Лабораторні роботи

Визначення електричних і світлотехнічних характеристик лампи розжарювання.

Визначення електричних і світлотехнічних характеристик люмінесцентної лампи.

Визначення електричних і світлотехнічних характеристик газорозрядної лампи високого тиску.

1.5. Установки електричного освітлення

Роль світлового режиму в технологічних процесах тваринництва і птахівництва.

Класифікація і основні характеристики світильників. Прожектори. Види і системи освітлення. Вибір типу джерела світла і світильника. Розміщення світильників у приміщенні. Методи розрахунку освітлення: точковий, метод коефіцієнта використання світлового потоку, лінійних ізолюксів (світних ліній), питомої потужності.

Типові схеми керування освітлювальними установками.

Прочитайте і опрацюйте

Л-1,с. 124...173; Л-3, с. 82...133; Л-6, с. 312 ...325.

Короткі теоретичні відомості та методичні вказівки

Роль світлового режиму в технологічних процесах тваринництва і птахівництва.

Більшість технологічних процесів сільськогосподарського виробництва пов'язана з життєдіяльністю живих організмів, еволюція яких відбувалася в природних умовах, де дуже сильний вплив на їх розвиток чинило випромінювання Сонця.

При утриманні тварин і птиці в штучних умовах світлове випромінювання також відіграє дуже важливу роль в їх розвитку і життєдіяльності.

Світловий фактор впливає на біологічні ритми тварин і при оптимальних умовах позитивно впливає на ріст і розвиток молодняку, нормалізує білковий, мінерально-вітамінний і вуглеводний обмін, що у свою чергу призводить до підвищення продуктивності і репродуктивної функції сільськогосподарських тварин.

Основними параметрами видимого випромінювання, що діє на тварин, є періодичність освітлення, рівень освітленості і спектральний склад.

Періодичність освітлення впливає на статеве дозрівання тварин і птиці: короткий світловий день його затримує, а довгий - прискорює. Залежно від рівня освітленості змінюється фізіолого-клінічний стан, продуктивність тварин і якість приплоду.

Особливо важливу роль у життєдіяльності птиці відіграє тривалість світлового дня. У період вирощування молодняку несучок тривалість світлового дня поступово на дві-три хвилини за добу зменшують аж до початку яйцекладки.

При такому режимі затримується статевий розвиток курочок, вони краще ростуть і вступають в яйцекладку фізично розвиненими, що сприяє підвищенню їх продуктивності і якості яєць.

При початку яйцекладки тривалість світлового дня поступово збільшують, що стимулює яйцекладку і забезпечує підтримання високого рівня яйценосності на весь період використання несучок.

Нарощування освітленості в пташнику вранці і зменшення її ввечері обумовлено нормами і повинно відбуватися поступово на протязі 15...20 хвилин за законом зміни освітленості в природних умовах.

У приміщеннях для утримання молодняку ВРХ рівень освітленості також має велике значення. За даними В.М. Юркова, освітленість на рівні 50... 100 лк при дотриманні інших зоотехнічних вимог збільшує молочну продуктивність корів у середньому на дев'ять відсотків, витрати кормів на одиницю продукції зменшуються на 8,2...24 відсотки, перетравлюваність протеїну зростає на 8,7...61,6 відсотка.

Високий рівень освітленості необов'язково створювати у всьому приміщенні. Його необхідно підтримувати тільки в зоні годування і тільки під час годування. Оптимальна тривалість світлового дня для дійного стада - 16 годин.

Класифікація і основні характеристики світильників.

Багато джерел світла мають велику яскравість, від засліплюючої дії якої необхідний захист. Крім того, джерела світла, як правило, розподіляють свій світловий потік у всі напрямки, у той час як вимагається, щоб він був спрямованим на поверхні, що освітлюються. Часто доводиться захищати джерело світла від механічних пошкоджень і руйнівної дії навколишнього середовища.

Ці причини змушують використовувати освітлювальні прилади, які являють собою сукупність джерел світла і пристрою, призначеного для його кріплення, вмикання в мережу, перерозподілу світлового потоку, обмеження засліплюючої дії, захисту від механічних пошкоджень і дії навколишнього середовища.

Освітлювальний прилад, призначений для освітлення об'єктів, що знаходяться від нього на відстані (менше 20-кратних розмірів освітлювального приладу), називається світильником, а для більш

дальньої дії - прожектором.

Світильники класифікуються за такими ознаками: за характером світлорозподілу, за призначенням, за виконанням і способом

установки.

За призначенням світильники можуть бути для освітлення закритих приміщень, відкритих просторів, судові, залізничні тощо.

