EOPiGZ_praktikum
.pdfПеред выполнением практических работ необходимо ознакомится с краткой теорией выполнения расчётов. Выбор варианта следующий: студенты числящиеся по списку с 1 по 10 номер выполняют первый вариант; студенты числящиеся по списку с 11 по 20 номер выполняют второй вариант; студенты числящиеся по списку с 21 номера и далее выполняют третий вариант.
Преподаватель Теселько К.Ф.
Введение
Учебное пособие написано в соответствии с программой предмета «Электрооборудование предприятий и гражданских зданий» для специальности 270116 средних специальных учебных заведений.
Пособие содержит краткие теоретические сведения, методические указания, порядок выполнения практических занятий. В настоящем пособии изложены сведения, дополняющие материал учебника, позволяющий приобрести студентам навыки расчета и выбора электродвигателей для приводимых механизмов, освоить методы расчета освещенности помещений. Пособие рассчитано на самостоятельную работу студентов при подготовке к практическим занятиям и выполнению самостоятельных работ.
Раздел 1 «Электрическое освещение»
Практическое занятие №1 Расчет освещённости по удельной мощности
Теоретическая часть.
Способ расчета освещения по удельной мощности ω применим для расчета общего равномерного освещения помещений без громоздкого затеняющего оборудования. Этот способ основан на методе коэффициента использования и дает несколько приближенное, но очень простое решение задачи.
ω = |
|
N × P |
, где |
|
|
||
|
|
S |
|
ω – |
удельная мощность, Вт/м2; |
||
N – |
количество светильников; |
||
P – |
мощность светильника, Вт |
||
S – |
площадь помещения, м2; |
Мощность светильника определяется по следующей формуле
P = ω × S ;
N
Количество светильников определяется из выражения
N = (2,1·λi +0,3)2 , где
i – индекс помещения; λ = L: h, где
L – расстояние между светильниками или их рядами, м h – расчетная высота, м
Индекс помещения определяется из выражения
I = 0,48· S
h
По таблицам, составленным для каждого типа светильника, определяют удельную мощность при заданных площади помещение, расчетной высоте и освещенности.
Пример решения:
Площадь помещения 288 м2, расчетная высота 3,5м, нормируемая освещенность 50лк, количество светильников 15.
Требуется определить мощность лампы накаливания.
По таблице №8 находим удельную мощность для данного помещения ω=9,5 Вт/м2
Р = ω × S = 288 × 9,5 = 182 ≈ 200 Вт.
N 15
Примеры для самостоятельной работы:
Вариант №1 |
Вариант №2 |
Вариант №3 |
S = 24 м2 |
S =160 м2 |
S = 70 м2 |
h = 2,5 м |
h = 5,5 м |
h = 4,2 м |
Е = 50 лк |
Е =75 лк |
Е = 50 лк |
Определить количество светильников N =? и мощность источника света Р = ?
Практическое занятие №2 Метод коэффициента использования
Теоретическая часть. В своей основе метод предназначен для расчета средней освещенности на рабочей поверхности и используется в основном для приближенных оценок при проектировании осветительных установок. Необходимо отметить, что коэффициент использования ( η ) прямо пропорционален коэффициенту полезного действия светильников. Значения коэффициентов использования находятся из таблиц, связывающих геометрические параметры помещений (индекс помещения – i) с их оптическими характеристиками (коэффициентами отражения от потолка, стен и пола) . Зависимость η от площади помещения, высоты и формы возможно учесть одной комплексной характеристикой – индексом помещения
i= |
S |
|
, где |
(h - hр ) × |
|
||
|
( A + B) |
А и В – длина и ширина помещения;
S – |
площадь помещения; |
||||||
h – |
высота помещения; |
||||||
hр – |
|
высота расчётной плоскости (рабочая поверхность) |
|||||
Световой поток каждого источника света, необходимый для |
|||||||
обеспечения уровня нормируемой освещенности определяется по формуле: |
|||||||
|
|
|
E |
н × S |
р |
× k × z |
|
Фл |
= |
|
|
|
|
, где |
|
|
η |
× |
|
||||
|
|
|
|
n |
|||
Фл – |
световой поток лампы, лм; |
||||||
Eн – |
|
нормируемая освещенность поверхности, лк; |
|||||
S - |
|
расчетная площадь, м2; |
k - коэффициент запаса;
z - коэффициент зависящий от размеров и формы помещения, коэффициента отражения его поверхностей, характеристик светильника, принимаемый 1,15при освещении светильниками, расположенными по вершинам полей, и 1,1 – при освещении линиями люминесцентных светильников,
n – количество ламп.
А Пример решения с люминесцентными лампами
Требуется осветить помещение площадью S = 18 х 24, м2 и высотой hр = 3.5 м двухламповыми светильниками типа SL. Светильники размещены в виде трех сплошных светящих линий, расположенных на расстоянии 6 м одна от другой по 21 шт. в каждой линии.
Вариант освещения помещения светильниками с люминесцентными лампами.
В
А
Рисунок 4
Коэффициенты отражения потолка, стен и расчетной поверхности соответственно равны ρп = 0.7, ρс = 0,5, ρр = 0,3. Рассчитать мощность источников света и суммарную установленную мощность, если нормированная освещенность Ен = 300 лк, а коэффициент запаса k = 1,5.
Прежде всего находим индекс помещения
i = |
S |
= |
18 × 24 |
|
≈ 3 |
|
h( A + B) |
3,5 × (18 + |
24) |
||||
|
|
|
Зная индекс помещения можно определить значение коэффициента использования по табл. № 1, в нашем случае η = 0,53 или 53%. Для заданных типов светильников коэффициент z = 1,1.
Далее определяем световой поток каждого источника света необходимый для обеспечения уровня нормируемой освещенности
|
E |
н × S |
р |
× k × z |
300 × (18 × 24) ×1,5 ×1,1 |
|
|
||
Фл = |
|
|
|
|
= |
|
|
≈ 3202 |
лм |
|
η |
× |
|
0,53 ×126 |
|
||||
|
|
n |
|
|
|
Ближайшая по световому потоку люминесцентная лампа ЛБ40 имеет световой поток 3000 лм, что несколько ниже потребного. Определим фактическую освещенность:
Еф = 300 · 3000 ≈ 281 лк
3202
Теперь определим общую установленную мощность и удельную мощность осветительной установки:
Робщ = n·Рл = 126· 40 = 5040 Вт
|
Pобщ |
|
5040 |
|
2 |
|
|
ω = |
|
= |
|
|
=10,77 Вт/м |
|
|
S |
18 × 24 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|||
Варианты задач для самостоятельной работы: |
|
||||||
Вариант 1. |
|
|
|
|
|
|
|
Дано помещение размерами: А = 22 м, В = 12 м, |
h = 4,0 м, hр = 0,7 м |
||||||
необходимо осветить |
двухламповыми |
светильниками |
типа SL. Светильники |
размещены тремя сплошными световыми линиями, расположенными на расстоянии 4м одна от другой по 18 шт в каждой линии.
Коэффициенты отражения потолка, стен и расчетной поверхности соответственно равны ρп = 0.7, ρс = 0,5, ρр = 0,1. Рассчитать мощность источников света и суммарную установленную мощность, если нормированная освещенность Ен = 300 лк, а коэффициент запаса k = 1,5. Коэффициент z = 1,1.
Вариант 2.
Дано помещение размерами: А = 26 м, В = 15 м, h = 4,3 м, hр = 0,8 м необходимо осветить двухламповыми светильниками типа SL. Светильники размещены тремя сплошными световыми линиями, расположенными на расстоянии 6м одна от другой по 24 шт в каждой линии.
