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


г:, = 77мм

J I L

J I L

,МПа

О 0,4 0,8 1,1 p„g,.

Рис. 14.22. Разность температур по разрядной трубке в зависимости ст давления паров ртути для нескольких диаметров (длина дуги /д=68 мм, /•=400 Вт, измерения в вакуумированной колбе): / - вевтнкальное положение горения (Д<- разность температур между верхом и низом в середине разрядной трубки); 2 - горизонтальное положение горения {М - разность температур между средней частью и низом трубки)

Рис. 14.23. Кривые к расчету горе-пок ламп ДРЛ:

а - тепловые потерн с единицы поверхности кварцевых трубок различного диаметра, работающих во внешней колбе с ty= =260 °С, наполненной азотом до Р(,= = 1-10 Па; б -удельные мощности (с I см длины) нагрева, охлаждения ртутной горелки и расстояние между электродами I в зависимости от диаметра прн разных температурах трубки и вавленнях паров ртути (Яд=400 Вт. и=Ш В)


трубки при измерениях помещались в вакуумированный колпак, с тем чтобы исключить влияние конвекции снаружи. Видно, что с ростом давления Д/ растет и при давлениях около одного мегапаскаля достигает насыщения. Разность температур при этом составляет 220-260 °С. Конвекция газа во внешней колбе вызывает дополнительную разность температур между верхом и низом горелки от 30 до 60 °С. Более полные данные см. в i:i6.2].

У ламп ДРЛ обычно нормируется мощность и напряжение сети. Пусть, например, требуется рассчитать параметры лампы мощностью f л=400 Вт, при этом напряжение питания должно обеспечивать надежное зажигание и перезажигание.



Напряжение горения выбираем, исходя из условия стабильности (см. гл. 5) с учетом допустимого понижения напряжения сети до 200 В: [/л==а =,70-200=140 В.

Давление паров ртути для получения максимальной световой отдачи выбираем в пределах от 5-10 до 8-10 Па (см. рис. 14.4). Для 8-10 Па находим ;(р)=510°С. Отсюда <,„,n510-f40=i:550 "С.

Максимальную температуру колбы ограничим, исходи из условия получения срока службы колбы по кристаллизации кварца не ниже 10 тыс. ч: /)тах<800°С. Примем по данным опыта (см. выше гл. 7) <2эф~<1т<п--50, t2зфt„„x-Ш. Таким образом, 600<;2эф700 "С.

Сила тока

Внешний диаметр разрядной трубки находим из ее теплового баланса (см. § 7.5) в зависимости от /2эф и р:

acikJE-qiiidi.

Ртутная горелка работает во внешней колбе, рабочую температуру которой выберем равной 260 "С, исходя из оптимума излучения люминофора. Допустим, что колба наполнена азотом, рабочее давление которого примем 100-106 кПа.

Значение Ог найдем по формулам § 7.3. Для упрощения расчета примем, что эффективная температура азота за пределами застойного слоя около горелки равна 260 "С. На рис. 14.23,а приведены рассчитанные при этих усло-ниях значения от <2эф для нескольких d-

Значение Е находим по эмпирическим формулам (14.1) как функцию р и dl. В расчетах примем ddi - 0,3 см.

По этим данным строим левую н правую части уравнения теплового баланса горелки в функции d. Для правой части параметром является <2эф, для 1певой - давление. Точки пересечения кривых при выбранных р и <2эф дают значение d. Результаты подобного расчета представлены иа рис. 14.23,6.

; Расстояние между электродами 1<\2Ъ/Е. На рис. 14.23,6 приведены рассчитанные значения l=f{d2) для нескольких значений р. Пользуясь приведенными графиками и задаваясь значениями р и <2эф, Легко найти ds к I или по известным значениям I и ds найти р и гэф- Так, например, принимая р=5-]0 Па и <2эф=750С, находим 2=2,3 см, /6,1 см или, принимая, что ds=2,\ см и 1=7 см, находим р-Ю Па и ;2эф750°С.

Расчет количества ртути, вводимой в лампу, производится по формулам § 7 8 и затем уточняется на основании экспериментальной проверки, и в дозировку вносятся поправки (по формулам § 7.8).

Выбор конструктивных размеров электродов производится по формулам и графикам § 9.8 или по методу теплового подобия путем пересчета размеров электродов аналогичной конструкции (см. § 9.8, рис. 9.13) и затем уточняется экспериментально.

Температура вводов для ртутных горелок, работающих в среде инертного газа N2 или 85% Ar-fl5% N2, ие является столь критичной. Поэтому



240 220 200 180 160

120 100

/ШЪт

1 125

0 14 6 Рлг-,кПа о)

100 90 80 70 60

6,7 кПа

2 кПа

\ 1

1000 2000

3000 t;,4

Рис. 14.24. Влияние давления аргона в разрядной трубке на напряжение зажигания Ua при /о=-15 °С (а) и на срок службы (б) при различных давле-

ниях

размеры молибденовой фольги и иожки выбирают, исходя из технологических и конструктивных соображений. В штампованных ножках длину фольги берут равной 7-9 мм, так как при меньшей длине появляется опасность нарушения, вакуумной плотности ввода, а при большей возрастают тепловые напряжения, которые могут привести к разрушению заштампованной лопаточки.

Выбор состава и давления инертных газов, наполняющих разрядную трубку, производится главным образом, исходя из условия получения минимального напряжения зажигания разряда и максимального срока службы. Влияние инертного газа на световые и электрические характеристики лампы в стационарном режиме незначительно. Анализ вопроса показывает, что наиболее подходящим газом является аргон как по своим параметрам (см. гл. 5),

так по доступности и низкой цене. На рис. 14.24 приведены значения t/з и спад и g Г I I I I-1 I I светового потока в процессе горения в зависимости от давления аргона Из этих кривых следует, что нижний предел давления определяется скоростью распыления электродов, а верхний - напряжением зажигания. В промышленных образцах ламп давление аргона составляет от 1 до 7 кПа, причем в лампах малой мощности оно выбирается более высоким (рис 14.24,а).

Зажигающие электроды (ЗЭ) должны обеспечивать минимальное напряжение возникновения вспомогательного разряда и его легкий переход на основные электроды. Для этого необходимо, чтобы они были расположены на определенном расстоянии от основных электродов, а ток в цепи ЗЭ пре-

7 "С

10 ююЧоЧо г, Ом

Рис. 14.25. Зависимость напряжения зажигания лампы типа ДРЛ 250 от значения ограничительного сопротивления при двух значениях температуры окружающей среды



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