За виконанням світильники класифікуються залежно від ступеня захисту від шкідливих факторів навколишнього середовища, наприклад, від пилу на три класи: пилонезахищені ІР2 (2), пилозахищені ІР5 (5) і пилонепроникні ІР6 (6); від вологи на вісім класів: незахищений - 0, краплезахищений - 2, дощозахищений - З, бризкозахшцений - 4, струменезахищений - 5, водонепроникний - 7, герметичний - 8.

Залежно від ступеня вибухозахисту світильники поділяють на підвищеної безпеки проти вибуху, вибухобезпечні, особливо

вибухобезпечні.

За способом установки світильники діляться на підвісні, стельові, вбудовані, настінні тощо.

Основними світлотехнічними характеристиками світильників є: світлорозподіл (криві сили світла), коефіцієнт підсилення, к.к.д. та

захисний кут.

Криві сили світла являють собою побудовані в полярній системі координат графіки залежності сили світла від напрямку світлового потоку джерела світла, який характеризується кутом між напрямком світлового потоку і віссю симетрії світильника. У ГОСТ 13828 - 74 передбачено такі типи кривих сили світла: К - концентрована; Г - глибока; Д - косинусна; Л - напівширока; Ш - широка; М -рівномірна; С - синусна.

Увага

Тип кривої сили світла впливає на оптимальну відстань між світильниками.

Коефіцієнт корисної дії світильника являє собою відношення світлового потоку світильника до світлового потоку джерела світла. Найбільш поширені світильники мають к.к.д. в межах від 0,6 до 0,85.

Під коефіцієнтом підсилення розуміють відношення максимальної сили світла до середньої сферичної сили світла джерела

(1.5.1)

Захисним кутом називають кут між горизонталлю, що проходить через тіло розжарювання лампи, і лінією, що з'єднує крайню точку тіла розжарювання з протилежним краєм відбивача.

Світильники ділять на класи залежно від того, яку частку всього потоку світильника становить потік нижньої півсфери, а саме: прямого світла (П) - потік нижньої півсфери становить понад 80 відсотків; переважно прямого світла (Н) - 60...80; розсіяного світла (Р) - 40...60; переважно відбитого світла (В) - 20...40 і відбитого світла (О) - менш ніж 20 відсотків.

Для освітлення територій і робочих місць на відкритому просторі часто використовують прожектори. Від світильника прожектор відрізняється значно більшою концентрацією світлового потоку джерела світла, що значно підвищує коефіцієнт підсилення прожектора і дає можливість створювати необхідну освітленість на відстані.

Основними світлотехнічними характеристиками прожектора є: криві сили світла, кут розсіювання, коефіцієнт підсилення і к.к.д.

Корисним кутом розсіювання називають кутову ширину пучка прожектора, у межах якої забезпечується задана, освітленість на робочих площинах.

Під к.к.д. прожектора розуміють відношення світлового потоку, що випромінюється в межах корисного кута розсіювання, до світлового потоку джерела світла.

ПЗС - прожектор заливаючого світла із скляним відбивачем; ПСМ - прожектор середнього світлорозподілу з металевим відбивачем; ПФС - прожектор із спеціальною прожекторною лампою типу ПЖ; ПЗР - прожектори з лампами ДРЛ; ПКН - прожектори з галогенними лампами розжарювання. Цифри після букв позначають діаметр вихідного отвору в сантиметрах.

Умовні позначення світильників (за ГОСТ 13828 - 74) розшиф­ровуються так:

х х х х – х х х х

1 2 3 4 5 6 7 8

1 - тип джерела світла: Н - лампа розжарювання загального призначення; С - дзеркальні та дифузійні; И - розжарювання галогенні; Л - прямі трубчасті люмінесцентні; Ф - фігурні люмінесцентні; Е - еритемні; Р - ДРЛ; Б - бактерицидні; К - ксенонові

трубчасті;

2 - спосіб установлення: С - підвісні; П - стельові; Б - настінні;

Н - настільні; Т - підлогові; К - консольні;

3 - основне призначення: П - для промислових підприємств; Р - для копалень і шахт; О - суспільних будівель; Б - житлових приміщень; У - зовнішнього освітлення;

4 - номер серії (01.. .99);

5 - кількість ламп у світильнику;

6 - потужність ламп, Вт;

7 - номер модифікації;

8 - кліматичне виконання та категорія розміщення.

Види і системи освітлення.

Видиме випромінювання дуже впливає на життєдіяльність і розвиток людей, тварин і рослин. Освітленість є одним з основних параметрів мікроклімату в тваринницьких приміщеннях.

Електричне освітлення в сільськогосподарських приміщеннях застосовують для створення достатньої освітленості робочих місць, при якій забезпечується нормальний хід протікання технологічних процесів.

Штучне освітлення виробничих приміщень поділяється на такі види: робоче (технологічне), чергове та аварійне.

