125630 (690617), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Температура ТН однозначно связана с НПР, а Т = f(T) и MeT = f(T) представлены в табл. 2.

Таблица 2.

При НПР= 9,949 лм/Вт температура ТН равна 2427,6 К, энергетическая светимость МеТ = 61 Вт/см2, а удельное сопротивление Т = 71,3610-6 Омсм.

Рассчитываем диаметр (d) и длину (l) нити:

Далее найдем геометрические параметры ТН по формулам:

Уточнение параметров ТН рассчитанной лампы производится путем графического определения рабочей температуры ТН (ТР) по пересечению рассчитываемых

РЛ = U2 / rT = f(T) и Фе = f(T)

Для этого построим зависимости мощности лампы и энергетического потока от температуры тела накала. Расчет кривых проводим с помощью программы предназначенной для расчета ламп накаливания. Значения приведены в табл.3.

Таблица 3.

По данным табл.3 построим кривые зависимостей РЛ=f(T) и Фе=f(T) (рис.4).

Определим точно значение температуры.

ТР = 2425,4 К.

Сопротивление нагретого ТН найдется из выражения:

- коэффициент, учитывающий охлаждающее действие выбранного после предварительного расчета тело накала количества держателей:

где nД - количество электродов и крючков, Q1 - табулированная функция (Q1=0,00295) , d - диаметр нити, - коэффициент излучения.

Находим уточненную мощность лампы:

Уточненный световой поток лампы найдется из формулы:

где LT - яркость по нормали к поверхности вольфрама (LT = 184,3 кд/см2, берется из таблицы).

Далее находим уточненную световую отдачу:

Далее проводится уточнение диаметра и длины нити тела накала по следующим формулам:

n = 1,19, nM = 4,75, nL = 10,91 - берется из таблицы.

Д алее пересчитываем геометрические размеры тела накала по формулам:

3. Конструирование ножки

Ножкой называется цельный неразъемный узел лампы, включающий в себя стеклянный штабик 1, штенгель 2, тарелку 3 с разверткой 4 и трехзвенные электроды 10 cоединены в единую конструкцию посредством расплавления и последующей формовки стекленных элементов в виде лопатки 5. В это время осуществляется продувка штенгеля, в результате чего образуется откачное отверстие 6.

По конструктивному исполнению ножки разделяют на три группы: гребешковые, бусинковые и плоские. Подавляющее большинство ламп накаливания снабжают гребешковыми ножками, которые чаще всего имеют штенгель, штабик, тарелку и электроды.

Ножки для ламп на низкое рабочее напряжение изготавливают без штабика с одной двумя молибденовыми поддержками или без поддержек. Выбираем гребешковую ножку cо штабиком и десятью держателями впаянными в линзочку.

Средние звенья 7 электродов должны создавать со стеклом вакуумно-плотное соединения, которое изолировало бы внутренний объем лампы от окружающей среды. В большинстве ЛН для этих целей используют биметалл платинит. Диаметр платинита ограничивается областью от 0.25 до 0.8 мм. Платинит, диаметром 0.25 мм недостаточно прочен и не дает герметичного спая со стеклом из-за быстрого окисления, а толще 0.8 мм - вызывает опасности напряжения в стекле. Диаметр платинита выбираем из стандартного ряда в зависимости от предельно допустимых токовых нагрузках (dПЛАТ = 0,3 мм при IПРЕД = 2 А).

При изготовлении лампы штенгель 2 ножки служит элементом вакуумной системы, связывающим внутреннее пространство лампы с вакуумным насосом и обычно представляют стеклянные цилиндрические трубки круглого сечения, длина которых (LШ) значительно больше внутреннего диаметра (DШ). Между длиной и диаметром штенгеля обычно соблюдается соотношение LШ / DШ 20.

Длина штенгеля должна обеспечивать удобное вставление лампы в гнезда откачных установок. Выбираем выступающей за край развертки длину штенгеля равной 50 мм. Используя соотношение находим внутренний диаметр штенгеля 58 / 28 2 мм

Чертеж смонтированной ножки представлен в приложении.

