Радиотехнический информационно-управляющий комплекс системы низкоорбитальных малых космических аппаратов наблюдения

Расчет освещения производится для комнаты площадью 27 м² , ширина которой 4,5 м, высота – 3,5 м. Воспользуемся методом светового потока.

 Для определения количества  светильников определим световой  поток, падающий на поверхность  по формуле: 

 

 где

 

Ф_л - рассчитываемый световой поток, лм;

Е - нормированная минимальная освещенность, лк. Работу инженера можно отнести  к разряду точных работ, для которой  минимальная комбинированная освещенность будет E_комб ⁼ 400 лк при газоразрядных лампах. А минимальная общая освещенность составляет 10% от комбинированной, но не меньше 150 лк;

E_общ= 150 лк.

S - площадь освещаемого помещения  (S = 27 м²);

z - отношение средней освещенности к минимальной (для люминесцентных  ламп  -  1,1)

k_з - коэффициент запаса, учитывающий уменьшение светового потока лампы в результате загрязнения светильников в процессе эксплуатации. Для помещения с малым выделением пыли, дыма и копоти k_з = 1,5;

U_oy - коэффициент использования. Он выражается отношением светового потока, падающего на расчетную поверхность, к суммарному потоку всех ламп и исчисляется в долях единицы, зависит от характеристик светильника, размеров помещения, окраски стен и потолка, характеризуемых коэффициентами отражения от стен Рс и потолка Рп. Значение коэффициентов Рс и Рп примем 30% и 50% соответственно. Окраска стен и потолка – универсальная без затенителя. Для определения коэффициента использования вычислим индекс помещения по формуле:

, где

 

S - площадь помещения, S = 27 м²;

h - расчетная высота подвеса

,  где

H = 3,5 м – высота помещения;

h _р= 0,75 м – высота рабочей поверхности от пола;

h_c = 0,20 м – расстояние от светильников до перекрытия;

м;

A - ширина помещения, А = 4,5 м;

В - длина помещения, В = 6 м.

 

Подставив значения получим:

 

 

Для индекса помещения I = 1; Р_с = 30%; Р_п = 50%  U_оу = 0,42.

          При расчете люминесцентного освещения чаще всего первоначально намечается число рядов светильников N, которое подставляется в формулу для расчета Ф_л вместо n. Тогда под Ф_л следует подразумевать световой поток светильников одного ряда.

           Рекомендуемое отношение расстояния между светильниками (L) к расчетной высоте (h) не должно превышать 0,6 то есть L = 1,5 м.

Тогда число рядов светильников N можно получить из следующего уравнения:

, где

В = 4,5 м – ширина помещения.

;

Следовательно: лм.

Число светильников в ряду определяется как:

,  где

Ф_л=7955 лм – световой поток светильников одного ряда;

Ф₁ – световой поток одного светильника.

Для определения Ф₁ необходимо выбрать светильник. В качестве светильников освещения выберем светильник: ЛВО03-2x40-001. В этом светильнике применяются две лампы ЛБ-40 со световым потоком 2800 лм каждая. Таким образом, суммарный световой поток выбранного светильника составит: Ф₁=5600 лм.

Тогда число светильников в ряду составит:

  Þ 2 светильника в ряду

Габаритные размеры светильника:  1275x310x115  (мм).

Суммарная длина светильников меньше длины помещения, поэтому применяется  ряд с равномерно распределенными  вдоль него разрывами между светильниками (рис8.6).

Расстояние от светильников до стены  X:

X=(0,3…0,5)L=0,4·1,5=0,6  м.

Определим расстояние l между светильниками в одном ряду из уравнения:

A=2·L_св+l+2·0.4·l, где

А=6 м – длина помещения;

L_св=1,275 м – длина светильника;

6=2·1,275+l+2·0,4·l   Решая уравнение относительно l, получим:

l=1,92 м.

Расстояние  от светильника до стены В:       0,4·l=0,76 м.

 

 

 

 

Расположение  светильников показано на рис. 8.6.

 

 
Рис. 8.6 –  Схема расположения светильников

Расчет качественных показателей освещения.

