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.
Лампы 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.
Газоразрядные 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.).
Общий 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.
- 8.2. Машины для внесения минеральных удобрений и извести
- 8.1. Техническая характеристика машин для внесения минеральных удобрений
- 8.3. Машины для внесения органических удобрений
- Глава 9 посевные и посадочные машины
- 9.1. Схемы посева и посадки, агротехнические требования и классификация машин
- 9.2. Рядовые зерновые сеялки
- Техническая характеристика зерновых сеялок
- 9.3. Сеялки для посева пропашных культур
- 9.4. Овощные сеялки
- Картофелепосадочные и рассадопосадочные машины
- Глава 10 машины для химической защиты растений
- 10.1. Методы и способы защиты растений, агротехнические требования
- 10.2. Машины для химической защиты растений
- Техническая характеристика опрыскивателей
- 10.3. Машины для приготовления и транспортировки рабочих жидкостей
- Г л а в а 11 машины для заготовки кормов
- 11.1. Технологические процессы заготовки кормов и агротехнические требования
- 11.2. Косилки
- 11.3. Косилки-плющилки
- 11.4. Косилки-измельчители
- 11.5. Грабли
- 11.6. Машины для уборки рассыпного сена
- 11.7. Машины для заготовки прессованного сена
- 11.8. Агрегаты для приготовления травяной муки
- Глава 12 машины для уборки и послеуборочной обработки зерна
- 12.1. Способы уборки зерновых культур и агротехнические требования
- 12.2. Валковые жатки
- 12.3. Зерноуборочные комбайны
- 12.2. Техническая характеристика комбайнов.
- 12.4. Уборка незерновой части урожая
- 12.5. Зерноочистительные машины
- 12.6. Машины для сушки зерна
- 12.7. Машины для уборки кукурузы на зерно
- Глава 13 машины для уборки картофеля
- 13.1. Способы уборки и агротехнические требования
- 13.2. Картофелекопатели
- 13.3. Картофелеуборочные комбайны
- 13.4. Машины для послеуборочной доработки картофеля
- Г л а в а 14 машины для уборки сахарной свеклы
- 14.1. Технологии уборки сахарной свеклы и агротехнические требования
- 14.2. Машины для уборки ботвы
- 14.3. Корнеуборочные машины
- Глава 15 машины для уборки овощей
- 15.1. Комплекс машин для уборки и послеуборочной обработки лука
- 15.2. Машины для уборки столовых корнеплодов
- 15.3. Капустоуборочные машины
- 15.4. Самоходный томатоуборочный комбайн
- Глава 16 машины для орошения
- 16.1. Способы орошения и агротехнические требования
- 16.2. Основные элементы дождевальных систем
- 16.3. Дождевальные установки и машины
- 16.4. Машины для поверхностного полива
- Контрольные вопросы и задания к разделу II
- Раздел III
- 17.2. Тяговый баланс трактора и сопротивление рабочей машины
- 17.3. Комплектование машинно-тракторных агрегатов
- 17.4. Кинематика движения машинно-тракторного агрегата
- 17.5. Производительность машинно-тракторного агрегата
- 17.6. Эксплуатационные затраты при работе агрегата. Расход топлива и смазочных материалов
- 17.7. Транспорт в сельскохозяйственном производстве
- 17.8. Основы технологии механизированных работ
- Глава 18 основы технического обслуживания и ремонта машинно-тракторного парка
- 18.1. Система технического обслуживания и ремонта
- 18.2. Организация технического обслуживания
- 18.3. Эксплуатация нефтехозяйства
- Глава 19 основы оптимального планирования, проектирования и управления машинно-тракторным парком
- 19.1. Определение состава и структуры машинно-тракторного парка, планирование" его работы
- 19.2. Выбор средств технического обслуживания машинно-тракторного парка и планирование их работы
- 19.3. Организация инженерно-технической службы