Коэффициенты отражения потолка, стен и расчетной поверхности соответственно равны ρп = 50%, ρс = 30%, ρр = 10%. Рассчитать мощность источников света и суммарную установленную мощность, если нормированная освещенность Ен = 300 лк, а коэффициент запаса k = 1,5. Коэффициент z = 1,1.
Б Пример расчёта с лампами накаливания.
Дано помещение размерами: А = 24 м, В = 12 м, H = 4,5м, hр = 0,8м; коэффициенты отражения: ρп = 50%, ρс = 30%, ρр = 10%.
Требуется осветить это помещение светильниками «Астра»с лампами накаливания, создав освещенность Е = 50лк, при k = 1,3.
Светильник «Астра» имеет кривую светораспределения типа Д, для которого можно принять λс = 1,4. Приняв hc = 0,5м, получим h = 4,5-0,8-0,5 = 3,2м и L =3,2·1,4 = 4,5м. Определим количество светильников N = 15.
Размещаем светильники, как показано на приводимом рисунке
12
24
Рисунок 3
Находим индекс помещения
i= |
S |
= |
288 |
=2,5 |
|
h( A + B) |
3,2 × (24 +12) |
||||
|
|
|
и по табл. 1 определяем η = 0,59.Принимая z = 1,15, вычисляем потребный световой поток лампы
|
E |
н × S |
р |
× k × z |
50 ×1,3 × 288 ×1,15 |
|
|
Фл = |
|
|
|
|
= |
|
=2432лм |
|
η |
× |
|
15 × 0,59 |
|||
|
|
n |
|
Ближайшая лампа 220-230-150-2 мощностью 150 Вт имеет Ф в 2380 лм, 220- 230-200 мощностью 200 Вт и Ф в 2950 лм.
Еф = 50· 2380 = 48,9 лк
2432
Еф2 = 50· 2980 = 61,26 лк
2432
Робщ = n·Рл = 15·150 = 2250 Вт; Робщ = n·Рл = 15·200 = 3000 Вт
ω = Pобщ = 2250 = 7,8 лк/м2
S 288
Варианты задач для самостоятельной работы:
Вариант 1.
Дано помещение размерами: А = 28 м, В = 16 м, H = 3,5м, hр = 0,7м; коэффициенты отражения: ρп = 70%, ρс = 50%, ρр = 10%. Требуется осветить это помещение светильниками «Астра» с лампами накаливания, создав освещенность
Е = 50лк, при k = 1,3.
Светильник с лампой накаливания имеет кривую светораспределения типа Д, для которого можно принять λс = 0,9. Принимаем hc = 0,4м, z = 1,15.
Вариант 2.
Дано помещение размерами: А = 24 м, В = 12 м, H = 4,5м, hр = 0,8м; коэффициенты отражения: ρп = 50%, ρс = 30%, ρр = 10%. Требуется осветить это помещение светильниками «Астра» с лампами накаливания, создав освещенность
Е = 50лк, при k = 1,3.
Светильник с лампой накаливания имеет кривую светораспределения типа Д, для которого можно принять λс = 1,6. Принимаем hc = 0,5м,
z =1,15.
Практическое занятие № 3 Расчёт освещённости точечным методом.
Теоретическая часть.
Основой точечного метода являются графики или таблицы, позволяющие непосредственно или путем несложных вычислений определить освещенность любой точки поверхности, создаваемую светильником с известными параметрами:
1 – светораспределением, 2 – световым потоком, 3 – геометрическими характеристиками , которые определяют расположение светильника.
Освещенность точки горизонтальной поверхности выражается формулой
Е = |
Iα × cos3 α |
, где |
|
h 2 |
|||
|
|
Iα – заданная сила света для условной лампы со световым потоком Ф = 1000 лм. Iα·cos3α = ε – относительная освещенность, которая численно соответствует освещенности а, расположенной на том же луче, что и точка А, но на плоскости, по отношению к которой высота установки светильника h=1м. Введя данные обозначения и заменив (Е) на (е), чтобы подчеркнуть, что расчет ведется для условно взятой лампы с Ф = 1000лм. Формула приобретет вид:
ε = Iα· cos3α |
и e = |
ε |
|
h 2 |
|||
|
|
Так как ε является функцией угла α, то её удобнее изображать кривыми в функции d : h = tgα. Когда увеличение d >>h многократно заменяют d/h на обратное h:d, т.е. поворачивают кривую назад к началу оси координат.
