CC BY
73
8. А.с. 580499 СССР, МКИ в 01 N 29/00. Способ ультразвукового анализа состава газообразных сред /
Н.П. Воробьев, В.М. Морозов, В.И. Янковский. - № 2382934/10. Заявл. 12.07.76. Опубл. в БИ. 1977. № 42.
9. А.с. СССР № 579577, МКИ G 01 N 29/04.Ультразвуковое импульсное устройство для контроля качества материалов / С.И. Ногин, П.С. Витюк, В.А. Токарев. - № 2380215/25-28; Заявл. 01.07.76; Опубл. в БИ. 1977. № 41.
10. Щербань, А.Н. Автоматизированные системы контроля загрязненности воздуха / А.Н. Щербань, А.В. Примак, В.И. Копейкин. - Киев: Техника, 1978. - С. 30.
11. Автоматическое регулирование и контрольно-измерительные приборы в промышленности основной химии / [под ред. В.С. Шермана]. - Л.: Химия, 1975. - С. 136-140.
УДК 636.932.3.083.39:636.4 П.П. Долгих, Н.В. Кулаков
ХАРАКТЕРИСТИКИ КОМБИНИРОВАННОГО ОБЛУЧАТЕЛЯ ДЛЯ ЖИВОТНЫХ
Дан анализ факторам, влияющим на потери энергии в облучательных установках для животных. Приведены основные требования, предъявляемые к комбинированным облучателям, методика, оборудование для снятия их характеристик, а также характеристики, позволяющие производить расчет облучательных установок. Рассмотрены мероприятия, позволяющие снизить расход электроэнергии, не нарушая технологию выращивания животных.
Технология содержания сельскохозяйственных животных [1,2] требует использования комбинированного инфракрасного и ультрафиолетового излучения, для чего требуется разработка облучателей, соответствующих определенным требованиям [3,4].
Приведенные в [5] данные свидетельствуют о значительных потерях электроэнергии при облучении животных с применением комбинированных облучателей. Поэтому перед разработчиками стоит задача спроектировать принципиально новые конструкции облучательных установок и дать рекомендации по их использованию.
Согласно методам расчета показателей использования электроэнергии при комбинированном облучении, изложенным в [6], с точки зрения полезности использования электроэнергии лучше, когда менее компактным оказывается поток меньшего по мощности источника, чем наоборот. При этом конструктивно комбинированные облучатели могут выполняться с общей осью симметрии обоих круглосимметричных составляющих потоков, с общей плоскостью симметрии составляющих потоков линейных источников.
Представленная на рисунке 1 конструкция комбинированного облучателя [7] содержит светотехническую арматуру, установленные в ней источник инфракрасного излучения (ИК) и ультрафиолетовую лампу (УФ), при этом источник ультрафиолетового излучения выполнен в виде кольца, во внутреннюю полость которого установлен круглосимметричный источник инфракрасного излучения, который снабжен подвижным колпаком с каналами для регулирования теплового режима облучателя.
Основной проблемой при разработке данного облучателя является отсутствие в производстве кольцевых источников эритемного излучения. Поэтому при снятии характеристик облучателя была использована кольцевая лампа L22W/25C диаметром 216 мм с электронным балластом. Характеристики облучателя снимались по методикам, изложенным в [8, 9].
При этом основная задача - получить экспериментальные кривые пространственного распределения ИК- и УФ-потоков излучения облучателя, установить границы площади с допустимой равномерностью облучения, размеры которой зависят от высоты подвеса облучателя и напряжения на лампах.
Стенд для снятия характеристик состоит из щита управления (рис. 2), на передней панели которого расположены автоматический выключатель, лабораторный автотрансформатор, устройство защитного отключения, сигнальная лампа. Измерительный блок включает в себя прибор К-505, люксметр Ю-116, прибор CENTER-310 для измерения температуры.
Рис. 1. Конструкция комбинированного облучателя:
1 - корпус; 2- алюминиевый отражатель; 3 - эритемная кольцевая лампа; 4 - инфракрасная лампа ИКЗК220-250; 5 - стальной колпак; 6 - каналы для отвода тепла; 7 - биметаллические пластины; 8 - блок управления; 9 - устройство крепления; 10 - защитная решетка; 11 - штепсельная вилка; 12 - тиристорное устройство управления мощностью ИК-лампы
9
16
10
11
Рис. 2. Конструкция установки для снятия характеристик облучателя:
1 - корпус облучателя; 2 - кожух ПРА с переключателями; 3 - эритемная лампа; 4 - ИК-лампа; 5 - переключатель режимов; 6 - розетка; 7 - штепсельная вилка; 8 - подвеска; 9 - устройство подвеса; 10 - линейка; 11 - светоприемная поверхность; 12 - автоматический выключатель; 13 - УЗО; 14 - прибор К-505; 15 - ЛАТР; 16 - люксметр; 17 - фотоэлемент; 18 - прибор CENTER-310; 19 - датчик температуры; 20 - сигнальная лампа
Приемная часть стенда представляет собой черную поверхность и содержит координатную сетку, а также приспособление для изменения высоты подвеса облучателя. Облучатель [7] представляет собой кор-
пус с отражателем и содержит ИК-лампу ИКЗК 220-250, а также одну кольцевую эритемную лампу с пускорегулирующим устройством. Пускорегулирующее устройство и блок управления установлены сверху и закрыты кожухом. Снизу облучатель закрыт защитной сеткой. На облучателе для индивидуального управления инфракрасным потоком излучения и УФ-облучением молодняка предусмотрено два переключателя. К сети облучатели подключают трехпроводным шнуром или штепсельным разъемом. Подвешивают их над зоной отдыха молодняка на тросе или подвесках из стальной проволоки за специальные дужки.
В качестве примера на рисунке 3 представлены эпюры облученностей, полученные экспериментальным путем.
Приведенные эпюры облученностей позволяют производить расчеты инфракрасных облучательных установок по известным методикам [10].
Технические характеристики комбинированного облучателя приведены в таблице.
Е,
Е,
Вт -м‘
900
600
300
1 1 1
4 \ \ N.4 1 1 1 1 1 1 1 Г -I
* ! — 1
Е,
0 0,1 0,2 0,3
а
0 0,1
0,2 0,3
г
г, м
г, м
в
Рис. 3. Эпюры облученностей под комбинированным облучателем при напряжении питания 220 В (а), 200 В (б), 180 В (в), 160 В (г) и при различных высотах подвеса: 1 - И=0,5 м; 2 - И=0,6м; 3 - И=0,8м; 4 - И=1м; 5 - И=1,2м
Технические характеристики облучателя
Режим работы ламп ИК-лампа УФ-лампа УФ-и ИК-лампы
включена включена включены
Напряжение сети 11н, В 220 220 220
Мощность облучателя Р, Вт 250 22 276
Световой поток облучателя Фе при И=1 м, лм 50 35 80
Высота подвеса И, м 0,5-1,2
Коэффициент мощности, ^ф 1 0,9 0,9
Горизонтальная ИК-облученность в точке поверхности при И=1 м, Вт-М'2 300 20 315
Рабочий ток 1р, А 1,13 0,15 1,28
Степень защиты 1Р ІР52
Оптический КПД светильника Лев, % 95
Габаритные размеры, мм 250x250x420
Масса не более, кг 1,5
Срок службы облучателя Т, лет 8
На рисунке 4 представлены кривые силы излучения в полярной системе координат при работе облучателя в трех режимах. Кривые близки по типу к косинусным кривым типа Д, что позволяет иметь более равномерное распределение энергии излучения по всей облучаемой поверхности.
320° 330° 340° 350° 0° 10° 20° 30° 40°
1а, Вт/ср
Рис. 4. Кривые силы излучения облучателя:
1 - при включенной инфракрасной лампе; 2 - при включенной эритемной лампе; 3 - обе лампы включены
Основные преимущества предлагаемого комбинированного облучателя:
- повышение равномерности облученности в 2-3 раза по сравнению с облучателями ИКУФ-1;
- уменьшение количества облучателей в 3-5 раз по сравнению с традиционными облучателями ИКУФ-1 на базе ламп ИКЗК220-250 и ЛЭ-15 и соответственно снижение затрат на электроэнергию и обслуживание;
- возможность плавного регулирования по определенным законам характеристик источников излучения дает возможность создавать наиболее благоприятные режимы для животных различных возрастных групп;
- повышение качества и продуктивности при выращивании молодняка животных;
- малое токопотребление облучателя обеспечено высоким коэффициентом мощности и оптимизированным балластом дросселя.
Данные облучатели рекомендуется использовать при ИК-обогреве животных для улучшения кровообращения, интенсификации биологических функций организма, повышения сопротивляемости к простудным заболеваниям, а также для УФ-облучения, с целью ускорения биохимических и обменных процессов, увеличения степени окислительно-восстановительных реакций, а также антирахитного действия и превращения провитамин 0 в витамин 0. При этом обеспечивается лучшая сохранность молодняка, повышается его продуктивность, снижаются затраты на получение единицы продукции.
