МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ2 (988973), страница 2
Текст из файла (страница 2)
- ток разряда
Значения удельной мощности положительного столба при различных давлениях аргона
для тока разряда 0,1 А
для тока разряда 0,2 А
для тока разряда 0,3 А
для тока разряда 0,4 А
для тока разряда 0,5 А
для тока разряда 0,6 А
Радиус трубки R2=1,3 см:
Значения удельной мощности положительного столба при различных давлениях аргона
для тока разряда 0,1 А
для тока разряда 0,2 А
для тока разряда 0,3 А
для тока разряда 0,4 А
для тока разряда 0,5 А
для тока разряда 0,6 А
Строим на одном графике теоретические и расчетную зависимости.
В
точках пересечения определим интересующие нас условия разряда: ток Iл, давление аргона, диаметр разрядной трубки и удельную мощность лампы. По найденным токам находим напряжение на лампе как:
Результаты представлены в таблице 1.
Рисунок1. Зависимость удельной мощности лампы Рст от тока при различных давлениях газа и диаметрах трубки.
Определим удельные потоки излучения резонансной линии ртути 254 нм.
Радиус трубки R1=1,8 см:
для тока разряда 0,2 А
для тока разряда 0,1 А
для тока разряда 0,3 А
для тока разряда 0,4 А
для тока разряда 0,5 А
для тока разряда 0,6 А
Радиус трубки R2=1,3 см:
для тока разряда 0,1 А
для тока разряда 0,2 А
для тока разряда 0,3 А
для тока разряда 0,4 А
для тока разряда 0,6 А
для тока разряда 0,5 А
Определим удельные потоки излучения резонансной линии ртути 185 нм.
Радиус трубки R1=1,8 см:
для тока разряда 0,1 А
для тока разряда 0,2 А
для тока разряда 0,3 А
для тока разряда 0,4 А
для тока разряда 0,6 А
для тока разряда 0,5 А
Радиус трубки R2=1,3 см:
для тока разряда 0,1 А
для тока разряда 0,2 А
для тока разряда 0,3 А
для тока разряда 0,4 А
для тока разряда 0,6 А
для тока разряда 0,5 А
Ограничения по напряжению:
Условие стабильности разряда:
0.45Uc<U<0.65Uc
Варианты 1,2,3,4,5,6,7,8 не подходят, т.к напряжение не лежит в указанном диапазоне
Расчет светового потока и световой отдачи ламп и выбор оптимального варианта.
Цветовая характеристика данной ЛЛ – ЛД. Для ламп с такой цветовой характеристикой используют галофосфатные люминофоры.
Спектр излучения люминофора взят из таблицы [Л1] пособия по курсовому проектированию и оцифрован.
Найдем удельный световой поток ЛЛ, который создается свечением слоя люминофора, возбуждаемого резонансными линиями ртутного разряда:
Средний коэффициент видности люминофора:
Коэффициент полезного действия слоя, характеризующий пропускание излучения люминофором:
-коэффициент пропускания слоя
-коэффициент отражения слоя
Энергетический КПД:
- квантовый КПД
Согласно данным таблицы Л2 пособия по курсовому проектированию для люминофора ГФК активированного марганцем и сурьмой :
Однако при расчетах следует учитывать, что в процессе нанесения слоя люминафора, его технологической обработки и в течение первых 1- 3 часов горения лампы, величина квантового выхода для обеих резонансных линий ртути снижается до 0,8 от указанных выше значений. Тогда:
Квантовые отношения для каждого компонента люминофора:
(отношение средней энергии фотона люминесценции к энергии возбуждающего фотона)
Средняя длина волны люминесценции может быть определена с учетом распределения энергии в спектре излучения люминофора по соотношению:
- эффективный коэффициент использования УФ излучения, равный 0,9
Световой поток ЛЛ создается свечением слоя люминофора, возбуждаемого резонансными линиями ртутного разряда, и видимыми линиями ртутного разряда:
Первый член уравнения дает значение светового потока от слоя люминофора, второй – от видимых линий ртутного разряда.
