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

() j 0,3 см. Если 6<g;rf, то можно принимать did-,. Значение (?2(<2, йг) для кварцевого стекла в условиях естественного охлаждения находим из рис. 14.7,й, рассчитанного по данным гл. 7.

Пользуясь известной из формул (14.1) зависимостью Е от di при заданных значениях р в I, находим расстояние между электродами в зависимости от dl и rfa:

Z=(t/.-t/a.k)/£(di)115/£.

Эта зависимость построена на рис. 14.7,6.

Для трубчатых ламп следует соблюдать условие >(3--5)dl.

На отношение l/d и давление накладываются дополнительные ограничения, связанные с влиянием конвекции паров ртути внутри горелки и газа снаружи на температурную неоднородность и на стабильность разряда.

По данным Эленбааса (см. гл. 4 и 6) условие стабильности для столба вертикально горящего ртутного цилиндрического разряда запишется [4.1] так:

mi30di0-\ (14.9)

Отсюда, пользуясь приближенной формулой mi*0,7pdi (см. § 7.9), находим

pdiS/2<45, (14.10>

где р, 10 Па di, см.

Исходя из условия механической прочности для цилиндрической колбы, напишем (см. § 7.8):

РдопЙ<26[<Тдоп-(?1т(0-,.к/?1т)С], (14.1 1)

при этом принято 6-Cd. Для кварцевого стекла в условиях естественного охлаждения можно пренебречь тепловыми напряжениями (см. § 7.8). Тогда, принимая 0доп=*15О кгс/см, получаем

Pcnd3006. (14.12)

Значение 6=0,1н-0,3 см из конструктивных и технологических соображений.

На рис. 14.8 построены зависимости (14 10) и (14.12), из которых видно, что главную роль играет ограничение по стабильности, и только при d<2 см и 60,1 см начинает преобладать ограничение по механической прочности. При выбранных нами параметрах обеспечивается и стабильность разряда, и механическая прочность колб.

Таким образом, при заданных Рл, U л и р, задаваясь значениями температуры колбы, находим т, di, di, Е, I и Pict. По этим данным, пользуясь рис. 14.4 и Г4.5, определяем КПД лампы.

Аналогичным путем по заданной предельно допустимой рабочей температуре для определенного сорта стекла рассчитываются предельно допустимые значения р и Pjcr в функции диаметра и толщины стенки 6. Расчеты показывают, например, что при использовании тугоплавкого стекла с <2эф= =450 "С, непрозрачного для излучения с Я<330 нм, Рит=(<?2/й:т)яЙ2 2,8nd2 *. На рис. 14.8 приведены значения Р1до„ для указанного стекла при 25ф=450 "С и для кварца при двух значениях температуры <2эф- Из рисунка

йст~(1-Ьйк1.арц)/2.



50 ЧС

Act,

Вт/см

-100

- 50


Рис. 14.8. Зависимость предельно допустимого давления по условиям механической прочности кварцевой трубки при двух значениях б и стабильности разряда, а также удельной мощности столба для тугоплавкого стекла при 450 °С и кварцевого стекла при

750 и 900 °С от диаметра: / н г-по уравнению (14.1S); 3 -по ШЛО)

видно, что применение кварцевого стекла позволяет значительно повысить

1доп-

Масса ртути, вводимой в лампу, находится по формулам § 7.9.

Размеры электродов. Поскольку строгий расчет размеров электродов сложен и не может быть выполнен с достаточной точностью, предварительный выбор размеров электродов при инженерных расчетах целесообразно проводить, пользуясь методом теплового подобия (см. гл. 6 и 9). Для этого выбирается электрод аналогичной конструкции, хорошо зарекомендовавший себя в работе при определенных условиях разряда, по возможности близких к заданным, и производится пересчет его размеров так, чтобы в новых условиях работы обеспечить тот же тепловой режим электрода (см. § 9.8, рис. 9.13).

Размеры молибденовой фольги для ввода и размеры ножки рассчитываются по данным § 7.9. Окончательные размеры выбираются с учетом всей конструкции лампы и технологии ее производства.

Тип лампы

Номинальная мощность, Вт

Напряжение на лампе, В

Сила тока, А

Длина дуги, мм

ДРТ 230 ДРТ 400 ДРТ 1000 ДРТск 1000 ДРТ 2500 ДРТ 2800 ДРТ 4000-04 ДРТ 5000

230 400 1000 1000 2500 2800 4000 5000

70 135 145 580 850 1150 1900 1800

3,8 3,3 7,5 2,0 3,4 2,4 2,4 3,1

60 120 175 513 1000 610 1000 1100

Спад потока излучения в УФ-области на 20 %.

Примечание. Положение горения - горизонтальное. Время разгорания - около 5 мин.



Основные типы ртутных трубчатых ламп ВД и их характеристики (см. [13.7, 14.1] и ГОСТ 20401). Подавляющее больщинство современных ламп этого типа выпускается в разрядных трубках из кварцевого стекла.

Лампы типа ДРТ (дуговые, ртутные, трубчатые) кроме видимого и близкого ИК дают большое количество излучений в УФ-области спектра и применяются для облучения в медицине, сельском хозяйстве, в фотохимии и других областях. Специальные типы ламп применяются в светокопировальных аппаратах, для УФ-сушки и других целей (см. ниже) [0.11]. Для освещения они не применяются из-за плохого качества цветопередачи. Для освещения применяют ртутные лампы с исправленной цветностью (см. § 14.5 и 14.6).

Лампы изготавливаются на мощности от 125 Вт до 10 кВт. В табл. 14.1 приведены основные параметры ламп, выпускаемых нашей промышленностью.

Средний срок службы ламп составляет 1000-3000 ч и определяется главным образом падением потока излучения в УФ части спектра (табл. 14.1).

Общий вид ламп типа ДРТ 230-1000 дан на рис. 14.9,а. Лампы имеют несколько модификаций, отличающихся конструкцией крепежной арматуры и цоколей (см. ГОСТ 20401-75).

В табл 14.2 приведено относительное распределение излучения по спектру.

Распределение энергии в спектре излучения отдельных ламп может заметно отличаться от приведенных средних данных.

Включение в сеть производится по схеме рис. 14.9,6. Для облегчения зажигания ламп ДРТ 230, 400 и 1000 служит узкая металлическая полоска, соединенная с конденсатором С емкостью 300-500 пФ. Зажигание осуществляется кратковременным нажатием ключа К.

Таблица 14.1

Диаметр разрядной трубки/внешней колбы, мм

Габаритная длина лампы, мм

Диапазон спектра в УФ и фиолетово-синей областях, нм

Поток излучения в указанном диапазоне спектра, Вт

Средний срок службы, ч

240-450

22-24

1500

240-450

37-39

2700

240-450

125-128

1500

23/38

350-450

2500

1200

350-450

3500

350-450

1000

1118

360-370

1300

20/50

1290

350-450

1500



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