Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Электротехника -> Вассерман A.Л. -> "Ксеноновые трубчатые лампы и их применение" -> 5

Ксеноновые трубчатые лампы и их применение - Вассерман A.Л.

Вассерман A.Л. Ксеноновые трубчатые лампы и их применение — M.: Энергоатомиздат, 1989. — 88 c.
ISBN 5-283-00544-5
Скачать (прямая ссылка): ksenontrublamp1989.djvu
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 < 5 > 6 7 8 9 10 11 .. 27 >> Следующая

^HOM
(5)
где Ln — фактическая наработка лампы, ч; LHOM — номинальная наработка лампы, ч; In и /ном - действующий и номинальный токи лампы.
Форма кривой мгновенных значений тока лампы отличается от синусоидальной и описывается выражением
і = /,„ sin ojr (sin ojr)1 ,s, (6)
которое получено с учетом того, что отношение мгновенных значений токов и напряжений равно отношению их действующих значений.
Выражение (6) можно аппроксимировать тригонометрическим трехчленным полиномом
і =/,,,(0,819 sincjr -0,215 sin3cjf - 0,034 sin 5cjr),
из которого следует, что 3-я гармоника тока лампы составляет 26 % основной. Коэффициент мощности лампы Kn и коэффициент амплиту-14
. ды тока Ка могут быть вычислены следующим образом:
Kn=PJ UcIn = UcIn ,/ UJn = 0,819/V0.8192 + 0,2152 + 0,0342' ~ * 0,966;
2. Тепловой режим оболочки лампы
Одним из основных параметров, влияющих на срок службы ксеноновых ламп, является значение рабочей температуры стенки колбы, от которой зависит степень кристаллизации кварцевой оболочки и соответственно снижение светового потока.
Обычно срок службы РЛ характеризуется наработкой, исчисляемой в часах, в течение которой световой поток находится в заданных пределах. Поэтому выбор рабочей температуры стенки колбы с учетом обеспечения гарантируемой наработки представляет собой очень важную задачу в практике разработки PJl Однако наиболее распространен не прямой, а косвенный выбор рабочей температуры, базирующийся на экспериментальной зависимости снижения светового потока от удельной электрической мощности qn, равной отношению средней мощности лампы Pn к внутренней или внешней поверхности колбы S2.
Такой метод выбора рабочей температуры может привести к неправильным результатам, так как нагрев стенки колбы определяется не удельной мощностью, а лишь тепловыми потерями в ней, возникающими в процессе передачи энергии от столба разряда во внешнее пространство, как это отмечено в [11].
Удельные потери в колбе составляют некоторую часть удельной мощности в столбе разряда, Вт/см2, и учитываются коэффициентом аст:
Значение тепловых потерь в стенке колбы лампы определяется ее электрическими, конструктивными параметрами, а также зависит от режима работы лампы.
Определение потерь в стенке колбы лампы является трудоемкой экспериментальной задачей. В [12] предложен один из наиболее простых способов определения q2, основанный на использовании закона Стефана—Больцмана, устанавливающий связь между температурой внешней поверхности стенки S2 и значением поверхностной плотности потока излучения кварца.,
Тепловой баланс колбы лампы с окружающей средой осуществляется через конвекцию и излучение. Если создать условия, при которых будет исключен конвективный теплообмен, то охлаждение колбы лампы
0,5
In \ 0,8192 + 0,2152 + 0,034
~ 1,67.
Яг ~ аст Qn ~астРnl
(7)
15
0,JO -
0,25
0,20
Рис. 6. Зависимость доли потерь аст в стенке колбы от отношения PjJ]3
50 60 70 60 90 700 110 120 UO P„/l3,bl/cn
будет происходить только за счет излучения. Такие условия могут быть созданы в замкнутом объеме, куда помещена лампа и из которого откачан воздух. Тогда согласно закону Стефана—Больцмана
Яг = оеТг\ (8)
где о — постоянная, равная 5,7•1O-12 Вт/(см2-К); є — интегральный коэффициент излучения кварца.
Следовательно, замерив с помощью термопары температуру стенки колбы лампы, по (8) находят значение удельных потерь q2.
С использованием этого метода для трубчатых ксеноновых ламп найдена экспериментальная зависимость аст от мощности лампы Pn и межзлектродного расстояния /э [13]. Эта зависимость, приведенная на рис. 6, достаточно хорошо аппроксимируется выражением
яст = 12,6(10"2 +IJPn). (9)
Если (7) подставить в (9), то получим формулу для вычисления удельных потерь в стенке колбы лампы, Вт/см2, отнесенных к внешней поверхности трубки:
2 10
+ 100
(10)
где г 2 — внешний радиус трубки, см.
Тепловой расчет колб трубчатых ламп изложен в [11, 12]. В более общем случае тепловой баланс колбы лампы с внешней средой в соответствии с законом Ньютона определяется уравнением
(И)
где qK> qK — потери мощности за счет конвекции и излучения соответственно; Кт — удельный коэффициент теплоотдачи, учитывающий тепло-перенос за счет конвекции и излучения.
Значение потерь qK, Вт/см2, согласно [11] можно найти с помощью формулы 16
qK = 3,5-10 4 (2r2) -0'25 (T2 - Гокр)1'25. (12)
Значение Кт в условиях свободной конвекции для горизонтальных труб находится из критериального уравнения [14]
Nu = C(GrPr)". (13)
В этом уравнении Nu, Gr, Pr — числа Нуссельта, Грасгофа и Прандтля соответственно. Значения этих чисел вычисляются из выражений
Nu = KT2r2/\B;
Gr = ?g (2r2)2AT/V2;
Pr= V/d,
где AT — разность температур внешней стенки колбы T2 и воздуха Гокр вдали от лампы; V, ?, d, Хв — коэффициенты кинематической вязкости, объемного расширения, температуропроводности и теплопроводности воздуха; g — ускорение свободного падения.
Значения коэффициентов с и и с учетом параметров трубчатых ксеноновых ламп в диапазоне рабочих температур 700—900 °С в соответствии с [11] равны: с =0,54; и =0,25.
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 < 5 > 6 7 8 9 10 11 .. 27 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed