с б´ольшими температурами — водоохлаждаемые ГИИ, позволяющие генери-
ровать потоки излучения плотностью до 2000. . . 2500 кВт/м
2
[11]
2
. Возмож-
ность реализации такого подхода подтверждается проведенными исследова-
ниями и опытом применения ГЛН и ГИИ для испытаний теплонапряженных
конструкций.
Наиболее общим параметром, характеризующим режим включения труб-
чатых источников излучения, следует считать удельное линейное падение
напряжения
u
=
U/L
(
U
— питающее напряжение,
L
— длина излучаю-
щей области), к которому и будем относить все характеристики источников
излучения. Из исследованных ГЛН наиболее мощными по удельной электри-
ческой мощности
P
=
P/L
являются источники КГ 220
×
2000, характеризуе-
мые величиной
P
≈
110
. . .
130
Вт/см, на основе которых созданы установки
для тепловых и теплопрочностных испытаний при плотности потока излуче-
ния до
800
. . .
900
кВт/м
2
[12, 13]. Отметим, что блок из 60 ГЛН указанного
типа электрической мощностью 120. . . 140 кВт обеспечивает плотность пото-
ка излучения до 900. . . 1000 кВт/м
2
на нагреваемой поверхности
0
,
2
×
0
,
4
м
и температуру до
1600
. . .
1650
◦
С [13]. Однако при этом источники нагрева по
температурному режиму работают на пределе своих возможностей, связан-
ном с перегревом и разрушением ГЛН, что допускает относительно кратко-
временный режим работы (минуты) и значительные технические трудности
по обеспечению допустимого температурного режима ГЛН.
Для реализации предельно допустимых режимов работы ГЛН использу-
ют плотную компоновку ГЛН в блоке и повышенное напряжение питания
относительно номинала (ГЛН КГ 220-2000 допускают 20%-ное повыше-
ние питающего напряжения). В этих условиях перспектива существенного
увеличения ресурса работы нагревательного блока (до десятков минут) не-
посредственно связана с устранением причин, вызывающих перегрев оболо-
чек (колбы) ГЛН свыше
1200
◦
C. Среди них наиболее значимыми являются
уменьшение прозрачности кварцевой оболочки из-за нарушения вольфрам-
галогенного цикла и осаждения на ее внутренней поверхности паров вольф-
рама и взаимное облучение ГЛН в блоке. Связь отмеченных факторов с тем-
пературным состоянием оболочки видна из формул для температуры на вну-
тренней
(
T
1
) и внешней
(
T
2
)
поверхностях полупрозрачной колбы:
T
1
=
−
λ
0
+
q
(
λ
c
)
2
T
2
+ 2
bh
{
q
т
+
q
0
[1
−
(1
−
A
)(1
−
ξ
1
)] +
q
0
V
ξ
2
}
b
;
(1)
T
2
=
T
в
+
q
т
+
q
0
[1
−
(1
−
A
)
e
−
Bu
+
q
0
V
1
−
e
−
Bu
+
q
т
V
−
q
соб
об
α
в
,
(2)
где
λ
0
и
(
λ
c
)
T
2
— теплопроводность кварцевого стекла при температурах
T
0
(начальной) и
T
2
((
λ
c
)
T
2
=
λ
0
+
bT
2
)
;
A
— поглощательная способность
осажденной пленки вольфрама;
q
т
V
— плотность потока излучения, падаю-
щего на внешнюю поверхность оболочки ГЛН от соседних ламп в области
непрозрачности стекла;
q
0
V
— плотность потока излучения, проникающего
через внешнюю поверхность ГЛН в виде излучения соседних ламп в области
частичной прозрачности стекла;
q
0
и
q
т
— плотности интегрального потока
излучения тела накала ГЛН на внутренней поверхности оболочки в областях
2
ГИИ ДТП 10-200, ДТП 10-500 выпускались в СССР опытными партиями, их широкое
внедрение в практику тепловых испытаний было начато по инициативе профессора кафедры
“Космические аппараты и ракеты-носители” (СМ-1) МВТУ им. Н.Э. Баумана Г.Б. Синярева
(1915–1991).
60 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2011. № 1
