Расчетная часть

Произведем расчет МГЛ лампы, использующей галогенид цинка в качестве излучающей добавки. Из галогенидов выбираем Йодид. В качестве буферного газа выбираем ртуть. Замкнутый цикл осуществляется в нейтральной среде аргона.

Используя таблицу Зайделя, рассмотрим спектры излучений данных веществ и их смеси.

Рис. 3.5 Спектры излучения для различных длин волн

Спектр ртути:

Выделим наиболее интенсивные линии ртути:

• 578.2 нм – желто-оранжевый цвет (рис.3.5);

• 546.1 нм – зеленый цвет ;

• 435.8 нм – синий цвет;

• 404.7 нм – фиолетовый цвет;

• 365.0 нм – УФ-А;

• 253.7 нм, 184.9 нм – УФ-С;

Спектр цинка:

Выделим наиболее интенсивные линии цинка:

• 636.24 нм- оранжевый цвет;

• 518.2 нм- зеленый цвет;

• 481.1 нм, 472.2 нм, 468 нм - голубой цвет;

• 334.6 нм, 330.3 нм, 328.2 нм – УФ-А;

• 307.6 нм, 303.6 нм , 280.1 нм – УФ-В;

• 277.1 нм, 275.6 нм, 268.4 нм, 260.8 нм, 258.2 нм- УФ-С;

Видимая область спектра нашей лампы на основе паров йодида цинка представлена в дополнение к основным ртутным линиям еще серией интенсивных синих и красных линий цинка. Это значительно улучшает цветопередачу. Количественным дозированием иодида цинка можно в довольно широких пределах менять цветность лампы.

В ультрафиолетовой области спектра к наиболее интенсивным линиям ртути добавляется большой набор цинковых линий (Целесообразно использовать богатое ультрафиолетовое излучение лампы, преобразовав его в видимое с помощью люминофора, что позволяет существенно повысить светоотдачу лампы). Итак, делаем вывод, что излучение смеси лежит, преимущественно в УФ области (200-400 нм). Такие лампы являются весьма эффективными источниками излучения для многих поверхностных фотохимических процессов, а также для стерилизации воды, воздуха и других поверхностей.

Расчет характеристик лампы

В качестве аналога, для расчетов мы заменили нашу ДРИ лампу на ДРШ:

• мощность лампы =150 Вт

• напряжение питания =220 В

Напряжение на лампе определяется из условия:

–лежит в пределах . Верхний предел определяют, исходя из условия работы без пауз тока и допустимого уровня нестабильности, а нижний - исходя из экономических соображений.

- сила тока; -длина столба;- величина анодно-катодного падения потенциалов;- коэффициент мощности лампы (зависит от лампы и схемы включения (0.86:0.92); Возьмем=0.9;

Рассматривая ГОСТ Р 53075-2008, МЭК 61167-1992 Лампы металлогалогенные, выберем (стандартные значения для 150-ваттной одноцокольной МГ лампы).

Выберем расстояние между электродами (по рис.3.6) l_раб = 0.2 см (при и ).

Рис.3.6 Зависимость яркости и световой отдачи ламп от расстояния между электродами (1-для мощности 150Вт);

Анодно-катодное падение потенциалов сравнительно мало и лежит в пределах от 12 до 18 В. Примем, .

Тогда,

Для ламп СВД с короткой дугой в шаровых колбах :

; . Формула проверена в диапазоне измененияот 10 до 100 наПа.

Отсюда находим:

определяем

Рис.3.7 Зависимость температуры ламп от давления насыщенных паров

Принимаем:

Расчетная рабочая температура:

Внешний диаметр колбы:

(Рис 3.8):

Рис. 3.8 Зависимость тепловых потерь с единицы поверхности от температуры.

Принимаем .

Толщина колбы лежит в диапазоне 1÷3 мм, и определяется из соотношения:

Принимаем .

Внутренний диаметр колбы:

Масса ртути:

Масса цинка:

В качестве материала колбы принимаем кварц.

В качестве материала электродов принимаем вольфрам (W), активированный торием (Th).

Выбрали кварцевую лампу мощностью 150 Вт с диаметром колбы и расстоянием между вольфрамо-ториевыми электродами l_раб = 0.2 см. Лампа может работать в диапазонах температур от до . Массы вводимых элементови. Излучает свет – ближний ультрафиолет.