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

важны максимальная и минимальная температуры внутренней поверхности колбы timax И /imm, а также перепад температуры в стенках колбы Д/к*. С другой стороны, потери тепла зависят от температуры внешней поверхности колбы. В расчетные формулы входит некоторая усредненная эффективная температура внешней поверхности колбы гэф или отдельных ее частей. Связь между 2эф, timax И timin, как ЯСНО ИЗ рис. 7.7, можст быть записана в следующем общем виде:

2эф = тах-Atmax-Ытах, (7.53)

2эф = lm( п-Atmin -\-f> tmin ( 7.54 )

Знак Д относится к перепаду температуры в стенках колбы, знак б - к неравномерности нагрева по поверхности колбы, связанной с конвекцией и различным тепловыделением, при этом принято

Atmax = t\max-t2max, Atmin=tlmin-tmin, (7.55)

Ычтах=12тах-гэф! б2т1П = 2эф-timin- (7.56)

Перепад температуры в стенках колбы может быть рассчитан по (7.5) и (7.7). Значительно труднее рассчитать распределение температуры по поверхности колбы, особенно учитывая неравномерности, вызванные конвекцией. Продольное распределение температуры по цилиндрической колбе без учета конвекции может быть рассчитано по уравнению (7.17). Учет конвекции и других причин, вызывающих неравномерное распределение температуры по колбе, весьма усложняет решение задачи, так как в каждом конкретном случае следует учитывать дополнительные факторы. Поэтому наряду с теоретическими расчетами для оценок приходится широко пользоваться данными экспериментов (см. гл. 14, 15).

В процессе эксплуатации ламп наряду с пространственной неравномерностью распределения температуры по поверхности колбы наблюдается общее изменение теплового режима колбы во времени: обратимое, вызываемое изменениями напряжения сети и связанными с этим изменениями мощности, изменениями окружающей температуры и условий охлаждения, и необратимое, связанное с постепенным изменением прозрачности колбы и другими причинами.

При выборе расчетной эффективной температуры эти изменения также необходимо учитывать, подставляя в формулы близкие к предельным значения соответствующих величин: мощности ламп, оптических характеристик колбы, окружающей температуры и т. д.

Распределения температуры по поверхности колб для конкретных типов ламп приведены в главах, относящихся к соот-

* Ограничения Дк см. в § 7.7.



ветствующим типам ламп. На рис. 7.8 приведены в качестве иллюстрации примеры распределения температуры для нескольких наиболее распространенных типов ламп, которые позволяют составить представление о значениях рабочих температур и степени ее неравномерности.

Пути регулирования температуры колб. На практике часто встречается необходимость регулировать температуру колбы или отдельных ее частей при заданной мощности и размерах. Регулирование при помощи изменения размеров рассмотрено в § 7.5.

Очевидно, что температура может быть повышена путем уменьшения 2т и гпзл и, наоборот, понижена путем их увеличения.

Температура колбы, исходя из этого, может быть повышена, если ее поместить во внешнюю колбу, наполненную газом или лучше откачанную, так как в этом случае уменьшается гт-В тех случаях, когда внешняя колба наполнена газом и имеет достаточно большие размеры по сравнению с толщинами пограничных слоев, теплоотдачу от разрядной колбы к внешней колбе можно приближенно рассчитывать так же, как и для случая естественной конвекции, но при значении to, равном средней температуре газа во внешней колбе за пределами застойного слоя и при соответствующем значении А (см. рис. 7.2). Если зазор между стенками внешней и разрядной колб меньше или равен сумме толщин пограничных слоев около этих стенок, тогда q-i от лампы к внешней стенке определяется только теплопроводностью газа и размером зазоров и рассчитывается по обычным формулам для теплопроводности (более подробно см. в [7.4]).

Толщина пограничного слоя может быть рассчитана из законов теплового подобия [7.4, 0.9]. При работе в условиях естественной конвекции она составляет 2-5 мм.

Температура может быть повышена также за счет уменьшения „зл путем уменьшения излучательной способности или путем отражения обратно на разрядную трубку неиспользуемого излучения. Излучательная способность колбы зависит от материала, его качества и состояния поверхности. Для изменения излучательной способности в сторону как ее уменьшения, так и увеличения часто пользуются нанесением покрытий.

Температуру поверхности можно уменьшить путем увеличения ее интегральной излучательной способности, например, нанесением покрытий с более высокой излучательной способностью или матированием поверхности.

Часто прибегают к увеличению 2т путем обдува лампы воз-Духом, а при необходимости более сильного теплоотвода - путем водяного охлаждения. Расчет проводится по приведенным выше формулам для соответствующих условий. Обратим вни-




--670"С

- 730 max

--570

= (i

700 750 700 -i \

540 600 540

\ Bt/cm

Vj>


Рис. 7.8. Примеры распределения температуры по поверхности разрядных о - стандартные люминесцентные лампы (пунктиром показана линия измерения 2 - эксперимент по 17 6]); г -лампы СВД с короткой дутой (/ - 100 Вт, 2 - 250 Вт,

мание на то, что при расчетах нагрева или охлаждения за счет изменения излучательной способности путем выбора материала колбы (очень ограниченного) или нанесения слоев необходимо учитывать изменение и поглощение излучения разряда или электродов, т. е. режим нагрева.

Конкретные примеры расчетов теплового режима колб и вводов с учетом изменения гт и гизл приведены при разборе отдельных типов ламп.

В литературе имеется довольно много статей, в которых рассматриваются различные конкретные случаи расчета тепловых режимов ламп.

7 7. НЕСТАЦИОНАРНЫЙ ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ КОЛБЫ

Изменение теплового режима колбы происходит при включении и выключении лампы, работе на переменном токе, работе в импульсных режимах (в условиях однократных вспышек и



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