WarmFires.ru

Осветительные приборы подразделяются на лампы накаливания (рис. 1756), газоразрядные лампы (рис. 175в) и излучающие штифты-ке-рамические стержни (рис. 175г). Лампы накаливания представляют собой нить (тонкую проволочку) из металла, разогреваемую протекающим током до высоких температур (выше 1200°С), когда свечение нити становится видимым (теряет красные и жёлтые цвета и становится белым). Для предотвращения окисления нить накаливания обычно скручивают в спираль, помещают в колбу из стекла, либо вакуумируемую, либо заполненную инертной газовой средой (обычно 86% аргона и 14% азота или 86% криптона и 14% азота). Бытовые лампы накаливания обычно выполняются с круглым (грушевидным) баллоном (колбой) с односторонним токоподводом в виде резьбового цоколя диаметром 14, 27 или 40 мм. В настоящее время нити ламп накаливания изготавливают из вольфрама, причём короткие (компактные) спирали приходится изготавливать из очень тонкой проволоки. Температура плавления вольфрама очень высока 3380°С, но реализовать такую температуру даже в инертной газовой среде не удаётся. Так, в вакууме уже при 2200°С вольфрам быстро испаряется, и поверхность колбы чернеет. В среде криптона с азотом температуру вольфрамовой нити можно поднять до 2400°С, но всё равно через год эксплуатации колба темнеет, а нить утонынается и перегорает. Наиболее совершенной конструкцией является галогеновая лампа накаливания. Это в общем-то самая обычная вольфрамовая лампочка, внутри колбы которой помещают небольшое количество кристаллического йода (который относится к химическому классу галогенов-галоидов). Напомним во избежание недоразумений, что бытовой медицинский «йод» является 5%-ым раствором йода в этиловом (пищевом) спирте, а элемент йод является кристаллическим порошком тёмно-фиолетового цвета с температурой плавления 114°С и кипения 186°С (при давлении в 1 атм). При нагреве лампы пары йода соприкасаются с вольфрамом, осаждённым на стенках лампы, и образуется летучий йодистый вольфрам. Это соединение в виде пара образуется уже при сравнительно низких температурах 100-200°С, но при температурах выше 2000°С, попадая в зону раскалённой нити, йодид вольфрама разлагается на йод и вольфрам. Последний осаждается на нить, а йод в виде газа (пара) перемещается к стенкам колбы и вновь вступает в реакцию с вольфрамовым налётом на колбе. Поэтому нить в процессе работы лампы практически не утонынается, а стенки колбы остаются чистыми. Это позволяет существенно поднять температуру нити до 2800°С и значительно повысить световую отдачу. На практике это даёт возможность кардинально уменьшить размеры ламп и выполнять их в миниатюрном исполнении (например, для фар автомобилей или точечной подсветки в жилых помещениях). Всё это может быть использовано и в теплотехнических целях. Несмотря на то, что лампы накаливания испускают интенсивный белый свет, максимум излучения приходится на А-инфракрасный диапазон (0,95 мкм при 2800°С), причём три четверти светового потока испускается в спектральной области более 0,95 мкм. Все знают, как жарко светят театральные и телевизионные «юпитеры» (так назывались первые киносъёмочные модели осветительных прожекторов).

Рис. 175. Инфракрасные ТЭНы и лампы: а -ТЭН с нихромовой нитью накаливания и керамической неэлектропроводной трубкой, б -лампа накаливания с цилиндрическим трубчатым баллоном, в - линейная газоразрядная металл огалогеновая лампа, г - керамический электропроводный штифт, д - потолочный рефлектор (отражатель), е - потолочная тепло-излучающая кассета (панель), ж - электропечь-каменка с кварцевыми ТЭНами (ООО «Электропечь»), з - электропечь-каменка муфельная с керамическими (фарфоровыми) ТЭНами. 1 - клеммы (контактный узел болтовой, штырьковый, резьбовой патронный и т. п.), 2 -спираль из нихромовой проволоки, 3 - керамическая диэлектрическая прямая трубка (или изделие сложной формы) из шамота, фарфора, кварца и т. п., 4 - колба (баллон) из оптического плавленного кварца (кварцевого стекла), 5 -стеклянная трубка с люминофором, 6 - кварцевая газоразрядная лампа (ампула, трубка), 7 -стержень (штифт) из токопроводящей керамики, 8 - трубчатый инфракрасный источник, 9 -параболический отражатель из полированного или никелированного металла, в частности из анодированного зеркального алюминия, 10 -ход лучей в отражателе, преобразующихся в направленный луч (пучок) света, 11 -теплоизолирующая кассета, препятствующая уходу тепла вверх в потолок и ограничивающая распространение инфракрасных лучей в стороны и вверх, 12 -термостойкая теплоизоляция (песок, перлит, базальтовая вата), 13 - ТЭНы с нихромовой нитью и керамическими нетокопроводными трубками, 14 - каменная засыпка, 15 - ТЭНы с кварцевыми трубками, 16 - экран, задерживающий инфракрасное излучение от раскалённого корпуса печи.