Способ определения полной кривой охлаждения нитей накала газонаполненных ламп

 

М 66545

Класс 2le, 36

42h, 18о

CC(ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зарегистрировано в Ropo изобретений Госплана СССР

Ю. М. Рибас

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛНОЙ КРИВОЙ ОХЛАЖДЕНИЯ

HNTEA НАКАЛА ГАЗОНАПОЛНЕННЫХ ЛАМП

Заявлено 12 нюня 1945 гола в Наркомугаяь за . 4 125-45 1З38615) Опубликовано 30 ннн;я 1946 г.

Существующие средства не позволя1от опре1делить полную кривую охлаждения нитей накаливания осветительных ламп, необходимую при конструировании и испытании взрывобезопасных ламп и светильников.

Так, при помощи фотоэлемента (см. напр. Левит1ин. «Испытание взры вобезопасных светильников и их элементов», журнал «Светотехника»

М 8 за 1937 г.) можно снять кривую охлаждения нити только до

1200 С, что явно .недостаточно, так как исследователя может интересовать вся кривая охлаждения.

При помощи тэка малой силы, пропускаемого через нить лампы после ее выключения, можно заснять кривую охлаждения нити от максимальной температуры до температур 800" С. Этот способ черезвычайно сложен и далеко нето1ен.

Предлагаемый способ определения кривой охлаждения, нити накаливания основан также на использовании фотоэлемента и осциллографа, но. благодаря специ альн ым

1,риемам, им удается получить полную кривую охлаждения нити от максимальной температуры до температуры окружающей среды.

По предлагаемому способу при помощи фотоэлемента и осцпллографа снимают большую часть кривой нагрева нити и меньшую часть кривой охлаждения. а затем графическим методом строят полную кривую охлаждения. использовав для этого экспериментальную кривую

0 ",àæ åHèÿ (от максимальной температуры до 12/0" С) и зеркальное изображение экспериментальной кривой г1агрева, Таким образом удается построить кривую охлаждения от максимальной температуры,нити накаливания до температуры окружающей среды, чего до сих пор не удавалось сделать.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на фиг. 1 которого показаны кривые нагрева и охлаждения нити накала. на фиг. 2—

;хема фотоэлектрического измер.,тельного устройства, на фпг. 3 и

4 — пояснительные диаграммы.

Рассмотрим теоретические предпосылки предлагаемого способа.

Избыток количества теплоты. выделя1ощегося в элемент времени й, над теплотой, которую отводит наружу поверхность нити, должен быть равен количеству теплоты, накопившемуся в нити вследствие повышения температуры.

Если при этом пренебречь температурным перепадом в нити, то

Мо 66545 температура внутри ес равна превышению температуры —. на поверхности, и мы получас м дифсре циальное уравнение: () dt == Cd-. + А-.Л, где Qdt — количество тепла, выделяемого в нити за элемент времени dt, Cd —. — количество тепла, поглощаемого во всем объеме нити, прн повышении температуры пa d —. за время di, А тсЫ вЂ” количество тепла, отдаваемое в окружающую среду со всей поверхности нити за время dt при разности температур -,.

Для нити накаливания справедливо условие А = const, С =- соп и Q = const.

Я с

dt = с

/. =- — л 1n A: (Р— Ас).

При начальных условиях t — — О, -=О и L==--P l.

"(, „,,л), но, так как Q = — А —.„,„-, характеризует тепловое равновесие, то, зас менив отношение — „коэфициентом

Т, можно написать: вах

Тогда

Коэфициент Т есть величина. характеризующая длительность нагрева нити. Эта величина для ниг тей ламп различной мощности оудет разной при прочих равных условиях.

Положив в диференциальном уравнении Qdt = О, т. е. О =- Cdò+

Л - dt, при начальном условя,t

-= -., и npu t =- О, получпм кривую охлаждения нити

f, i/I е

- — -0

Будучи построена в зависимости от †. эта крйвая представляет соУ бой зеркальное изображение, кривой нагревания относительно линии спм с 1 метрии = — = —., = cott.=t

° П:ilX .О (фиг. 1).