 

К нормируемым  характеристикам осветительных  установок относятся:

• показатель ослепленности;
• показатель дискомфорта;
• цилиндрическая освещенность;
• коэффициент пульсации светового потока;

 

Расчет показателя ослепленности.

 

Инженерный метод расчета показателя ослепленности и проверке соответствия рассчитанной осветительной установки требованиям норм заключается в использовании допустимых значений Р.

Показатель ослепленности промышленных осветительных установок определяется по формуле:

 

а = 1,4 – коэффициент, учитывающий спектр излучения источника света;

К = 3lgL_л - 8,54 = 3,2 – коэффициент, учитывающий максимальную яркость светильника, принимаемую равной максимальной яркости источника света;

 

Е – освещенность;

- коэффициент отражения рабочей  поверхности;

- сила света i-го светильника по направлению к глазу наблюдателя;

- угол действия i-го блёского источника;

- расстояние i-го блёского источника от глаза наблюдателя.

Для

      

.

Расчет показателя дискомфорта.

Проверка ОУ на соответствие нормируемым  значениям показателя дискомфорта  производится в зависимости от светораспределения светильника и распределения светового потока светильника в верхней и нижней полусфере, а также его геометрических размеров.

Определим коэффициент :

,

где - световой поток светильника в нижнюю полусферу, тыс.лк;

- площадь выходного отверстия  светильника, м² .

( по табл.)

Светораспределение носит закон: (1-ая группа).

 

= 0,75 – индекс помещения;

- коэффициенты отражения стен  и пола.

Показатель дискомфорта М = 40 при соответствующих данных и

Показатель дискомфорта удовлетворяет  требованиям, т.к. .

 

Расчет цилиндрической освещенности.

Цилиндрическая освещенность (является характеристикой ощущения насыщенности помещения светом и определяется как средняя плотность светового потока на боковой поверхности цилиндра с вертикальной осью, радиус и высота которого стремятся к нулю. Определим минимальную цилиндрическую освещенность:

                   

 

 Показатель m =

Находим минимальную цилиндрическую освещенность при /м².

лк.

Найдем фактический удельный световой поток:

 

где n – общее число ламп, установленных во всех светильниках;

- световой поток лампы, лм.

- световой поток светильника  для условной лампы с потоком  1000 лм;

S – площадь потолка помещения, м².

Определим минимальную цилиндрическую освещенность по формуле:

лк,

где - коэффициент запаса.

Минимальная цилиндрическая освещенность удовлетворяет требованиям СНиП 23-05-95.

 

Расчет коэффициента пульсации.

              При питании газоразрядных ламп переменным током промышленной частоты 50 Гц из-за малой постоянной времени газового разряда лампа зажигается и гаснет соответственно на положительном и отрицательном полупериоде напряжения, вызывая вредные для зрения пульсации светового потока с частотой 100 Гц.

Коэффициент пульсации освещенности на рабочих местах определяется по формуле:

 

где - соответственно максимальное и минимальное значение освещенности за период колебания.

- среднее значение освещенности  за тот же период.

 

          Коэффициент пульсации не должен превышать 5%, согласно СанПиН

2.2.2.542-96.

 

8.5 Механическая  вентиляция

 

Системы отопления и системы кондиционирования  следует устанавливать так, чтобы  ни теплый, ни холодный воздух не направлялся  на людей. На производстве рекомендуется  создавать динамический климат с  определенными перепадами показателей. Температура воздуха у поверхности  пола и на уровне головы не должна отличаться более, чем на 5 градусов. В производственных помещениях помимо естественной вентиляции предусматривают приточно-вытяжную вентиляцию. Основным параметром, определяющим характеристики вентиляционной системы, является кратность обмена, т.е. сколько раз в час сменится воздух в помещении.

Расчет  для помещения

V_вент - объем воздуха, необходимый для обмена;

V_пом - объем рабочего помещения.

Для расчета  примем следующие размеры рабочего помещения:

длина В = 6 м;

ширина А = 4 м;

высота  Н = 3 м.

