Kiiritajad ja paigaldised loomade infrapunakütteks

Põllumajanduses kasutatakse loomade soojendamiseks infrapunakiirguse allikatena üldotstarbelisi hõõglampe, hõõglampe, toruemittereid ja toru elektriküttekehasid (TEN).

Hõõglambid.

Hõõglambid erinevad pinge, võimsuse ja disaini poolest. Hõõglampide disain sõltub nende otstarbest. Klaaspirn, mille läbimõõt on määratud lambi võimsusega, on põhjas tugevdatud spetsiaalse mastiksiga. Alusel on pesasse kinnitamiseks kruvikeere, millega lamp võrku ühendatakse. Lambi hõõgniidi valmistamiseks kasutatakse volframit. Volframi hajumise vähendamiseks täidetakse lamp inertgaasiga (nt argoon, lämmastik jne).

Hõõglambi peamised parameetrid:

• nimipinge,

• elektrienergia,

• valgusvoog,

• keskmine põlemisaeg.

Üldotstarbelised hõõglambid on saadaval 127 ja 220 V pingega.

Hõõglampide elektrivõimsus on määratud selle nimipinge keskmise väärtusena, mille jaoks lamp on konstrueeritud. Põllumajanduses kasutatakse peamiselt hõõglampe võimsusega 40 kuni 1500 W.

Hõõglambi valgusvoog on otseselt võrdeline lambi elektrivõimsuse ja hõõgniidi temperatuuriga; lampide puhul, mis on põlenud 75% nominaalsest kasutuseast, on lubatud valgusvoo vähenemine 15-20% algväärtusest.

Kui kasutate loomade soojendamiseks valgustuslampe, pidage meeles, et suur valgustase võib loomi ärritada.

Hõõglambi keskmise põlemisaja määrab peamiselt volframi pihustamine. Enamiku üldotstarbeliste hõõglampide keskmine põlemisaeg on 1000 tundi.

Võrreldes nimiväärtusega võrgupinge muutumine toob kaasa muutused lambi kiirgavas voos, samuti väljundis ja tööeas. Kui pinge muutub ± 1%, muutub lambi valgusvoog ± 2,7% ja keskmine põlemisaeg ± 13%.

Peegeldava kihiga hõõglambid. Kiirgusvoo suunamiseks teatud piirkonda kasutatakse lampe koos peegli ja hajutatud peegeldava kihiga, mis kantakse seestpoolt pirni ülemisse ossa.

Soojust kiirgavad lambid.

Need kiirgusallikad on "valgus" emitterid, mis koosnevad volframmonopoolist ja reflektorist, mis on spetsiaalse profiiliga pirni aluminiseeritud sisepind. IKZ-tüüpi lampide kiirgusvoo Ф (λ) jaotuskõver piki spektrit on näidatud joonisel fig. 1.

Riis. 1.Kiirgusvoo jaotus lampide IKZ 220-500 ja IKZ 127-500 spektris.

Riis. 2. Kiirgusvoo jaotus mööda lampide IKZK 220-250 ja IKZK 127-250 spektrit.

Joonisel fig. 2 näitab kiirgusvoo jaotuskõverat piki IKZK 220-250 ja IKZK 127-250 tüüpi lampide spektrit.

Lampide tüübi tähistuses tähendavad tähed: IKZ — infrapunapeegel, IKZK 220-250 — värvitud pirniga infrapunapeegel; tähtede järel olevad numbrid näitavad võrgupinget ja kiirgusallika võimsust. Lamp on paraboloidklaasist pirn. Osa lambi pinnast on seestpoolt kaetud õhukese peegeldava hõbedakihiga, et koondada kiirgusvoog antud suunas.

Klaaspirnide väga oluline parameeter, mis mõjutab lampide eluiga, on nende kuumakindlus ehk võime taluda järske temperatuurimuutusi. Kuumakindluse suurendamiseks, muutes klaasi sulamise ajal laengu koostist, on vaja vähendada selle soojusmahtuvust ja temperatuuri joonpaisumise koefitsienti, samuti suurendada soojusjuhtivust.

Olenevalt pirni kujust on lampidel erinev kiirgusvoo jaotus: kas kontsentreeritud piki telge (paraboolpirniga) või lai, umbes 45° täisnurga all (sfäärilise pirniga). Tuleb märkida sfäärilise pirniga lampide kasutamise eelist põllumajandustootmises, need lambid tagavad ühtlasema kiirguse jaotuse küttetsoonis.

Pirni sisse on kinnitatud volframhõõgniidi korpus. Hõõgniidi korpuse hõõgniidimaterjal aurustub vaakumis, settides pirni sisepinnale ja moodustades musta katte.See viib valgusvoo vähenemiseni selle intensiivsema neeldumise tõttu klaasi poolt.