Переход от относительной освещенности ε к освещенности данной конкретной поверхности осуществляется по формуле
Е = Ф ×ε
1000h 2
Рисунок 2.
Пример расчета.
Определите освещенность горизонтальной поверхности в точке, лежащей между двумя светильниками:
Рисунок 5
1-й с лампой ДРЛ мощностью 400 Вт, подвешенным на высоте 5м 2-й с лампой накаливания мощностью 100Вт, подвешенной на высоте
4м.
Точка находится на расстоянии 4м от основания первого и 3м от основания второго.
Дано:
Ф = 47,5 лм/Вт для лампы ДРЛ
Р
P1=400Вт
h1= 5м d1=4м P2=100Вт
h2=4м d2=3м
Ф =24,7 лм/Вт для лампы накаливания
Р
Определяем световой поток Ф1 лампы ДРЛ
Ф1 = Р1·47,5 = 400·47,5 =19000(лм)
Затем находим d1 : h1 = 4:5 = 0,8
По нижней части графика (рис.2) определяем относительную освещенность ε1= 30лк
при d1 : h1=0,8.
Подставляем численное значение в формулу
Е = |
ф1 ×ε1 |
= |
19000 × 30 |
=22,8(лк) |
||
|
|
|
||||
1 |
1000 |
× h 2 |
1000 × 52 |
|
||
|
|
|
1 |
|
|
|
Определяем световой поток Ф2 лампы накаливания
Ф2 =Р2·24,7=100·24,7=2470(лм)
Затем находим d2 : h2 =3:4=0,75
По нижней части графика (рис.2) определяем относительную освещенность ε2 = 20 при d2 : h2 =0,75
Подставляем численное значение в формулу
Е |
= |
Ф2 ×ε 2 |
= |
2470 × 20 |
=3,09(лк) |
|
|
||||
2 |
1000 × h22 |
1000 × 42 |
|
Общая освещенность точки на горизонтальной плоскости равна суммарной освещенности от 1-го и 2-го светильников
Е=Е1+Е2=22,8+3,09=25,89 (лк)
Примеры для самостоятельной работы
Вариант 1
Определите освещенность горизонтальной поверхности в точке, которая удалена от основания 1-го светильника на расстоянии 2м, от второго на расстоянии 5м.
1-й светильник типа ПВЛП с лампой ЛБ – 40 мощностью 40Вт установлен на высоте 6м,
Ф = 75 лм/Вт.
Р
2-й светильник с лампой накаливания мощностью 60Вт установлен на высоте 3м
иФ = 19 лм/Вт.
Р
Вариант 2
Определите освещенность горизонтальной поверхности в точке, которая удалена от основания 1-го светильника на расстоянии 7м, от второго на расстоянии 2м.
1-й светильник типа ДРИ с лампой мощностью 500Вт установлен на высоте 7м,
иФ = 95 лм/Вт
Р
2-й светильник с лампой ЛБ-40 мощностью 40Вт находящемся на высоте 5м
иФ = 75 лм/Вт
Р
Вариант 3
Определите освещенность горизонтальной поверхности в точке, которая удалена от основания 1-го светильника на расстоянии 2,5м, от второго на расстоянии 2,5м.
1-й светильник с лампой накаливания мощностью 100 Вт установлен на
высоте 3м Ф = 24,7 лм/Вт
Р
2-й светильник с лампой накаливания мощностью 60Вт находящемся на
высоте 3м и Ф = 19 лм/Вт.
Р