设计和开发的最佳照明参数运输道路表面煤矿使用MATLAB软件程序——一个案例研究

N.Lakshmipathy¹,Ch.S.N.Murthy²先生,一边³

电气和电子Engg Asst.教授,部门。,Oorgaum Dr.TTIT kg。F - 563120,印度
教授,矿业Engg系。,NITK, Surathkal, Mangalore – 575025, India.
教授,矿业Engg系。,NITK, Surathkal, Mangalore – 575025, India.

文摘

在表面矿山自然光不可用,特别是在夜间人工光源提供了更好的看到,这有助于增加产量,减少工人疲劳,保护他们的健康,眼睛和神经系统,减少事故的发生。一个主要的问题在我表面照明是连续改变任务的地方,包括道路。因为这个原因,很难提供任何形式的长期永久结构照明。因此,照明设施以固定时间间隔的变化是非常必要的,以确保所需的亮度级,根据不同监管机构指定的照明标准。

介绍

矿山特别是运输道路照明是一个关键关心矿山当局。因为相对于其他矿山照明运输道路的位置相当繁琐和复杂。这主要是因为运输道路不断移动,这就需要定期改变光的波兰人/灯。低效的照明每年浪费大量金融资源也照明创造安全条件差。节能技术和适当的照明系统的设计可以大幅降低运输道路照明成本通常由25-60 % (NYCGP 2009)它也改善矿工的安全性和舒适性。一个设计良好的节能运材道路照明系统应该允许用户夜间旅游具有良好的可视性,在安全和舒适,同时减少能源使用和成本,增强社区的外观。相反,设计不佳的照明系统会导致能见度不良或光污染,或两者兼而有之。通常,运输道路照明设计和维护不足不好(例如,有大量的灯),并使用过时的照明technology-thus消耗大量的能源和金融资源,尽管经常无法提供高质量的照明(美国国际开发署在2010年6月)。美国能源效率,基于中央电力机构统计,估计总值公共照明能耗为61.31亿千瓦时为2007 - 2008年在印度。

为了提供一个舒适的光级煤矿,按照现行指南,系统的照明需要进行调查。在这方面,作为一个案例研究中,一个照明调查在一个大型煤矿机械化表面的一个国家。为了评估状态的照明在表面煤矿,照明系统的需要进行使用适当的法定指南,以便可以采取有效的控制措施。保持这个观点,照明研究煤矿机械化的表面被认为是案例研究。

然后试图设计一个程序,给出了实时矿山照明的调查数据。这个项目是在MATLAB平台上开发的。程序给出了一个实时勒克斯数据、三维图、三维图、二维图和源比较表。该项目还宣读的高度也越来越多。

节能照明

在过去的几年里,在照明技术进步导致节能照明系统的发展,由一个或多个组件如下所列:

低损耗镇流器

恒功率,高强度的电子镇流器

节能灯具

更好的监测和控制机制

指导公共街道照明、道路、运输道路和高速公路是印度局提供的标准(BIS, 1981)。效率低下最常见的原因在表面矿山运材道路照明系统:

选择低效的名人

可怜的设计和安装

可怜的电能质量

可怜的操作和维护的实践

有巨大潜力提高照明质量和操作和维护(运营管理)实践,同时减少能源消耗和温室气体排放节能改造(能源研究与开发局2002)都知道,它。也可以显著提高照明系统的效率通过选择适当的光学杰出人物以及确保适当的设计参数,如安装高度,过剩,在光源的安装倾角等。

一)灯技术

最重要的元素是光源照明系统。电光源设备,转换电能或功率(瓦特),可见的电磁辐射或光(流明)。将电能转化为可见光的速度被称为“光视效能”和以每瓦流明(NYCGP 2009)。它的主要决定因素是视觉质量、成本和能源效率方面的照明系统(NYCGP 2009)。

B)节能照明系统的优点

采用新的节能技术和引入采购实践,促进购买这些技术,可以实现大型能源和节约成本(NYCGP 2009)。考虑到变量电能质量条件下,灯具的选择在一个广泛的功率运行参数将大大降低灯具的更换成本通过减少故障率,尽管它可能带来高初始投资成本。进一步,良好的照明可以提高可视性和安全,并帮助减少电力消耗,降低成本,以释放资源对于其他迫切的需求,从而导致整体的生活质量的提高。

照明系统在矿山

照明系统设计的一个重要方面是确定最优位置的灯具和光源的容量。来源可能是安装在波兰人,塔和桅杆按采矿作业的方便。现代重型机械决定增加工作台高度,迫使个人面对照明系统,安装在三角架。单个灯也可以提供在活跃区域除一般照明方案。一般来说,灯具安装在:

