Apstarotāji un iekārtas dzīvnieku infrasarkanajai apkurei

Lauksaimniecībā vispārējas nozīmes kvēlspuldzes, kvēlspuldzes, cauruļu emitētājus un cauruļu elektriskos sildītājus (TEN) izmanto kā infrasarkanā starojuma avotus dzīvnieku sildīšanai.

Kvēlspuldzes.

Kvēlspuldzes atšķiras pēc sprieguma, jaudas un konstrukcijas. Kvēlspuldžu dizains ir atkarīgs no to mērķa. Stikla spuldze, kuras diametru nosaka lampas jauda, ​​ir pastiprināta ar īpašu mastiku pie pamatnes. Uz pamatnes ir skrūves vītne fiksācijai ligzdā, ar kuru lampa tiek savienota ar tīklu. Lampas kvēldiega izgatavošanai izmanto volframu. Lai samazinātu volframa izkliedi, lampu piepilda ar inertu gāzi (piemēram, argonu, slāpekli utt.).

Galvenie kvēlspuldzes parametri:

• Nominālais spriegums,

• elektroenerģija,

• gaismas plūsma,

• vidējais degšanas ilgums.

Universālas kvēlspuldzes ir pieejamas 127 un 220 V.

Kvēlspuldžu elektriskā jauda ir norādīta kā vidējā vērtība nominālajam spriegumam, kuram lampa ir paredzēta. Lauksaimniecībā galvenokārt izmanto kvēlspuldzes ar jaudu no 40 līdz 1500 W.

Kvēlspuldzes gaismas plūsma ir tieši proporcionāla lampas elektriskajai jaudai un kvēldiega temperatūrai; lampām, kas ir izdegušas 75% no to nominālā kalpošanas laika, ir pieļaujams gaismas plūsmas samazinājums par 15-20% no sākotnējās vērtības.

Izmantojot apgaismes lampas dzīvnieku sildīšanai, ņemiet vērā, ka liels gaismas līmenis var kairināt dzīvniekus.

Kvēlspuldžu vidējo degšanas laiku galvenokārt nosaka volframa izsmidzināšana. Lielākajai daļai vispārējas nozīmes kvēlspuldžu vidējais degšanas laiks ir 1000 stundas.

Tīkla sprieguma izmaiņas, salīdzinot ar nominālvērtību, izraisīs izmaiņas lampas izstarotajā plūsmā, kā arī jaudas un kalpošanas laikā. Spriegumam mainoties par ± 1%, lampas gaismas plūsma mainās par ± 2,7%, bet vidējais degšanas laiks par ± 13%.

Kvēlspuldzes ar atstarojošu slāni. Lai novirzītu starojuma plūsmu uz noteiktu zonu, tiek izmantotas lampas ar spoguli un difūzu atstarojošu slāni, kas tiek uzklāts no iekšpuses uz spuldzes augšējo daļu.

Siltumu izstarojošās lampas.

Šie starojuma avoti ir "gaismas" izstarotāji, kas sastāv no volframa monospoles un reflektora, kas ir spuldzes iekšējā aluminizētā virsma ar īpašu profilu. Radiācijas plūsmas Ф (λ) sadalījuma līkne pa spektru IKZ tipa lampām ir parādīta attēlā. 1.

Rīsi. 1.Radiācijas plūsmas sadalījums pa IKZ 220-500 un IKZ 127-500 lampu spektru.

Rīsi. 2. Radiācijas plūsmas sadalījums pa lampu IKZK 220-250 un IKZK 127-250 spektru.

attēlā. 2. attēlā parādīta starojuma plūsmas sadalījuma līkne IKZK 220-250 un IKZK 127-250 tipa lampu spektrā.

