Запорожец  Издания 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 [ 214 ] 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239

Выполнение подобных расчетов целесообразно проводить, используя принципы, изложенные в гл. 6. Ниже ограничимся рассмотрением примера подобного расчета стандартных НЛВД. имеющих определенную конструкцию МКУ и содержащих ксенон при Рхол=2,67 кПа (20 мм рт. ст.).

Наличие паяного металлокерамического узла (МКУ) и применение материала трубки со значительно большим температурным коэффициентом расширения, особенной температурной зависимостью теплопроводности и меньшей механической прочностью по сравнению с кварцевым стеклом требуют обязательного проведения дополнительных расчетов на термомеханическую прочность при определении толщины стенки разрядной трубки и размеров МКУ.

Работа лампы в условиях насыщающих паров натрия и ртути над амальгамой потребовала введения в рассмотрение дополнительных параметров - состава и температуры амальгамы. При этом в отличие от ртутных ламп ВД температура амальгамы очень резко влияет на рабочее давление паров как натрия, так и ртути, вызывая резкие изменения практически всех характеристик разряда. В этих условиях исключительно важное значение приобретает обеспечение и поддержание теплового режима холодной зоны разрядной трубки, определяющего температуру амальгамы. Особенность задачи заключается еще в том, что тепловой режим холодной зоны неоднозначно связан с тепловым режимом средней части оболочки и в значительной степени определяется конструкцией МКУ и холодной зоны.

Согласно принципам расчета, изложенным в гл. 6, для определения условий разряда, обеспечивающих получение требуемых световых, электрических и других характеристик столба, необходимо перейти к удельным параметрам столба, которые являются однозначными характеристиками условий разряда. При этом имеем восемь величин и параметров: /, Е, r\vcT, d\, б, рыа, PHg, Ттр, которые связаны следующими четырьмя соотношениями:

г]уст=/п(Д du рыа, Piig, Ттр); (18.10)

£=/£(/, di, PNa, PHg, Ттр); . (18.11)

aXJE = е„ер (Т) (Тр - Т/) тг (d, -Ь 26); (18.12)

б=/б(т1, d,), (18.13)

где Тк - температура внешней колбы, К.

Уравнение теплового баланса (18.12) для определенности записано для случая работы разрядной трубки в вакуумированной внешней колбе. При работе в других условиях оно должно быть соответствующим образом изменено.



Значения Сст, екер(Т), и Т„ считаем известными. Толщина стенки разрядной трубки б определяется из условия термической и механической прочности по формулам гл. 7 (результаты см. ниже). В стандартных НЛВД ввиду малости давления ксенон не оказывает заметного влияния на характеристики и может не учитываться.

Для того чтобы найти условия разряда, обеспечивающие максимально возможную световую отдачу и определенный электрический режим, необходимо, чтобы г]1/ст и £ были известными функциями этих пяти независимых параметров разряда.

Поскольку практически довольно трудно определить рыа и Piig. для инженерных целей в качестве независимых параметров, однозначно определяющих рыа и pHg, целесообразно принимать состав амальгамы р,ыа и температуру холодной зоны Гхол, так как эти параметры удобнее контролировать и регулировать. Таким образом, для определения шести величин - /, di, р,ыа, Тхол, Ттр и Е - получаем уравнения:

(nvmojc-Ar]F)/ri(/, dl, (ANa, Тхол, Ттр); (18.14)

Е = !е{1, dl, p.Na, Тхол, Ттр) (18.15)

и уравнение теплового баланса (18.12).

Очевидно, для однозначного определения всех шести величин необходимо задать три из них, при этом необходимо учитывать желательные направления и допустимые пределы изменения каждой из них.

Расчет вариантов разрядной трубки на заданную мощность удобнее вести, задавшись С/л и определив силу тока /=Рл/лС/л, где л=0,85-0,9. После этого ищутся условия разряда, обеспечивающие получение наибольшей возможной световой отдачи столба в зависимости от di, pwa, Тхол и Гтр, причем только две из них могут задаваться независимо в допустимых пределах их изменения [18.13, 18.14].

Выбор оптимального соотношения и I ламп заданной мощности, работающих от сети заданного напряжения Uc, определяется рядом противоречивых критериев [18.13]. Для повышения световой отдачи лампы необходимо уменьшать долю околоэлектродных и концевых потерь и повышать -Цуст. В НЛВД С/а.к и Д/ф - поправку на длину, учитывающую спад яркости у концов трубки -можно считать в первом приближении постоянными. Поэтому для уменьшения доли околоэлектродных и концевых потерь надо стремиться к увеличению С/л и /св. С точки зрения повышения r[vcT, как видно из рис. 18.11, следует увеличивать силу тока, но это ведет к уменьшению С/д при заданном С/с. В результате увеличивается доля околоэлектродных потерь, растут габариты и потери в ПРА. Поэтому оптимальное соотношение / и С/л заданной мощности должно прово-



диться с учетом всех факторов путем расчета и последующей оценки различных вариантов.

Максимальное напряжение на лампе при работе в стандартной сети переменного тока с обычным дросселем ограничено условиями ее стабильного горения без пауз тока в течение всего срока службы. Для этого необходимо, чтобы выполнялось соотношение (см. гл. 5 и [5.8])

Проведенный нами анализ осциллограмм напряжения большого количества НЛВД разных фирм показал, что (f/ns/f/ji.cp) « «1,8, что заметно превышает величины, полученные для ртутных и металлогалогенных ламп ВД. Это связано с большей скоростью деионизации из-за меньших диаметров трубок и большей подвижности электронов.

Кроме того, при расчете начального f/л.н необходимо учитывать рост напряжения на лампе в процессе горения. На основе опытных данных примем, что напряжение на лампе после т часов горения [18.14]

и,гим+0,01%),

где т - время горения, тысячи часов. Тогда начальное напряжение на лампе

П i/" 2 MR 17

л.н/ (гу4) ( 18)2 (1+0,01т) \io.ii)

Так, например, при Uc=220 В и т=15 тыс. ч получим

(/,„<-0,9-220я«100 В. 1,15

Обратим внимание, что у стандартных НЛВД значение {Ул.н приходится выбирать существенно меньше, чем у ртутных ламп ВД. Поэтому силы тока НЛВД при одинаковой мощности оказываются соответственно больше

Выбор условий разряда, обеспечивающих получение наибольшей возможной световой отдачи столба. Учитывая недостаточную точность и сложность расчетного определения зависимостей т)уст от условий разряда, выбор необходимых условий разряда проводим по экспериментально полученным зависимостям. При этом надо иметь в виду, во-первых, то, что многие экспериментальные зависимости получены в условиях, при которых изменение одного из параметров влечет за собой изменение и других, и, во-вторых, то, что обследованный диапазон изменения отдельных параметров не охватывает всей области. Поэтому расчеты достаточно надежно можно вести в пределах обследованной области изменения параметров.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 [ 214 ] 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239