Курсовая работа: Конструкция теплового источника оптического излучения

Длина штенгеля должна обеспечивать удобное вставление лампы в гнезда откачных установок. Выбираем выступающей за край развертки длину штенгеля равной 50 мм. Используя соотношение находим внутренний диаметр штенгеля 58 / 28 » 2 мм

Чертеж смонтированной ножки представлен в приложении.

4. Расчет средней температуры колбы

Колбы большинства ЛН – это стеклянные баллоны разной формы, в которые впаивают смонтированные ножки. На рис.6 приведены части и обозначения основных размеров колбы: 1 – основная часть колбы; 2 – горло колбы; 3 – рант.

Назначение колбы – надежно защищать тело накала от атмосферного воздуха; в максимальной степени пропускать оптическое излучение в течении всего срока службы; выполнять роль конструктивного остова лампы, связывая с собой заданным образом ножку и цоколь; в ряде случаев обеспечивать функции оптической системы; выполнять некоторые эстетические функции.

Определение температуры колбы ТК следует проводить в согласии с принятыми принципами расчета ТК колб разрядных ламп.

Так как

aК×РЛ = q×АК,

где aК – доля мощности лампы (РЛ), идущая на нагрев колбы; q – удельные тепловые потери колбы путем лучеиспускания (qИ) и отвода тепла через газ (qТ), а АК – площадь внешней колбы (АК = zpdК, где dК – диаметр колбы; z – коэффициент, учитывающий реальную форму колбы и зону горловины), то

где Фе – поток излучения ТН; РГ – мощность тепловых потерь ТН через газ; РЦ – мощность, идущая на нагрев цоколя излучением и газом; a¢К – эффективный коэффициент поглощения и излучения стеклом колбы; a¢¢К – коэффициент, показывающий, какая часть РГ, падающая на колбу, поглощается стеклом; e¢К, e¢¢К – доли Фе и РГ, падающие на колбу лампы; e¢¢¢К – доля РЦ, передаваемая цоколем колбе лампы; А – коэффициент, зависящий, в основном, от рода и давления окружающего колбу газа; ТК – средняя температура колбы, К; ТО – температура окружающей среды, К; eК – коэффициент излучения стекла колбы; s0 – постоянная Стефана-Больцмана, равная 5,67×10-12 Вт/см2град.

Колбы ламп накаливания выполняются либо из стекла какой-либо группы, либо из кварца. В зависимости от того, с каким металлом стекло образует согласованный спай, стекла разделяют на следующие основные группы:

1) вольфрамовую (СЛ40), 2) молибденовую (СЛ 52), 3) платинитовую (СЛ 96), переходную (СЛ 58, СЛ 86). Кварцевое стекло (СЛ 5) применяется при изготовлении галогенных ламп накаливания, температура стенки которых должна быть около 500 - 600 C.

Итак, в качестве материала колбы выберем стекло, форма колбы – цилиндрическая.

Температура окружающей среды ТО = 25 оС;

Эффективный коэффициент поглощения излучения стеклом колбы a¢К = 0,1.

От положения лампы в пространстве зависит ход конвекционных потоков в лампе и, соответственно, распределение температуры по поверхности колбы. Поэтому в расчете средней температуры колбы задается положение горения лампы: цоколем вверх или цоколем вниз.

Положение горения лампы – цоколем вниз.

Зададимся для расчета некоторыми коэффициентами.

Доля РГ, передаваемая колбе лампы e¢¢К = 0,7;

Доля Фе падающего на колбу лампы e¢К = 0,9;

Доля РЦ передаваемой цоколем колбе e¢¢¢К = 0,08;

Поток излучения телом накала Фе = 79,9 Вт;

Мощность тепловых потерь ТН через газ (РГ) = 0 Вт.

В общем случае мощность идущая на нагрев цоколя излучением и газом:

РЦ = 8 Вт.

В табл.4 приведена зависимость коэффициента А для воздуха от температуры.