机器用于矿山

可伸缩和可倾斜的电车安装电灯杆

低高度(1.5 - 2.0米)三脚位置面对照明

塔矗立在计划爆破区之外的位置

一般灯安装在三角架使用加载机器附近的脸。电缆轮一端放置,以便电缆长度的脸。伸缩电灯杆(也称为移动照明塔)自供电的或可牵引的类型是在的地方使用,更多的活动同时进行。在一些关键领域,如dumpyards堆谷场等的倾销活动和车辆运动正在进行,建议去移动照明系统连接到主要的照明方案(σ搜索灯2000)。

运材道路照明

在所有可用的灯安装系统、压筋(插入)类型钢管波兰人通常用于运材道路和其他一般照明表面矿山。光波兰人的规范给出了印第安标准(BIS, 1981)。矿山光波兰人竖立在单一的运输道路,即沿着波峰的脸。在大多数印度矿山波兰人的高度从7米到12米,灯臂的角度从35º70º垂直与水平上升。

B)方法计算照明

图3.1给出确定水平面照度,照度计算的第一步是确定收到了多少流量。

在哪里

MF =维护因素(光损耗系数里夫)

佛罗里达大学=利用系数

维护因素给出一个估计的如何通过使用照明状况将会恶化。一些因素

·,尘土内灯具表面。

灯泡发出的光老化。

表面清洁的房间,如天花板没有维护计划的详细知识,一个集MF = 0.80。在那里,

“年代”是源。

“P”指明了照度测量。

“一”是道路的宽度。

“b”是沿着C-plane道路的宽度。

'γ' '之间的连线之间的角度垂直和斜源距离的测量。

“h”是源从地面的高度。

公式

面积(A) =长度*宽度。

在CLINATION角(因为)= (x / r)

强度(I) =权力/(4 * *区)

角γ= COS (1) (h / r)

角C = TAN (1) (a / b)

水平照明=(我*科* UF) / (A2) *国际货币基金组织(IMF)

垂直照明=(我* SIN£*佛罗里达大学)/ (A2) *国际货币基金组织(IMF)

均匀系数= (MAX照明照明/分钟)。

C) MATLAB辅助照明系统的设计

以上的计算机程序用于计算照度,亮度可以结构不同程度的复杂性。MATLAB是一种高性能的语言技术计算。它集成了计算、可视化和在一个易于使用的编程环境中,问题和解决方案在熟悉的数学符号表示。

典型的功能包括:

数学和计算。

算法的发展。

建模、模拟和原型。

数据分析、探索和可视化。

科学和工程图形。

应用程序开发,包括图形用户界面。

D)领域的研究

作为一个案例研究中,一个照明调查是进行煤矿机械化的表面,在水平和垂直勒克斯水平使用数字式照度计测量。这个表显示每个网格点的照度勒克斯水平测量使用数字照度计的额定功率等参数的来源,塔的高度,宽度,长度测量领域,倾角悬臂延伸等测试条件下显示

实际输出

表4.1:高压钠蒸汽灯安装的中心领域(在美国专利机械化煤矿之一)

来源:高压钠蒸汽灯

塔的高度:6米

道路的宽度:3 m

长度测量领域:7米

倾斜角度:12度

悬臂延伸:2米

功率:250 w

H:水平阅读和V:垂直阅读

来源:高压钠蒸汽灯

塔的高度:6米

道路的宽度:3 m

长度测量领域:7米

倾斜角度:12度

悬臂延伸:2米

功率:250 w

程序的流程图

图4.1显示了照明设计的流程图在MATLAB表面煤矿运材道路参数,如来源的类型(1:节能灯2:荧光3:白炽灯4:金属卤化物5:高压钠蒸汽);它给源是否安装的中心,总高度的来源,道路的总宽度,总长度的测量领域,进入1:悬臂2:除了路边3:路边之上,进入程度的倾斜角度,输入源的扩展,等的数据的管理水平阅读和垂直阅读、整齐度比,等流程图表示如果整齐度比不等于0.3,它检查的for循环是多少额外的电力需要均匀系数等于0.3。

