 |
 |
 |
 |
Рис. 18.21. Спектральные коэффициенты пропускания керамики из АЬОз и Y2O3. Штриховой линией показана кривая излучения черного тела при 7=1500 К [18.5]
ров, около 0,2. По измерениям s отечественной ПОА при 1400 К равна 0,3 [4.12].
В табл. 18.3 приведены сравнительные данные НЛВД в трубках из Y2O3 и ПОА, заимствованные из [18,5].
Как видно из таблицы, экспериментальные лампы в керамических трубках из Y2O3 при больших диаметрах и меньших удельных электрических нагрузках имели более высокую световую отдачу, чем стандартные лампы той же мощности. Значительные различия в Ттр у ламп мощностью 50 и 400 Вт затрудняют количественную оценку прироста rivcr-
Во всяком случае качественные выводы теории были подтверждены. Вопрос практической реализации таких ламп зависит от проверки их надежности и от экономики из-за более высокой стоимости трубок из поликристаллического оксида иттрия (ПОИ).
Более строгая модель столба и ее проверка. В работах Денбига, Джонса и Моттрама теоретически и экспериментально была исследована зависимость световой отдачи при постоянном составе и температуре амальгамы от Pict и Ттр и от di и / [18.15].
Модель столба была составлена и решена более строго, чем у Д. Уэймуса. Уравнение баланса для единичной длины беско-
Таблица 18.3
Параметр | Мощность лампы. | |||||
Материал трубки | ||||||
AUG, | Y.0, | AUO, | Y.0, | AlsO, | y2o, | |
Внутренний диаметр труб- | 4,77 | 4,77 | 5,87 | 7,32 | 12,1 | |
ки, мм | ||||||
Длина дуги, мм | 30,8 | 30,8 | 40,2 | 49,8 | 101,2 | |
Температура стенки, К | 1273 | 1383 | 1423 | 1393 | 1473 | 1363 |
Световая отдача, лм/Вт | ||||||
Процент увеличения | ||||||
Удельная мощность, Вт/См
Температура стенкИ, К
Температура на оси, К
35,88 | 1300 | 4468 | 4,11 | 8,72 |
35,88 | 1500 | 4454 | 4,14 | 8,68 |
35,88 | 1700 | 4436 | 4,16 | 8,63 |
47,75 | 1300 | 4645 | 5,58 | 8,56 |
47,75 | 1500 | 4631 | 5,60 | 8,52 |
47,75 | 1700 | 4616 | 5,63 | 8,48 |
59,59 | 1300 | 4808 | 7,04 | 8,47 |
59,59 * | 1500 | 4795 | 7,06 | 8,44 |
59,59 | 1700 | 4780 | 7,09 | 8,40 |
Сила тока, А
Градиент потенциала, в/см
нечно длинного столба с цилиндрической симметрией определено в следующем виде (см. § 4.5):
gE4V= (div Fизл+div Fr)dV.
Принимается, что состав плазмы в каждой точке объема разряда является однозначной функцией локальной температуры и что ртуть и ксенон не возбуждаются и не ионизуются.
В целях упрощения расчетов и сокращения машинного времени используется полуэмпирическая методика расчета Ризл (г), разработанная Джонсом и Моттрамом [4.10].
Вычисления выполнены для линий 568, 589, 818 и 1139 нм, в которых сосредоточено около 95% общей мощности излучения; излучение ИК-континуума ввиду его малости в расчет не принималось.
При расчете подвижности электронов (для определения Ое) средняя длина свободного пробега рассчитывается с учетом соударений электронов как с нейтральными атомами, так и с заряженными частицами.
При расчете теплопроводности кроме классической учитывается теплопроводность, связанная с ионизацией и диссоциацией Теплопроводность смеси рассчитывается по строгому методу, изложенному в книге Гиршфельдера и др. [4.6].
Расчет характеристик столба от Рт и Ттр выполнен для девяти вариантов: трех значений Рют, равных 34,89; 47,75 и 59,59 Вт/,см и трех Ттр-1300, 1500 и 1700 К Для каждой. Эти значения Рют соответствуют мощностям 300, 400 и 500 Вт для лампы с pHg=10,7 кПа, di=7,4 мм и {7а.к=4 В при рыа= =8 кПа, pHg=43 кПа и рабочем давлении ксенона 23 кПа. Давления паров натрия и ртути при выбранном составе амаль-
Баланс энергии столба, % | ||||
589 нм | 818 нм | 1139 нм | Тепловые потери | Световая отдача столба, лм/Вт |
31,8 33,0 34,3 | 13,8 13,9 14,0 | 7,4 7,5 7,6 | 47,0 45,6 44,1 | 154,7 162,7 170,8 |
32,8 33,9 35,0 | 15,3 15,4 15,4 | 7,6 7,6 7,7 | 44,3 43,2 41,9 | 159,2 166,4 173,5 |
33,3 34,2 35,1 | 16,4 16,5 16,5 | 7,6 7,7 7,7 | 42,7 41,7 40,6 | 162,5 169,2 175,7 |
гамы и Гхол=973 К рассчитаны по данным [18.9]. В табл. 18.4 приведены результаты расчетов [18.15].
Согласно этим расчетам г]уст должна расти с ростом Pict со скоростью от 1,1 до 2,3% на 1 Вт/мм. Эксперименты, проведенные на установке, аналогичной описанной в § 18.4, также показали рост rji/ct с ростом Pict (см. рис. 18.14). Таким образом, предсказания Д. Уэймуса и Ф. Винера [18.5] о падении river с ростом Pict в данном диапазоне не подтвердились. Что касается роста т]1/ст с ростом di при Гтр=соп81 и с ростом Ттр при di=const, то эти выводы подтвердились как расчетами, так и экспериментально (см. § 18.4, 18.8 и рис. 18.14, 18.15).
В заключение необходимо отметить, что при достаточно корректном расчете теория столба дает правильный ход зависимостей, но в ряде случаев довольно заметно отличающийся количественно от результатов эксперимента, в силу чего в расчеты приходится вводить корректирующие коэффициенты, определяемые экспериментально.
18.9. ОСНОВЫ РАСЧЕТА РАЗРЯДНОЙ ТРУБКИ НАТРИЕВЫХ ЛАМП ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ
Общий метод и его особенности применительно к НЛВД.
Расчет осветительных разрядных ламп на заданную мощность и напряжение питания заключается в определении конструктивно-технологических параметров разрядной колбы, электродов и наполнения, которые при работе лампы в стандартной сети с соответствующим ПРА обеспечивают заданный электрический режим при наибольшей возможной световой отдаче, сроке службы и стабильности параметров.
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