Уэймаус д., Газоразрядные источники света (988969), страница 27
Текст из файла (страница 27)
5-!8 представлено сравнение результатов расчета лучистого потока липин с длиной волны 185,0 нм по Кайлессу со значениями, измеренными Коэдамам, Крунтгофом н Рименсом в функции тока п температуры насыщенных паров ртути. Между ними наблюдается явно хорошее соответствие. Необходимо подчеркнуть, что результаты анализа Кзйлесса, представленные здесь, всего лшнь малая доля его теоретических расчетов.
Автор благодарен доктору Кайлессу за предоставление ему многочисленных графиков, из которых выбирались отдельные значения. Следует заметить, что Кайлесс рассчитал лучистый поток з завнсимостн от давления паров ртути для тока 0,42 А, в то время как вычнсленнв Коэдама проволнлнсь для тока 0,4 А.
Автор умсныпнл значения, принятые Кайлессом, на 5'"Ь, чтобы компенсировать зто различие. изготовление каждой такой формы достаточно сложно, совершенно естественно, что значительное внимание должно быть обращено иа возможность теоретического исследования большого числа поперечных сечений с целью отбора лучших для экспериментальной проверки. Эта проблема может быть решена наиболее просто при взятии за осчову анализа, который имеет дело с переменпы аи, усредненнымн по поперечному сечению разряда. Необходимо знать значения В, т' и значение эффективной площади поперечного сечения, тогда расчет можно производить таким же образом, как и для круглого сечения. Все три этих параметра м~гут быть определены довольно просто, если известно изменение плотности электронов по поперечному сечению, Возьмем произвольный параметр, характеризующий плазму с локальной плотностью л,.
Скорость иопизацнн чь требуемая для поддержания постоянной плотности в плазме при диффузионных потерях, мазкет быть вычислена путем приравннвания ноннзацианиых потерь генерации ионов. Иоиизацианные потери иа единицу длины могут быть получены путем интегрирования по периметру величины !)„ умнонсеннай на нормальный градиент плотности электронов по периметру, где 0 коэффициент амбнполяриой диффузии.
!'еиерацня ионов нз единицу длины равно ча умноженной на интеграл плотности электронов по всему поперечному сечению. уравнение имеет вид: дл, (' (~) !)а -д — ба= лр!да! ) дл а~ д. ~ л„.да 1 (5.28! Аналогичным путем можно вычислить т', если известно распределение л' возбужденных атомов ртути и коэффициент диффузви фотонов )чр, тогда С дл. с~~. д! — !У Т!! — бз ) л*г(п А (5-29) '(!" Й)/х щадь поперечного сечения, даст среднее значение плотности электоонов. Задача состоит в том, чтобы затем определить распределение электронов и возбужденных атомов в трубке с произвольным поперечным сечением. Торннгтои (ТЬог(пц(оп) и Шурган (5Ьцгйап) Л.
5-19), ссылаясь на Слепке (Брепйе) и Штеенбека (5!еепЬесй) Л. 5-20), выполнили эту работу для некоторого числа специальных форм: прямоугольной, треугольной, кольцевой, короче, для тех, у которых уравнение амбнполяриой диффузии, описывающее распределение плотности электронов, имеет сравнительна простое решение в выражениях синусов и косинусов. Ториигтон и Шурган использовали эти результаты для обсуждения качественного поведения колб 143 с азлнчными поперечными сечениями, но затем о затем сии экспериментально подобрали поперечное сечение, которое не под.
р ~адил > ни нод одну из этих форм. аз анне более общего Задачей Бнттера н автора книги было сазд имеяен для любого поперечметода решения, который мог оы быть приме> д ного сечения. С этой целью было начато моделирование экспернмеп- не этой сит ации, основанное на яспользовамембра'>ы закреплс""о" п" кр' ру аям и нагружаемой п иально ее перемещению. Проще всег гс это ь>ожйо ыло пост г Р к 5-!9 з я во в качестве пагружающего вещества. нсунок б >ы Дифференциальное уравнение представляет эскиз такой мем раны. для мембраны имеет внд: т/зи 1 рйи/Т=0, (5.30) где и — смещение; Š— ускорение силы та>кости; р — плотность анды; Т вЂ” напряжение в мембране. уравнение для плотности электронов в плаз- Дьнффереициальное ур ме, в котором выход пройорционалсн плотности, имеет вид: Ф льиое сходство между равенствами ( - ) ( - ) ми (5-30) и (5-3!) очеорма й ешеинс для одного видно.
а . 3 исключен >ем постоянных множителей р будет решением для другого. Метод быстрого анализа большого числа возможных форм поперечного сече>шя заключает- В В ся в следующем; сгибают лист металла, поперек натягивают мембрану, нагружают ее водой, измеряют постоянное смещение и нз этих данных вычисляют распределение плотноРис 5-19. Эскиз водонагруженной сти электронов мембраны как аналога решения проблемы распределения плотно- ьн что распределение плотсти электронов.
ности возбужденных атомов Л вЂ” яеяараяю В яоддержяяаюшяе такое >ке, как И дЛя ЭлЕК- края; С вЂ” уровень води; т> — смещение. тронов при еычис с ычислснви г'. Таким образом, пользуяс>. сравшпсльпо простой техникой, нетруд>ю определить Н, т' и область для расчета характеристик ламп. Уравиененне (5-30) требует, чтобы натяжение было постоянным, независимым от положения мембраны, для того, чтобы было сходство с (5-3!). Это будет правильно лишь тогда, когда смещение мембраны относительно небольшое по сравнению с поперечными размерами (что означает незначительное нли полное отсутствие растяжения мембраны).
Однако для точных измерсяий необходимы смещения иа несколько десятков миллиметров, поэтому приходится исоользонать довольно большую водную поверхность. Однако (5-30) имеет собственное решение, подобно (5-3!). Это озннчает, что только одно значение натяхеення будет точно сбалансировано водой, нзятой в таком количестве, что она подходит к краям установки Был пролит нн один галлон воды (1 гал=4,54 л), пока было найлеио решение. На рнс.
5-20 показан контур плотности электронов, определенный с помощью этой модели для понере п>ого сечения, аналогичного желобковой лампе. 144 На рис. 5-21 представлена зависимость рассчитанной световой отдачи от разрядного тока и экспериментальные значения.
Осевое электрическое поле (градиент поте>щиала) и, следовательно, полная расчетная потребляемая мощность приблизительно иа 15% выше ее экспериментального значения. Кайлесс трактовал эту теорию совершенно аналогично, но он использовал вычислительную технику, чтобы решить диффузионное х ч> ь 55 ь йй йр) Тая >гуам, Я Рис. 5-20, Кривые постоянной плотности электронов в П-образном поперечном сечении, определенные с помощью аналога в виде водо- нагруженной мембраны. уравнение для произвольных геометрических размеров (Л. 5-2!].
Если известно распределение электронной плотности по поперечному сечению, то может быть вычислена электронная температура, а также могут быть определены ток и лучистый поток. Рис. 5-21. Расчетные значения световой отдачи в зависимости от разрядного тока в П-образном поперечном сечении. Π— экспериментальные значения. й-у. ТЕОРИЯ РАЗРЯДА, ЗАВИСЯЩЕГО ОТ ВРЕМЕНИ До недавнего времени никто не опубликовал полной н стройной теории положительного столба разряда переменного тока. При сравнительно низкой частоте, когда можно учитывать только аффект добавления члена (1/п,)(бпа/В() к частоте иоиизаций согласно изложенному в гл.
2, теории не должна быть очень трудной. Для высоких частот, где промежуток времени изменения плотноств возбужденных атомов будет представлять собой существенное увеличение потерь энергии нли подвода энергии к электронному газу, это будет значительно сложнее. Спенсер (Зрепсег) в Пнк (Рее!') (Л. 5-22) опубликовали результаты полузмпнрическнх анализов, в которых промежуток времени изменения плотности электронов был представлен как функция нескольких регулируемых постоянных.
Постоянные были определены путем сравнения вычисленных ЭВМ кривых зависимости тока и аа. пряжеиия от времени и экспериментальных данных для ламп, работающих прн частоте 60 Гц, Результирующая функция была затеи с успехом использована для расчета напряжения на лампе в зависимоста от времени для иесинусоидальной формы тока с высокочастотнычи составляющими. Непрерывное развитие исследований полупроводниковых балластов для люмииесцеитных лами, несомненно, будет стимулиронать теоретические исследования в этой области. 10 — 69 145 Глеба шестая ЮГУТНЫЕ ЛАМПЫ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЮ б-1. ВВЕДЕНИЕ В этой главе рассмотрим изменении спектра разряда в парах ртути при увеличении давления паров ртути и перейдем к описанию ртутных ламп высокого давления, в которых используются эти новые свойства. Прн обсуждении разряда в люмипесцептных лампах была подчеркнута необходимость поддержания низкого давления паров ртути для оптимального выхода УФ излучения.
Если давление паров ртути становится выше этого уровня при допущении, что увеличивается температура стенки колбы, то резонансное излучение быстро убывает и выходящее из лампы излучение состоит преимущественно из линий ртути, лежащих в видимой и длннноволновоя ультрафиолетовой областях спектра. Кроме того, исчезает характерная для разрядов низкого давления высокая электронная температура при низкой температуре газа. Электронная и газовая температуры становятся сравнимыми. Увеличение плотности атомов ртути при высоких давлениях приводит к значительному увеличению потерь при упругих соударениях между электронами и атомами ртути, в результате которых электроны передают кинетическую энергию атомам ртути н нагревают их до состояния, при котором они имеют почти такую же кинетическую температуру, что и электроны.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
