автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.07, диссертация на тему:Исследование и разработка математической модели теплового расчета светильников с высокотемпературными источниками света

РГ о

Всероссийский научно-исследовательский, проентно-кокструк?орсхси! светотехнический институт ш? С.И. Вавилова (ВШШ)

Ка нравах рукописи

Уткин Вячеслав Никилаеввя

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ТЕПЛОВОГО РАСЧЕТА СВЕТИЛЬНИКОВ С ВЫСОКОТЕМБЕРАТУШЫЩ ИСТОЧНИКА!® СВЕТА

Специальность 05.09.07 - Светотехника и лоточники света

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1995

Работа выполнена во Всероссийском лаулно-иссладоватшаск! . проекано-конструатораком свототехничосжом -игституте имени СЛ. Вавилова (ВШ1С<у|' '

Наутанй руководитель - доктор технически: ваухс,

профессор АЁзонс'срг.В.Б. Офщ^зшздё' огшшенты - доктор жвдаяеских паук,

. щ!о§эссор йргяц?«аи ВоС, кадц. яссож». наук. ■

Бедок^о зщюдираиао tooi^skaaxäpüaüEgoö -ксьси......

pjiraqu-íEoe vcotc.,so:v?íssoí^»o depo евезоваг ж .оя&дайжыж? ем-; ' лов«?: .^абак» ЦЮТ СОД)

Задев» сосадшся декабря. 1395 i». в 'aeon аа эаол-лдшяа: ученого Coámt К I43*GI»0I ÜJTTT

З^мамшм ¿ш^с-'Гйотедотех&заайзм ^юажи^кояструд-го.рагла..

XV» С.it. Uü£KTZ0B3., líÜXOl, 1»С:<ХСПЛГ ну« Шфы/док ¿ib,".-JC-xíij! BsECáL

?i jT¡scccpTjrs7i'i;r та» ©зшакшгьса в dE&asoxws ШЛОЛ Msoçcf^ptr' .и^опзкш ю....................IS85 г* .

(жзаш а. ;>:«ук гзадшгараж* эаворешшо иежш кж^-^';!.':-: Vo 1230528, Москва, пресивкг täeou,.

дал 101 ь,, '

Учез.'К ^фе&лдо с^ьхаиажщ^завкото

(.íDBíi'f! Í; %з.в01Л£

/,. s?

isaïiK'.rr.ïK Bayïvr^/fo ./У Д.Л* Ютш* •

Актуальность темы. Как известно, одним из важнейших эксплуатационных параметров световых приборов (СП) является их срок службы и поэтому конструкция СЕ должна быть экономичной с точки зрения расхода материалов, стоимости и, в то же время, должна удовлетворять требованиям долговечности.

Фактором важнейшим, во многом определяющим эти параметры приборов, является температура на их теплонапряженннх элементах, и, следовательно, обеспечение температур на элементах СП, не превышающих допустимые, является одной из важнейших задач конструирования надёжно работающих СП.

Развитие компьютерной техники и вычислительных методов позволяет по-новому подойти к решению такой задачи, как разработка методов теплотехнического расчета СП на стадии конструирования с целью избежать ошибок в процессе создания новых изделий, в особенности, когда использование накопленного опыта не дает уверенности в правильности выбранного решения. В этой связи усилия исследователей должны быть направлены на создание адекватной математической модели теплового расчета СП, удобной для пользователя ЭВМ.

Целью работы является создание и всестороняя апробация метода теплотехнического расчета СП, базирующегося на новейших физических предпосылках о характере теплообмена, разработка математической модели 'с привлечением современных методов иатематического аппарата. ,

Решается, задача температурного расчета энергетических характеристик и расчета температурного поля (ТП) круглосиммат- : ричных диффузных СП без защитного стекла.