Lambi kasutusea pikendamiseks ja hõõgniidi korpuse aurustumiskiiruse vähendamiseks täidetakse kolb inertgaaside (argoon ja lämmastik) seguga.

Gaasi olemasolu tekitab soojusjuhtivuse ja konvektsiooni tõttu soojuskadusid. Gaasiga täidetud lampides soojendatakse pirni mitte ainult hõõgniidi kiirguse, vaid ka täitegaasi konvektsiooni ja juhtivuse tõttu. Seega tarbib gaasi soojendamine 500 W lambis 9% tarnitavast energiast.

Massiivse hõõgniidi korpusega võimsates lampides kompenseeritakse gaasi kaudu tekkiva soojuskao suurenemine täielikult hõõgniidi dispersiooni järsu vähenemisega, nii et need eralduvad alati koos gaasiga.

Erinevalt vaakumlampidest sõltub inertgaasikolbide üksikute sektsioonide temperatuur nende tööasendist. Näiteks kolbi tagurpidi pöörates saate vähendada metall-klaasi ristmiku kuumutamist 383-403-lt 323-343 K-ni.

Kiirgusvoog sõltub hõõgniidi kehatemperatuurist. Temperatuuri tõus kiirendab volframi aurustumist ja suurendab nähtava valguse osakaalu kiirgusvoos. Seetõttu vähendatakse IKZ-tüüpi lampides, kus infrapunakiirgus on efektiivne, hõõgniidi töötemperatuuri 2973 K-lt (nagu hõõglambi puhul) 2473 K-ni, kusjuures valgusefektiivsus väheneb 60%. See võimaldab muuta kuni 70% tarbitud elektrist infrapunakiirguseks.

Hõõgniidi temperatuuri alandamine võimaldas pikendada infrapunalampide kasutusiga 1000 tunnilt 5000 tunnini.Üle 3,5 mikroni lainepikkusega (7-8% kogu voost) hõõglambi korpuse kiirgus neeldub pirni klaasist, mis on lampide sagedaste enneaegsete temperatuuritõusudest tingitud rikete põhjuseks.

Kiiritus IKZ-tüüpi lambist 50-400 mm kaugusel kuumutatud pinnast varieerub vahemikus 2 kuni 0,2 W / cm2.

Infrapuna peegellambi IKZ võimsusega 250 W tekitatud energiakiirguse diagrammid vedrustuse kõrgusel: 1 — 10 cm, 2 — 20 cm, 3 — 30 cm, 4 — 40 cm, 5 — 50 cm, 6 — 60 cm, 7-80 cm...

Soojusülekandeks kiirguse teel saab kasutada tavalisi volframspiraaliga ja kuulikujulise pirniga hõõglampe. Kiirgusefektiivsuse tõusu tagab toitepinge, mille väärtus on 5-10% väiksem kui nimiväärtus; lisaks tuleb seadmesse paigaldada poleeritud alumiiniumist helkurid.

Toru infrapuna kiirgajad.

Konstruktsiooni järgi jagunevad infrapunakiirguse toruallikad kahte rühma - vastupidavatest metallisulamitest ja volframist valmistatud küttekehadega. Esimene on tavalisest või tulekindlast klaasist toru läbimõõduga 10–20 mm; Toru sees, piki kesktelge, on spiraalikujulise keermega korpus, mille otstele on rakendatud toitepinge. Selliseid emittereid laialdaselt ei kasutata. Tavaliselt kasutatakse neid ruumide kütmiseks.

Volframhõõgniidiga emitterid on oma konstruktsioonilt sarnased hõõglampidega. Volframspiraali kujul olev küttekeha asub piki toru telge ja on kinnitatud klaaspulgale joodetud molübdeenihoidikutele. Toruradiaatorit saab valmistada välise või sisemise reflektoriga, mis on moodustatud hõbeda või alumiiniumi aurustamisest vaakumis. Joonisel fig.3 on kujutatud sellise IR-kiirguri ehitust.

Toru emitterite kiirguse spektraalne jaotus on lähedane toru emitterite omale; küttetemperatuur on 2100-2450 K.

Riis. 3. Tavalise toru IR allika ehitamine. 1 — alus; 2 — varras; 3 — varda toetav vedru; 4 — molübdeeni hoidikud; 5 — klaaspulk; 6 — elektroodid; 7 — volframniit; 8 — klaastoru.

Väikese võimsusega (100 W) torukujulisi radiaatoreid saab põllumajanduses laialdaselt kasutada noorloomade ja kodulindude soojendamiseks. Nii et Prantsusmaal kasutatakse neid noorte kodulindude soojendamiseks puurides. Radiaatorid on paigaldatud otse puuri lakke, 45 cm kõrgusele ja tagavad ühtlase kütmise 40 kanale.

