Полная версия

Главная arrow Техника arrow АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

АВТОМАТИЗАЦИЯ УСТАНОВОК ИНФРАКРАСНОГО ОБОГРЕВА

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНФРАКРАСНОГО ОБОГРЕВА

Инфракрасное излучение используют в сельскохозяйственном производстве для обогрева молодняка животных и птицы, сушки овощей и фруктов, для предпосевной обработки семенного материала зерновых и овощных культур, дезинсекции и во многих других технологических процессах.

Инфракрасное излучение так же, как и видимое, и ультрафиолетовое позволяет передавать энергию при отсутствии непосредственного контакта между источником и приемником.

Передача энергии имеет ряд преимуществ перед конвекцией или теплопроводностью. Поток инфракрасного излучения имеет направленное распространение и может быть сконцентрирован на приемнике излучения. Применяя различные типы источников и формы отражателей инфракрасного излучения, можно создавать локализованное облучение или обеспечивать требуемую равномерность распределения облучения по облучаемой поверхности.

Инфракрасное излучение многими веществами поглощается избирательно. Воздухом инфракрасное излучение почти не поглощается, а коэффициент его поглощения водой весьма высок.

Электрические источники инфракрасного излучения обладают высоким коэффициентом полезного действия, малыми инерционностью, металлоемкостью и массой при значительных единичных мощностях, легко поддаются регулированию и управлению при помощи средств автоматизации.

На большей части территории России холодный осенне-зимний период, длящийся 5...8 мес, характеризуется пониженными температурами и является наиболее трудным для содержания сельскохозяйственных животных.

Молодняк животных и птиц в первые дни после рождения имеет весьма несовершенный механизм терморегулирования. Низкая температура, высокая влажность воздуха отрицательно сказываются на развитии и росте молодняка, ведут к нарушению обмена веществ, простудным заболеваниям, расстройству пищеварения и к гибели животных. Требуемый тепловой режим в животноводческих помещениях может быть обеспечен системой общего обогрева или комбинированной системой общего и локального обогрева.

Система обогрева, предназначенная для поддержания необходимых температур во всем животноводческом помещении, требует значительных затрат энергии. Поэтому целесообразна комбинированная система, при которой температура воздуха повышается лишь в ограниченной зоне содержания молодняка животных. Для обеспечения локального обогрева используют электрообогревае- мые полы, электронагревательные коврики, маты, панели и другие нагревательные установки. В сельском хозяйстве широко применяют обогрев молодняка источниками инфракрасного излучения.

Поток инфракрасного излучения, достигая тела животного, частично отражается, но остальная его часть поглощается кожей и подкожной тканью, создавая тепловой эффект. В облучаемых участках кожи количество крови увеличивается в 10...15 раз, через

1...2 мин появляется тепловая эритема.

Поглощение инфракрасного излучения живым организмом — достаточно сложный биологический процесс, в котором участвует весь организм животного. Действуя на нервную систему организма через тепловые рецепторы кожи, излучение улучшает функции желез, кроветворных органов и кровоснабжение тканей тела. Однако длительное непрерывное термическое разрежение и чрезмерная эритема кожи оказывают отрицательное воздействие на организм животного. Прерывистый же режим облучения, чередование воздействия высоких и низких температур подвергают нервную и сосудистую системы своеобразному тренингу, способствующему закаливанию организма.

Таким образом, инфракрасное излучение в отличие от других средств местного обогрева не только оказывает на животных согревающее действие, но и усиливает биологические процессы в их организме, а следовательно, улучшает состояние, развитие, прирост массы и сохранность животных. Наиболее благоприятные условия для содержания молодняка животных позволяет создавать сочетание безынерционных инфракрасных облучательных установок с аккумулирующими теплоту обогреваемыми полами, электронагревательными ковриками, матами, панелями, препятствующими потерям теплоты через пол.

Помимо благотворного влияния на организм животных и птиц, известны другие положительные эффекты от воздействия инфракрасного излучения на сельскохозяйственные объекты. Например, дозированное воздействие инфракрасного излучения на семена положительно влияет на их посевные качества. При облучении семян яровой пшеницы температура их поверхности за

10...30 с повышается до 25...45 °С, что не только не снижает качество зерна, но и увеличивает урожай. В установке для инфракрасного облучения семян последние перемещаются по лотку под лампами накаливания. За 40...60 с пребывания семян в машине они нагреваются до 48...55 °С. Обработкой зерна в установке достигают несколько целей: зерно подсушивается, подвергается дезинсекции, проходит предпосевную обработку, повышающую всхожесть, качество растений и урожай. Дезинсекцирующее действие инфракрасного излучения основано на его селективном воздействии на живые организмы, в зависимости от содержания в них влаги. Типовая установка для инфракрасной обработки семян характеризуется мощностью 16 кВт, производительностью 500 кг/л и удельным расходом электроэнергии 25...40 кВт • ч/т.

Для дезинсекции мешкотары создан передвижной дезинсектор. Дезинсектор состоит из двух плоских вертикальных инфракрасных излучателей, между которыми бесконечной цепью с крюками перемещаются мешки. В течение 70 с ткань нагревается до 100 °С и находящиеся на ней насекомые гибнут. Мощность установки 12,6 кВт, производительность 600 мешков за час, удельный расход энергии 1 кВт • ч на пять мешков.

Большинство зрелых плодов, овощей и ягод отличается от незрелых своей окраской, поврежденные плоды — окраской и формой. На данных признаках основан принцип действия фотосорти- ровальных машин. В этих машинах сортировка плодов осуществляется по результатам анализа соотношения инфракрасных потоков пропускания, поглощения и отражения. Например, машина для сортировки томатов определяет степень их зрелости на основании сопоставления коэффициентов отражения от их поверхности излучений с длинами волн 55, 640 и 660 нм. Машина разделяет томаты на пять фракций в момент движения их через фотометрическое устройство со скоростью 0,12 м/с. По команде электронного устройства толкатели сбрасывают плоды в одну из пяти приемных емкостей.

Инфракрасное излучение применяют также при пастеризации молока. Инфракрасная пастеризация обладает существенными преимуществами перед традиционными способами в теплообменных аппаратах. При воздействии инфракрасного излучения за

3...4 с уничтожается 99,8—99,9 % бактерий, после чего молоко может храниться при температуре 5°С в течение 8...10сут. При этом отмечается сохранение естественного вкуса, быстрота обработки и сокращение удельных затрат на пастеризацию в 1,5...2 раза.

При ремонте сельскохозяйственной техники и электродвигателей одним из перспективных направлений в использовании инфракрасного излучения считают сушку лакокрасочных покрытий. Для сушки обмоток статоров электродвигателей без их демонтажа с фундамента целесообразно использовать инфракрасные лампы, имеющие малые размеры при относительно большой единичной мощности.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>