Запорожец Издания
P.c.==.PoTc(l-) . Отсюда найдем значения тепловых потерь для столба в целом: %ф.л эф.л Ротс -1-• (16-5) в табл. 16.2 (зона столба разряда) приведены пересчитанные таким образом значения величин для столба разных типов ламп. Анализ структуры баланса показывает, что введение перечисленных излучающих добавок поднимает выход общего излучения разряда в зависимости от состава наполнения от 52 до 64% подводимой мощности по сравнению с 48% у чисто ртутного разряда и соответственно снижает безызлучательные потери от 38 до 27% по сравнению с 44,5%) у чисто ртутного разряда. Существенный выигрыш в световой отдаче получается за счет перераспределения излучения по спектру; так, например, в разряде с добавками Na, Sc, Th выход видимого излучения составляет 34% подводимой мощности по сравнению с 14,7% у чисто ртутного разряда. Баланс энергии компактных МГЛ с РЗМ добавками [15.8]. На рис. 16.5 представлены в качестве примера зависимость суммарного излучения разряда лампы типа ДРИШ 2500 (см. § 17.2) от подводимой мощности Рл, а также найденные из экспериментов значения Сл в зависимости от Р. Как и обычно, при изменении Рл в сравнительно небольших пределах может быть представлено в виде линейной функции от Рл (см. гл. 4). Из графика находим » 0,80 (Рл-140); (16.6) ал=1-Ф2/Рл»0,20+113/Рл. (16.7) Дополнительные измерения и расчеты показывают, что потери в вводах (ножках) Св составляют около 15% Рл и сравнительно мало меняются с Рл. Поэтому для тепловых потерь колбы можем записать а„=ал-ав «0,05+113/Рл. (16.8) Обращает на себя внимание высокий КПД излучения разряда и малое поглощение излучения в объеме. Эффективный коэффициент прозрачности разряда и колбы по отношению к Рл, как 1000 - «8 0,1 О 1000 2000 Рл,Вт 3000 Рис. 16.5. Зависимость суммарного излучения разряда в лампах типа ДРИШ 2500 (см. § 17.2) и значения йк и йв от мощности ВИДНО из (16.6), Тэф.л~0,8. Соответствующий коэффициент, отнесенный к мощности, выделяющейся в колбе, равен: Тэф.к»Тэф.л/(1-Св) «0,94. (16.9) Аналогичные результаты получаются и для ламп типа ДРИШ других мощностей. В связи с этими данными еще раз обратим внимание на неудобство пользованием так называемой удельной электрической нагрузкой wi или w, поскольку она очень приближенно характеризует тепловой режим колбы (см. § 7.5). Так, например, у лампы ДРИШ 2500 при Рл=2500 Вт хютаШ Вт/см, т. е. примерно в 5 раз больше, чем у чисто ртутной лампы ДРШ 500, имеющей колбу примерно такого же диаметра (d2»3,3 см, Wi«21,8 Вт/см). Между тем за счет того что Ск у ДРИШ 2500 почти в 2,5 раза меньше, чем у ДРШ 500, колба ламп ДРИШ не перегревается - нагревается до приемлемых температур в 950- 970 °С (у ДРШ 500 к.эф«780°С). 16.3. ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОДОВ В МЕТАЛЛОГАЛОГЕННЫХ ЛАМПАХ Наличие галогенов в наполнении ламп исключает возможность использования катодов, активированных оксидами и другими соединениями щелочноземельных металлов (Ва, Са, Sr), отлично работающих в ртутных лампах ВД (см. гл. 9). Галогены, взаимодействуя с оксидами бария и кальция, образуют га-логениды этих металлов, которые испаряются и затем конденсируются на стенках колбы, унося с катода активирующие металлы. Оставшийся кислород, взаимодействуя с раскаленным вольфрамом, образует летучие оксиды вольфрама, которые переносят вольфрам на стенки. В результате после нескольких десятков часов работы катоды теряют свои эмиттирующие свойства и перегреваются, повышается напряжение зажигания, стенки колбы покрываются черным налетом и лампы выходят из строя. Поэтому в МГЛ приходится применять катоды, активированные другими эмиттерами. Оказалось, что очень хорошо ведут себя вольфрамовые катоды, активированные торием или диоксидом тория, которые одно время широко применялись в ртутных лампах ВД (см. гл. 9). Однако у ламп с такими электродами более высокое напряжение зажигания и более высокие рабочие температуры электродов, чем у ламп с катодами, активированными соединениями Ва, Са, Sr (см. § 9.8). Поведение металлов различного типа в галогенной атмосфере было проанализировано Д. Уэймаусом [0.10]. Он рассмотрел скорость удаления атомов различных металлов, нагреваемых в атмосфере иода, в зависимости от давления паров иода и от температуры металла. При этом допускалось, что атомы металла, удаленные с поверхности, на нее уже не возвращаются. По-видимому, другие галогены ведут себя аналогично. Были рассмотрены следующие режимы. Металл, иодид которого имеет более низкую упругость пара, чем сам металл, например Na. Кривая полной скорости удаления атомов металла с поверхности в зависимости от температуры и давления паров иодида имеет вид, представленный на рис. 16.6,G. При относительно низких температурах поверхность металла полностью покрыта пленкой иодида, которая испаряется медленнее, чем сам металл. При повышении температуры увеличивается скорость испарения, и, если количество иода оказывается недостаточным, пленка иода уже не успевает покрывать всю поверхность металла; поэтому наряду с испарением иодида начинает играть заметную роль более быстрое испарение самого металла. Скорость удаления переходит постепенно с кривой испарения иодида на кривую испарения самого металла. При повышении давления паров иода кривые скорости удаления смещаются в сторону более высоких температур. Металл, иодид которого имеет более высокую упругость пара, чем сам металл, и иодид не стойкий. Картина скорости удаления металла схематически изображена на рис. 16.6,6. При низких температурах скорость испарения металла равна скорости испарения иодида. При более высоких температурах не- 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
|