Розрахунок установок інфрачервоного опромінення
Кількість опромінюючих установок n можна визначити залежно від кількості молодняку тварин або птиці в приміщенні N і щільності посадки молодняку в зоні обігрівання однієї установки n1
. (1)
Потужність системи місцевого обігрівання
, (2)
де: Р1— встановлена потужність однієї установки, кВт.
Величина енергетичної опроміненості залежить від віку молодняку тварин та птиці і температури повітря в приміщенні. Тому точніше кількість опромінювачів можна визначити за енергетичною опроміненістю, яку потрібно створити. Кількість опромінювачів визначають за формулою
, (3)
де: S — площа опромінюваної поверхні, м2; Р1 — потужність одного опромінювача, Вт; 
— енергетичний коефіцієнт корисної дії опромінювача (для ламп ИКЗК-220-250 та ИКЗК-220-500 - 0,66, для опромінювача ОКБ-3296Т - 0,38), u — коефіцієнт ефективності використання ламп, залежить від висоти підвішування ламп і площі приміщення (у межах 0,7...0,85); К — коефіцієнт запасу (приймають 1,1...1,25); Е — оптимальна енергетична опромінюваність, Вт•м-2. На Рис.3 зображено криві для визначення енергетичної опроміненості для курчат.
T,днів
Рис.3. Номограма для визначення оптимальної енергетичної опроміненості для курчат
 |
Як видно з Рис.4, максимум спектрального розподілу енергії «світлих» випромінювачів не співпадає з максимумом спектральної чутливості шкіри тварин. В цьому відношенні перевагу мають «темні» випромінювачі. З енергетичної точки зору вони на 10—25 % ефективніші «світлих».
Рис. 4. Відносна спектральна чутливість (коефіцієнт) поглинання шкіри в інфрачервоному діапазоні:
1—поросяти; 2—курчати; 3—теляти білого кольору; 4—теляти чорного кольору.
«Темні» випромінювачі порівняно з «світлими» мають переваги за надійністю роботи, строком служби, рівномірністю поля під опромінювачем, в їх спектрі відсутнє видиме випромінювання, що непокоїть тварин. Перевага «світлих» випромінювачів — незначні втрати теплоти через теплопровідність і конвекцію. Оскільки інфрачервоні промені погано поглинаються повітрям, то основна їх частина передається безпосередньо тілу, що опромінюється. Особливо добрі результати дає одночасне опромінення тварин і птиці інфрачервоними і ультрафіолетовими променями. Промисловість випускає для одночасного інфрачервоного і ультрафіолетового опромінення установки ІКУФ-1М та «Луч».
До складу однієї установки ІКУФ-1М входить 40 опромінювачів, силовий щиток і блок програмного керування. Кожен опромінювач (Рис.5) має дві інфрачервоні лампи типу ИКЗК-220-250 і одну ультрафіолетову лампу ЛЭ-15, які змонтовані в загальній арматурі разом з пусковою апаратурою для лампи ЛЭ-15. Один опромінювач забезпечує обігрівання і опромінювання поросят-сисунів у двох станко-місцях, а телят — в одному станко-місці.
Рис.5. Опромінювач установки ІКУФ -1:
1— інфрачервона лампа; 2— еритемна лампа; З — кожух пускорєгулюючого апарата з перемикачами; 4 — підвіска; 5 — захисна решітка.
Принципіальну електричну схему установки ІКУФ-1М зображено на Рис.6. В схемі передбачено ручне і автоматичне керування. При ручному керуванні тумблери SА1 і SА2 встановлюють у положення «А». Якщо подати на схему напругу, то спрацює реле часу КТ1 типу 2РВМ і через свої контакти подасть напругу на котушки електромагнітних пускачівКМ1 і КМ2. Пускачі спрацюють і ввімкнуть інфрачервоні та ультрафіолетові лампи. Ультрафіолетові лампи розраховані на напругу 127 В і живляться від спеціальних трансформаторів. Програмне реле регулюють на потрібний режим роботи, і воно автоматично підтримує потрібну тривалість роботи ламп.
Дозування ультрафіолетового опромінення. Експозиція (доза) опромінення — це рекомендована на основі біологічних досліджень кількість опромінення, дія якої на об'єкт викликає необхідний ефект. Основною умовою ефективності ультрафіолетового опромінення є дотримання рекомендованих доз та режиму опромінювання. Оптимальні дози в мер•год•м-2 для різних тварин і птиці визначені експериментально і наводяться в довідковій літературі. Для адаптації тварин і птиці до ультрафіолетового опромінювання спочатку програму опромінювання задають частками від повної розрахункової, а потім роблять перерву на кілька діб. До повної норми опромінювання переходять через 15...20 днів. Кількість опромінення в певній точці у загальному випадку визначають за формулою
Н = Е•t, (1)
де: Е — опроміненість, мер • м-2; t—час, год.
З виразу (1) видно, що одну і ту саму експозицію можна одержати при різних комбінаціях значень опроміненості і часу. З метою підвищення продуктивності тварин рекомендується брати меншу опроміненість при більш тривалому проміжку часу, який не перевищує тривалості світлового дня. В довідковій літературі наводяться також значення еритемної опроміненості в мер • м-2 від різних джерел залежно від висоти підвішування. Так, наприклад, лампа ЛЭ-30 дає еритемну опроміненість на висоті підвішування 1 м над спиною тварин 42 мер • м-2, на висоті 2 м — 10,6 мер • м-2. Поділивши значення добової дози опромінювання на опроміненість при заданій висоті підвішування опромінювача, матимемо значення тривалості опромінювання в годинах на добу. Більш точний розрахунок тривалості опромінювання від стаціонарних опромінюючих установок можна виконати точковим методом.
