Световые приборы - Трембач В.В.
ISBN 5-06-001892-Х
Скачать (прямая ссылка):
Расчет КПД зеркальных светильников. Наиболее важным показателем экономичности светильника является его КПД, учитывающий потери светового потока в приборе за счет поглощения света оптической частью, колбой лампы и другими деталями светильника. Величина КПД зависит от конструктивных особенностей светильника, а также от коэффициентов отражения и пропускания (р и т) светотехнических материалов, из которых выполняется оптическое устройство. Зависимость КПД от свойств светотехнических материалов подтверждается таблицей примерных значений КПД типовых светильников (табл. 5.1).
219
I
3 н а че н и я КПД зеркальных светильников. При проектировании светильника следует стремиться к возможно большему значению КПД, которое в некоторой степени является критерием удачного выбора начальных параметров оптической части светильника (диаметра и местоположения горловины отражателя сро, г0 и защитного угла "уос), рациональности принятых конструктивных решений и правильного выбора светотехнических материалов. Но достижение максимального значения КПД не является самоцелью, так как светильник с высоким КПД может оказаться нецелесообразным по светораспределению, не удовлетворяющим условиям ограничения ослеплепности и т. д. Инженерное искусство и заключается в том, чтобы создать прибор, отвечающий заданным условиям и в то же время обладающий наибольшей экономичностью.
КПД может быть рассчитан двумя способами. Первый способ основан на расчете светового потока светильника, светораспреде-ление которого при этом не определяется. Вторым способом можно получить КПД, определив световой поток светильника по ранее рассчитанной кривой светораспределения. Для некоторых типов светильников (зеркальных, призматических, с матированными рассеивателями) этот способ расчета КПД является более точным, так как в нем могут быть учтены допущения, сделанные при первом способе.
Расчет КПД зеркального светильника. При расчете КПД светильника с зеркальным отражателем предполагают, что:
профиль зеркального отражателя гарантирует отсутствие вторичных отражений и пересечения колбы лампы отраженными лучами, вследствие чего световой поток, отраженный оптическим устройством, полностью (без потерь) выходит во внешнюю область;
поверхность отражателя однородна и коэффициент ее отражения р одинаков для всех его зон и участков.
В некоторых случаях для зеркальных светильников задается узкая КСС типа К в пределах угла излучения а„=30—40°. Создать зеркальный отражатель, имеющий защитный угол у = 60—50°, практически невозможно. При обычных у = 20—30° световой поток от лампы будет распространяться вне заданного угла излучения. Поэтому в этом случае можно говорить о КПД, рассчитанном вторым способом для заданного светораспределения (по КСС в пределах узла излучения):
где ДФс^ = ^св2я (cos a3-i—cos щ) —зональный поток светильника в пределах телесного угла, определяемого плоским углом Aa = aj— —a/_f, Фл — световой поток лампы.
(5.1)
220
В том случае, если требуется определить КПД как отношение исего потока светильника к потоку лампы, рассматривается распределение ее светового потока на отражатель тФл, на световое отверстие гп\Фл и на горловину отражателя т0Фл. Световой поток, прошедший через горловину отражателя, полностью поглотится различными деталями (патрон, устройство ввода проводов и т. д.), имеющими малый коэффициент отражения. Таким образом, световой поток зеркального светильника ф,.„ состоит из потока, непосредственного вышедшего из лампы через световое отверстие, и потока, отраженного оптической частью:
Фсв = «11Фл + Р^.Р- (5.2)
Расчетная формула КПД может быть записана н следующем виде:
т! = Фсв/Фл = «11 + тр. (5.3)
Из (5.3) видно, что КПД зеркального светильника увеличивается с ростом коэффициента отражения, а также с уменьшение,м доли светового потока, падающего на отражатель и зону держателя. Однако необходимо помнить, что, уменьшая угол охвата, снижаем световой поток, перераспределенный отражателем. В результате можно получить малый коэффициент усиления светильника и малый КПД в пределах заданной кривой силы света.
§ 5.2. УРАВНЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ КРУГЛОСИММЕТРИЧНЫХ
ЗЕРКАЛЬНЫХ ОТРАЖАТЕЛЕЙ СВЕТИЛЬНИКОВ
Дифференциальное уравнение круглосимметричной зеркальной поверхности. Установление формы и размеров оптического устройства, определение всех его геометрических параметров называется оптическим расчетом. В результате появляется рабочий чертеж, необходимый для изготовления оптического устройства.
Задачи оптического расчета зеркальных отражателей светильников. Особенностью оптического расчета приборов прожекторного класса является то, что зависимость между падающими и перераспределенными осевыми лучами вполне определенная (ф=уаг, a = const). Для светильников эта зависимость определяется как заданным светораспределением, так и выбранным источником света. Из сказанного следует, что для оптического расчета светильников необходимы расчетные уравнения, определяющие геометрические параметры и форму оптического устройства в зависимости от углов, ориентирующих падающие ф, и отраженные a, Р осевые лучи.
