Система освітлення свиноферми

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Физика


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Вступ

Електрифікація сільського господарства включає в себе використання електричної енергії як для приводу робочих машин, так і в процесах, в яких енергія перетворюється в інший вигляд енергії.

Оптичне випромінювання, яке лежить в основі роботи освітлювальних і опромінювальних установок, застосовується не тільки на створення необхідних умов бачення людини тварин, але є ще одним із факторів середовища в якому живуть живі організми, а також рослини, без яких неможлива їх нормальна життєдіяльність і ріст. Це набуває все більшого значення в зв’язку з розвитком промислового тваринництва, птахівництва і парниково-тепличного господарства.

При експлуатації сучасних систем освітлення і опромінення підвищується продуктивність праці, підвищується збереження поголів'я молодняку, продуктивність тварин і птахів. Раціональне освітлення знижує травматизм, втрати сировини при приготуванні кормів.

Для запобігання у тварин і птахів «сонячного голодування» в осінньо-зимньо-весняний період, а також для приготування кормів та переробки сировини потрібна достатня та ефективна освітленість в наслідок цього використовується на належному рівні штучне ультрафіолетове опромінення.

Сучасна промисловість випускає широкий спектр світлотехнічного та опромінювального обладнання. Для того щоб показники приросту у тварин були максимальні необхідно провести аналіз, та розрахунок освітленості за сучасними нормами для кожного виду приміщення в якому повинні бути витримані всі норми та правила відповідно до оптимальних показників приросту. Правильно виконане електричне освітлення сприяє підвищенню продуктивності праці, зниженню собівартості продукції, зменшення травматизму, а також створює комфорт на виробництві та сприятливі умови для відпочинку. Застосовування освітлювальних установок в комплекті з опромінювальними установками в галузі сільського господарства спрямоване на отримання максимального прибутку при невеликих затратах електричної енергії.

Для розробки і проектування освітлювальних і опромінювальних пристроїв їх монтажу, наладки і експлуатації необхідні висококваліфіковані спеціалісти інженери-енергетики.

1. Характеристика приміщення об'єкта проектування

Об'єкт проектування: кормоцех для свиноферми. Об'єкт представляє собою 4 приміщення, загальні розміри якого становлять:

Довжина, А — 58 м.

Ширина В — 22,3 м.

Висота Н — 2,7 м.

1. Приміщення фуражне для зберігання інвентарю запасів кормів (22 м х 31,2 м).

Площа приміщення становить: S=682 м2;

Сухе (відносна вологість не перевищує 60%);

2. Складське приміщення для картоплі, овочів та фруктів (16 м х 31,2 м)

Площа приміщення становить: S=499,2 м2

Сухе (відносна вологість не перевищує 60%);

3. Приміщення для приготування кормів (22 м х 31,2 м)

Площа приміщення становить: S=682 м2;

Особливо вогке приміщення (при відносній вологості повітря близько 100%, утворюються відкладання, які шкодять ізоляції і струмопровідним частинам електрообладнання);

4. Тамбур (5,5 м х 8 м)

Площа приміщення становить: S=44 м2

Сухе (відносна вологість не перевищує 60%).

2. Вибір виду і системи освітлення, типу ламп, джерела живлення, системи напруг, норм освітленості, коефіцієнтів запасу, коефіцієнтів відбивання поверхонь

Із всього вибору ламп, що випускаються промисловістю джерел світла для освітлення приміщень найбільше використовують лампи розжарювання і люмінесцентні. В основних виробничих приміщеннях призначених для утримання сільськогосподарських тварин і птиці при системі загального рівномірного освітлення рекомендуються газорозрядні лампи; для підсобних приміщень, а також вівчарень — лампи розжарювання. Лампи розжарювання допускається також використовувати і в приміщеннях основного виробничого призначення. Для освітлення допоміжних приміщень, де не перебувають постійно люди, а також для місцевого чергового та аварійного освітлення застосовуються лампи розжарювання.

Для освітлювання і опромінювання у сільськогосподарському виробництві використовуються джерела енергії випромінювання оптичної області спектра, до якої входять видимі (380−760 нм), ультрафіолетові (200−380 нм) та інфрачервоні (760−1000 нм) електромагнітні хвилі.

Лампи розжарювання відрізняються типом нитки розжарювання, формою балона та його наповненням. Світловий ККД ламп загального призначення напругою 220 В дорівнює 0,8 — 2,8%.

Вони широко застосовуються тому, що в них є такі переваги:

— дешеві;

— суцільний спектр випромінювання (спектр випромінювання близький до сонячного);

— простота експлуатації та простота монтажних схем;

— повне регулювання напруги.

Недоліки:

— короткий термін служби (750 годин);

— низький ККД.