- 19.4. Анализ эффективности использования машинно-тракторного парка
- 19.5. Методологические подходы к оценке технического уровня сельскохозяйственной техники
- 19.6. Общие методические принципы оценки эффективности сельскохозяйственных техники и технологий
- Р аз дел IV
- 20.2. Производственные процессы на фермах
- 20.3. Комплексная механизация в животноводстве
- Глава 21 механизация водоснабжения животноводческих ферм
- 21.1. Общая схема водоснабжения животноводческих ферм
- 21.2. Водоподъемные машины и установки
- 21.3. Водопроводная сеть и напорно-регулирующие устройства
- 21.4. Машины и оборудование для поения животных
- Глава 22 механизация подготовки кормов к скармливанию
- 22.1. Виды кормов. Способы и схемы приготовления кормов
- 22.2. Машины для измельчения кормов резанием
- 22.3. Машины для дробления и резания кормов
- 22.4. Машины для запаривания, смешивания и дозирования кормов
- 22.5. Технологические линии приготовления кормов. Кормоприготовительные цехи
- Глава 23 механизация раздачи кормов
- 23.1. Кормораздаточные устройства
- 23.2. Мобильные кормораздатчики
- 23.3. Кормораздатчики непрерывного транспортирования кормов (стационарные)
- Глава 24 механизация доения коров
- 24.1. Общие принципы и способы машинного доения
- 24.2. Доильные аппараты
- 24.3. Виды доильных установок
- 24.4. Элементы вакуумной системы доильных установок
- 24.5. Аппараты и механизмы для первичной обработки молока
- Глава 25 механизация удаления навоза
- 25.1. Способы удаления навоза
- 25.2. Стационарные механизмы и устройства для удаления навоза из помещений
- 25.3. Гидравлические системы удаления навоза
- 25.4. Пневматические системы удаления навоза
- Глава 26 механизация стрижки овец
- 26.1. Комплекты технологического оборудования для стрижки овец
- 26.2. Устройство стригальной машинки
- Контрольные вопросы и задания к разделу IV
- Раздел V
- 27.2. Источники переменного трехфазного тока
- 27.3. Электростанции, линии электропередач, трансформаторы
- 27.4. Энергетические системы
- 27.5. Внешние и внутренние электропроводки
- Глава 28 электропривод сельскохозяйственных машин, агрегатов и поточных линий
- 28.1. Типы электропривода и его основные части
- 28.2. Трехфазный асинхронный электродвигатель
- 28.3. Электрические двигатели сельскохозяйственного назначения
- 28.4. Аппаратура управления и защиты электроустановок
- 28.5. Режимы работы и выбор типа электродвигателя
- Глава 29 использование энергии оптического излучения в сельском хозяйстве
- 29.1. Основные понятия оптического излучения и его свойства
- 29.2. Источники электрического света
- 29.3. Системы электрического освещения. Осветительные приборы
- 29.4. Производственное использование электрического света
- 29.5. Использование ультрафиолетовых и инфракрасных излучений
- Глава 30 применение электрической энергии для нагрева
- 30.1. Электрические источники тепла
- 30.2. Электрический нагрев воды
- 30.3. Электрокалориферные установки
- 30.4. Электрообогреваемые полы и коврики
- 30.5. Электроподогрев защищенного грунта
- Глава 31 электротехнологии в сельском хозяйстве
- 31.1. Электротехнологии в растениеводстве
- 31.2. Электротехнологии в животноводстве
- Г л а в а 32 элементы системы автоматического управления
- 32.1. Основные понятия автоматизации
- 32.2. Элементы автоматики и их функции
- 32.3. Принципиальные, функциональные и структурные схемы автоматических систем
- 32.4. Оценка использования электроэнергии потребителями
- 32.5. Применение средств автоматизации
- Контрольные вопросы и задания к разделу V
- Раздел I. Тракторы и автомобили сельскохозяйственного назначения 5
- Раздел IV. Механизация производственных процессов