Besugárzók és berendezések az állatok infravörös melegítésére

A mezőgazdaságban általános célú izzólámpákat, izzólámpákat, csöves emittereket és csöves elektromos fűtőtesteket (TEN) használnak infravörös sugárzás forrásaként az állatok fűtésére.

Izzólámpák.

Az izzólámpák feszültségben, teljesítményben és kialakításban különböznek. Az izzólámpák kialakítása a céljuktól függ. Az üvegburát, amelynek átmérőjét a lámpa teljesítménye határozza meg, az aljánál speciális öntött anyaggal erősítik meg. Az aljzaton egy csavarmenet található a foglalatba való rögzítéshez, mellyel a lámpa a hálózatra csatlakozik. A wolframot a lámpa izzószálának készítésére használják. A wolfram szóródásának csökkentése érdekében a lámpát inert gázzal (pl. argon, nitrogén stb.) töltik fel.

Az izzólámpa fő paraméterei:

• Névleges feszültség,

• elektromos energia,

• fényáram,

• átlagos égési időtartam.

Az általános célú izzólámpák 127 és 220 V-os változatban kaphatók.

Az izzólámpák elektromos teljesítménye annak a névleges feszültségnek az átlagos értéke, amelyre a lámpát tervezték. A mezőgazdaságban főként 40-1500 W teljesítménytartományú izzólámpákat használnak.

Az izzólámpa fényárama egyenesen arányos a lámpa elektromos teljesítményével és az izzószál hőmérsékletével; a névleges élettartamuk 75%-át kiégett lámpák esetében megengedett a fényáram csökkenése a kezdeti érték 15-20%-ával.

Ha világítólámpákat használ állatok melegítésére, ügyeljen arra, hogy a nagy fényerő irritálhatja az állatokat.

Az izzólámpák átlagos égési idejét főként a volfrám porlasztása határozza meg. A legtöbb általános célú izzólámpa átlagos égési ideje 1000 óra.

A hálózati feszültség névleges értékhez viszonyított változása a lámpa által kibocsátott fluxus, valamint a teljesítmény és az élettartam változását eredményezi. Ha a feszültség ± 1%-kal változik, a lámpa fényárama ± 2,7%-kal, az átlagos égési idő pedig ± 13%-kal változik.

Izzólámpák fényvisszaverő réteggel. A sugárzás áramlásának egy bizonyos területre történő irányításához tükörrel és diffúz fényvisszaverő réteggel ellátott lámpákat használnak, amelyet belülről az izzó felső részébe visznek fel.

Hőkibocsátó lámpák.

Ezek a sugárforrások egy wolfram monotekercsből és egy reflektorból álló "fénykibocsátók", amely az izzó speciális profilú belső alumíniumozott felülete. A Ф (λ) sugárzási fluxus eloszlási görbéje a spektrum mentén IKZ típusú lámpák esetén az 1. ábrán látható. 1.

Rizs. 1.A sugárzási fluxus eloszlása ​​az IKZ 220-500 és IKZ 127-500 lámpák spektruma mentén.

Rizs. 2. A sugárzási fluxus eloszlása ​​az IKZK 220-250 és IKZK 127-250 lámpák spektrumában.

ábrán. A 2. ábra az IKZK 220-250 és IKZK 127-250 típusú lámpák spektruma mentén mutatja a sugárzási fluxus eloszlási görbéjét.

A lámpák típusának megjelölésénél a betűk jelentése: IKZ — infravörös tükör, IKZK 220-250 — infra tükör festett izzóval; a betűk utáni számok a hálózati feszültséget és a sugárforrás teljesítményét jelzik. A lámpa egy paraboloid üvegkörte. A lámpa felületének egy részét belülről vékony fényvisszaverő ezüstréteg borítja, hogy a sugárzó fluxust egy adott irányba koncentrálja.

Az üvegburák nagyon fontos paramétere, amely befolyásolja a lámpák élettartamát, a hőállóság, vagyis a hirtelen hőmérséklet-változásoknak való ellenálló képesség. A hőállóság növelése érdekében a töltés összetételének megváltoztatásával az üvegolvadás során csökkenteni kell annak hőkapacitását és lineáris tágulási hőmérsékleti együtthatóját, valamint növelni kell a hővezető képességet.

Az izzó alakjától függően a lámpák sugárzásáramának eloszlása ​​eltérő: vagy a tengely mentén koncentrálva (parabola burával), vagy szélesen, körülbelül 45°-os térszögben (gömb alakú burával). Meg kell jegyezni a gömb alakú izzós lámpák mezőgazdasági termelésben való használatának előnyét, ezek a lámpák egyenletesebb sugárzáseloszlást biztosítanak a fűtési zónában.

Az izzó belsejében egy wolfram izzószál van rögzítve. Az izzótest izzószála vákuumban elpárolog, a bura belső felületére ülepedve fekete bevonatot képez.Ez a fényáram csökkenéséhez vezet az üveg általi intenzívebb elnyelés következtében.

A lámpa élettartamának növelése és az izzószálas test párolgási sebességének csökkentése érdekében a lombikot inert gázok (argon és nitrogén) keverékével töltik meg.

A gáz jelenléte hőveszteséget okoz a hővezetés és a konvekció miatt. A gáztöltésű lámpákban az izzót nemcsak az izzószál sugárzása melegíti fel, hanem a töltőgáz konvekciója és vezetése is. Tehát egy 500 W-os lámpában a gáz felmelegítése a szolgáltatott energia 9%-át fogyasztja.

A masszív izzószáltesttel rendelkező erős lámpákban a gázon keresztüli hőveszteség növekedését teljes mértékben kompenzálja az izzószál diszperziójának éles csökkenése, így mindig gázzal szabadulnak fel.

A vákuumlámpákkal ellentétben az inertgáz-palackok egyes szakaszainak hőmérséklete működési helyzetüktől függ. Például a lombikot fejjel lefelé fordítva csökkentheti a fém-üveg csomópont felmelegedését 383-403-ról 323-343 K-re.

A sugárzási fluxus az izzószál testhőmérsékletétől függ. A hőmérséklet emelkedése felgyorsítja a wolfram párolgását, és növeli a látható fény arányát a sugárzási fluxusban. Ezért az IKZ típusú lámpákban, ahol az infravörös sugárzás hatásos, az izzószál üzemi hőmérséklete 2973 K-ról (mint egy izzólámpánál) 2473 K-ra csökken, a fényhatásfok 60%-os csökkenésével. Ez lehetővé teszi az elfogyasztott villamos energia akár 70%-ának infravörös sugárzássá történő átalakítását.

Az izzószál hőmérsékletének csökkentése lehetővé tette az infralámpák élettartamának 1000-ről 5000 órára való növelését.Az izzótest 3,5 mikronnál nagyobb hullámhosszú (a teljes fluxus 7-8%-a) sugárzását az izzó üvege nyeli el, ez az oka a lámpák gyakori idő előtti meghibásodásának a hőmérséklet-emelkedés miatt.

Az IKZ típusú lámpa besugárzása 50-400 mm távolságra a fűtött felülettől 2 és 0,2 W / cm2 között változik.

A 250 W teljesítményű IKZ infravörös tükörlámpa által keltett energiasugárzás diagramjai felfüggesztési magasságban: 1 — 10 cm, 2 — 20 cm, 3 — 30 cm, 4 — 40 cm, 5 — 50 cm, 6 — 60 cm, 7-80 cm...

A sugárzás általi hőátadáshoz normál izzólámpák használhatók volfrámtekerccsel és gömb alakú izzóval. A sugárzási hatásfok növelését tápfeszültség biztosítja, melynek értéke 5-10%-kal kisebb a névlegesnél; ezen kívül polírozott alumínium reflektorokat kell beépíteni a készülékbe.

Cső infravörös sugárzók.

Kialakításuk szerint az infravörös sugárcsöves forrásokat két csoportra osztják – fém-ellenálló ötvözetekből és volfrámból készült fűtőtestekkel. Az első egy 10-20 mm átmérőjű közönséges vagy tűzálló üvegcső; A cső belsejében a központi tengely mentén egy spirál alakú menetes test található, amelynek végeire tápfeszültséget kapcsolnak. Az ilyen emittereket nem használják széles körben. Általában helyiségek fűtésére használják.

A wolframszálas emitterek felépítésükben hasonlóak az izzócsöves lámpákhoz. A volfrámspirál formájú fűtőtest a cső tengelye mentén helyezkedik el, és üvegrúdra forrasztott molibdén tartókra van rögzítve. Csőradiátor készíthető külső vagy belső reflektorral, amelyet ezüst vagy alumínium vákuumban történő elpárologtatásával alakítanak ki. ábrán.A 3. ábra egy ilyen IR-sugárzó felépítését mutatja.

A csősugárzók sugárzásának spektrális eloszlása ​​közel áll a csősugárzókéhoz; a fűtési hőmérséklet 2100-2450 K.

Rizs. 3. Hagyományos csöves IR forrás építése. 1 — alap; 2 — rúd; 3 — a rudat tartó rugó; 4 — molibdén tartók; 5 — üvegrúd; 6 — elektródák; 7 — wolframszál; 8 — üvegcső.

A kis teljesítményű (100 W) csőradiátorok széles körben használhatók a mezőgazdaságban fiatal állatok és baromfi fűtésére. Így Franciaországban fiatal baromfi ketrecben való melegítésére használják. A radiátorok közvetlenül a ketrec mennyezetére vannak felszerelve, 45 cm magasságban, és 40 csirke egyenletes fűtését biztosítják.