Люмінесцентні лампи низького тиску (ЛЛ) мають значні переваги перед, лампами розжарювання:

— високий ККД;

— недорогі;

— рівномірне освітлення;

— великий термін служби (15 000 годин залежно від типу лампи);

Недоліки:

— значний вплив навколишнього середовища (при температурі навколишнього повітря нижче 10 °C запалювання ламп не гарантується);

— світловий потік у кінці терміну служби зменшується до 46% від номінального.

Джерела світла, як і інші світлотехнічні вироби потрібно вибирати згідно діючим стандартам на напругу мережі 380/220. В. Краще використовувати лампи на підвищену напругу 235 В в умовах нестабільної напруги в сільських місцевостях і нерівномірного навантаження.

В освітлювальних установках існують такі види освітлення: основне, чергове, аварійне, охоронне, архітектурне, декоративне та інші. В нашому випадку ми застосовуємо лише основне та чергове освітлення. Тип світлотехнічної арматури вибираємо із врахуванням його світлорозподілу, умов навколишнього середовища в освітлюваному приміщенні і економічності. В нашому випадку приймаємо світильники класу прямого світла (П), для яких найменша відносна відстань між світильниками має найменше значення із рекомендованого діапазону. При цьому збільшується кількість світильників в приміщенні і зменшується їх одинична потужність.

Приміщення

Норма освітленості Ен, лк

Коефіцієнт запасу, К

Коефіцієнт відбиття поверхонь

стелі

стін

підлоги

1. Приміщення фуражне для зберігання інвентарю запасів кормів

10

1,5

30

30

10

2. Складське приміщення для картоплі, овочів та фруктів

20

1,5

30

30

10

3. Приміщення для приготування кормів

50

1,3

50

30

10

4. Тамбур

20

1,5

30

30

7

3. Вибір типу світильників та їх розміщення

свиноферма освітлення світильник лампа

Світильники класифікуються за такими ознаками: за характером світлорозподілу, за призначенням, за виконанням і способом установки.

За призначенням світильники можуть бути для освітлення закритих приміщень, відкритих просторів, судові, залізничні тощо.

За виконанням світильники класифікуються залежно від ступеня захисту від факторів навколишнього середовища, наприклад, від пилу на три класи: пилонезахищені 1Р2 (2), пилозахищені 1Р5 (5) і пилонепроникні ІР6 (6); від вологи на вісім класів: незахищений — О, краплезахищений — 2, дощозахищений — З, бризкозахищений — 4, струменезахишений — 5, водонепроникний — 7, герметичний — 8.

Залежно від ступеня вибухозахисту світильники поділяють на підвищеної безпеки проти вибуху, вибухобезпечні, особливо вибухобезпечні.

За способом установки світильники діляться на підвісні, стельові, вбудовані, настінні тощо.

Умовні позначення світильників (за ГОСТ 13 828– — 74) розшифровуються так:

1 2 3 4 — 5 6 7 8

1 — тип джерела світла: Н — лампа розжарювання загального призначення; С — дзеркальні та дифузійні; И — розжарювання галогенні; Л — прямі трубчасті люмінесцентні; Ф — фігурні люмінесцентні; Е — еритемні; Р — ДРЛ; Б — бактерицидні; К — ксенонові трубчасті;

2 — спосіб установлення: С — підвісні; П — стельові; Б — настінні; Н — настільні; Т — підлогові; К — консольні;

3 — основне призначення: П — для промислових підприємств; Р — для копалень і шахт; О — суспільних будівель; Б — приміщень; У — зовнішнього освітлення;

4 — номер серії (01…99);

5 — кількість ламп у світильнику;

6 — потужність ламп, Вт;

7 — номер модифікації;

8 — кліматичне виконання та категорія розміщення.

Вибираємо світильник «Астра-1».

При розміщенні світильників враховують архітектурні особливості приміщення, розміщення вікон, будівельних конструкцій, технологічного обладнання тощо. Світильники з точковими джерелами світла розміщують у вершинах квадратів або прямокутників чи в шаховому порядку.

4. Світлотехнічний розрахунок

4.1 Розрахунок освітленості фуражного приміщення методом використання світлового потоку

Метод коефіцієнта використання світлового потоку доцільно застосовувати при розрахунку загального рівномірного освітлення горизонтальних поверхонь з урахуванням відбиття світлових потоків від стін і стелі.

Визначаємо кількість рядів світильників:

,

де В-ширина приміщення, В = 31,2 м.

Приймаємо 10 рядів.

Визначаємо відстань від крайніх світильників до стін:

Lc = d•L,

де d — це прийнята відстань між стіни до світильників, d = 0,3…0,6 (при лампах розжарювання).

Lc = 0,5•3,38 = 2,4 м.

