Расчет освещения ксеноновыми лампами
Для освещения больших площадей карьеров широко используют светильники с ксеноновыми лампами.
Методика расчета освещения ксеноновыми лампами заключается в следующем.
Принимается высота h от освещаемой поверхности до светильника и угол наклона Q светового потока к горизонту (рис. 6.1).
 |
Строятся координатные оси x и y. Ось х совмещается с направлением Imax светильника. На оси х в масштабе 1:2000 или 1:5000 откладываются значение расстояний х = 10, х = 20, х = 30 м и т.д. За ноль принимается место установки светильника.
Задаваясь соотношением 
, определяем координату x для данного угла наклона Q = const.
, (6.1)
где r – коэффициент отражения.
. (6.2)
Задаваясь горизонтальной освещенностью, определяем относительную освещенность (клк)
, (6.3)
где kз = 1,5 – коэффициент запаса.
Зная значения x и e, по кривым показанным на рис. 3, определяем h.
Зная h, r и h, определяем координату y
. (6.4)
Знание координаты х, которой задавались в начале расчета, и координаты у, позволяет определить точку с заданной горизонтальной освещенностью Ег. Задаваясь рядом значений х при одном и том же значении угла Q, получаем кривую равных значений горизонтальной освещенности. Аналогично могут быть получены кривые равных значений и для других значений горизонтальной освещенности.
Данным методом можно построить изолюксы для любых значений h, Q и Ег.
Наложением построенных кривых на план горных работ получают горизонтальные освещенности в любой точке карьера.
ПРИМЕР 6.1.
По методике расчета освещения ксеноновыми лампами построить изолюксы горизонтальной освещенности для светового прибора СКсН1-20000, установленного на высоте от подошвы освещаемой поверхности h = 40 м под углом к горизонтали Q = 10° и Q = 15° для обеспечения минимальной освещенности Еmin = 0,5 лк.
РЕШЕНИЕ
Строим координатные оси х и у (рис. 6.2).
Ось х совмещаем с направлением максимальной силы света светового прибора и на ней откладываем в масштабе 1:5000 произвольные расстояния (10, 20, 30 м и т.д.) от нуля, за который принимается место установки светового прибора.
Задаваясь отношением , равным 2; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 5; 5,5; 6; и 6,5, определяем координату x для угла Q = 10° по формуле:
,
где r – коэффициент отражения по формуле
.
Значения r и x определим для отношения = 2
;
.
Аналогично определяем значения r и x для остальных значений при Q = 10° и Q = 15° и данные заносим в табл. П.1.
Определяем относительную освещенность e (клк) для горизонтальной освещенности Еmin = 0,5 по формуле:
,
где kз = 1,5 – коэффициент запаса.
Коэффициент отражения r принимаем по табл. П.1. Для r = 2,13
клк.
Аналогичные расчеты производим для остальных значений r и данные заносим в табл. П.1.
Зная значения x и e, по кривым рис. 6.3 определяем h светильника СКсН1-20000 и данные заносим в табл. П.1.
Зная h, r и h, определяем координату у по формуле:
.
Для h = 1,05, r = 2,13 и h = 40 м
м.
Аналогично определяем координату у и для других значений h, r и h при Q = 10° и Q = 15° и данные заносим в табл. П.1.
По полученным значениям координаты у и заданным значениям координаты х строим изолюксы светильника СКсН1-20000 в масштабе 1:5000 (рис. 4). Путем наложения полученных изолюкс на план освещаемой поверхности, вычерченный в этом же масштабе, можно определить место установки осветительного прибора, угол наклона осветительного прибора при высоте установки h = 40 м, а также план горизонтальной освещенности в любой точке освещаемой поверхности.
ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ
Задача 1. Определить необходимое число светильников для освещения откаточного штрека длиной 500 м. Для освещения приняты светильники РВЛ-20М.
Задача 2. Определить освещенность между светильниками на почве в уклоне, где в соответствии с нормами горизонтальная освещенность должна быть 1 лк. Высота выработки 2,3 м; высота от кровли до центра светящейся нити 0,3 м. Для освещения приняты светильники РВЛ-20М. Коэффициент запаса kз = 1,5.
Задача 3. Выбрать тип светильников и определить их число для освещения квершлага длиной 350 м. Рассчитать и принять магистральный кабель. Допустимая потеря напряжения Du = 4%.
Задача 4. Для освещения капитального квершлага длиной 500 м приняты светильники РВЛ-40М. Определить мощность и выбрать тип осветительного трансформатора.
Задача 5. Рассчитать освещение квершлага длиной L = 300 м. Крепление бетонное. Высота квершлага Н = 2,8 м. Шахта не опасна по газу и пыли. Напряжение осветительной сети U = 127 B.
Задача 6. Определить освещенность между светильниками РВЛ-40М на почве штрека с электровозной откаткой. Расстояние между светильниками L = 8 м, а высота подвеса от почвы h = 2,2 м.
Задача 7. Для освещения разминовки у погрузочного пункта приняты светильники РВЛ-20М, подвешенные на высоте 2,5 м от почвы и на расстоянии 5 м один от другого.
Определить освещенность на почве штрека, если световой поток лампы Фл = 980 лм и коэффициент запаса кз = 1,5.
Задача 8. Рассчитать освещение очистного забоя, закрепленного механизированной крепью. Длина освещаемой части очистного забоя 150 м, высота светового центра от почвы h = 1,2 м.
Задача 9. Определить число и тип светильников для освещения камеры ЦПП. Размеры камеры: длина 10 м, ширина 8 м, высота 4,5 м. Крепление камеры ЦПП бетонное с побелкой. Напряжение осветительной сети 127 В. Шахта опасна по газу и пыли.
