Запорожец Издания
Поэтому важное значение имеет установление пределов применимости принятых в том или ином случае соотношений. В зависимости от степени сложности получающейся математической системы следует применять аналитические, графоаналитические или иные методы ее решения. В тех случаях, когда не удается найти простые аналитические и графоаналитические методы решения поставленной задачи, или при необходимости обработки большого массива данных и выполнения большого объема вычислений целесообразно проводить решение на ЭВМ. Частично подобные примеры рассмотрены в гл. 3, 4 и 5 при построении математической модели столба разрядов и вольт-амперной характеристики ламп. Ниже будут даны другие примеры построения соответствующих математических моделей для получения тех или иных инженерных данных. Ввиду большой сложности, а подчас невозможности получить расчетным путем значения некоторых величин вообще либо с необходимой точностью разработку разрядных ламп целесообразно проводить путем сочетания экспериментальной и расчетной работы. При этом от расчета не следует требовать излишней точности. Разработку ламп рационально начинать с определения расчетным путем приближенных значений основных параметров. Затем по результатам испытания макетов вносить поправки в расчеты. Для быстрейшего приближения параметров макета к заданным автором был разработан метод поправок. Вообще значение метода поправок выходит далеко за рамки только этих задач. Он позволяет рационально решать вопросы технологических и конструктивных допусков в производстве, вопросы допустимого разброса параметров при эксплуатации, вопросы оптимизации, управления качеством и др. Сформулированные выше принципы, даже в таком общем виде, оказались весьма полезными, поскольку внесли ясность в постановку возникающих задач, помогли установить параметры лампы в зависимости от поставленной задачи, выявить существующие между ними зависимости, наметить программу решения полученных математических систем, проведения необходимых расчетов и постановки экспериментов. Проверка построенных на этом принципе методов расчета показала, что они с успехом могут быть использованы для решения многочисленных задач, связанных с разработкой и применением различных разрядных источников излучения. В настоящее время этими методами успешно пользуется все больший круг лиц, конкретизируя их, внося дополнения и усовершенствования. Для некоторых типов ламп, например люминесцентных, эти методы доведены до системы автоматического проектирования (САПР). Рассмотрим схематически принцип построения необходимой системы функциональных уравнений на примере осветительных Или облучательных разрядных ламп, составляющих подавляю- щее большинство разрядных источников света. В этих лампах основным источником излучения является столб разряда. Поэтому необходимые зависимости составляются прежде всего для столба. В гл. 3 и 4 показано, что все удельные (на единицу длины) оптические, электрические, тепловые и другие параметры столба однозначно и полностью определяются условиями разряда, к которым для однородного достаточно протяженного (ld) столба с цилиндрической симметрией относят состав наполнения, парциальные рабочие давления компонентов смеси Pk, силу тока /, внутренний диаметр разрядной трубки di и температуру внутренней стенки разрядной трубки /тр (или Гтр)-Эти параметры в принципе можно изменять по своему усмотрению и, что очень важно, независимо друг от друга так, что с точки зрения математической они будут удобными входными параметрами. При теоретическом решении задач об удельных характеристиках столба по заданным входным параметрам - условиям разряда - сначала находят электрокинетические характеристики (или микрохарактеристики) столба, а затем по ним-удельные характеристики столба. При экспериментальном пути решения удельные характеристики столба в зависимости от входных параметров находят непосредственно из специально поставленных экспериментов путем изменения каждого из входных параметров в отдельности и поддержания остальных постоянными, однако это не всегда удается. От удельных характеристик легко перейти к электрическим, световым и другим характеристикам столба и лампы. Таким образом устанавливаются зависимости излучательных и электрических характеристик столба от условий разряда. Однако этими параметрами, как правило, не определяются все свойства источника, которые необходимо учитывать сточки зрения потребителя и производства. Поэтому в каждом конкретном случае применения и в зависимости от поставленной задачи введем еще целый ряд других параметров, которые условно назовем «потребительскими» или выходными. В результате образуется система зависимостей (часто довольно сложная), связывающих между собой выходные параметры лампы с входными и целым рядом дополнительных параметров. Выбор основных выходных параметров лампы (см. § 1.2) зависит от назначения источника. Для источников, применяемых в целях освещения или облучения, в качестве основных параметров примем: 1) выходящие из лампы потоки излучения отдельных спектральных линий Ф(Лп) в случае линейчатого спектра или выходящую спектральную плотность потока излучения tp{h) в случае непрерывного спектра. Для оценки соответствия спектрального состава излучения источника спектральной чувствительности приемника служит эффективный поток: Фэф = {Я),,а. j k{X))dX, Фьф=Я™.1МЯ,)Ф(Я„). где k (К) - относительная спектральная чувствительность приемника излучения. При использовании в качестве приемника излучения человеческого глаза чувствительность равна относительной спектральной световой эффективности глаза V{K). В этом случае эффективный поток равен световому потоку Ф; 2) мощность лампы Рл] 3) энергетический КПД излучения отдельных спектральных линий г\{%п)=Ф{7п)/Рл или участков спектра r\{Ki-K2) = = Ф{Л1Ч-Л2)/Рл. Для оценки КПД лампы по эффективной мощности соответственно тэфлФл/лётал:. При использовании в качестве приемника человеческого глаза вводится световая отдача цуФу/Рл; 4) срок службы ламп т. В зависимости от условий задачи следует различать полный (продолжительность горения) или полезный срок службы. В целях выявления роли отдельных факторов и условий эксплуатации на срок службы ламп иногда целесообразно рассматривать срок службы в режиме непрерывного горения, идеальный (стендовый) или реальный сроки службы (подробнее см. в § 1.2 и [1.5]); 5) напряжение горения Ол; 6) напряжение питания U; I* 7) размеры и форма лампы. К ним относятся расстояние между электродами /, внутренний диаметр колбы di, габаритные размеры и др.; I 8) цена одной лампы Сл. j В источниках света, предназначенных для работы в светооп-«•тических системах, концентрирующих излучение, к числу основных выходных параметров должны быть отнесены также энергетическая яркость Ье (или яркость Ly) И 66 распрбдблбние, т. е. форма и размеры излучающего тела. Вопросы КПД излучения, срока службы для этих применений иногда могут играть меньшую роль, чем в источниках, предназначенных для освещения или облучения. При выборе и разработке источника помимо перечисленных параметров необходимо учитывать и множество других, зависящих от его назначения и конкретных условий эксплуатации, например род и частоту питающего тока, пусковой режим, поло- 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
|