В качестве направления совершенствования конструкции комбинированного облучателя следует отметить необходимость применения устройств защиты от аэрозольных частиц, например, предложенных в [11].
Литература
1. Кожевникова, Н.Ф. Применение оптического излучения в животноводстве / Н.Ф. Кожевникова, Л.К. Алферова, А.К. Лямцов. - М.: Россельхозиздат, 1987. - 88 с.
2. Лямцов, А.К. Электроосветительные и облучательные установки / А.К. Лямцов, Г.А. Тищенко. - М.: Колос, 1983. - 224 с.
3. Долгих, П.П. Исследование стационарных облучательных установок типа ИКУФ-1 / П.П. Долгих, С.А Мисорина, ИМ. Алтынова, А.В. Голубева // Энергетика и энергосбережение: сб. ст. - Красноярск, 2004. - №2. - С. 15-20.
4. Сарычев, Г.С. Облучательные светотехнические установки / Г.С. Сарычев. - М.: Энергоатомиздат, 1992. - 241 с.
5. Карпов, В.Н. Научно-методологические основы энергосберегающих технологических процессов на основе оптического облучения / В.Н. Карпов // Энергосберегающие технологические процессы с применением лучистой энергии: сб. науч. тр. ЛСХИ. - Л., 1985. - С. 3-26.
6. Карпов, В.Н. Фотометрические основы повышения эффективности использования электроэнергии в облучательных установках: учеб. пособие / В.Н. Карпов; ЛСХИ. - Л., 1984. - 33 с.
7. Патент Рф № 2261593, МКИ А01К 31/20. Облучатель для животных / П.П. Долгих, Н.В. Кулаков, Н.В. Цугленок, С.А. Мисорина, И.М. Алтынова, А.В. Голубева. Заяв.12.05.04. Опубл. 10.10.2005. Бюл. №28.
8. Долгих, П.П. Лабораторный практикум по электрификации и автоматизации сельского хозяйства: учеб. пособие / П.П. Долгих, Н.В. Кулаков, Я.А Кунгс, Н.В. Цугленок; Краснояр. гос. аграр. ун-т. - Красноярск, 2004. - 213 с.
9. Долгих, П.П. Лабораторный практикум и курсовое проектирование по освещению и облучению / П.П. Долгих, Я.А. Кунгс, Н.В. Цугленок; КрасгАу. - Красноярск, 2002. - 281 с.
10. Баев, В.И. Практикум по электрическому освещению и облучению / В.И. Баев. - М.: Агропромиздат, 1991.
- 175 с.
11. Долгих П.П., Завей-Борода В.Р., Кулаков Н.В. Алтынова И.М., Мисорина С.А., Голубева А.В. Облучательное устройство: положительное решение на выдачу патента на изобретение 2004120577/2(022030) от 8.08.05.
УДК 548.12+57.018.72 Б.П. Сорокин, Т.П. Сорокина
СИММЕТРИЯ В НАУКЕ, ТЕХНИКЕ И ТЕХНОЛОГИЯХ.
II. ПРИНЦИП СИММЕТРИИ В ЖИВОЙ И НЕЖИВОЙ ПРИРОДЕ
На основе принципа симметрии Кюри рассмотрены изменения симметрии того или иного объекта в результате внешнего воздействия. Приведены примеры расчета формы различных природных или искусственных объектов. Отмечена важность вычисления диссимметрии, возникающей в процессе изменения формы, с точки зрения распознавания характера воздействия и определенных свойств модифицированного объекта. Рассмотрена симметрия мелких икосаэд-рических вирусов. Указана взаимосвязь понятий симметрии с представлениями о границе между живой и неживой природы.
Данная статья является второй частью цикла и посвящена выводам и результатам, непосредственно вытекающим из симметрийного анализа на основе принципа симметрии Кюри. Все основные понятия и обозначения приведены в первой части [1].
1. Изменение симметрии объекта в результате внешнего воздействия
Рассмотрим, например, изменение симметрии кристалла точечной группы 23 (31_241_з) (рис.1) вследствие приложения электрического поля вдоль оси третьего порядка. Симметрия данной точечной группы предполагает наличие пьезоэлектричества, поскольку отсутствует центр симметрии. Как следует из рисунка 1, имеются три взаимно перпендикулярных неполярных оси второго порядка (обозначены прямыми с эллипсовидными закруглениями
23 (ЗЬ241.3)
Рис.1. Пространственное расположение ЭС в кристаллах точечной симметрии 23