Задача 10. Камера электровозного гаража имеет размеры: длину 40 м, ширину 5 м, высоту 3,5 м. Стены и потолок побелены. Выбрать тип светильников и рассчитать их число для обеспечения допустимой согласно ПТЭ минимальной горизонтальной освещенности на верстаках Еmin = 20 лк. Шахта опасна по газу и пыли.
Задача 11. Рассчитать освещение водоотливной камеры. Длина камеры 25 м, ширина 8 м и высота 3,5 м. Крепление камеры бетонное с побелкой. Шахта опасна по газу и пыли.
Освещаемая рабочая поверхность принимается на уровне 0,8 м от почвы. Световой центр располагается на расстоянии 0,3 м от потолка. Напряжение осветительной сети 127 В.
Задача 12. Определить необходимое число светильников РН-200 для освещения насосной камеры в около ствольном дворе рудной шахты. Размеры камеры: длина 30 м, ширина 6 м, высота 3,5 м. Крепление бетонное без побелки. Освещаемая условная рабочая поверхность принимается от пола на высоте 0,8 м, а световой центр располагается от потолка на расстоянии 0,3 м. Напряжение сети 127 В.
Задача 13. Рассчитать общее освещение механической мастерской на поверхности шахты. Длина помещения 30 м, ширина 15 м, высота 4 м. Коэффициенты отражения: потолка rп = 0,5, стен rс = 0,3. Напряжение осветительной сети 220 В. Определить установленную мощность освещения.
Задача 14. Рассчитать общее освещение компрессорной. Размеры помещения: длина 40 м, ширина 20 м, высота 4 м. Коэффициенты отражения: потолка rп = 0,5, стен rс = 0,3. Напряжение осветительной сети 220 В. Определить установленную и удельную мощность освещения.
Задача 15. Определить число и мощность светильников для освещения конструкторского бюро. Размеры помещения: длина 18 м, ширина 5 м, высота 3 м. Коэффициенты отражения: стен rс = 0,5, потолка rп = 0,7. Напряжение осветительной сети 220 В.
Задача 16. Для освещения породопогрузочной четырехугольной площадки карьера со стороной, равной 100 м, решили принять прожекторное освещение прожекторами ПЗС-35 с лампой мощностью 500 Вт, напряжением 220 В. Коэффициент запаса kз = 1,5, коэффициент потерь света kп = 1,3. Определить число прожекторов и высоту их установки, если на площадке используются экскаваторы и автомобильный транспорт.
Задача 17. Для освещения открытого лесного склада рудника площадью S = 100 x 50 = 5000 м2 решили применить прожекторное освещение с прожекторами ПЗС-45 с лампой мощностью 1000 Вт, напряжением 220 В. Определить число прожекторов и высоту их установки.
Задача 18. Для освещения рудного склада с механической нагрузкой руды площадью S = 10 000 м2 применили прожекторы ПЗС-35, Pл = 500 Вт, U = 220 В. Определить число прожекторов и высоту их установки. Коэффициент запаса kз = 1,5 и коэффициент потерь света kп = 1,3.
Задача 19. Определить необходимое число прожекторов и высоту их установки, применяемых для освещения железнодорожной станции на участке вскрыши угольного разреза. Площадь станции S = 16 000 м2. Напряжение осветительной сети 220 В.
Задача 20. Отвалы освещаются группой прожекторов ПЗС-35 с лампой мощностью 500 Вт, напряжением 220 В. Прожекторы установлены на мачтах высотой 14 м. Определить оптимальный угол наклона оптической оси прожекторов Qг при следующих условиях: световые пятна прожекторов перекрывают друг друга; требуемая освещенность Еmin = 0,5 лк, коэффициент запаса kз = 1,5.
Задача 21. Рассчитать наружное освещение подъездных железнодорожных путей длиной 150 м на территории шахты и определить сечение проводов осветительной сети. Расчетная длина четырехпроводной воздушной осветительной сети 380/220 В составляет 250 м.
Задача 22. Рассчитать освещение шоссейной дороги, идущей от шахты до рабочего поселка. Длина дороги 600 м. Вдоль дороги установлены железобетонные опоры осветительной сети высотой 9 м. Расстояние между опорами L = 20 м. Напряжение осветительной сети 220 В.
Задача 23. Определить освещенность между светильниками на участке выработки, где производится перегрузка угля, где в соответствии с нормами горизонтальная освещенность должна быть 10 лк. Высота выработки 2,5 м; высота от кровли до центра светящейся нити 0,5 м. Для освещения приняты светильники РВЛ-40М. Коэффициент запаса kз = 1,5.КсН1-20000 с лампой ДКсТ-20000, установленного на высоте от подошвы освещаемой поверхности h = 30 м под углом к горизонтали Q = 10° и Q = 15° для обеспечения минимальной освещенности Emin = 0,5 лк.
Задача 24. Определить мощность трансформатора для осветительных нагрузок при следующих условиях: мощность ламп накаливания, установленных в светильниках для наружного освещения SРл.н = 16 кВт; мощность люминесцентных ламп, установленных в светильниках для освещения SРл.л = 6 кВт; коэффициент мощности люминесцентных ламп cosjл.л = 0,9, ламп накаливания cosjл.н = 1; к.п.д. осветительной сети h = 0,95; к.п.д. светильников с лампами накаливания и люминесцентными лампами равны 70%.
Задача 25. Определить методом удельной мощности число светильников РП-200 для освещения камеры ЦПП длиной 20 м и шириной 10 м.