Hayvanların kızılötesi ısıtılması için ışınlayıcılar ve tesisler

Tarımda, genel amaçlı akkor lambalar, akkor lambalar, tüp yayıcılar ve tüp elektrikli ısıtıcılar (TEN), hayvanları ısıtmak için kızılötesi radyasyon kaynağı olarak kullanılır.

Akkor lambalar.

Akkor lambalar voltaj, güç ve tasarım bakımından farklılık gösterir. Akkor lambaların tasarımı amaçlarına bağlıdır. Çapı lambanın gücüne göre belirlenen cam ampul taban kısmında özel bir mastik ile güçlendirilmiştir. Tabanda, lambanın ağa bağlandığı sokete sabitlemek için bir vida dişi vardır. Tungsten, lambanın filamanını yapmak için kullanılır. Tungsten saçılımını azaltmak için lamba inert bir gazla (örn. argon, nitrojen, vb.) doldurulur.

Akkor lambanın ana parametreleri:

• Nominal gerilim,

• elektrik enerjisi,

• ışık akısı,

• ortalama yanma süresi.

Genel amaçlı akkor lambalar 127 ve 220 V olarak mevcuttur.

Akkor lambaların elektrik gücü, lambanın tasarlandığı anma gerilimi için ortalama bir değer olarak belirtilir. Tarımda, çoğunlukla 40 ila 1500 W güç aralığına sahip akkor lambalar kullanılır.

Bir akkor lambanın ışık akısı, lambanın elektrik gücü ve filamanın sıcaklığı ile doğru orantılıdır; nominal kullanım ömrünün %75'ini tüketen lambalar için ışık akısında başlangıç ​​değerinin %15-20'si kadar azalmaya izin verilir.

Hayvanları ısıtmak için aydınlatma lambaları kullanırken, yüksek düzeyde ışığın hayvanları tahriş edebileceğini unutmayın.

Bir akkor lambanın ortalama yanma süresi, esas olarak tungstenin püskürtülmesiyle belirlenir. Genel amaçlı akkor lambaların çoğu için ortalama yanma süresi 1000 saattir.

Şebeke geriliminin nominal değere göre değişmesi, lambanın yaydığı akıda, çıkışta ve kullanım ömründe değişikliklere neden olur. Voltaj ± %1 değiştiğinde lambanın ışık akısı ± %2,7 ve ortalama yanma süresi ± %13 değişir.

Yansıtıcı tabakalı akkor lambalar. Radyasyon akışını belirli bir alana yönlendirmek için, ampulün içinden üst kısmına uygulanan bir ayna ve dağınık bir yansıtıcı tabaka ile lambalar kullanılır.

Isı yayan lambalar.

Bu radyasyon kaynakları, bir tungsten mono-bobin ve ampulün özel profilli alüminize iç yüzeyi olan bir reflektörden oluşan "ışık" yayıcılardır. IKZ tipi lambalar için spektrum boyunca radyasyon akısı Ф (λ) dağılım eğrisi, Şek. 1.

Pirinç. 1.IKZ 220-500 ve IKZ 127-500 lambaların spektrumu boyunca radyasyon akısının dağılımı.

Pirinç. 2. IKZK 220-250 ve IKZK 127-250 lambaların spektrumu boyunca radyasyon akısının dağılımı.

İncirde. Şekil 2, IKZK 220-250 ve IKZK 127-250 tipi lambaların spektrumu boyunca radyasyon akısı dağılım eğrisini göstermektedir.

Lamba tipinin tanımındaki harfler şu anlama gelir: IKZ - kızılötesi ayna, IKZK 220-250 - boyalı ampullü kızılötesi ayna; harflerden sonraki rakamlar şebeke voltajını ve radyasyon kaynağının gücünü gösterir. Lamba paraboloid bir cam ampuldür. Lambanın yüzeyinin bir kısmı, ışıma akısını belirli bir yönde yoğunlaştırmak için içeriden ince bir yansıtıcı gümüş tabaka ile kaplanmıştır.

Cam ampullerin lambaların ömrünü etkileyen çok önemli bir parametresi ısıya dayanıklılıkları yani ani sıcaklık değişimlerine dayanabilmeleridir. Cam eritme sırasında yükün bileşimini değiştirerek ısı direncini artırmak için, ısı kapasitesini ve doğrusal genleşme sıcaklık katsayısını azaltmak ve ayrıca termal iletkenliği artırmak gerekir.

Ampulün şekline bağlı olarak, lambalar farklı bir radyasyon akışı dağılımına sahiptir: ya eksen boyunca konsantre (parabolik bir ampul ile) veya geniş, yaklaşık 45 ° 'lik bir katı açıda (küresel bir ampul ile). Tarımsal üretimde küresel ampullü lambaların kullanılmasının avantajı unutulmamalıdır, bu lambalar ısıtma bölgesinde daha üniform bir radyasyon dağılımı sağlar.

Ampulün içine bir tungsten filaman gövdesi sabitlenmiştir. Filament gövdesinin filament malzemesi vakumda buharlaşarak ampulün iç yüzeyine yerleşir ve siyah bir kaplama oluşturur.Bu, cam tarafından daha yoğun emilmesinin bir sonucu olarak ışık akısında bir azalmaya yol açar.

Lambanın kullanım ömrünü uzatmak ve filaman gövdesinin buharlaşma oranını azaltmak için şişe, inert gazların (argon ve nitrojen) karışımı ile doldurulur.

Gazın varlığı, ısı iletimi ve konveksiyon nedeniyle ısı kayıpları yaratır. Gazla doldurulmuş lambalarda, ampul yalnızca filamandan gelen radyasyonla değil, aynı zamanda dolum gazından gelen konveksiyon ve iletimle de ısıtılır. Bu nedenle, 500 W'lık bir lambadaki gazı ısıtmak, sağlanan enerjinin %9'unu tüketir.

Masif filaman gövdesine sahip güçlü lambalarda, gaz yoluyla ısı kaybındaki artış, filamanın dağılımındaki keskin düşüşle tamamen telafi edilir, böylece her zaman gazla salınırlar.

Vakum lambalarından farklı olarak, inert gaz şişelerinin bireysel bölümlerinin sıcaklığı çalışma konumlarına bağlıdır. Örneğin, şişeyi ters çevirerek metal-cam bağlantısının ısınmasını 383-403 K'den 323-343 K'ye düşürebilirsiniz.

Radyasyon akısı, filamanın vücut sıcaklığına bağlıdır. Sıcaklıktaki bir artış, tungstenin buharlaşmasını hızlandırır ve radyasyon akışındaki görünür ışık oranını artırır. Bu nedenle, kızılötesi radyasyonun etkili olduğu IKZ tipi lambalarda, filamanın çalışma sıcaklığı 2973 K'den (akkor lambada olduğu gibi) 2473 K'ye düşürülür ve ışık veriminde %60'lık bir azalma olur. Bu, tüketilen elektriğin %70'e kadarının kızılötesi radyasyona dönüştürülmesine izin verir.

Filamanın sıcaklığının düşürülmesi, kızılötesi lambaların hizmet ömrünün 1000 saatten 5000 saate çıkarılmasını mümkün kılmıştır.Akkor gövdenin dalga boyu 3,5 mikrondan fazla (toplam akının %7-8'i) olan radyasyonu ampulün camı tarafından emilir, bu da sıcaklık dalgalanmaları nedeniyle lambaların sık sık erken arızalanmasının nedenidir.

50-400 mm mesafedeki bir IKZ tipi lambadan ısıtılmış yüzeye ışınlama 2 ila 0,2 W / cm2 arasında değişir.

1 — 10 cm, 2 — 20 cm, 3 — 30 cm, 4 — 40 cm, 5 — 50 cm, 6 — 60 cm, 7 — 80 cm...

Radyasyonla ısı transferi için, tungsten bobinli ve bilye biçimli ampullü sıradan akkor lambalar kullanılabilir. Radyasyon verimindeki artış, değeri nominal değerden %5-10 daha az olan besleme gerilimi ile sağlanır; ayrıca cihaza parlatılmış alüminyum reflektörler takılmalıdır.

Tüp kızılötesi yayıcılar.

Tasarım gereği, kızılötesi radyasyon tüp kaynakları iki gruba ayrılır - metal dirençli alaşımlardan ve tungstenden yapılmış ısıtma gövdeleri ile. Birincisi, 10–20 mm çapında sıradan veya refrakter camdan bir tüptür; Tüpün içinde, merkezi eksen boyunca, uçlarına besleme voltajı uygulanan spiral şeklinde bir dişli bir gövde vardır. Bu tür yayıcılar yaygın olarak kullanılmamaktadır. Genellikle alan ısıtma için kullanılırlar.

Tungsten filaman yayıcılar, tasarım olarak akkor tüp lambalara benzer. Tungsten spiral şeklindeki ısıtma gövdesi, borunun ekseni boyunca yerleştirilmiştir ve bir cam çubuğa lehimlenmiş molibden tutucular üzerine sabitlenmiştir. Gümüş veya alüminyumun vakumda buharlaştırılmasıyla oluşturulan bir dış veya iç reflektör ile bir tüp radyatör yapılabilir. İncirde.Şekil 3, böyle bir IR yayıcının yapısını göstermektedir.

Radyasyonun tüp yayıcılardan gelen spektral dağılımı, tüp yayıcılarınkine yakındır; ısıtma sıcaklığı 2100-2450 K'dir.

Pirinç. 3. Geleneksel bir tüp IR kaynağının yapısı. 1 — taban; 2 — çubuk; 3 — çubuğu destekleyen yay; 4 — molibden tutucular; 5 — cam çubuk; 6 — elektrotlar; 7 — tungsten ipliği; 8 — cam tüp.

Düşük güçlü (100 W) borulu radyatörler, genç hayvanları ve kümes hayvanlarını ısıtmak için tarımda yaygın olarak kullanılabilir. Bu yüzden Fransa'da genç kümes hayvanlarını kafeslerde ısıtmak için kullanılırlar. Radyatörler doğrudan kafesin tavanına 45 cm yükseklikte monte edilir ve 40 tavuk için eşit ısıtma sağlar.

Tüp lambalar, genç çiftlik hayvanları ve kümes hayvanları için kombine ışınlama ve aydınlatma tesisatlarının oluşturulmasında başarılı bir şekilde kullanılabilir, özellikle UV lambalarının ve eritem aydınlatması için lambaların da boru şeklinde bir tasarıma sahip olduğunu düşünürsek.

Kuvars IR yayıcılar.

Kuvars IR yayıcılar, kuvars cam tüpün kullanılması dışında yukarıda açıklananlara benzer. Burada kendimizi tungsten ısıtma elemanlarına sahip kuvars IR yayıcıları dikkate almakla sınırlayacağız.

Pirinç. 4. Filaman tipi KI 220-1000 olan kızılötesi lamba için cihaz.

Şekil 4, KI (KG) tipi bir lamba olan bir kuvars tüp yayıcı cihazını göstermektedir. 10 mm çaplı silindirik şişe 1, IR spektral bölgesinde maksimum geçirgenliğe sahip kuvars camdan yapılmıştır. 1-2 mg iyot bir şişeye konur ve argon ile doldurulur. Tek bobin şeklinde yapılan ışık gövdesi 2, tüpün ekseni boyunca tungsten destekler 3 üzerine monte edilmiştir.

Lambaya giriş, kuvars bacaklara 4 lehimlenmiş molibden elektrotlar kullanılarak gerçekleştirilir. Filament spiralinin uçları, manşonların 5 iç kısmına vidalanır. Silindirik tabanlar 6, içinde dikiş bulunan bir nikel şeritten yapılır. dış molibden teller kaynaklıdır 7. Kuvars yayıcıların tabanlarının sıcaklığı 573 K'yi geçmemelidir. Bu bakımdan ışınlama tesislerinde radyatörlerin çalışma sırasında soğutulması zorunludur.

Eliptik bir silindir şeklindeki bir ayna reflektörü ile kombinasyon halinde, kuvars lambalar çok yüksek bir parlaklık oluşturur. Ayna lambaları 2-3 W/cm2'ye kadar radyasyon sağlıyorsa, reflektörlü kuvars lambadan 100 W/cm2'ye kadar radyasyon elde edilebilir.

Tungsten ısıtma elemanlı kuvars yayıcılar Osram, Philips, General Electric vb. firmalar tarafından üretilmektedir. 110/130 ve 220/250 V voltaj için W. Bu lambaların ömrü 5000 saattir.

KI-220-1000 lambasının radyasyon enerjisinin spektrum üzerindeki dağılımı, Şek. 5. Kuvars lambalar tarafından üretilen radyasyonun spektral bileşimi, ısıtılmış bir tüpten gelen radyasyonun neden olduğu, 2,5 mikrondan daha büyük dalga boyları bölgesinde ikinci bir maksimum olması gerçeğiyle karakterize edilir. Ampule iyot eklenmesi tungsten sıçramasını azaltacak ve böylece lambanın ömrünü uzatacaktır. Kızılötesi kuvars lambalarda, voltajı nominal değerin üzerine çıkarmak, hizmet ömründe keskin bir düşüşe yol açmaz, bu nedenle uygulanan voltajı değiştirerek radyasyon akısını sorunsuz bir şekilde ayarlamak mümkündür.

Pirinç. 5. KI 220-1000 tipi bir lambanın radyasyon enerjisi spektrumunun farklı lamba voltajlarında dağılımı.

İyot çevrimli kızılötesi kuvars lambaların aşağıdaki avantajları vardır:

• yüksek özgül radyasyon yoğunluğu;

• işletim ömrü boyunca radyasyon akışının kararlılığı. Yaşamın sonundaki radyasyon akışı, başlangıçtakinin %98'i kadardır;

• küçük boyutlar;

• uzun vadeli ve büyük aşırı yüklere dayanma yeteneği;

• besleme voltajını değiştirerek radyasyon akışını geniş bir aralıkta düzgün bir şekilde ayarlama yeteneği.

Bu lambaların ana dezavantajları:

• 623 K'nin üzerindeki manşon sıcaklıklarında, kuvars termal genleşme ile yok edilir;

• Lambalar sadece yatay konumda çalıştırılabilir, aksi takdirde akkor gövde kendi ağırlığı altında deforme olabilir ve tüpün alt kısmındaki iyot konsantrasyonu sonucunda iyot döngüsü bozulur.

Çeşitli tarım alanlarında boya ve verniklerin kurutulması için iyot çevrimli kızılötesi lambalar kullanılır; çiftlik hayvanlarını ısıtmak için (buzağı, domuz yavrusu, vb.).

Kızılötesi lambalı ışınlayıcılar.

Kızılötesi lambaları mekanik hasarlardan ve su damlalarından korumak ve radyasyon akışını uzayda yeniden dağıtmak için özel bağlantı parçaları kullanılır. Fikstür ile birlikte radyasyon kaynağına güç kaynağı denir.

Çeşitli kızılötesi lambalara sahip ışınlayıcılar, genç çiftlik hayvanlarının ve kümes hayvanlarının yerel olarak ısıtılması için hayvancılıkta yaygın olarak kullanılmaktadır.