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

Отсюда получаем отношение температур

"этСвэл - Тр) cdctUa.k 42)

«ст (Тгст-To) 2аст2эл эл Е

Поскольку Ub.k сравнительно слабо зависит от условий разряда и может быть принято постоянным, из (7.42) следует, что в лампах с малым градиентом потенциала (лампах низкого давления) нагрев приэлектродных частей колбы может превосходить нагрев в области столба. Наоборот, в лампах с высоким градиентом потенциала (лампы высокого и сверхвысокого давления) нагрев колбы в приэлектродных областях меньше, чем Б области столба.

В лампах с короткой или средней длиной дуги в колбах шаровой или вообще компактной формы приходится рассматривать нагрев всей колбы целиком. В ряде случаев можно выделить вводы.

Аналогично трубчатым лампам примем: для всей лампы с вводами

Сл=йлРл; (7.43)

для всей колбы

Qk-йкРл, (7.44)

где йл и Gk - соответственно доли мощности всей лампы, идущие на нагрев всей лампы с вводами и только колбы.

Тогда для случая естественного охлаждения и тонкостенной колбы {Ti-T2)iTi-Tc) получим

«кл = 9эф4сф, (7.45)

где дэф - эффективные удельные потери с внешней поверхности колбы. Отсюда

.сф = VJP,. (7.46)

Приведенные в этом параграфе формулы устанавливают связь между мощностью лампы, размерами колбы и удельными тепловыми потерями, являющимися функцией температуры и условий охлаждения. Эти соотношения должны входить в систему функциональных уравнений расчета ламп, рассмотренную в гл. 6. Для практического использования приведенных формул необходимо найти в явном виде значения а я q в различных конкретных условиях.

Определение мощности нагрева и величины а. Мощность нагрева и значение а в принципе могут быть определены расчетным путем из баланса энергии для различных типов ламп и условий разряда. На практике, однако, удобнее и точнее определять их экспериментально.



Поскольку вся выделяющаяся в лампе электрическая мощность в конечном счете идет либо на излучение разряда, выходящее из лампы, либо на нагрев колбы, вводов и электродов, величина Сл для всей лампы равна:

ал=1-(2Феых/Рл), (7.47)

где 2Фвых - поток излучения разряда и электродов, вышедщий за пределы колбы.

Для столба в длинных трубчатых лампах

Ост=1-lOlBHx/PlcT, (7.48)

где Ф1БЫХ - поток излучения разряда с единицы длины столба, выщедший за пределы колбы.

Величина Фют/Рют может быть определена расчетным путем, если известно распределение энергии в спектре излучения самого разряда, т. е. при абсолютно прозрачной колбе, и спектральные кривые пропускания и отражения материала колбы (если на колбу нанесен слой люминофора или имеется внешняя колба, то с учетом их оптических свойств) при рабочей температуре:

Фгвых/Рхсг =

Рк()

Pier, (7.49)

где ф1ст(Я) -спектральная плотность потока излучения у внутренней стенки на единицу длины столба; тк, рк - соответственно спектральные коэффициенты пропускания и отражения колбы при рабочей температуре. При линейчатом спектре интеграл заменяется суммой.

В тех случаях, когда рк{К)<\, приближенно можно считать, что в формуле (7.49)

МК)1[1-рк{%)]М%).

Случаи, в которых необходимо учитывать роль отражения, см. в § 10.3 и 18.14.

Когда колба прозрачна для всего излучения разряда, act может быть найден из баланса энергии разряда. Для ориентировочных оценок значения Gct в зависимости от давления газа могут быть использованы диаграммы баланса энергии столба, построенные Б. Н. Клярфельдом (см. рис. 6.2).

Пользуясь выражением для баланса энергии столба разрядов высокого и сверхвысокого давления [см. формулу (6.23)], легко получить для Gct следующую общую формулу:

GcT 1-Фют/Лст (1эф) -ЬТэфРггепл/Рют. (7.50)

Значения коэффициентов Тэф и ЬхэфРпеил следует определять из эксперимента для различных типов ламп (см. гл. 10, 14-19).



Экспериментальное определение а. С этой целью экспериментально снимается зависимость Ф2вых=/ф(Р) обычно по методике Эленбааса (см. [4.1, 4.12]). Она состоит в следующем: при помощи открытого термостолбика, проградуированного в абсолютных единицах, измеряется излучение горящей лампы, состоящее из суммарного излучения разряда, вышедшего за пределы колбы, и излучения нагретой оболочки. Затем разряд выключается и снимается кривая спада излучения оболочки в процессе остывания лампы. Экстраполируя эту кривую к моменту выключения разряда, получаем возможность разделить суммарное излучение разряда, выходящее за пределы колбы, и излучение нагретой оболочки. Подобные измерения проводятся при разных значениях удельной мощности столба На основании этих даннЫх строится зависимость удельной мощности суммарного вышедшего излучения разряда от электрической мощности. При изменении мощности в довольно широких пределах (2- 5 раз) зависимости Ф2вых=/ф(Р) могут быть представлены приблизительно в виде отрезка прямой линии \ отсекающей при ее продолжении к Ф2вых=0 некоторое значение Роте Прямая может бытЁ представлена уравнением, из которого легко найти зависимость а от Р.

Таким путем получают значения а для отдельных участков оболочки, например столба, вводов, всей колбы в целом и т. д. Пользуясь подобной методикой, нами были получены зависимости а практически для всех основных типов разрядных ламп. Конкретные данные приведены в главах по лампам.

7.6. ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ КОЛБ И МЕТОДЫ ЕГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

Температура внутренней поверхности колбы. В лампах с парами металла или их соединений, работающих в условиях насыщающих паров, минимальная температура внутренней поверхности колбы (лампы) во время работы лампы должна равняться температуре, при которой давление паров, насыщающих пространство, соответствует выбранному. В лампах, работающих в условиях ненасыщенных паров, она должна быть выше. Максимальная температура на внутренней поверхности колбы определяется допустимыми температурными условиями работы материала колбы или покрытия, например слоя люминофора, и тесно связана со сроком службы лампы.

В лампах с газовым наполнением отпадает ограничение минимальной рабочей температуры колбы по давлению, поскольку оно мало зависит от минимальной температуры. Ограничение по максимальной температуре, связанное с температурными "условиями работы выбранного материала колбы, остается тем же, что и для ламп с парами.

Фактически получается слабо возрастающая кривая (см. § 4.10).



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