Запорожец  Издания 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 [ 126 ] 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239

При расчетах будем считать, что для каждого типа ламп конструкция и технология электродного узла отработаны так, что при нормальных условиях эксплуатации он обеспечивает продолжительность горения (тполн) не менее (15-20)-10 ч (см. гл. 9). Изменение Тполн при изменении условий эксплуатации (силы тока, числа включений, to и др.) будем учитывать по данным § 10.7.

На практике обычно встречается необходимость решения задач, в которых задаются частично входные, а частично выходные параметры или требуется оценить влияние изменения одних параметров на другие. Так, например, при расчетах стандартных ламп массового применения обычно задают мощность лампы Рл, тип ЛЛ по спектральному составу, т. е. свойства люминофора и, следовательно, слоя (СЛС), напряжение сети (127, 220, 380 В), температуру окружающей среды to и условия охлаждения, набор стандартных длин h (см. рис. 10.1). Этим исходным данным может удовлетворять множество вариантов ламп, отличающихся конструктивно-технологическими (2, /эл, СН, Ри.г,

PHg), электрическими (С/л, /, Us), световыми Ф1/Л, энергетическими {щул), эксплуатационными [тполн, стабильность Ф1/л(т) во времени, коэффициенты нестабильности], экономическими (цена лампы) и другими параметрами. Выбор оптимального варианта ЛЛ массового применения должен проводиться, как уже указывалось в гл. 1 и 6, по минимуму приведенных годовых затрат в осветительной установке с учетом реальных условий их эксплуатации и обслуживания.

Аналогичные многовариантные задачи возникают также при необходимости оценить влияние конструктивно-технологических параметров {di, /эл, Ри.г, СН), параметров ПРА (2др, Гдр) или условий эксплуатации ((/, /о и др.) на характеристики ламп.

Решение этих и подобных задач целесообразно проводить на ЭВМ. Для этого все необходимые связи между входными (с?2,

/, PHg, Ри.г, СН, /эл, СЛС) и выходными (Фул, f/л, /2тр, U3 И Др.)

параметрами лампы, ПРА и сети должны быть выражены в аналитической форме и составлена программа расчета с учетом допустимых пределов изменения параметров, ограничений и условий, определяемых исходя из поставленной задачи.

Как правило, для решения поставленных задач необходимо проводить расчеты отдельных вариантов ламп, а затем выбирать оптимальный с учетом накладываемых условий и ограничений.

Расчет отдельных вариантов ламп на заданную мощность и другие параметры целесообразно начинать с выбора условий разряда. При этом для сокращения числа вариантов расчета целесообразно оперировать с КПД резонансного излучения и в первую очередь (для предварительных оценок) линии 254, а еще удобнее со световой отдачей столба.



Варианты расчета ламп. Рассмотрим сначала варианты расчета ламп, у которых давление паров ртути определяется температурой трубки в области столба. Тогда Рнд=/нд(/2тр) и для: удельных характеристик столба получим следующие уравнения:

£=/£(/, du /гтр, Ри.г, СН); (10.22)

t\vcr=W, du /2ТР, Ри.г, СН); (10.23)

асА£/=92тр(Г2тр, to, d2)nd2 (10.24)

или приближенно [см. формулу (10 21)]

tiTpito+CdWi.

Будем для начала считать, что СН и ри.г заданы, скажем, аргон при Раг=267-400 Па (2-4 мм рт. ст.). В дальнейшем рассмотрим этот вопрос специально. Эти три уравнения связывают между собой пять величин: Е, цуст, I, d я tiip. Значения йст,-kn и to считаем известными и постоянными. Поскольку вид. функций fe, fy] и 92тр известен, эти уравнения дают возможность однозначно определить все пять величин, если заданы две иа них.

Поясним на нескольких примерах использование этих соотношений.

Зависимость световой отдачи от силы тока. При изменении силы тока и самоустанавливающейся температуре 2тр световая отдача лампы проходит через максимум, положение которого приблизительно соответствует гтрь; =t;40°C (Qom). Значение тока, соответствующее максимуму t]i/,„, определяется из выражения [см. (10.16)]

EI/d2rpqonT, зх/(астйл)соп£1. (10.25)

Из формулы в полном соответствии с опытом (рис. 10.21) следует, что-чем меньше диаметр трубки, тем при меньших силах тока наступает максимум.

Выбор йгтр и I по заданной Рл при условии получения наибольшей световой отдачи. Задача имеет ряд решений, связанных с неопределенностью электрического и теплового режимов.

Для получения наибольшей световой отдачи лампы с заданным люминофором необходимо обеспечить минимальную температуру трубки 38-45 °С, соответствующую оптимальному давлению паров ртути, и по возможности уменьшить околоэлектродные потери (считаем, что параметры слоя люминофора остаются постоянными).

При одинаковой мощности и прочих условиях узкие длинные лампы, работающие при высоких напряжениях и малых силах тока, имеют более высокую световую отдачу, так как с уменьшением силы тока повышается выход резонансного излучения, а с увеличением длины лампы и напряжения на ней уменьшаются относительная величина околоэлектродных потерь мощности и светового потока у концов лампы. Однако поскольку с увеличением длины лампы и ростом напряжения на ней световая отдача лампы асимптотически Приближается к световой отдаче столба, увеличение длины и напряжения



S5 50 45 40 35

.Ьтн.ед. 1 1 1 \-Z5/1SSn 7i;/7un

>

381610

1451

Рис. 10.21. Зависимость световой отдачи ЛЛ различного диаметра и длины от силы тока (при работе открытых ламп в неподвижном воздухе, числитель - диаметр, мм; знаменатель - длина, мм)

О 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 1,А

выше некоторого определенного предела оказывается неэффективным с точки зрения повышения световой отдачи и связано с целым рядом неудобств. С ростом длины увеличивается напряжение зажигания, усложняется производство, транспортировка и монтаж ламп. Поэтому наибольшая длина применяемых в настоящее время на практике ЛЛ с самокалящимися и подогревными катодами не превышает 1,5 м (ранее применялись Л Л длиной до 2,4 м).

Расчет отдельных вариантов ламп заданной мощности проще всего проводить, задаваясь предварительно напряжением на лампе f/„. Напряжение на лампе определяется из условия (см. гл. 5)

f/=me0,9t;.

В качестве U обычно задают стандартные напряжения сети 127, 220 и 380 В. Значения /Ие лежат в пределах 0,45тб0,65. Верхний предел определяют, исходя нз условия работы без пауз тока и допустимого уровня нестабильности (см. гл. 5), а нижний - исходя из экономических соображений.

Зная Рд и Uj,, находим l=P/kj,Uj„ где к.-, - коэффициент мощности лампы, зависящий от типа балласта и значения шв (см. гл. 5). Для дросселя и значений в указанных выше пределах fe~0,85-0,9. Так, например, задаваясь Рл=40 Вт и t;=220 В, получаем (0,5-0,6) 0,9-220=100118 В; соответственно /=40/0,9(100--118) =0,44-0,38 Л. Примем для расчета f/.,= = 103 В и /=0,43 А (стандартные значения для 40-ваттной лампы).

Для получения наибольшей световой отдачи столба задаем 92тр=9опт, соответствующее /21р=/опт но давлению паров ртути. Для аргонортутного наполнения /„„=38-4-45 "С (см. рис. 10.2). Диаметр трубки, при котором будет обеспечен требуемый тепловой режим в области столба, найдем нз (10.20), (10.25):

«(опт-<о)

(10.26)

Справа в (10.26) стоят величины, также зависящие от диаметра трубки,- это £ и опт или Сл. При отдельных расчетах значение йгтр легко может быть определено графически. Для этого надо построить правую и левую части уравнения (10.26) в зависимости от диаметра; точка пересечения даст значе-. ние диаметра. Например, результат такого построения для лампы с раг=



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 [ 126 ] 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239