Робоче освітлення призначене для забезпечення достатнього рівня освітленості під час виконання технологічного процесу згідно з нормами.

Чергове освітлення використовується для догляду за тваринами і

птицею в нічний час.

Світильники для чергового освітлення виділяються з числа світильників загального освітлення в кількості десяти відсотків у приміщеннях, де утримують тварин, та 15 відсотків - у родильних відділеннях. їх рівномірно розміщують над проходами приміщення.

Існують системи загального, місцевого і комбінованого освітлення.

Штучне освітлення виконується системою загального освітлення або системою комбінованого, коли до загального освітлення додається місцеве.

Загальне освітлення ділиться на загальне рівномірне і загальне локалізоване (виконується з урахуванням розташування обладнання).

Місцеве освітлення обладнують на окремих робочих машинах, щитах і пультах керування .

Розміщення світильників у приміщенні.

При проектуванні електроосвітлення необхідно виконати такі вимоги: забезпечити найсприятливіші умови роботи, найменшу протяжність проводок і зручність монтажу та безпеку при експлуатації.

При розміщенні світильників враховують архітектурні особливості приміщення, розміщення вікон, будівельних конструкцій, технологічного обладнання тощо. Світильники з точковими джерелами світла розміщують у вершинах квадратів або прямокутників чи в шаховому порядку. Світильники з люмінесцентними лампами рекомендується встановлювати суцільними або переривчастими рядами.

Розрахункову висоту підвішування світильників визначають за формулою:

Н_р=Н-(h_з - h_р), м, (1.5.2)

де Н - висота приміщення, м;

h₃- висота звисання (залежить від конструкції світильника),

h₃ = 0,2...0,8 м (для приміщень зерноочисних агрегатів, майстерень можна брати і більші значення);

h_р - рівень робочої поверхні від підлоги, м.

Відстань між сусідніми світильниками або рядами люмінесцентних світильників:

(1.5.3)

де λ - найвигідніша відносна відстань між світильниками, яка залежить від кривої сили світла світильника (ГОСТ 17677-82).

λ приймаємо за умовою:

де λ_с і λ_е - відповідно світлотехнічна та економічно найвигідніша відносна відстань між світильниками (табл. 1).

Таблиця 1

Рекомендовані значення А. для світильників з типовими кривими сили світла (ГОСТ 17667-82)

Типова крива	хс	А,
Концентрована (К)	0,4...0,7	0,6...0,9
Глибока (Г)	0,8... 1,2	1,0...1,4
Косинусна (Д)	1,2...1,6	1,6...2,1
Рівномірна (М)	1,8...2,6	2,6...3,4
Напівширока (Л)	1,4...2,0	1,8...2,3

Для приміщень, у яких біля стін розміщені робочі місця, відстань від крайніх світильників до стін приймають L_с = (0,25...0,3 )L, а для приміщень, у яких біля стін робочих місць немає L_с = (0,4...0,50)L.

Методи розрахунку освітлення.

Розрахунок освітлення виконують такими методами: коефіцієнта використання світлового потоку, точковим, світних ліній, питомої потужності.

Метод коефіцієнта використання світлового потоку застосовують при розрахунку загального рівномірного освітлення закритих приміщень при відсутності істотних затінювачів.

Точковий метод застосовують при розрахунку загального рівномірного і локалізованого освітлення, місцевого освітлення, освітлення вертикальних і похилих площин, зовнішнього освітлення, а також для перевірки освітленості в окремих точках робочої поверхні.

Метод лінійних ізолюксів (світних ліній) застосовують у тому випадку, коли довжина світильника перевищує половину розрахункової висоти його установки, тобто lс > 0.5Нр

Метод питомої потужності застосовують при розрахунках освітлення допоміжних і підсобних приміщень .

Метод коефіцієнта використання світлового потоку.

Цей метод доцільно застосовувати при розрахунку загального рівномірного освітлення горизонтальних поверхонь з урахуванням відбиття світлових потоків від стін і стелі.

Увага

Метод коефіцієнта використання світлового потоку не можна використовувати при розрахунку локалізованого освітлення, освітлення похилих площин, місцевого освітлення.

Відомо, що світловий потік, який досягнув освітлюваної поверхні, значно менший за сумарний потік ламп даної освітлювальної установки за рахунок різного виду втрат. Суть методу коефіцієнта використання світлового потоку полягає в тому, що при відомій кількості і типові світильників, рівномірно розміщених у приміщенні, яке характе­ризується відомими коефіцієнтами відбиття стін, стелі і робочої поверхні, визначають коефіцієнт використання світлового потоку:

(1.5.4)

де Ф_р.п. - світловий потік, який досягнув розрахункової поверхні, лм;

Ф_дж - сумарний світловий потік джерел світла освітлювальної установки, лм.