MATLAB输出

)设计参数的一个高压钠蒸汽灯安装的中心

开放的道路照明的照明

输入源数量1:单来源2:双源= 1

照明道路照明的单一来源

输入源的类型1:节能灯2:荧光3:白炽灯4:金属卤化物5:高压蒸汽钠:= 5

高压钠蒸汽灯源安装的中心

总高度从地面源m = 6

路的总宽度m = 3

总长度测量领域的m = 7

输入1:悬臂2:除了路边3:路边1以上

输入倾斜角度在程度上= 12

输入源的扩展m = 2

输入1:勒克斯数据垂直照明

距离沿着z平面= 1

沿着验证机距离B = 1

A: B比率= 1

利用系数(UF) = 0.8000

逆维护因素(IMF) = 1.2000

程序输出

从表4.1对比后的实际输出与表5.1的MATLAB产出水平与源中心沿着道路照明领域%错误被发现=±2 - 5

从表4.1对比后的实际输出与MATLAB输出表5.2垂直照明领域以源中心%沿路错误被发现=±2 - 5 %

表5.3、5.4显示了C -价值观和伽马值沿道路照明领域与源中心

Max_Illumination = 1.3365,

Min_Illumination = 0.1153

均匀系数= 0.0863

均匀系数= 0.3

需要功率= 150.2763

输入1:水平3 d = 1

输入2:垂直的3 d = 2

输入3:情节= 3

塔和源建设领导按规范计算值和要求输入所需的标准照明勒克斯= 10。Fig.5.1显示变量的水平照度与源距离中心的100 w紧凑型荧光灯(CFL)安装在6.0米的高度与倾角12度。Fig.5.2显示垂直照明距离变量与源中心a100w节能灯安装在6.0米的高度和倾角12度。Fig.5.3显示水平照明距离变量的三维图源中心a100w节能灯安装在6.0米的高度和倾角12度。Fig.5.4显示垂直照明距离变量的三维图中心的单一来源a100w节能灯安装在6.0米的高度和倾角12度。

Graph.5.1显示二维图的水平和垂直照明距离变量来源a100w CFL中心安装在6.0米的高度和倾角12度。

从表5.5:文献调查显示源功率等参数,其操作电压,额定电流,输出流明,功效,生活来源及其近似成本源比较表1)节能灯2)荧光3)白炽4)金属卤化物5)高压钠蒸气。

B)设计参数的高压钠蒸汽灯安装在两个领域

开放的道路照明的照明

输入源数量= 1:单一来源2:双重来源= 2

道路照明的照明源的两倍

输入1:节能灯2:荧光3:白炽灯4:金属卤化物5:高压蒸汽钠:= 5

高压钠蒸汽灯

两个来源在现场安装

总高度从地面源m = 6

路的总宽度m = 3

总长度测量领域的m = 7

输入1:悬臂2:除了路边3:路边1以上

输入倾斜角度在程度上= 12

输入源的扩展m = 2

输入1:垂直照明勒克斯数据:1

距离沿着z平面= 1

沿着验证机距离B = 1

A: B比率,比率= 1

利用系数

佛罗里达大学= 0.8000

逆有关维修因素

国际货币基金组织(IMF) = 1.2000

表5.6显示了水平沿着道路照明领域有两个来源

从表4.2对比后的实际输出与表5.6沿路的MATLAB输出水平照明领域的两个源中心%错误被发现=±2 - 5

从表4.2对比后的实际输出与表5.7沿路的MATLAB输出垂直照明领域的两个源中心%错误被发现=±2 - 5

表5.3、5.4显示了C -价值观和伽马值沿道路照明领域中心的两个来源

UNIFORMITYRATIO

Max_Illumination = 1.4088,

Min_Illumination = 0.2659

均匀系数= 0.1887

均匀系数= 0.3

需要功率= 158.4040

输入1:水平3 d = 1

输入2:垂直的3 d = 2

输入3:情节= 3

C)建设塔和源按规范计算值和要求

输入所需的标准照明勒克斯= 20

输入光功率瓦= 150

输入所需的标准角度= 10

进入道路的宽度m = 3

Mounted_height = 4.6673

Fig.5.5显示水平照明距离变量有两个来源a100w紧凑型荧光灯(CFL)安装在6.0米的高度与倾角12度。Fig.5.6显示垂直照明距离变量有两个来源a100w节能灯安装在6.0米的高度和倾角12度。Fig.5.7显示the3-D情节水平照明距离变量有两个来源a100w节能灯安装在6.0米的高度和倾角12度。12度角倾斜。Fig.5.8显示垂直照明距离变量的三维图中心的两个来源a100w节能灯安装在6.0米的高度和倾角12度Graph.5.2显示了水平和垂直的二维图照明距离变量有两个来源a100w节能灯安装在6.0米的高度和倾角12度。

图- 5.7:3 d图水平照明距离变量有两个来源

图- 5.8:3 d图垂直照明距离变量有两个来源

图- 5.2:水平和垂直照明的二维图

分析

它必须记住,承担优化设计是有效的只有选择照明标准实现的。事实上,设计参数即间距和极数会随变化的标准。整体的实验研究表明,高度与倾角安装是非常重要的实现在同一时间所有必需的照明标准。

一般来说,表面煤矿照明灯具安装倾角。这限制了直接应用的基本照明法即余弦定律。自照明灯具表面不垂直于轴。的数学模型,开发要充分考虑这方面。所开发的计算机程序对MATLAB负责每个网格点的倾斜效果照明表面。程序计算光在任何给定水平点考虑累积效应的光源。

结论

最低身高照明安装,一般来说,应该由等等在路上的最大高度。极可能不同于12到16米高12米宽左右的运输道路,这是通常在印度流行的煤矿。

灯选择主要基于有效性和适用性情况。因为寿命长,高效渗透在尘土飞扬而多雾环境高压钠蒸汽灯在照明表面煤矿给予很好的性能。对于小项目照明设计可以基于能耗最优。毫无疑问,节能设计对成本有巨大影响。但最终决定照明系统安装应该是基于总成本,其中应包括初始成本的安装以及操作和维护成本。

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