Lampu tipa apzīmējumā burti nozīmē: IKZ — infrasarkanais spogulis, IKZK 220-250 — infrasarkanais spogulis ar krāsotu spuldzi; cipari aiz burtiem norāda tīkla spriegumu un starojuma avota jaudu. Lampa ir paraboloīda stikla spuldze. Daļa lampas virsmas no iekšpuses ir pārklāta ar plānu atstarojošu sudraba slāni, lai koncentrētu starojuma plūsmu noteiktā virzienā.

Ļoti svarīgs stikla spuldžu parametrs, kas ietekmē spuldžu kalpošanas laiku, ir to karstumizturība, tas ir, spēja izturēt pēkšņas temperatūras izmaiņas. Lai palielinātu karstumizturību, mainot lādiņa sastāvu stikla kušanas laikā, nepieciešams samazināt tā siltumietilpību un lineārās izplešanās temperatūras koeficientu, kā arī palielināt siltumvadītspēju.

Atkarībā no spuldzes formas spuldzēm ir atšķirīgs starojuma plūsmas sadalījums: vai nu koncentrēts pa asi (ar parabolisko spuldzi), vai plats, aptuveni 45 ° cietā leņķī (ar sfērisku spuldzi). Jāpiezīmē lampu ar sfērisku spuldzi izmantošanas priekšrocība lauksaimnieciskajā ražošanā, šīs lampas nodrošina vienmērīgāku starojuma sadalījumu apkures zonā.

Spuldzes iekšpusē ir nostiprināts volframa kvēldiega korpuss. Kvēldiega korpusa kvēldiega materiāls iztvaiko vakuumā, nogulsnējot uz spuldzes iekšējās virsmas un veidojot melnu pārklājumu.Tas noved pie gaismas plūsmas samazināšanās, jo stikls to intensīvāk absorbē.

Lai palielinātu lampas kalpošanas laiku un samazinātu kvēldiega korpusa iztvaikošanas ātrumu, kolbu piepilda ar inertu gāzu (argona un slāpekļa) maisījumu.

Gāzes klātbūtne rada siltuma zudumus siltuma vadīšanas un konvekcijas dēļ. Ar gāzi pildītās lampās spuldzi silda ne tikai kvēldiega starojums, bet arī konvekcija un uzpildes gāzes vadītspēja. Tātad gāzes sildīšana 500 W lampā patērē 9% no piegādātās enerģijas.

Jaudīgās lampās ar masīvu kvēldiega korpusu siltuma zudumu palielināšanos caur gāzi pilnībā kompensē kvēldiega izkliedes strauja samazināšanās, tāpēc tās vienmēr tiek atbrīvotas ar gāzi.

Atšķirībā no vakuuma lampām, atsevišķu inertās gāzes kolbu sekciju temperatūra ir atkarīga no to darbības stāvokļa. Piemēram, pagriežot kolbu otrādi, jūs varat samazināt metāla un stikla savienojuma sildīšanu no 383-403 līdz 323-343 K.

Radiācijas plūsma ir atkarīga no kvēldiega ķermeņa temperatūras. Temperatūras paaugstināšanās paātrina volframa iztvaikošanu un palielina redzamās gaismas īpatsvaru starojuma plūsmā. Tāpēc IKZ tipa lampās, kur infrasarkanais starojums ir efektīvs, kvēldiega darba temperatūra tiek samazināta no 2973 K (kā kvēlspuldzē) līdz 2473 K ar gaismas efektivitātes samazināšanos par 60%. Tas ļauj pārveidot infrasarkanajā starojumā līdz pat 70% no patērētās elektroenerģijas.

Kvēldiega temperatūras pazemināšana ļāva palielināt infrasarkano staru spuldžu kalpošanas laiku no 1000 līdz 5000 stundām.Kvēlspuldžu korpusa starojumu, kura viļņa garums pārsniedz 3,5 mikronus (7-8% no kopējās plūsmas), absorbē spuldzes stikls, kas ir iemesls biežām priekšlaicīgām lampu atteicēm temperatūras pārspriegumu dēļ.