Научную новизну исследований определяю представленные в работе

- теоретические подходы Г.Л. Поляка для решения задачи взаимодействия излучением двух криволинейных поверхностей между собой,и с окружающей средой в сложном теплообменнике;

- найденное новое решение задачи взаимодействия излучением селективных поверхностей с использованием понятия серог эквивалента; дано определение серого эквивалента;

- разработанный метод расчета средних температур, позво ляшций объединить расчет , температуры внешней колбы источник света (ИС) и оболочки СП в одну систему уравнений;

- созданный метод поверочного расчета баланса мощностей частей СП, позволяющий оценить- правильность математических выкладок;,

- предложенный метод расчетной оценки температуры в любой точке поверхности рассмотренного класса СП;

- предложенная математическая модель теплового расчета СП, не содержащая эмпирических формул;

- выполненный расчет коввективноготеплообмена в области горловины ИС на основе анализа параметров пограничного слоя : условиях гравитационного воздушного потока;

- то, что все элементы СП описаны дифференциальными ура нениями, для которых применялись цетода линеаризации правой части, допускающие корректное аналитическое решение; для репи ния задачи теплообмена отражателя разработана консервативная разностная схема;

- разработанный метод учета влияния на теплообмен венти ляционных отверстий в отражателе.

Практическая ценность и р е а -изация результатов работы.

Математическая модель доступна пользователю ЭВМ на инженером уровне. Использование модели позволит на стадии проектирована (без затрат времени и средств на изготовление и испытание акетов приборов) рассчитывать значения температуры в наиболее еолонапряженных узлах светового прибора.

Модель использрвалась для температурного расчета световых [риборов РСП05, ЖСП 01 и 1X3, изготовляемых Ардатовским свето-:ехническим заводом. Тема: "Проведение исследований эксплуата-шонных характеристик новых разработок светильников". Типовой ;оговор 80/1 от 16.03.89, заказ 664.

Разработан о руководство "Работа на математической модели ю расчету тепловых режимов промышленных световых приборов (для конструкторов световых приборов и пользователей ЭВМ)".

Апробация работы и публикации.

Результаты диссертации докладывались на ЛИ и IX Всесоюзной научно-технической конференции "Исследования, конструирование и технология изготовления осветительных приборов" (Кировакан, 4-6 октября 1988 г., г. Тернополь, 6-21 сентября 1991 г.), на международном семинаре МЭИ СВЕТОТЕХНИКА. 1992 (Москва, 15-20 января 1992 г.), на заседаниях секции "Осветительные приборы и техника освещения промышленных предприятий, общественных зданий и городов" НТО ВШСИ в 19871992 г.г. По материалам диссертации опубликовано 7. статей.

- 6 -

Структура побьем работы. Диссертация состоит из введения, 8 глав, выводов (232 е.), списка литературы (98 наименований), иллюстраций (84 с.) и приложений (III е.).

. СОдеШШЕ РАБОТЫ

Во в. »ведении обоснована актуальность и цель диссертационной работы. Сформулированы основные:-:.задачи работы. Описаны элементы новизны и практическая значимость.

В первой главе проанализировано состояние проблемы в свете предыдущих работ и подходы авторов к рассматриваемой проблеме.

Результаты анализа показали, что рассмотренные работы Н.Г. Болдырева, И.Б; Левитина, В.А. Гавриленкова, I.E. Бе-лоусовой и других авторов имеют ограниченную область применения и не могут быть исходным материалом дал разработки математической модели с учетом возможностей современной вычислительной техники.

Во второй главе рассматриваются теоретические предпосылки расчета лучистого теплообмена тонкостенного тела, каковым является оболочка СП, с окружающей средой.

Установлено, что для серого тела с двумя поверхностями развитого теплообмена I и 2, интегральными коэффициентами черноты и 6а при температуре Т справедливо уравнение

где а„ - мощность подводимого тепла неизлучательной природы (конвективный, кондуктивный потоки, даоулево тепло, и т.п.),

Д" - площадь поверхности, -б" - постоянная Стефана-Больц-мана, 00< и 0о2 - эффективные потоки, определяемые выражением п

ОоГК^^^ч-а« . (2)

В формуле (2) первое слагаемое представляет сумму потоков, отраженных 1-й поверхностью при коэффициенте отражения Р; и угловых коэффициентах , второе слагаемое -

поток собственого излучения, равный Д £¿6

Получены формулы, . аппроксимирующие коэффициенты конвективной теплоотдачи оС для ламинарного и

турбулентного режимов теплообмена. Для ламинарного режима при 293 < Т5 < 573 К

ы _ <,39 + 0,ЮЗЧ0Т$ [т т (3)

для турбулентного режима при 293 ^ Т5 < 523 К

ос = (2^9+0,<4)' Т5= 0,5(Т+Т0)

где Т0 - окружающая температура, £ - определяющий размер. Для пластины Сп =1,для разрядных ламп высокого давления (РЛВД) Сп = 4,1.

Приведенные методы расчета лучистого теплообмена некорректны для несерых (селективных) поверхностей (что показано на примере), вследствие чего для внутренней поверхности отражателя введено понятие коэффициента черноты серого эквивалента (СЭ) 8С . Метод экспериментального определения Ес приводится в главе 6.

В третьей главе рассмотрен расчет средних температур излучапцей системы: источник света (ИС) -

СП,- окружающая среда и энергетические параметры на основе решения системы нелинейных уравнений, полученных из (I), (2). Конвективный поток, поступающий в полость корпуса П ,

^ К

рассчитывается на основе .анализа классических представлений о параметрах пограничного слоя вблизи горловины ИС в условиях свободной конвекции (рис.1). Расчетная формула

г' ММнМЛ^ ,р 141

о

г

где С - удельная теплоемкость воздуха, ~ плотность

воздуха при 0 ° С, £ - толщина пограничного слоя,

0,= ^ит=О(731(/(Тм-Тц)е

Тм - температура на стенке горловины, Тц - температура воздуха в СП на уровне светового центра, 0 = Ти~Тц ,

¿, = 00/273 , 4=Тц/273 ,

Конвективный поток, уносимый в вентиляционные отверстия (ВО), рассчитывается из дифференциального уравнения (ДУ)

б.2 и <3< /Т-То1 (5)

VT \ То / '

doc2 VT

причем, полагается d( j3 l^cioc)^ F ~ F2+ F = 0 где ОС - отрезок в направлении поперечного размера ВО, - ускорение свободного падения, VT - динамический коэффициент вязкости воздуха в полости отражателя при температуре Т . F^ и Р2 - силы вязкости, действующие на элемент выделенного объема в плоскости ВО, Fn - подъемная сила (рис. 2). Здесь d(pTU dx) имеет смысл приращения

1 г М —л У, тж

Но

Рис. I. Аппроксимация профиля зависимости скорости воздушного, потока II и температуры в пограничном слое.

Рис. 2. К выводу уравнения гравитационного движения воздуха в вентиляционном отверстии.

. - 10 -

• количества движения в элементарном объеме d X dZ • { •

Решение уравнения (5) при граничных условиях п~-п —-п

j Л II л •

X** d/2 и = 0 имеет вид

„ < fXzlo) (— - о:2) (7)

u= 2VT,i т0 'U- * > •

откуда для одного ВО шириной d и длиной £ конвективны

шток ■' > 1 2

Л = —CP Jl/IlL.) ¿^ (8)

<2 с"гп Vr \ т I

В четвертой главе рассматриваете

метод расчета температурного поля на элементах СП на осное данных, рассчитанных в главе 3. Для этого элементы узл патрона аппроксимированы телами вращения проста геометрических форм (полый и сплошной цилиндр). В результаа явления теплопереноса описаны ДУ вида

= '¿J i di=_iL (9:

di* ¿A с1хг + эс dx '

где c^ - удельная внешняя нагрузка, б - толщш

элемента, /\ - коэффициент теплопроводности.

Граничные условия в месте контакта смежных элементе

/ /

выбираются как , Т;+1 = Т-, . fl Я ы Т i+)= fl; Я ¡ Т( где fl j , fl - площади сечения элементов. При -услов! небольшой глубины изменения Т в пределах каждого элемен' (не более 10% ) возможна аппроксимация правой части ; зависимостью вида Q.T+ б , где 0. и § - не] торые константы, полученные разложением правой части в р: Тейлора. Такая операция позволяет получить аналитические pi шения с хорошей точностью. При этом возможны случаи CL= 6 :

Для отражателя решение задачи получено с помощью

«

консервативной разностной схемы. Уравнение для 1-го элемента имеет вид

РсЯь

(Ю),

I а

овие Тк

несколько модифицированной записью

Для конечного элемента [ = К условие Тк = 0 выполняется

(Ткм Тк) ^ ^

(П).