4. Расчет средней температуры колбы

Колбы большинства ЛН – это стеклянные баллоны разной формы, в которые впаивают смонтированные ножки. На рис.6 приведены части и обозначения основных размеров колбы: 1 – основная часть колбы; 2 – горло колбы; 3 – рант.

Назначение колбы – надежно защищать тело накала от атмосферного воздуха; в максимальной степени пропускать оптическое излучение в течении всего срока службы; выполнять роль конструктивного остова лампы, связывая с собой заданным образом ножку и цоколь; в ряде случаев обеспечивать функции оптической системы; выполнять некоторые эстетические функции.

Определение температуры колбы ТК следует проводить в согласии с принятыми принципами расчета ТК колб разрядных ламп.

Так как

КРЛ = qАК,

где К – доля мощности лампы (РЛ), идущая на нагрев колбы; q – удельные тепловые потери колбы путем лучеиспускания (qИ) и отвода тепла через газ (qТ), а АК – площадь внешней колбы (АК = zdК, где dК – диаметр колбы; z – коэффициент, учитывающий реальную форму колбы и зону горловины), то

где Фе – поток излучения ТН; РГ – мощность тепловых потерь ТН через газ; РЦ – мощность, идущая на нагрев цоколя излучением и газом; К – эффективный коэффициент поглощения и излучения стеклом колбы; К – коэффициент, показывающий, какая часть РГ, падающая на колбу, поглощается стеклом; К, К – доли Фе и РГ, падающие на колбу лампы; К – доля РЦ, передаваемая цоколем колбе лампы; А – коэффициент, зависящий, в основном, от рода и давления окружающего колбу газа; ТК – средняя температура колбы, К; ТО – температура окружающей среды, К; К – коэффициент излучения стекла колбы; 0 – постоянная Стефана-Больцмана, равная 5,6710-12 Вт/см2град.

Колбы ламп накаливания выполняются либо из стекла какой-либо группы, либо из кварца. В зависимости от того, с каким металлом стекло образует согласованный спай, стекла разделяют на следующие основные группы:

1) вольфрамовую (СЛ40), 2) молибденовую (СЛ 52), 3) платинитовую (СЛ 96), переходную (СЛ 58, СЛ 86). Кварцевое стекло (СЛ 5) применяется при изготовлении галогенных ламп накаливания, температура стенки которых должна быть около 500 - 600 C.

Итак, в качестве материала колбы выберем стекло, форма колбы – цилиндрическая.

Температура окружающей среды ТО = 25 оС;

Эффективный коэффициент поглощения излучения стеклом колбы К = 0,1.

От положения лампы в пространстве зависит ход конвекционных потоков в лампе и, соответственно, распределение температуры по поверхности колбы. Поэтому в расчете средней температуры колбы задается положение горения лампы: цоколем вверх или цоколем вниз.

Положение горения лампы – цоколем вниз.

Зададимся для расчета некоторыми коэффициентами.

Доля РГ, передаваемая колбе лампы К = 0,7;

Доля Фе падающего на колбу лампы К = 0,9;

Доля РЦ передаваемой цоколем колбе К = 0,08;

Поток излучения телом накала Фе = 79,9 Вт;

Мощность тепловых потерь ТН через газ (РГ) = 0 Вт.

В общем случае мощность идущая на нагрев цоколя излучением и газом:

РЦ = 8 Вт.

В табл.4 приведена зависимость коэффициента А для воздуха от температуры.

Таблица 4.

Таким образом, А = 4.210-4.

Если учесть, что площадь горловины колбы АГ обычно связана определенным отношением с площадью шаровой (или считающейся шаровой) частью колбы АК (АК = АГ + АК), то реальный диаметр колбы

где АЦ – площадь поперечного сечения горловины колбы.

Выше приведенные уравнения при принятых ТК позволяют найти dК. Учитывая, что q = f (dК, ТК) данные уравнения решаются графически.

В таблице 5 приведены результаты расчета программы.

Таблица 5.

По данным таблицы построим график.

Рис. 7.

По пересечению кривых находим среднюю температуру колбы ТК = 70,3 0С.

Характеристики

Список файлов курсовой работы