Apstarošana no IKZ tipa lampas 50-400 mm attālumā līdz apsildāmajai virsmai svārstās no 2 līdz 0,2 W / cm2.

Infrasarkanās spoguļlampas IKZ ar jaudu 250 W radītā enerģijas starojuma diagrammas pie piekares augstuma: 1 — 10 cm, 2 — 20 cm, 3 — 30 cm, 4 — 40 cm, 5 — 50 cm, 6 — 60 cm, 7 - 80 cm...

Siltuma pārnesei ar starojumu var izmantot parastās kvēlspuldzes ar volframa spoli un lodveida spuldzi. Radiācijas efektivitātes pieaugumu nodrošina barošanas spriegums, kura vērtība ir par 5-10% mazāka par nominālo; turklāt ierīcē jāuzstāda pulēta alumīnija atstarotāji.

Caurules infrasarkanie izstarotāji.

Pēc konstrukcijas infrasarkanā starojuma cauruļu avoti ir sadalīti divās grupās - ar sildīšanas korpusiem, kas izgatavoti no metāla pretestības sakausējumiem un volframa. Pirmā ir parasta vai ugunsizturīga stikla caurule ar diametru 10–20 mm; Caurules iekšpusē gar centrālo asi atrodas korpuss ar vītni spirāles formā, kuras galiem tiek pielikts barošanas spriegums. Šādi izstarotāji netiek plaši izmantoti. Parasti tos izmanto telpu apkurei.

Volframa kvēldiega izstarotāji pēc konstrukcijas ir līdzīgi kvēlspuldžu lampām. Sildīšanas korpuss volframa spirāles formā atrodas gar caurules asi un ir piestiprināts pie molibdēna turētājiem, kas pielodēti pie stikla stieņa. Caurules radiatoru var izgatavot ar ārējo vai iekšējo reflektoru, kas izveidots, iztvaicējot sudrabu vai alumīniju vakuumā. attēlā.3. attēlā parādīta šāda IR emitētāja uzbūve.

Cauruļveida izstarotāju starojuma spektrālais sadalījums ir tuvs cauruļu emitētāju izstarojumam; apkures temperatūra ir 2100-2450 K.

Rīsi. 3. Parastā cauruļu IR avota uzbūve. 1 — bāze; 2 — stienis; 3 — atspere, kas atbalsta stieni; 4 — molibdēna turētāji; 5 — stikla stienis; 6 — elektrodi; 7 — volframa vītne; 8 — stikla caurule.

Zemas jaudas (100 W) cauruļveida radiatorus var plaši izmantot lauksaimniecībā jaunu dzīvnieku un mājputnu sildīšanai. Tātad Francijā tos izmanto jaunu mājputnu karsēšanai būros. Radiatori ir uzstādīti tieši uz būra griestiem, 45 cm augstumā un nodrošina vienmērīgu apkuri 40 vistām.

Cauruļu lampas var veiksmīgi izmantot kombinētu apstarošanas un apgaismojuma instalāciju izveidē jauniem lauksaimniecības dzīvniekiem un mājputniem, īpaši, ja ņemam vērā, ka UV lampām un eritēmas apgaismojuma lampām ir arī cauruļveida konstrukcija.

Kvarca IR izstarotāji.

Kvarca IR izstarotāji ir līdzīgi iepriekš aprakstītajiem, izņemot to, ka tiek izmantota kvarca stikla caurule. Šeit mēs aprobežosimies, apsverot kvarca IR izstarotājus ar volframa sildelementiem.

Rīsi. 4. Ierīce infrasarkanajai lampai ar kvēldiega tipu KI 220-1000.

4. attēlā parādīta kvarca caurules emitētāja ierīce — KI (KG) tipa lampa. Cilindriskā kolba 1 ar diametru 10 mm ir izgatavota no kvarca stikla, kam ir maksimālā caurlaidība IS spektrālajā reģionā. 1-2 mg joda ievieto kolbā un piepilda ar argonu. Gaismas korpuss 2, kas izgatavots monospoles formā, ir uzstādīts gar caurules asi uz volframa balstiem 3.

Ievade lampā tiek veikta, izmantojot molibdēna elektrodus, kas lodēti kvarca kājās 4. Kvēldiega spirāles galus pieskrūvē pie uzmavu 5 iekšpuses. Cilindriskās pamatnes 6 ir izgatavotas no niķeļa sloksnes ar šuvi, kurā ārējās molibdēna stieples ir metinātas 7. Kvarca izstarotāju pamatņu temperatūra nedrīkst pārsniegt 573 K. Šajā sakarā apstarošanas iekārtās ekspluatācijas laikā radiatoriem obligāti jābūt atdzesētiem.

Kombinācijā ar spoguļa reflektoru elipsveida cilindra formā kvarca lampas rada ļoti augstu izstarojuma līmeni. Ja spoguļlampas nodrošina starojumu līdz 2-3 W / cm2, tad starojumu līdz 100 W / cm2 var iegūt no kvarca lampas ar atstarotāju.

Kvarca emitētājus ar volframa sildelementiem ražo tādi uzņēmumi kā Osram, Philips, General Electric u.c. W spriegumam 110/130 un 220/250 V. Šo lampu kalpošanas laiks ir 5000 stundas.

Lampas KI-220-1000 starojuma enerģijas sadalījums pa spektru parādīts att. 5. Kvarca spuldžu radītā starojuma spektrālo sastāvu raksturo tas, ka ap 2,5 mikroniem lielāku viļņu garumu ir otrs maksimums, ko rada apsildāmas caurules starojums. Joda pievienošana spuldzei samazinās volframa izšļakstīšanos un tādējādi pagarinās lampas kalpošanas laiku. Infrasarkano staru kvarca lampās sprieguma palielināšana virs nominālā neizraisa krasu kalpošanas laika samazināšanos, tāpēc ir iespējams vienmērīgi regulēt starojuma plūsmu, mainot pielietoto spriegumu.

Rīsi. 5. KI 220-1000 tipa lampas starojuma enerģijas spektra sadalījums pie dažādiem lampas spriegumiem.

Joda cikla infrasarkanajām kvarca lampām ir šādas priekšrocības:

• augsts īpatnējais starojuma blīvums;

• starojuma plūsmas stabilitāte ekspluatācijas laikā. Radiācijas plūsma dzīves beigās ir 98% no sākotnējās;

• mazi izmēri;

• spēja izturēt ilgstošas ​​un lielas pārslodzes;

• iespēja vienmērīgi regulēt starojuma plūsmu plašā diapazonā, mainot pievadīto spriegumu.

Galvenie šo lampu trūkumi:

• pie uzmavas temperatūras virs 623 K kvarcs tiek iznīcināts termiskās izplešanās rezultātā;

• Lampas var darbināt tikai horizontālā stāvoklī, pretējā gadījumā kvēlspuldžu korpuss zem sava svara var deformēties un joda cikls joda koncentrācijas rezultātā caurules apakšējā daļā var tikt traucēts.

Infrasarkanās spuldzes ar joda ciklu izmanto krāsu un laku žāvēšanai dažādās lauksaimniecības vietās; lauksaimniecības dzīvnieku (teļi, sivēni u.c.) karsēšanai.

Apstarotāji ar infrasarkanajām lampām.

Lai aizsargātu infrasarkanās spuldzes no mehāniskiem bojājumiem un ūdens pilieniem, kā arī lai pārdalītu starojuma plūsmu telpā, tiek izmantoti speciāli veidgabali. Starojuma avotu kopā ar armatūru sauc par barošanas avotu.

Apstarotājus ar dažādām infrasarkanajām lampām plaši izmanto lopkopībā jaunu lauksaimniecības dzīvnieku un mājputnu lokālai apkurei.