где , • . Р^ - некоторые коэффициенты,

зависящие от геометрических параметров отражателя. Правая часть разностной схемы в уравнениях (10), (II) имеет

более сложный вид в сравнении с (9).

В пятой главе рассмотрены методы расчета баланса мощностей. Кроме теоретического интереса, проверочный баланс мощностей представляет интерес с точкм зрения подтвервдения правильности вычислений и корректности математических аппроксимаций. Бал«<анс мощностей рассмотрен по следующим составляющим. В части расчета средних температур

Рл= Р<+Р^Р* + Р<+Р5+Ре , (12)

где РА - мсщность ИС, Р^ - поток излучения (ПИ) колбы ИС, Р2 - ПИ разрядного столба и горелки, Р3 - ПИ внутренней полости СП (в окружающее пространство), Р^ - ПИ наружной поверхности оболочки СП, Р5 - мощность

конвективного охлавдения оболочки СП, Р6 - расход мощности в ВО (при их наличии).

В части расчета температурного поля

РА= а,+(V а3+а4+ а5+й6+ а9,(13)

- 12 -

где - ГШ ИС, Ш внутренней полости отражателя, ПИ наружной поверхности отражателя, мощность конвек -

тивного охлаждения отражателя, - расход мощности в

ВО, О.^ - поток излучения корпуса, - мощность конвек-

тивного охлаждения корпуса, - мощность утечки тепла в

вводное устройство, - мощность утечки тепла в провод.

Совпадение баланса мощностей для формулы (10) составляет 100%, для формулы (II) несовпадение составляет 3-5%, что свидетельствует о степени корректности принятых допущений в методике расчета (главным образом, в области стыковочного узла корпуса и отражателя).

В шестой главе приводится метод измерения коэффициента черноты СЭ отражающих покрытий. Аналогичные измерения требуют специально разработанных методов, высокой культуры исследований и немыслимы в неспециализированных лабораториях. По этой причине проводимые нами измерения следует считать оценочными.

Испытуемый образец (пластина) размером 120x60 мм прикреплялся к прямоугольному брусу, который подвешивался на диэлектрическом стержне вблизи горизонтально расположенного ИС. Противоположная сторона бруса окрашивалась нитроэмалью, интегральный коэффициент черноты которой известен и равен 0,93.

Установка размещалась на горизонтально расположенной плате, снабженной метрической шкалой, по которой отсчитывалось расстояние от образца до оси ИС. Вблизи образца располагался термометр для измерения температуры окружающего воздуха. Для предохранения термометра от воздействия излучения ИС

-13- .

баллончик со ртутью помещался в камеру с высоким коэффициентом отражения стенок. Температура образца и обратной стороны бруса измерялась термопарами. Исследования проводились с лампами накаливания (ЛН) и РЛВД.

Для теплообмена образца с ИС и окружающей средой составлена система уравнений на основании (I) и (2), которая решалась относительно £с образца. Полученные значения принимались в качестве коэффициента черноты серого эквивалента.

Испытанию подвергались образцы, содержащие эмалевые покрытия, покрытия в результате альзак-процесса, анодирования и др. Полученные данные для эмалевых образцов подвергались статистической обработке. Случайная составляющая погрешности измерения определялась по методу оценки погрешности косвенных измерений. Ее значение находится в пределах 15-30%.

В седьмой главе рассмотрен принцип построения и особенности работы математической модели. Программа расчета реализована на алгоритмическом языке Фортрав4 и занимает объем памяти около 150 Кбайт. Структурная схема программы представлена на рис. 3. Решение задачи распадается на две стадии.

На первой стадии рассчитываются средние температуры основных элементов СП и оцениваются энергетические параметры (рис.3 а). На второй стадии производится расчет температурного поля (рис. 3 б). Расчет производится методом последовательных приближений. Дадим краткое описание работы программы.

I. Задается интервал температур ( "J" 4 "Г ) , внутри

Рис. 3 а). Структурная схема расчета средних теиперату

Рис. 3 <5). Структурная схема расчета температурного поля (продолжение рис. 3 а)

которого будет определяться температура воздуха в полости отражателя на уровне светового центра Т^ •

2. Задаются первые приближения средних температур ИС Т2 и оболочки СП Т3 .

3. Определяется Тц = + Тцг) . (14).

' 4. Рассчитываются Тг , Т3 и энергетические параметры. Важнейшие из них - мощность конвективного охлавдения ИС , мощность подводимого тепла к корпусу 0ПК , плотность конвективного потока на внутренюю поверхность отражателя ^ .

5. Рассчитывается параметр 0*2$ . имеющий тот же смысл, что и (1*2 . При произвольно заданной Тц йк2. Сущ-

ность последовательных приближений заключается в том, чтобы отыскать такое Тц , при котором и С|кг совпадут.

Решение производится методом дихотомии^. В зависимости от знака разности ^ а= 0-кг производится

переопределение концов интервала (Тц<, Тцг) • после , чего .расчет повторяется. Интервал суживается, при этом К а-* О . Расчет заканчивается при выполнении условия | ^а] < ^

После выхода из цикла рассчитывается температура в начальной точке (в области цоколя) Тм • Для этого температура в этой точке для ИС в открытом пространстве увеличивается на разницу средних температур ИС в СП и в открытом пространстве дТ .

Т = Т + аТ <15>

1 N 1 N0 ■ й 1

На этом завершается работа первого блока и начинается обработка полученной информации и исходных данных во втором блоке (рис. 3 6).

Аналогично задается интервал для градиента температуры

/ 7 17 "

начальной точке (Тк<, Тыг) • Пара значений ^температуры Тк градиента температуры Тн - 0,5 (Тн< + Тмг ) (16) дает эзможность решения разностной схемы по цепочке от элемента к цементу. Для крайней точки на торце отражателя в плоскости зетового отверстия определяются конечные значения температур градиента и Тг ив зависимости от знака

гклонения Тс от нуля производится переопределение концов мервала (Тщ) Тнг) ■ Послэ этого расчет повторяется при эвом Тм , и т.д. Расчет заканчивается при выполнении словия | Те | ^ £г

В восьмой главе приводятся резуль-аты расчетных и экспериментальных исследований ИС и СП. риведены важнейшие геометрические, температурные .и нергетические характеристики некоторых ИС, ■необходимые в ачестве исходных данных. Таковыми являются: I) диаметр орловины, 2) большая и малая полуоси эллипсоидного квивалента ИС О. и в , связанные с площадью оверхности Й уравнением

о с( . (сМ? А ™

А = агсгт —— + Б/»

) средняя температура ИС Ти и температура в области цоколя Гц для ИС в открытом пространстве, 4) поток видимого и К-излучения разрядного столба и горелки (тела накала), не оглощеного внешней колбой 0 у/ .

Расчет Ти производился по данным экспериментальных змэрений температурного поля ИС в вертикальном положении ;околем вверх. Методика расчета основана на сохранении

« (18) теплового баланса ' Рд(Т)= (Ту ,

• где Р( (Т) - составляпцие баланса по виду- тепловых потерь рассчитываемые интегрированием по поверхности ИС удельны тепловых потерь.

где РА - мощность ИС, - ПИ внешней колбы ИС

окружающее пространство, С1К - конвективный поток ИС.

Лабораторные испытания СП на тепловой режим в заводски условиях производятся, как правило, при питающем напряжении несколько превышающем номинальное. Для того, чтобы получит расчетные данные для таких режимов, предлагается формул« нашедшая применение для ЛН.

_Р_=[_У_Г (20) Рн (Ун/ '

В результате обобщения литературных данных получено: дл ламп ДРЛ 1г= 2,10, для ДРИ а = 2,20, для ДНаТ Я = 2,62 Аналогично для средних температур ИС при мощности, отличн< от номинальной „ „,

Г / Р л °>гъ ' - ' Г 1 (21)

т„

Т и Тн - температуры, К.

Расчетом установлена также зависимость отклонени средней температуры ИС дТА от изменения температу] окружащей среды А То . При 200 250° С

дТА/дТ0 = 0,69 , (88)

при 150 ^ 200° С дТ^/д Т0 = 0,76 . (23

Приведенные соотношения позволят произвести пересче

параметров ИС для условий, при которых необходимо произвести температурный расчет.

Для проверки адекватности модели производились сравнительные исследования тепловых режимов расчетным и экспериментальным, путем на СП типа РСП Ардатовского светотехнического завода, а также - ГС 1000. Проведены исследования тех же образцов ИС с отражателями, покрытыми белой диффузной эмалью. Модель позволяет рассчитать температуру в любой произвольной точке на поверхности оболочки СП и элементах узла патрона.

При проведении исследований выбирались точки, расположенные: а) в граничной области цоколя ИС с горловиной, б) в месте соединения резьбовой гильзы патрона с вкладышем, в) в ме.сте контактного зажима, г) на изоляции провода у контактного зажима и на удалении от него на 30 мм, е) на вкладыше в месте контакта с корпусом патрона, ж) в месте соединения патрона с крепежной скобой. Кроме того, расчеты и измерения производились в четырех точках на корпусе и одиннадцати точках на отражателе.

Было исследовано около 20 вариантов сочетания ИС - СП. Результаты представлены в табличной и графической форме (рис 4). В таблицах приведены также энергетические параметры отдельных элементов (конвективные и лучистые потоки) и результаты баланса мощностей.

На рис.5 приведены гистограммы отклонений расчетных температур от результатов эксперимента: а) для РЛВД, б) для ЛН. Гистограммы построены для перечисленных выше характерных точек. Гистограммы подтверждают в общем удовлетворительное

№ 180. 110

120-1 80

ОТ

к--..

1=1

5]

и с

•

У У

У/

к0 60 80 100

Рио. 4, Результаты расчетных (I) и экспериментальных (2) исследований температурного поля светового прибора. Стрелками указано направление обхода в узле патронй.

/

П

30 20 10

а)

~4о -20 О 20 40 А±°С

я

м 10 4 о

-4о

4

о

4о 80 лХ.°С

Рис. 5. Отклонения результатов расчета от эксперимента а) РЛВД, б) ЛН

совпадение результатов расчета и эксперимента с точносты -15 - +10° О для РЛЦЦ и менее удовлетворительное - для ЛН. Наибольшее несовпадение для СП с ЛН наблюдается в обласп узла патрона, достигающее в отдельных случаях 50 С (и более

Это явилось следствием завышения расчетных значенй средних температур ИС в результате неучтенного фактор) прозрачности стекла внешней колбы ЛН для эффективного излучения отражателя.

В приложении к главе 3 рассмотрено на частном пример влияние прозрачности внешней колбы Т к эффективном излучению отражателя на погрешность расчета ее средне температуры и показано, что при Т =0.7 эта погрешност

О

может достигать 80 С.

В приложения вынесены громоздки математические выкладки, встречающиеся в процессе получени итоговых формул, выводы и решения дифференциальных уравнений и т.п.

В приложении к главе I проводится на частном пример анализ метода расчета лучистого теплообмена в замкнуто полости, предложенного В.А.Гавриленковым в сравнении с точнь • решением.

В приложении к главе 2 а) приведены формулы, аппрс ксимирующие коэффициенты конвективной теплоотдачи, б) ра< смотрен пример, иллюстрирующий преимущества использоваш понятия коэффициента черноты серого эквивалента в сравнении интегральным коэффициентом черноты.

В приложении к главе 3 получены уравнения теплообмена СП для средних температур.

- 23 -

В приложении к главе 4: а)приводится вывод уравнений и рвение задачи теплообмена в контактном проводе а также - для водного узла и конического корпуса, б) получено выражение для равой части разностной схемы, в)произведен расчет энергети-еской освещенности отражателя' от равнояркой и неравнояркой эл-ипсоидной поверхности ИС, г)дана сводка угловых коэффициентов, ассчитаны угловые коэффициенты, связанные с элементом поверх-:ости отражателя.

