Рис. 3. Зависимость температуры
внешней поверхности оболочки ГЛН
от напряжения питания
Отметим, что поглощение в УФ-
диапазоне мал´о в силу относительно
невысокой температуры тела накала.
Тогда могут быть определены
плотности потоков излучения в обла-
стях непрозрачности и частичной про-
зрачности
q
т
=
Q
s
S
в
δ
т
=
q
Σ
в
δ
т
;
(6)
q
0
=
Q
s
S
в
−
q
т
,
(7)
а также температура внешней поверх-
ности оболочки ГЛН, плотность пото-
ка ее собственного излучения и его
вклад в суммарный поток излучения
на внешней поверхности ГЛН.
Для случая одиночной ГЛН при отсутствии ограждающих поверхностей
и пленки осажденного вольфрама выражение для температуры внешней по-
верхности ГЛН имеет вид
T
2
=
T
в
+
q
т
+
q
0
(1
−
e
−
Bu
)
−
q
соб
об
α
в
,
(8)
где
q
соб
об
=
ε
c
(
T
2
)
σT
4
2
;
ε
c
(
T
2
)
— интегральная излучательная способность
кварцевого стекла [15].
Температуру
T
2
(рис. 3) находили, решая нелинейное уравнение (8), при
ˉ
k
= 0
,
0035
мм
−
1
и
α
= 23
Вт/(м
2
∙
K)
Определение температуры
T
2
дает возможность оценить тепловой поток,
передаваемый оболочкой в окружающую среду путем конвекции:
q
к
=
α
в
(
T
2
−
T
в
)
.
(9)
Основной вклад в поток излучения от внешней поверхности оболочки
вносит излучение тела накала (с учетом его поглощения в стекле). Определяя
интегральную плотность этой составляющей потока излучения по формуле
q
лн
=
q
0
S
в
S
н
e
−
ˉ
kh
,
(10)
можно найти суммарную плотность потока излучения на внешней поверхно-
сти оболочки
q
Σ
н
=
q
лн
+
q
соб
об
.
(11)
Результаты расчетов приведены на рис. 4.
Доля интегральной плотности потока собственного излучения оболочки
в суммарном потоке с ее поверхности
δ
соб
об
=
q
соб
об
q
Σ
н
составляет 14. . . 11% при
изменении напряжения питания от 120 до 260 В, а б ´ольшая часть собствен-
ного излучения оболочки приходится на область непрозрачности кварца и
составляет
(
δ
соб
об
)
непрозр
= 1
−
F
0
−
3
T
2
=
(
q
соб
об
)
непрозр
q
соб
об
= 60
. . .
64
%.
Анализ влияния составляющих потока излучения ГЛН на температурное
поле оболочки показывает, что основная роль принадлежит составляющим в
62 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2011. № 1