A csőlámpák sikeresen alkalmazhatók kombinált besugárzási és világítóberendezések létrehozásában fiatal haszonállatok és baromfi számára, különösen, ha figyelembe vesszük, hogy az UV lámpák és az erythema megvilágítására szolgáló lámpák is cső alakúak.

Kvarc infravörös sugárzók.

A kvarc infravörös sugárzók hasonlóak a fent leírtakhoz, kivéve, hogy kvarcüveg csövet használnak. Itt a volfrám fűtőelemekkel ellátott kvarc infravörös sugárzókra korlátozzuk magunkat.

Rizs. 4. Készülék KI 220-1000 izzószálas infralámpához.

A 4. ábra egy kvarccsöves emitter eszközét mutatja – egy KI (KG) típusú lámpát. A 10 mm átmérőjű 1 hengeres lombik kvarcüvegből készül, amely maximális áteresztőképességgel rendelkezik az IR spektrális tartományban. 1-2 mg jódot helyezünk egy lombikba, és megtöltjük argonnal. A monotekercs formájú 2 fénytest a cső tengelye mentén 3 volfrámtartókra van felszerelve.

A lámpa bevitele 4 kvarc lábakba forrasztott molibdén elektródák segítségével történik. Az izzóspirál végei az 5 hüvelyek belső részéhez vannak csavarozva. A hengeres 6 alapok nikkel szalagból készülnek, amelynek varratja a a külső molibdénhuzalok hegesztve vannak 7. A kvarcsugárzók alapjainak hőmérséklete nem haladhatja meg az 573 K-t. E tekintetben a radiátorok hűtése kötelező a besugárzó berendezésekben történő működés közben.

Az elliptikus henger formájú tükörreflektorral kombinálva a kvarclámpák nagyon magas besugárzást hoznak létre. Ha a tükörlámpák 2-3 W / cm2-ig terjedő sugárzást biztosítanak, akkor egy reflektorral ellátott kvarclámpából 100 W / cm2-ig terjedő sugárzás érhető el.

A volfrám fűtőelemekkel ellátott kvarcsugárzókat olyan cégek gyártják, mint az Osram, a Philips, a General Electric stb. W 110/130 és 220/250 V feszültség esetén. Ezeknek a lámpáknak az élettartama 5000 óra.

ábra mutatja a KI-220-1000 lámpa sugárzási energiájának spektrumbeli eloszlását. 5. A kvarclámpák által keltett sugárzás spektrális összetételét az jellemzi, hogy a 2,5 mikronnál nagyobb hullámhosszúságú tartományban van egy második maximum, amelyet egy fűtött cső sugárzása okoz. Jód hozzáadása az izzóhoz csökkenti a volfrám porlasztását, és így meghosszabbítja a lámpa élettartamát. Az infravörös kvarclámpákban a feszültség névleges fölé emelése nem vezet az élettartam éles csökkenéséhez, ezért az alkalmazott feszültség változtatásával a sugárzási fluxus zökkenőmentesen szabályozható.

Rizs. 5. KI 220-1000 típusú lámpa sugárzási energia spektrumának megoszlása ​​különböző lámpafeszültségeken.

A jódciklusú infravörös kvarclámpáknak a következő előnyei vannak:

• nagy fajlagos sugárzási sűrűség;

• a sugárzási áramlás stabilitása az élettartam alatt. A sugárzási fluxus az élettartam végén a kezdeti érték 98%-a;

• kis méretek;

• hosszú távú és nagy túlterhelésnek ellenálló képesség;

• a sugárzási áramlás zökkenőmentes szabályozása széles tartományban a betáplált feszültség változtatásával.

Ezeknek a lámpáknak a fő hátrányai:

• 623 K feletti hüvelyhőmérsékleten a kvarc a hőtágulás következtében tönkremegy;

• A lámpák csak vízszintes helyzetben üzemeltethetők, ellenkező esetben az izzótest saját súlya hatására deformálódhat, és a jód körforgása a cső alsó részének jódkoncentrációja következtében megzavarodik.

A jódciklusú infralámpákat festékek és lakkok szárítására használják különböző mezőgazdasági területeken; haszonállatok (borjak, malacok stb.) fűtésére.

Infralámpás besugárzók.

Az infralámpák mechanikai sérülésektől és vízcseppektől való védelmére, valamint a sugárzási áramlás térbeli újraelosztására speciális szerelvényeket használnak. A sugárforrást a lámpatesttel együtt tápegységnek nevezzük.

Az állattenyésztésben széles körben alkalmazzák a különféle infralámpákkal ellátott besugárzókat fiatal haszonállatok és baromfi helyi fűtésére.