Визначаємо розрахункову відстань між рядами світильників:

,

м.

Визначаємо розрахункову відстань між світильниками в ряду:

,

м.

Кількість світильників в ряду:

,

де, А — довжина приміщення, А = 22 м.

.

Приймаємо na = 5 світильника.

Визначаємо загальну кількість світильників:

N = na•np = 10•5 = 50 світильників.

Визначаємо індекс приміщення:

,

.

Із таблиць по вибраному типу світильника, коефіцієнтах відбиття стін і стелі та індексу приміщення вибирають коефіцієнт використання світлового потоку.

В нашому випадку він становить = 0,69.

4. 2 Розрахунок освітленості методом коефіцієнту використання світлового потоку

Визначаємо розрахунковий світловий потік світильника:

,

де Ф — розрахунковий світловий потік лампи, лм;

Ен — нормована (мінімальна) освітленість робочої поверхні, лк;

К — коефіцієнт запасу, (К = 1,5);

S — площа приміщення, м2;

Z — коефіцієнт нерівномірності освітлення (відношення середньої освітленості до мінімальної) — для світильників прямого світла приймається рівним 1,15;

N — кількість світильників, шт. ;

— коефіцієнт використання світлового потоку, відн. од.

лм.

По розрахованому потоку із відповідної таблиці вибираємо джерело світла, світловий потік якого найбільше відповідає розрахунковому.

Вибираємо лампу типу В215−225−40: Р= 40 Вт; Ф = 415 лм.

По скільки нормована освітленість в приміщенні відповідає розрахунковому потоку визначаємо фактичну освітленість Еф

,

де Ен — нормована освітленість в даному приміщенні, лк,

Фл — нормативний світловий потік вибраної лампи, лм,

Фр — розрахований світловий потік, лм,

m — кількість ламп у світильнику.

лк.

Після цього визначаємо відповідність допустимому відхиленню освітленості по формулі:

?%

Для сільськогосподарських приміщень допускається відхилення фактичної освітленості від нормованої в межах -10%? ДЕ? +20%.

?%

Отже, в нашому випадку відхилення фактичної освітленості в межах норми:

-10%? 11%? +20%

Визначаємо усталену потужність освітлювальної установки:

Ру = Рл•m•N

де Ру — установлена потужність освітлення, Вт.

m — кількість ламп у світильнику.

N — кількість світильників у приміщенні

Рл — установлена потужність освітлення, Вт.

Ру = 40•1•50 = 2000 Вт.

4.3 Повірочний розрахунок освітленості фуружного приміщення точковим методом

Точковий метод застосовують при повірочному розрахунку місцевого, локалізованого, вуличного загально рівномірного освітлення та освітлення негоризонтальних площин. Горизонтальна проекція розміщення світильників на плані приміщення.

НР І б

d А

Вертикальний переріз просторового розміщення світильника над розрахунковою точкою, А і В на освітлюваній поверхні.

Для точки, А і В визначаємо освітленості лише від тих світильників які знаходяться найближче і дають найбільший для даної точки світловий потік.

Визначають тангенс кута падіння світлового променя від світильника в точку розрахунку:

,

де d — відстань від точки розрахунку до проекції осі симетрії світильника на площу, яка перпендикулярна їй і проходить через точку розрахунку, м. Дану відстань вимірюють на плані приміщення з урахуванням масштабу.

НР — розрахункова висота підвісу м;

Визначають силу світла за формулою:

де — сила світла з умовною лампою 1000 лм;

Фл — світловий потік вибраної лампи, лм.

Визначають освітленість у точці від даного світильника за розрахунковою формулою:

,

де Е — горизонтальна освітленість у точці розрахунку, лк;

— сила світла від світильника в напрямку до точки розрахунку, кд;

б — кут між віссю симетрії світильника та напрямком до точки розрахунку, град;

Отриманні значення заносимо в таблицю розрахунків.

Відстань

tg

, град

сos3

(І)t

кд

І

кд

E

лк

d=2,4 м

1,8

61

0,11

134

55,6

2,7

d=4,9 м

3,8

75

0,02

76

31,5

0,3

d=1,8 м

1,4

54

0,2

147

61

5,6

d2B=4,6 м

3,6

74

0,02

71

29,5

0,3

Для точки, А (мах) Е= 4Мd+4Мd=12 лк.

Для точки В (міn) Е=2Мd+2Мd2B=11,8 лк.

Визначаємо відхилення фактичної освітленості від нормованої:

Допустиме відхилення фактичної освітленості від нормованої входить в межі +20… — 10%.

4. 4 Розрахунок освітленості тамбура методом питомої потужності

Розрахунок методом питомої потужності виконується з використанням нормативних таблиць. Таблиці значень питомої потужності розраховані методом коефіцієнта використання світлового потоку для усереднених параметрів освітлювальних приміщень і використовуються при розрахунках загального рівномірного освітлення в невеликих допоміжних приміщеннях.