Рис.6. Принципіальна електрична схема установки ІКУФ-1М.
За розрахункову приймають точку з найкращими умовами опромінювання, щоб запобігти переопромінюванню тварин чи птиці. Криві розподілу еритемного потоку випромінювання 
f( 
) беруть для окремих ламп з довідкової літератури. При цьому коефіцієнт нерівномірності опромінювання не повинен бути меншим за 0,8. Опроміненість розрахункової точки при пересуванні опромінювача змінюється залежно від його положення в певний момент часу.
Для спрощення розрахунків опроміненість виражають через силу випромінювання 
і приймають її постійною в межах певного кута 
(Рис.7). Величина кута 
залежить від екрануючої дії будівельних конструкцій і захисного кута арматури випромінювача. На Рис.4 показано, що опромінювач пересувається з швидкістю V в напрямку від адо бна висоті h над розрахунковою точкою М. Враховуючи, що умови опромінення зліва і справа на шляху руху опромінювача однакові, кількість опромінювання в заданій точці за один прохід опромінювача
H = 
, (2)
де: h — висота підвішування опромінювача, м; V — швидкість пересування опромінювача, м•год-1; I — сила випромінювання опромінювача, прийнята постійною в межах кута 
, мер•ср-1. Потрібна кількість проходів опромінювача за добу
n = 
, (3)
де: А —добова експозиція опромінення, мер • год • м-2.
Рис.7
Рекомендується періодично (не рідше одного разу на тиждень) проводити вимірювання еритемної опроміненості за допомогою уфіметра.
Порядок виконання роботи:
1. Ознайомитися з інструкцією до виконання роботи, теоретичними матеріалами по вивченню автоматизованої електротехнологічної установки «ІКУФ-1М», підготувати звіт.
2. Підготувати робоче місце до виконання роботи, зібрати схему досліджень (Рис.2,6). Зібравши дослідну схему, покликати керівника виконання робіт і тільки після перевірки та з його особистого дозволу та контролю подавати напругу на схему.
3. Отримавши дозвіл керівника робіт, включити установку «ІКУФ». Провести експеримент згідно з програмою досліджень.
4. Виключити живлення лабораторної установки, повернути органи керування у початкове положення.
5. Після закінчення роботи прибрати робоче місце, повернути керівнику робіт інструкції до виконання робіт, роздатковий матеріал та інструменти.
Контрольні запитання:
1. Яке практичне застосування установки «ІКУФ-1М»?
2. Поясніть конструкцію установки «ІКУФ-1М».
3. Поясніть роботу установки «ІКУФ-1М» за принциповою електричною схемою (Рис.6).
4. Поясніть методику виконання лабораторного дослідження установки «ІКУФ-1М».
5. Як виконують розрахунок установок інфрачервоного (ультрафіолетового) опромінення? Яке практичне застосування установки «Луч»?
6. Поясніть конструкцію установки «Луч».
7. Поясніть роботу установки «Луч» за принциповою електричною схемою (Рис.2).
8. Поясніть методику виконання лабораторного дослідження установки «Луч».
9. Як виконують розрахунок установок інфрачервоного опромінення?
Література:[6], с. 320…336, [7], с. 132…148.
Завдання на самостійну підготовку:вивчити теорію, підготувати звіт.
Література
1. Птушкин А.Т., Новицкий О.В. Автоматизация производственных процессов в отрасли хранения и переработки зерна. – М.: Агропромиздат, 1985, - 334 с.
2. Бородин И.Ф., Кирилин Н.И. Основы автоматики и автоматизации производственных процессов. – М.: Колос, 1972, –328 с..
3. Куликов В.Н., Миловидов М.Е. Оборудование предприятий элеваторной и зерноперерабатывающей промышленности. – М.: Агропромиздат, 1991, –320 с.
4. Морозов Э.В., Михеев Ю.А., Новицкий О.А. Электрооборудование предприятий по хранению и переработке зерна. – М., Колос, 1982, - 322 с.
5. Бородин И.Ф., Недилько Н.М. Автоматизация производственных процессов. – М., Агропромиздат, 1986, –362 с.
6. Автоматизированное управление производственными процессами при хранении и переработке зерна. М.: Заготиздат , 1962, –240 с.
7. Атаназевич В.И. Сушка зерна. – М.: Агропромиздат, 1989., –180 с.
8. Правила организации и ведения технологического процесса на элеваторах и хлебоприемных предприятиях. – М.: ЦНИТЭН, 1984, –160 с.
9. Галкина Л.С., Бутновский В.А., Птушкина Г.Е. Техника и технология производства муки на комплектном оборудовании. – М.: Агропромиздат, 1987, –240 с.
10. Трегуб В.Г. Автоматизация периодических процессов в пищевой промышленности. – К.: Техніка, 1982. –160 с.
11. Соколов В.А. Автоматизация технологических процессов в пищевой промышленности и пути ее развития. – М.: ЦНИИТЭН Пищепром, 1981–49 с.
12. Ладанюк А.П., Перепечаенко В.Г. Оперативное управление технологическими процессами в пищевой промышленности – К.: Урожай, 1987, –160 с.