Запорожец Издания
Рис. 16.1. Примеры форм приэлектродных участков у разрядных трубок МГЛ (УЯ-утепляющее покрытие): а - коническая Форма; б - форма с утопленным электродом внутри разрядной трубки со стандартными вводами достигает 180-220 °С. Расчеты проводились без учета влияния конвекции и с допущениями, перечисленными в § 7.2 (подробнее см. в [7.6]). Неравномерность температурного поля горелок, как уже указывалось, вызывается охлаждающим действием вводов, различным тепловыделением в столбе и в приэлектродных областях, а также конвекцией паров внутри горелки и окружающего ее газа снаружи. Локальный температурный режим приэлектродных областей в очень сильной степени зависит от конструкции и размеров электрода (его температуры) и от его расположения, в частности от расстояния заднего витка спирали от места впая, а также от формы и размеров приэлектродной части горелки и ввода. Расчетное определение температурного поля горелки с учетом всех этих факторов может быть выполнено только приближенно. Особенно сложен учет влияния конвекции и расчет приэлектродных областей. Поэтому окончательный выбор формы и размеров приэлектродных частей разрядной трубки, вводов и электродов и их расположения должен подбираться экспериментально с учетом результатов расчетных оценок. В целях повышения световой отдачи без увеличения следовательно, без сокращения срока службы основное внимание должно быть обращено на повышение температуры концов горелки, особенно наиболее холодного нижнего конца при вертикальном положении горения. С этой целью концам горелки придают форму с меньшей поверхностью охлаждения, например форму конуса или формы, показанные на рис. 16.1,а, б, и применяют различные способы утепления. Утепление достигается тем, что поверхность разрядной трубки в приэлектродных частях покрывают тонким слоем термостойких оксидов, уменьшающих излучательную способность поверхности. В некоторых конструкциях используют утепляющие металлические колпачки, надеваемые на концы горелок [15.3], или укрепляют экраны в виде цилиндров из кварцевого стекла [16.1]. Расчет может быть сделан согласно принципам, изложенным в гл. 7. в условиях производства применяют термостойкие утепляющие покрытия из смеси хрома с TiOs, из MgO или Zr02- Утепляющие покрытия из MgO или Zr02 толщиной 0,15-0,20 мг/мм, дают прирост температуры около 100 °С (более подробно см., например, в [16.2]). Такой прирост оказывается достаточным для того, чтобы в лампах мощностью 250-400 Вт с добавками иодидов Na, Tl, In или Na, Sc (и Th) поднять световые отдачи на 5-10% и довести их до 75-80 лм/Вт. Для получения таких световых отдач с добавками РЗМ требуются более высокие минимальные температуры. На рис. 16.2 приведено в качестве примера распределение температуры по поверхности разрядных трубок МГЛ мощностью 250 Вт с двумя различными формами приэлектродных областей в различных условиях эксплуатации. Измерения проводились при помощи алюмель-хромелевой термопары 0,2X0,2 мм (см. § 7.4). Из рис. 16.2 отчетливо видно весьма сильное влияние формы приэлектродных частей колбы и конвекции на температурное поле. В связи с этим еще раз подчеркнем, что для обеспечения воспроизводимости световых и цветовых характеристик приэлектродные области разрядных трубок должны иметь строго одинаковую конфигурацию и размеры и должно обеспечиваться фиксированное положение электрода по отношению к месту впая в кварц. Пути дальнейшего выравнивания температурного поля. Указанные выше меры позволяют частично выравнять температурное поле горелки, что оказывается достаточным для производства эффективных МГЛ. Дальнейшее выравнивание температурного поля горелок требует специальных приемов, компенсирующих влияние конвекции и локального нагрева колбы электродами. Устранить полностью влияние конвекции можно только при полном устранении силы тяжести, например в условиях свободного падения или на космической станции в условиях невесомости. В земных условиях неравномерность температурного распределения, вызванного конвекцией окружающего горелку газа, можно устранить, поместив горелку в вакуумированную колбу. Неравномерность, вызванную конвекцией паров внутри горелки и неравномерность нагрева, можно компенсировать, придав горелке специальную форму для каждого положения горения, использовав утепляющие покрытия и изменяя положение электрода по отношению к месту впая. Так, при вертикальном положении горения температуру вверху можно снизить, увеличив расстояние электрода от места впая или расширив разрядную трубку, как показано на рис. 16.3,с. Повысить температуру в нижней части разрядной трубки можно, сузив ее книзу, как показано на рис. 16.3,с, и применив утепление. Для работы в горизонтальном положении в [16.3] предложена оригинальная по форме горелка в виде дуги (рис. 16.3,6). Таким путем удается практически полностью выравнять темпе- БОО 8S0 700 . -Ь°С -710 -690 -700 -7Z0 \-7Z0 \-7Z0 710 - 680 650 705 •630 <3) Рис. 16.2. Распределение температуры по поверхности разрядных трубок МГЛ с двумя различными формами приэлектродных участков и вводов в различных условиях эксплуатации при мощности 250 Вт: а - вертикальное положение: ввод цилиндрического сечения: / - без внешней колбы: 2 - в колбе от ламп ДРЛ 2S0 с атмосферным воздухом: 5 - в такой же колбе вакуумированной: б - разрядная трубка с другой формой приэлектродных участков и штампованными вводами в колбе от ламп типа ДРЛ 250 с атмосферным воздухом (внешние колбы не показаны) в двух положениях горения 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
|