У ламп накаливания охлаждение происходит после выключения нити разрушения колбы, и тогда коэфгциент Т меньше при охлаждении, чем при нагревании, когда колба цела. У газонаполненныx ламп в этом случае коэфициент мало изменяется, так как нить находится в газовой среде под нормальным атмосферным, давлением. Опыты показывают, что при целой,и разрушенной колбах время охлаждения нити до температуры по рядка

1200" С изменлвтся всего на 4 — 5% (температура нити 1200= С является минимальной для отметки ее при помощи фотоэлемента). Ниже этой температуры коэфициент Т значительно изменяется, У вакуумных ламт коэфицпент Т очень сильно изменяется в зависимости от того, цела ли колба или разрушена прп охлаждении нити накаливания. Кривые нагрева и охлаждения у этих ламп при таких условиях .не совпадают, так как нагрев нити происходит в вакууме. а охлаждение iB материальной (га= ")Bot"t) среде.

Кривая охлаждения определяется следующим образом. По схеме фиг. 2 производится осциллографирование кривой нагрева нити накаливания в целой колбе. Здесь Л— испытуемая лампа, ФЗ вЂ” фотоэлемент, ШО-1 и ШО-2 — шлейфы осциллографов, Б — батарея. Прп осциллографирован ии, вследствие того что фотоэлемент реагирует на световой поток нити. температура которой не ниже 1110 — 1200 С. осциллограмма будет иметь вид. показанный на фиг. 3.

Поскольку нагрев нппи от температуры окружающей среды до температуры 1200 С про исхкдит очень быстро в силу минимальных темаовых потерь, то время 1, отмеченное осциллограммой, будет составлят незначительную часть всего времени нагрева. Таким образом при осциллографировании ittarpeaa нити удается получить большую часть кривой и полчое время нагрева.

Вторая операция состоит в том, по гo схеме фиг, 2 снимают осцплА. 66545 лограмму охлаждения от максимальной температуры до 1200 С.

Промежуточные точки температуры как кривой нагрева, так и охлаждения отмечаются на, осциллограммах обычным способом (1 мм на осциллограмме соответствует определенной силе анодного тока усилителя, который пропорционален ..пределенному световому потоку исследуемой нити накаливания— температуре).

Ис1пользуя результаты осциллографирования, строим кривые В нагрева и А охлаждения в координатах «темлератуоа — время», как показано на фиг. 4. Построив зеркальное изображение СВ кривой нагрева, соединяем крввую охлаждения и зеркальную кривую при помощи лекала. Полученная кривая и будет кривой охлаждения нити накаливания от максимальной температуры до температуры окружающей среды.

Таким способом можно определить кривые охлаждения нитей накаливания тех ламп. у которых условия теплоотдачи при целой колбе и разрушенной мало от,.шчаются между собой.

Это справедливо в том случае, если снимаются кривые охлаждения от максимальной температуры до температуры нити порядка 600—

700 С.

Но так как кривая охлаждения нижс этой температуры сильно искажается вследствие влияния нагретой колбы. то для получения

»олнои кривой охлаждения необходимо осциллографировать нагрев » охлаждение нити без колбы. поместив ее в значительно большую»о объему среду инертного газа пр» нормальном давлении.

Предмет изобретения

Способ определения полной кр»г,ой охлаждения нитей накала газонаполненных ламп от максимальной температуры до температуры окружающей среды путем осцилло, рафирования изменения во време.,t тока фотоэлемента, освещаемого испытуемой лам пой. о т л и ч а юшийся тем, что с целью иск;»очения осциллографирования при те.нпературах ниже 1200 . при которых фотоэлемент недостаточно чувствителен. производят осциллографирование сперва кривой нагрева от температуры 1200= до максимальной температуры, и затем— кривой охлаждения до той же те..|пературы, а для построения оста,üНоН части этой кривой до температуры окружающей среды ис ользуют зеркальное изображение»ервой кривой. № 66545

Фиг. г

"ma а

Г т )

Отв. редактор В. H. Костров Тсхи. редактор Г. Ф, Соколова

ЛО285 "и Подписано к ис гати 27, Ill-1948 и. Тираж 5GO экз. Цена 65 к. Зак. 305.

Типография Госпланнапата им. Воровского, Калуга