Розрахунок проводиться за формулою:

Р = Рпит · S / n · N, Вт,

4. 5 Розрахунок освітлення для тамбура

Вибираємо тип світильника «Астра-1».

Норма освітленості Е = 20 лк. Розміри приміщення: А=5,5 м В=8 м

Розрахункову висоту підвішування світильників визначають за формулою:

де Н — висота приміщення, м;

hз — висота звисання (залежить від конструкції світильника) hз=0,4 м;

hр — рівень робочої поверхні від підлоги, м.

Для фуражного приміщення:

S = 44 м2

Питома потужність для даного світильника, даної площі, даної висоти Нр становить 5,6 Вт/м2.

Р = 5,6 · 44 = 246 Вт

Вибираємо лампу типу Б 215−225−60, Р =60 Вт, Ф =790 лм. (4 шт.)

4.6 Розрахунок освітленості приміщення для приготування кормів методом використання світлового потоку

Метод коефіцієнта використання світлового потоку доцільно застосовувати при розрахунку загального рівномірного освітлення горизонтальних поверхонь з урахуванням відбиття світлових потоків від стін і стелі.

Визначаємо кількість рядів світильників:

,

де В-ширина приміщення, В = 31,2 м.

Приймаємо 10 рядів.

Визначаємо відстань від крайніх світильників до стін:

Lc = d•L,

де d — це прийнята відстань між стіни до світильників, d = 0,3…0,6 (при лампах розжарювання).

Lc = 0,5•3,38 = 2,4 м.

Визначаємо розрахункову відстань між рядами світильників:

,

м.

Визначаємо розрахункову відстань між світильниками в ряду:

,

м.

Кількість світильників в ряду:

,

де, А — довжина приміщення, А = 22 м.

.

Приймаємо na = 5 світильника.

Визначаємо загальну кількість світильників:

N = na•np = 10•5 = 50 світильників.

Визначаємо індекс приміщення:

,

.

Із таблиць по вибраному типу світильника, коефіцієнтах відбиття стін і стелі та індексу приміщення вибирають коефіцієнт використання світлового потоку.

В нашому випадку він становить = 0,69

4. 7 Розрахунок освітленості методом коефіцієнту використання світлового потоку

Визначаємо розрахунковий світловий потік світильника:

,

де Ф — розрахунковий світловий потік лампи, лм;

Ен — нормована (мінімальна) освітленість робочої поверхні, лк;

К — коефіцієнт запасу, (К = 1,3);

S — площа приміщення, м2;

Z — коефіцієнт нерівномірності освітлення (відношення середньої освітленості до мінімальної) — для світильників прямого світла приймається рівним 1,15;

— коефіцієнт використання світлового потоку, відн. од.

лм.

По розрахованому потоку із відповідної таблиці вибираємо джерело світла, світловий потік якого найбільше відповідає розрахунковому.

Вибираємо лампу типу БК215−225−100: Р= 100 Вт; Ф = 1450 лм.

По скільки нормована освітленість в приміщенні відповідає розрахунковому потоку визначаємо фактичну освітленість Еф.

,

де Ен — нормована освітленість в даному приміщенні, лк,

Фл — нормативний світловий потік вибраної лампи, лм,

Фр — розрахований світловий потік, лм,

m — кількість ламп у світильнику.

лк.

Після цього визначаємо відповідність допустимому відхиленню освітленості по формулі:

?%

Для сільськогосподарських приміщень допускається відхилення фактичної освітленості від нормованої в межах -10%? ДЕ? +20%.

?%

Отже, в нашому випадку відхилення фактичної освітленості в межах норми: -10%? 0,2%? +20%.

Висновок

В даній курсовій роботи розглянуто ряд питань електричного освітлення та опромінення. В першому розділі дається коротка характеристика приміщення — кормоцеху свиноферми. В другому розділі наводиться інформація про систему освітлення, яка застосована в приміщенні, вибираються коефіцієнти запасу для приміщень, норми освітленості, та коефіцієнти відбирання поверхонь. В 3-му та 4-у розділах ведеться світлотехнічний розрахунок приміщень різними методами, для фуражного приміщення проводиться повірочний розрахунок точковим методом.

Література

Електричне освітлення та опромінення. Навчально-методичний посібник. НМЦ. 2003

Електричне освітлення та опромінення. Практикум для виконання курсової роботи. Київ. Видавництво НАУ 2004.

Баев В. И. Практикум по электрическому освещению и облучению — М.: Агропромиздат. 1991

Справочная книга для проектирования электрического освещения под. ред. Кноринга Г. М. 1976 г.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой