Курсовая работа: Конструкция теплового источника оптического излучения

В нашем случае (Рл = 80 Вт, U = 220 В), тело накала – спираль, лампа вакумная.

Опыт серийного производства показывает, что коэффициент шага (kш) и сердечника (kс) обычно находится в пределах kш = 1,3 - 1,7; kс = 3 – 6 (kш, kс – соответственно, коэффициенты шага и сердечника спирали). Коэффициент шага стремятся сделать меньше, а сердечника - больше, так как при этом тело накала компактнее, а потери через газ - меньше.

Выбираем спиральную вакуумную лампу. При этом потери через газ будут равны kГ = 0.

Ток лампы найдется из выражения:

Коэффициент шага kШ = 1,4. Коэффициент сердечника kС = 4,0.

Коэффициент излучения есть функция коэффициента шага. По табл.1 принимаем d = 0.74

Таблица 1.

KШ	1.00	1.10	1.20	1.30	1.40	1.50	1.60	1.70	1.80	1.90	2.00
d	0.50	0.60	0.66	0.70	0.74	0.77	0.79	0.80	0.82	0.84	0.85

Коэффициент видимого излучения для спирали определяется по формуле dВ.СП = d×h, h = f(kШ). Зависимость представлена на рисунке 3.

Рис.3. Зависимость h от kШ.

Из рисунка 3 видно, что h = 0.934. Тогда

dВ.СП = d×h = 0.74 × 0.934 = 0.69.

Световая отдача лампы найдется из выражения:

Задаем также коэффициент экранирования светового потока цоколем aЦ =1,03; коэффициент охлаждающего действия электродов и крючков aД =1,03; коэффициент охлаждающего действия поддержек при I=const =1,015;

Рассмотрение внутреннего и внешнего баланса энергии ламп накаливания, у которых охлаждающее действие поддержек не перекрывается, позволило установить, что

где , - удельное сопротивление и энергетическая светимость вольфрама при температуре Т; k - относительные потери через газ; Нл, Нпр - световые отдачи лампы и прямой нить (в вакууме); , - общие коэффициенты излучения и излучения по световому потоку ТН; I, U - ток лампы и напряжение на ней; - коэффициент, учитывающий уменьшение мощности за счет охлаждающего действия поддержек при I=const (для ЛОН =1,01 - 1,02); - коэффициент, характеризующий экранирующее действие цоколя ( = 1,03 - 1,08); - коэффициент, определяющий потери светового потока ТН из-за охлаждающего действия поддержек, = 1 + (0,004 - 0,008)nд, где nд - количество поддерживающих ТН электродов и крючков; для ЛОН = 1,03 - 1,05.

Рассчитываем световую отдачу прямой нити в вакууме:

Температура ТН однозначно связана с НПР, а rТ = f(T) и MeT = f(T) представлены в табл. 2.

Таблица 2.

T, K	r*10-6 ,Ом×см	Мет, Вт/см2	Нпр, Лм/Вт
2200	63.48	38.2	5.6
2300	66.91	47.2	7.3
2400	70.39	57.7	9.5
2500	73.91	69.8	11.8
2600	77.49	83.8	14.4
2700	81.04	99.6	17.8
2800	84.7	117.6	20.7
2900	88.33	137.8	23.9
3000	92.04	160.5	27.5
3100	96.04	187.5	31
3200	99.54	214	34.6

При НПР= 9,949 лм/Вт температура ТН равна 2427,6 К, энергетическая светимость МеТ = 61 Вт/см2, а удельное сопротивление rТ = 71,36×10-6 Ом×см.

Рассчитываем диаметр (d) и длину (l) нити:

Далее найдем геометрические параметры ТН по формулам:

Уточнение параметров ТН рассчитанной лампы производится путем графического определения рабочей температуры ТН (ТР) по пересечению рассчитываемых