В приложении к гл. 6 приведен вывод формул для расчета ос-¡ещенности от линейного излучателя.

В приложении к гл. 8 приводится: а)метод расчета средней 'емпературы поверхности ИС в открытом пространстве, б)метод |ценки интегрального коэффициента черноты наружной поверхности иражателя с помощью радиометра.

Основные результаты и выводы.

В современной практике конструирования световых приборов ¡ущэствующие методы их теплового расчета на нашли своего приме-тния.

I. На основе анализа существующих методов и литературных гсточников сформулированы основные цели и задачи работы, зак- ' шчащиеся в следующем. Необходимо разработать математическую «одель расчета теплового режима СП, которая для широкого класса ЗП не может быть универсальной, но должна быть адекватной. Это 1редполагает ее отзывчивость на воздействие главных факторов, ■ влияющих на температурный режим: конструкционно-светотехнической схемы, типа и мощности источника света, его положения в световом приборе, габаритных размеров светового прибора и его отдельных элементов, теплофизические свойства применяемых материалов и по-

крытий.

Математическая модель должна быть основана на современных методах вычислительной техники и ориентирована на возможность ее применения в САПР в диалоговом режиме.

2. Предложен метод расчета температуры на основных элементах СП, базирующийся во многом на новейших теоретических представлениях о лучистом теплообмене Г.Л. Поляка и М.Н. Оци-снка. Предпринята попытка использования простых, но достаточно корректных дифференциальных уравнений. Во всех случаях, где это возможно, отдается предпочтение аналитическим методам юс решения.

3. Проведенные исследования радиационных свойств материалов отражающих покрытий в спектре излучения различных источников света подтвердили заметные различия их поглощательной способности к различному типу излучателей.

4. Разработана математическая модель и программа расчета температур для персонального компьютера на алгоритмическом языке Фортран.

5. Разработана методология и программа расчета влияния вентиляционных отверстий в отражателе на температуру теплонапря-женных элементов светильника.

6. Рассчитаны температуры элементов диффузных .световых приборов без защитного стекла на примере светильников серий РСП 05, ЕСП 01, и ГС в сочетании, о различными отражателями, в том числе содержащими вентиляционные отверстия.

7. Выполненная экспериментальная проверка показала совпадение с расчетными результатами в подавляющем большинстве

- 25 -

случаев с точностью -15 -г- +15°С при использовании разрядных ламп высокого давления. Для ламп накаливания результаты менее точны, что явилось следствием рядя неучтенных факторов.

8. Разработано Руководство по работе с математической моделью для расчета тепловых режимов светильников с разрядными лампами высокого давления массовом применения (для конструкторов и пользователей ЭВМ), приложение П А.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Уткин В.Н. Расчет средних температур светильника и источников света: Тез. докл. УШ Всесоюзной научно-технической конференции "Исследования, конструирование и технология изготовления осветительных приборов" 4-6 октября 1988 г. (Кировакан), - М.: Инфордалектро.- 1988.- С. 77-79.

2. Уткин В.Н. Расчет облученности отражателя от равно-яркой эллипсоидной поверхности. // Светотехника,- 1989,

№ 8.- С. 12-13.

3. Уткин В.Н. Конвективный нагрев корпуса и отражателя открытого светильника. // Светотехника,- 1991, № 8.- С. 8-9.

4. Уткин В.Н. Об энергетическом балансе светового прибора: Тез. докл. IX Всесоюзной научно-технической конференции "Исследования, конструирование и технология изготовления осветительных приборов" 16-21 сентября 1991 г. - Тернополь, 1991.- С. 57-58.

5. Уткин В.Н. Описание схемы расчета средних температур Светового прибора: Там же, с. 54-56.

6. Уткин В.Н. Метод теплотехнического расчета световых приборов с РЛВД: Тез докл. международного семинара МЭИ СВЕТОТЕХНИКА. 1992.- М.: МЭИ.- С. 96.

- 26 -

7. Уткин В.Н. Расчет облученности отражателя от неравно яркой эллипсоидной поверхности. // Светотехника, 1992,- № 7-1 С. 17-19.