В. Розрахунок опромінювальних установок з лінійними джерелами випромінювання.

В опромінювачах з лінійними джерелами випромінювання використовують газорозрядні лампи низького тиску (типу ЛФ-40, ЛБ-40), які розташовують блоками з кількох ламп горизонтально над опромінюваною поверхнею на відстані 0,05...0,25 м.

Середню горизонтальну опроміненість під блоком люмінесцентних ламп визначають за формулою: (15)

де, – фітопотік однієї лампи, фт;

п – кількість ламп у блоці, шт.;

– коефіцієнт корисної дії блока ламп, значення якого залежить від втрат фітопотоку випромінювання шляхом його поглинання сусідніми лампами, опромішовачем і оточуючим простором.

; (16)

де, – постійна величина, яка залежить від каталожних даних джерела випромінювання і площі опромінюваної поверхні, і – відповідно довжина і ширина блоку лапм;

– відносна опроміненість, яка залежить від висоти , кількості ламп у блоці при даній його ширині і не залежить від світлотехнічних характеристик лампи.

Користуючись виразом 16 і графіком в додатку 21, можна визначити кількість ламп у блоці шириною 1 м, що потрібна для забезпечення необхідної опроміненості. Для цього, вибравши тип і потужність лампи, вираховують значення . Виходячи з необхідної опроміненості, вираховують . За графіком залежності відносної опроміненості від питомої кількості ламп у блоці і висоти його розміщення над опромінюваною поверхнею визначають шукану кількість ламп.

Практична робота 8

Тема: Розрахунок і вибір установок для ультрафіолетового опромінення тварин і птиці методом використання вітального потоку.

Короткі теоретичні відомості.

Біологічна дія ультрафіолетового випромінювання на організм с.г. тварин і птиці проявляється через фотохімічні реакції, що відбуваються в їх організмі. Однією з основних реакцій в шкірі під дією УФ променів є реакція фотолізу провітаміну Д, результаті якої утворюється вітамін Д та інші біологічні активні фотопродукти.

УФ опромінення сприяє інтенсивності біохімічних та обмінних процесів організму, стійкості їх до простудних захворювань, що забезпечує збереження поголів’я і підвищенню його продуктивності. Так, у корів підвищуються надої молока на 5-13 %, збільшуються середньодобові прирости: у телят на 7-13 %, у поросят на 20 %, у свиней на відгодівлі на 4-10 %, яйценосність на 10-15 %.

Коротка характеристика УФ випромінювання.

УФ випромінювання – це оптичне випромінювання з довжинами хвиль від 1 до 380 нм.

В залежності від впливу УФ випромінювання на біологічні об’єкти розрізняються такі спектральні області:

- УФ-С – від 200 до 280 нм;

- УФ-В – від 280 до 315 нм;

- УФ-А – від 315 до 380.

Випромінювання УФ-С характеризується сильною бактерицидною дією. Його використовують для знезаражування води, повітря, стерилізації тари й приміщень.

Випромінювання УФ-В мають значну біологічну дію. Воно сприяє еритему – почервоніння шкіри людини, що з’являється через 2-3 години і зникає через 2-3 дні та залишає після себе пігментацію (загар). Воно здатне перетворювати провітамін Д у вітамін Д, який позитивно впливає на ріст і розвиток молодняка тварин і птиці.

Випромінювання УФ-А має не високу біологічну дію.

Крім того, УФ випромінювання використовується для передпосівної обробки насіння зернових і овочевих культур, люмінесцентного аналізу продуктів та боротьби з комахами шкідниками.

Джерелами УФ випромінювання є газорозрядні лампи низького і високого тиску.

До джерел низького тиску відносяться лампи типів ЛЕ, ЛЕР і ДБ.

Еритемна ртутна дугова ЛЕ має трубку виготовлену з увіолевого скла, внутрішня поверхня покрита шаром люмінофору, який перетворює УФ випромінювання з довжиною хвилі 254 нм в УФ випромінювання з довжиною хвилі 297 нм.

Еритемна люмінесцентна рефлекторна лампа ЛЕР, відрізняється від ЛЕ наявністю у верхній частині трубки рефлекторного шару.

Бактерицидна ртутна дугова лампа ДБ має прозору трубку, виготовлену з увіолевого скла, яке добре пропускає УФ-С. Електричний розряд в суміші пари ртуті з аргоном служить джерелом випромінювання, значна частина якого має довжину хвилі 254 нм, що відповідає області найбільшої дії – бактерицидної дії.

Лампи типу ДРТ і ДРВЕД відносяться до джерел УФ випромінювання високого тиску.

Дугова ртутно-вольфрамова еритемна дифузна лампа ДРВЕД має колбу з цоколем Е-27. Колба виготовлена з увіолевого скла. Джерело УФ випромінювання – ртутно-кварцовий пальничок, аналогічний за будовою, що є в лампах типу ДРВЛ. Активним баластом є вольфрамова спіраль. На внутрішній поверхні колби нанесено дифузне покриття.