Соответственно  объем помещения равен:

 м³.

Необходимый для обмена объем воздуха V_вент определим исходя из уравнения теплового баланса:

_.

Q_избыт - избыточная теплота (Вт);

С = 1000 - удельная теплопроводность воздуха (Дж/кгК);

Y = 1,2 - плотность  воздуха (мг/см).

Температура уходящего воздуха определяется по формуле:

t_уход = t_рм + ( Н - 2 )t ,  где

t = 1-5 градусов - превышение t на 1м высоты помещения;

t_рм = 25 градусов - температура на рабочем месте;

Н = 3 м - высота помещения;

t_приход = 20 градусов.

t_уход = 25 + ( 3 - 2 ) 3 = 28 градусов

Q_избыт = Q_изб.1 + Q_изб.2 + Q_изб.3 + Q_изб.4, где

Q_изб. - избыток тепла от электрооборудования и освещения.

Q_изб.1 = Е * р  ,  где

Е - коэффициент  потерь электроэнергии на топлоотвод ( Е=0,55 для освещения);

р - мощность, р = 40 Вт * 8 = 320 Вт.

Q_изб.1 = 0,55 * 320=176 Вт

Q_изб.2 - теплопоступление от солнечной радиации,

Q_изб.2 =m * S * k * Q_c  , где

m - число окон, примем m = 2;

S - площадь  окна, S = 2 * 1.5 = 3 м²;

k - коэффициент, учитывающий остекление. Для двойного остекления

k = 0,6;

Q_c = 127 Вт/м - теплопоступление от  окон.

Q_изб.2 = 3 * 2  *  0,6 * 127 =457 Вт .

Q_изб.3 - тепловыделения людей

Q_изб.3 = n * q  , где

q = 80 Вт/чел. , n - число людей, например, n = 3

Q_изб.3 = 3 * 80 = 240 Вт .

Q_изб.4 = p_эвм N_эвм n ,  где n - коэффициент тепловых потерь(n=0,7 для ПЭВМ );

N_эвм – количество ПЭВМ, пусть N_эвм = 3.

Q_изб.4 = 400 * 3 * 0,7 = 840 Вт.

Q_избыт = 176 + 457 + 240 + 840 = 1713 Вт .

Из уравнения  теплового баланса следует:

 м³/ч.

Проведем расчет  принудительной  внешнеобменной приточной вентиляции для указанного помещения.  Вентиляционная система состоит из следующих элементов:

• приточной камеры,  в состав которой входят вентилятор с электродвигателем,  калорифер для подогрева воздуха  в холодное время года и жалюзийная решётка для  регулирования объёма поступающего воздуха;
• круглого стального воздуховода длиной 1,5 м;
• воздухораспределителя ВП для подачи воздуха в помещение.

Потери давления  в  вентиляционной системе определяются по формуле:

,         (1.11)

где H - потери давления, Па;

R - удельные потери давления  на трение  в  воздуховоде,  Па/м;

l - длина воздуховода, м;

- суммарный коэффициент местных  потерь в системе;

V - скорость воздуха (V=3 м/с);

р - плотность воздуха ( р=1,2 кг/м3).

Необходимый диаметр воздуховода  для данной вентиляционной системы:

 

Принимаем в качестве диаметра ближайшую  большую стандартную величину - 0,45 м.  Для воздуховода данного диаметра удельные потери давления на трение R=0,24 Па/м.

Местные потери возникают в жалюзийной решётке  (=1,2), воздухораспределителе (=1,4)  и калорифере (=2,2).  Тогда суммарный коэффициент

= 1,2+1,4+2,2 = 4,8.

Тогда по (1.11):

 

 

С  учётом  10%-ого  запаса

H = 1,1 * 26,28 = 28,91 Па,

 

По каталогу  выбираем  вентилятор осевой серии МЦ №4:  расход воздуха 1600 м³/ч,  давление 40 Па, КПД 65%, скорость вращения 960 об/мин,  диаметр колеса 400 мм,  мощность электродвигателя 0,032 кВт (двигатель соединён на  одной оси с вентилятором).