена дают ранние и дружные всходы, срок созревания урожая сокращается на два-три дня.
Для обработки семенного материала также применяют облу-чательную установку ОУЗ-2 (рис. 29.11). Зерно из бункера перемещается по вибрирующему лотку (транспортеру) в течение 55...60 с под девятью лампами ДРТ-1000. Лоток длиной 6 м и шириной 0,9 м приводится в действие электродвигателем мощностью 0,6 кВт. Под первой секцией лотка размещен вентилятор 4 с воздуховодом для улавливания легких примесей. Вентилятор приводится во вращение электродвигателем мощностью 0,25 кВт. Дуговые ртутные лампы размещены на высоте 0,65 м над транспортером в коробчатом кожухе-отражателе и включены через регулируемые активные балластные сопротивления. Мощность установки 16 кВт, производительность 1... 1,5 т/ч.
Инфракрасное излучение используют во многих технологических процессах сельскохозяйственного производства для обогрева молодняка животных и птицы, сушки сельскохозяйственных продуктов и др. Источниками инфракрасных излучений могут быть любые тела, нагретые до высокой температуры. Хорошим источником этих излучений является обычная лампа накаливания, которая превращает в тепловые излучения до 65 % всей подводимой к ней энергии. Однако использовать лампы накаливания в качестве источников тепловых излучений неэкономично.
Промышленность выпускает лампы-термоизлучатели (зеркально-сушильные лампы) ЗС-1 мощностью 250 и 500 Вт, ЗС-3 мощностью 550 Вт, а также инфракрасные лампы ИК3220-250 и ИК3220-500, кварцевые галогенные КГ220-100-1. Часть колбы этих ламп изнутри покрыта слоем алюминия или серебра и имеет зеркальный вид. Температура нити накала понижена по сравнению с обычными осветительными лампами аналогичной мощности, в результате чего срок службы увеличивается до 2000... 10 000 ч вместо 1000 ч у осветительных ламп накаливания.
Д ля одновременного инфракрасного и ультрафиолетового облучения молодняка животных и птицы предназначены установки типов ИКУФ и «Луч», каждая из которых оснащена, как правило, 40 облучателями и пультом управления. Каждый облучатель содержит две лампы ИК3220-250 и одну эритемную ЛЭ-15. Мощность установки 22 кВт.
При электрообогреве молодняка птицы лампы облучателя устанавливают по одной на штативе или по нескольку штук на крестовине. В брудере тремя-четырьмя лампами мощностью по 250 Вт можно обогревать 300...400 цыплят. В первые дни выращивания молодняка птицы инфракрасные облучатели подвешивают на высоте 40...80 см от пола, а затем их постепенно поднимают (каждую неделю на 4... 10 см).
Температуру при обогреве измеряют у края зонта брудера на высоте 5 см от пола.
Для обогрева поросят в станках маток отгораживают часть площади (около 1 м2). Над отгороженной частью станка на высоте 0,7... 1 м от пола подвешивают инфракрасный облучатель с лампой мощностью 250...300 Вт. Облучатель целесообразно включать за несколько часов до опороса. Новорожденных поросят отбирают и помещают под облучатель до конца опороса, а затем их подпускают к матке. Облучают поросят обычно 30...45 дней или до отъема их от матки.
В холодных помещениях в первую неделю поросят облучают непрерывно, а в помещениях с температурой, нормальной для маток, ежедневно по 18 ч. Примерно через каждые 3 ч облучатель отключают на 1 ч. В первые дни жизни поросят поддерживают температуру воздуха 27...30°С, а затем постепенно снижают до 18 °С (к концу шестой недели). С ростом поросят время обогрева постепенно сокращают.
При индивидуальном содержании телят обогревают облучателями мощностью 250 Вт, устанавливаемыми над каждой клеткой. При групповом содержании на каждые 2 м2 обогреваемой площади устанавливают один облучатель мощностью 500 Вт. Инфракрасный обогрев наиболее эффективен, если температура воздуха в клетке на уровне спины теленка 12...14°С. Такой температурный режим достигается, если лампы подвешены на высоте 140...160 см от пола, а температура воздуха в помещении 5...6 °С. Режим включения облучательной установки изменяют по мере роста телят. Установку включают в 5...6 ч утра и отключают в 10... 11 ч вечера.
При обогреве ягнят облучатели мощностью 500 Вт рекомендуется подвешивать на высоте 100... ПО см от пола из расчета один облучатель на четыре ягненка. Облучают их в, течение первых десяти дней жизни. Первые три дня облучают в течение 20 ч, а в последующие дни время обогрева сокращается до 10 ч в сутки. При этом через каждые 3 ч облучатели отключают на 1 ч.
Инфракрасное излучение также применяют для сушки зерна, так как оно значительно быстрее прогревает на определенную глубину зерно, чем при контактном или конвективном способе нагрева.
Дезинсекция инфракрасным излучением — эффективный метод обеззараживания зерна различных культур (овес, пшеница, рожь, просо, кукуруза, горох).
Инфракрасное излучение оказывает селективное действие на семена, микрофлору и насекомых-вредителей, которые имеют различные спектры поглощения. Облучение почти полностью уничтожает вредную микрофлору на поверхности семян.
Сушка овощей и фруктов инфракрасным излучением позволяет получить сухие продукты со сниженными массой и объемом, почти полным сохранением питательных веществ, витаминов, вкуса, цвета и аромата.
Инфракрасное излучение применяют для пастеризации молока. При этом значительно сокращается время пастеризации, после чего молоко может храниться при температуре 5 "С в течение восьми—десяти суток.
|
|
|
Скачать 28.81 Mb.