Дугова ртутна трубчаста високого тиску лампа ДРТ. Це потужне джерело УФ випромінювання. Трубка виготовлена з кварцового скла, яке має високий коефіцієнт (біля 95 %) пропускання ультрафіолетових і видимих променів. Параметри газорозрядних ламп наведені в додатку 23.

У сільськогосподарському виробництві використовуються стаціонарні і рухомі опромінювальні установки. Конструктивно стаціонарні установки виконуються аналогічно освітлювальним установкам.

Невід’ємним конструктивним елементом опроміню вальних установок є опромінювач УФ випромінювання.

Ультрафіолетовий випромінювач – пристрій, який служить для перерозподілу потоку УФ ламп до складу якого входять всі необхідні деталі кріплення і захисту ламп, а також для приєднання їх до електромережі й призначений для опромінення тварин і птиці заданими дозами УФ випромінювання.

У стаціонарних установках УФ опромінення використовуються наступні опромінювачі.

Стаціонарний вітальний еритемний опромінювач Э01-30М представляє собою корпус з листової сталі, покритий антикорозійною фарбою з високим коефіцієнтом відбивання і УФ області спектра. У корпусі розміщення еритемна лампа ЛЕ30-1, захищена знизу металевою сіткою, там же знаходиться пускорегулююча апаратура. Він виготовлений у пиловологозахисному виконанні. Опромінювач кріпиться до стельового перекриття з допомогою двох підвісок.

Стаціонарні вітальні еритемні опромінювачі ОЭ-1 і ОЭ-2 за будовою, формою і електричною схемою анологічні опромінювачу Э01-30М. Опромінювач ОЭ-1 виготовляється в незахищеному від дії пилу і вологи на активні частини, а ОЭ-2 випускається у пиловологозахисному виконанні.

Світильник-опромінювач ОЭСП-02 застосовують для одночасного освітлення приміщення і УФ опромінення тварин. Опромінювач має дві лампи – освітлювальну люмінесцентну ЛБР40 і УФ вітальну ЛЕР40 та відбивач, на якому змонтований ПРА. Лампи вмикаються окремо.

Світильник-опромінювач ЭНП-1. Світильник-опромінювач вітальний еритемний стельовий промисловий захищеного виконання, одноламповий. Комплектується лампою ЛЕ30. використовується в стаціонарних опроміню вальних установках.

УФ опромінення тварин і птиці необхідно проводити на фоні задовільних умов утримання і годівлі при точному дотриманні рекомендованих доз.

Рекомендовані добові дози УФ опромінення визначені експериментально при використанні ламп типу ДРТ і ЛЕ.

Доза опромінення – це кількість опромінення, дія якого на об’єкт забезпечує передбачуваний позитивний ефект.

Кількість вітального опромінення дорівнює добутку вітальної опроміненості на тривалість опромінення: ; (1)

де, – вітальна опроміненість, ;

t – час опромінення, год.

Як видно з формули 1, одну і ту ж дозу опромінення можна отримати при великій кількості поєднань опроміненості з тривалістю опромінення. При опроміненості тварин і птиці з метою підвищення їх продуктивності більш доцільно поєднувати меншу опроміненість з більшою тривалістю часу опромінення, але не більшою тривалості світлового дня.

Для розрахунку таких установок можуть бути застосовані методи, які використовуються при розрахунках освітлювальних установок з урахуванням деяких специфічних умов.

Дозування УФ випромінювання при стаціонарних установках здійснюється за часом її роботи при відомому значенню опроміненості на розрахунковій поверхні. За розрахункову приймається точка з найкращими умовами опромінення, що пояснюється необхідністю уникнення переопромінення тварин.

Розрахунок виконують у такій послідовності.

Вибирають тип опромінювача і тип лампи, визначають розрахункову висоту його підвішування. За характеристикою опромінювача визначають найвигідніше співвідношення між розрахунковою висотою і відстанню між опромінювачами. Опромінювачі, що комплектуються лампами типу ЛЕ і ДРТ мають криву сили потоку типу Д (косинусна), тому значення приймається .

Визначення кількості опромінювачів, площі та індексу приміщення таке саме як у практичній роботі 2.

Середню опроміненість обчислюють за формулою:

; (2)

де, –вітальний потік лампи (опромінювача); (Додаток 23)

– сумарна кількість ламп ультрафіолетового випромінювання, штук;

– коефіцієнт використання вітального потоку; (Додаток 26)

– коефіцієнт форми об’єкту опромінення (для птиці , для свиней і ВРХ );

– коефіцієнт запасу, що залежить від тривалості; (Додаток 25)

– площа опромінювальної поверхні, .

За вибраною дозою вітального опромінення (Додаток 24) і визначеною середньою опроміненістю обчислюється тривалість опромінення:

. (3)

Отримане значення порівнюють з рекомендованою тривалістю опромінення взятого з додатку 24.