Однако доля светового потока видимых линий от потока ЛЛ мала, и поэтому при оценочных расчетах можно считать, что световая отдача за счет светового потока видимых линий вне зависимости от характеристик ЛЛ увеличивается на 6-7 лм/Вт, т. е можно заменить второй член уравнения выражением вида:
Зная световую отдачу видимых линий ртутного разряда (6 лм/Вт), определим световой поток лампы:
З
ная световой поток и мощность лампы, найдем световую отдачу лампы:
Рассчитаем световую отдачу для вариантов 9,10,11,12,13.
Для начала найдем удельный световой поток по формуле, которая учитывает удельные световые потоки видимых линий ртути (Ф254 нм и Ф185 нм) :
Полученные значения удельного светового потока люминесценции, светового потока лампы и световой отдачи лампы при интересующих нас условиях разряда представлены в таблице 2:
Таблица 2.
2.Рассчитать тепловой режим колбы для 3-х ламп с наиболее высокой световой отдачей.
В ЛЛ мы имеем дело с насыщенными парами ртути, давление которых является резкой функцией tхт. Температура колбы может быть определена из уравнения теплового баланса в области положительного столба:
a
ст - доля мощности столба, идущая на нагрев трубки.
-внешний диаметр трубки
q2тр - удельные тепловые потери трубки в области столба.
-коэффициент, зависящий от рода окружающего колбу газа, его давления и являющийся слабой функцией температуры окружающей среды. Взят из таблицы № 17 пособия по курсовому проектированию.
В общем случае теплоотвод нагретой колбы происходит путем теплоотдачи в окружающую среду и путем лучеиспускания:
-температура окружающей среды
-постоянная Стефана-Больцмана
-искомая температура
-коэффициент излучения стекла
Расчёт теплового режима для 9-го варианта.
Расчёт теплового режима для 10-го варианта.
Расчёт теплового режима для 11-го варианта.
Рассчитанные температуры внешней колбы превышает оптимальную (~40˚C). Оптимальное давление паров ртути может быть обеспечено путем поддержания небольшого участка колбы при более низкой температуре, соответствующей pопт, или путем применения амальгамы ртути, имеющих более низкую упругость пара ртути.
Холодные зоны могут быть получены путем увеличения теплоотвода с внешней поверхности лампы, или путем уменьшения притока тепла к небольшому участку колбы изнутри, или одновременно тем и другим способом.
Методы поддержания давления паров ртути на оптимальном уровне при помощи искусственного создания холодных зон:
-
Применение тепловых экранов на концах лампы для создания холодных зон за электродами. С этой целью позади электродов на некотором расстоянии от них помещаются экраны, например, из никелевой жести, хорошо отражающие излучения электродов и разряда.
-
Изготовление ламп с небольшими выступающими отростками, которые меньше нагреваются разрядом, вследствие чего имеют более низкую температуру.
-
Применение радиаторов различной конструкции, укрепляемых на охлаждаемом участке поверхности лампы и увеличивающих теплоотвод.
-
Увеличение теплоотвода путем обдува ламп при помощи вентиляторов.
-
Охлаждение при помощи автоматически действующих термоэлектрических холодильников.
Наиболее близкой к оптимальной является температура для 9-го варианта.
В конечном итоге выберем лампу с параметрами:
| d, см | 2.6 |
| р, Па | 200 |
| Iл, А | 0,41 |
| U, B | 57,6 |
| Pст, Вт/см | 0,28 |
| Ф185, Вт/см | 0,04 |
| Ф254, Вт/см | 0,19 |
| Фvл1, лм/см | 20,87 |
| Фv, лм | 1133 |
| ηл, лм/Вт | 56,7 |
3.Выбрать тип и конструкцию электродов
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