Torulampe saab edukalt kasutada noorte põllumajandusloomade ja kodulindude kombineeritud kiiritus- ja valgustusseadmete loomisel, eriti kui arvestada, et UV-lambid ja erüteemi valgustamiseks mõeldud lambid on samuti torukujulised.

Kvarts-IR-kiirgurid.

Kvarts-IR-kiirgurid on sarnased ülalkirjeldatutega, välja arvatud see, et kasutatakse kvartsklaasist toru. Siinkohal piirdume volframkütteelementidega kvarts-IR-kiirguritega.

Riis. 4. Seade infrapunalambi jaoks hõõgniidi tüübiga KI 220-1000.

Joonisel 4 on kujutatud kvartstoru emitteri seade — KI (KG) tüüpi lamp. 10 mm läbimõõduga silindriline kolb 1 on valmistatud kvartsklaasist, millel on maksimaalne läbilaskvus IR spektripiirkonnas. 1-2 mg joodi pannakse kolbi ja täidetakse argooniga. Valguskeha 2, mis on valmistatud monospiraali kujul, on paigaldatud piki toru telge volframtugedele 3.

Lambi sisend toimub kvartsjalgadesse 4 joodetud molübdeenelektroodide abil. Hõõgniidi spiraali otsad kruvitakse varrukate 5 siseosa külge. Silindrilised alused 6 on valmistatud nikliribast, mille õmblus on välised molübdeentraadid on keevitatud 7. Kvartsemitteri aluste temperatuur ei tohiks ületada 573 K. Sellega seoses on kiiritusseadmetes töötamise ajal radiaatorite jahutamine kohustuslik.

Koos elliptilise silindri kujul oleva peegelreflektoriga loovad kvartslambid väga suure kiirgustiheduse. Kui peegellambid annavad kiirgust kuni 2-3 W / cm2, siis reflektoriga kvartslambist saab kiirgust kuni 100 W / cm2.

Volframkütteelementidega kvartsemitreid toodavad sellised ettevõtted nagu Osram, Philips, General Electric jne. W pingele 110/130 ja 220/250 V. Nende lampide eluiga on 5000 tundi.

Lambi KI-220-1000 kiirgusenergia jaotus spektris on näidatud joonisel fig. 5. Kvartslampide poolt tekitatava kiirguse spektraalset koostist iseloomustab asjaolu, et üle 2,5 mikroni lainepikkuste piirkonnas on teine ​​maksimum, mille põhjustab kuumutatud toru kiirgus. Joodi lisamine pirnile vähendab volframi pritsimist ja pikendab seega lambi eluiga. Infrapuna kvartslampides pinge tõstmine üle nominaalväärtuse ei too kaasa tööea järsku vähenemist, mistõttu on võimalik kiirgusvoogu sujuvalt reguleerida rakendatud pinget muutes.

Riis. 5. KI 220-1000 tüüpi lambi kiirgusenergia spektri jaotus erinevatel lambipingetel.

Jooditsükliga infrapuna kvartslampidel on järgmised eelised:

• kõrge erikiirgustihedus;

• kiirgusvoo stabiilsus tööea jooksul. Kiirgusvoog eluea lõpus on 98% esialgsest;

• väikesed mõõtmed;

• võime taluda pikaajalisi ja suuri ülekoormusi;

• võimalus reguleerida sujuvalt kiirgusvoogu laias vahemikus, muutes toitepinget.

Nende lampide peamised puudused:

• hülsi temperatuuridel üle 623 K hävib kvarts soojuspaisumisel;

• Lampe saab kasutada ainult horisontaalasendis, vastasel juhul võib hõõglamp oma raskuse mõjul deformeeruda ja joodiringe joodi kontsentratsiooni tagajärjel toru alumises osas häiritakse.

Jooditsükliga infrapunalampe kasutatakse värvide ja lakkide kuivatamiseks erinevatel põllumajandusobjektidel; põllumajandusloomade kütmiseks (vasikad, põrsad jne).

Infrapunalampidega kiiritajad.

Infrapunalampide kaitsmiseks mehaaniliste kahjustuste ja veepiiskade eest, samuti kiirgusvoo ümberjaotamiseks ruumis kasutatakse spetsiaalseid liitmikke. Kiirgusallikat koos armatuuriga nimetatakse toiteallikaks.

Erinevate infrapunalampidega kiiritajad on laialdaselt kasutusel loomakasvatuses noorte põllumajandusloomade ja kodulindude lokaalseks kütmiseks.