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

Бисимыми друг от друга (т. е. ортогональными). Тогда {dXi/dxj)Q и

dX= {dX/dx,)dxi-\- (dX/dxz)dx2-\- ... (6.13)

Этому требованию удовлетворяют перечисленные выше условия разряда (входные параметры): р, I, di, состав наполнения.

Находя полный дифференциал и переходя к конечным приращениям, получаем формулы поправок.

При изменении параметров в сравнительно небольших пределах удобно представлять существующие между ними связи в виде степенных функций, например в случае однокомпонент-ного состава наполнения градиент потенциала

« £ = cpV/d£/X (6.14)

Беря логарифмически производную и переходя к конечным разностям, получаем

Значения п могут быть найдены из эксперимента или из теории. Их справедливость и границы применимости должны быть проверены экспериментально. Зависимость Е от парциальных давлений компонентов смеси Pk и состава наполнения носит сложный характер и была рассмотрена в гл. 3 и 4.

Уравнения для выбора параметров оптимальной лампы. Для выбора оптимального соотношения параметров лампы необходимо прежде всего установить критерий оптимальности и соответствующие ограничения. Так, например, для ламп массового применения в качестве критерия оптимальности можно принять минимум приведенных затрат. Как известно, удельные годовые затраты на 1000 лм равны:

, ЮООГ , , Т 1000 / , Сев \ 1с\

Фл.срЧт гл.ср Фл.срПсв \ 8 /

где Т - число часов работы установки в год; Псв- число ламп в одном светильнике; Тл - срок службы ламп; Zi - число чисток каждого светильника в год; 2 - коэффициент, учитывающий потери в сети и ПРА; с - цены соответственно лампы, электроэнергии, чистки, светильника с ПРА и монтажом. Первый член- стоимость замены ламп, второй - электроэнергии, третий (в скобке) - чисток и четвертый - амортизации светильников, ПРА и монтажа.

Как видно из уравнения (6.16), для уменьшения з надо снижать с и увеличивать Фл.ср, Т1л.ср и Тл- Вопрос выбора Фл.с;> определяется еще целым рядом светотехнических требований.



Поэтому остаются задачи снижения с и повышения тл и тл обычно при заданном ряде мощностей. В разрядных лампах нет такой явной связи между повышением Цп и снижением Тл, как для ламп накаливания, но тоже есть причины, ограничивающие увеличение Цл за счет повышения удельных нагрузок из-за снижения Тл. В целом эта проблема многовариантная и связана с поиском оптимальных решений, при этом надо подчеркнуть, что для правильного решения задач кроме частных оптимумов надо искать оптимальные рещения для совокупности лампы, ПРА и установки в целом. Детальное рассмотрение этого вопроса выходит за рамки данной книги (подробнее см., например, [6.4J).

6.2. КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ И БАЛАНС МОЩНОСТИ РАЗРЯДНЫХ ИСТОЧНИКОВ СВЕТА

Одним из наиболее важных параметров, характеризующих энергетические свойства источника, является его эффективность или, для источников освещения, световая отдача. Этот параметр является одним из главных составных элементов при определении экономической ценности источника. Особенно важное значение он приобретает для источников массового применения. При создании источников излучения, как правило, необходимо стремиться к получению максимально возможной эффективности, если это не связано с ухудшением других параметров, например с падением срока службы, увеличением стоимости источника или ПРА, ухудшением цветности и т. п. В тех случаях, когда повышение эффективности не связано с ухудшением других параметров, определяющих эксплуатационную ценность источника, выбор оптимальных параметров источника и ПРА должен находиться для осветительных и облучательных установок, исходя из условия получения минимальной стоимости эксплуатации установки (или минимума приведенных затрат) и заданной степени надежности.

Мощность установки с разрядным источником излучения Руст

складывается из мощности самой лампы Рл и мощности пуско-регулирующего аппарата Ре.

Мощность самого источника в свою очередь складывается из мощности на катоде Рк, мощности на аноде Ра и мощности столба Рст. Таким образом,

РусРл+РбРст+к+Ра+Рб. (6.17)

Энергия, выделяющаяся в лампе, превращается в излучение разряда и нагретых электродов, а также в тепло. Дальнейшая трансформация этой энергии зависит от конструкции лампы и условий ее охлаждения. Существенное влияние на эти процессы оказывают свойства колбы (или колб) и наносимых на нее



(них) слоев, особенно люминофорных. Поэтому при анализе баланса реальных ламп, как правило, необходимо рассматривать превращения выходящих потоков в каждой зоне, влияющей на их структуру. Влияние колбы на выходящее излучение и тепло рассмотрено в гл. 7, а балансы энергии конкретных типов ламп и их особенности приведены в соответствующих главах В этом параграфе будем принимать, что колба полностью прозрачна для всего излучения разряда.

Задача создания источников с высоким КПД излучения связана в первую очередь с уменьшением непроизводительных потерь энергии. К таким потерям относится энергия, потребляемая в пускорегулирующем аппарате и являющаяся бесполезной с точки зрения получения излучения. Однако она может быть снижена только до определенного предела.

Для источников света, в которых излучение дает столб разряда, потерями является также энергия, выделяющаяся на катоде и аноде. Ее уменьшения можно достичь уменьшением значения Ua.JUj,. При постоянном Ua.K ПО Мере увеличения [/л g [см. (6.6)] асимптотически стремится к единице (см. рис. 6.1). Поэтому увеличение [/л выше некоторого предела становится неэффективным в отношении роста g и, кроме того, неудобно для эксплуатации.

Для уменьшения рабочего напряжения на лампе и, следовательно, напряжения питания при сохранении высокого значения g необходимо уменьшать f/а.к. Серьезный успех в снижении Ua.K дало создание оксидных самокалящихся катодов, при которых С/к составляет от 5 до 15 В, в то время как для холодных активированных катодов тлеющего разряда оно не меньше 50 В, а для неактивированных составляет 100 В и больше. Таким образом, только благодаря созданию оксидных самокалящихся катодов, рассчитанных на различные силы тока и большие сроки службы, появилась возможность разработки современных разрядных ламп высокой экономичности, пригодных для работы в сетях нормального напряжения без его повышения.

Общая картина баланса энергии в столбе разряда. Для ин женерных расчетов вообще и тепловых расчетов, в частности, необходимо знание баланса энергии столба в зависимости от условий разряда. Такая обобщенная картина баланса энергии в столбе для паров некоторых металлов (Hg, Cd, Zn) и инертных газов была получена Б. Н. Клярфельдом на основе использования литературных данных и обширных и обстоятельных собственных измерений преимущественно в области низких давлений [0.6].

Излучаемую мощность Б. Н. Клярфельд делит на мощность излучения резонансных Фрез и нерезонансных Фнр линий. Такое деление оправдано тем, что они имеют резко различные зависимости от давления и силы тока. Тепловые потери в разряде



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