Вихідні дані для розрахунку

Курсова робота

на тему:

«Розрахунок дзеркального відбивача світлового приладу з регламентованим світлорозподілом»

з дисципліни «Світлові прилади»

Виконав:

студент 3-го курсу

факультету ЕОМ

групи СДСа-2010-1

Верещак В.В.

Перевірив:

к.т.н., доц. Литвиненко А.С.

Харків – ХНУМГ – 2013

Вступ

Розробка світлового приладу на сьогодні є комплексною задачою, яка

пов’язана з широким колом питань. Дійсно, будь-яка нова конструкція, яку

планують до поточного виробництва, має відповідати низці вимог до неї. В першу чергу – це регламентований світлорозподіл. Він має відповідати

майбутнім умовам експлуатації розроблюваного світильника. На виробництві необхідний світлорозподіл забезпечується, як правило, попередніми інженерними розрахунками, у яких як вихідний масив даних береться джерело світла, коефіцієнт відбиття робочої поверхні відбивача чи коефіцієнт пропускання розсіювача, геометрія оптичної системи тощо, і, у подальшому, перевіряється атестаційними випробуваннями світильника на відповідність існуючим вимогам. При вирішенні цього питання необхідно ураховувати виробничі можливості підприємства, адже будь-яка інженерна розробка має певну цінність тільки у тому випадку, коли вона є реальною, виконуваною.Тобто, паралельно з інженерними світлотехнічними розрахунками требаопрацьовувати й способи реалізації даної розробки. Тут треба враховувати івибір технологічних методик, що не потребують накопичення напідприємстві спеціального обладнання, що не має прямого відношення доосновного напрямку роботи підприємства, і вивчати ринковий попит на вказану нову продукцію і динаміку ринкових змін на типові модифікації світильників і комплектуючих до них, і механізми збуту продукції і терміни повернення вкладених у розробку коштів і ризики, пов’язані з можливими форс-мажорними обставинами. Це і маркетингові дослідження недоліків і переваг аналогічної продукції підприємств-конкурентів, і визначення їх виробничих можливостей. Крім того, це постійний пошук шляхів зниження собівартості продукції, наприклад, застосування енергоекономічних технологій і методик розрахунку і контролю, вибір технологічних схем, що зводять до мінімуму необхідність у нестандартному обладнанні, і пошук кваліфікованого персоналу, який підтримує високу ефективність виробничого процесу і багато чого іншого.

Для того, щоб нова розробка мала майбутнє, вона має мати високі техніко-економічні і експлуатаційні характеристики. Експлуатаційні показники, до речі, також пов’язані з технологічним процесом і роботою конструкторського бюро. Захисні покриття світильників мають бути стійкими до середовища, у якому планується експлуатувати світильник, конструктивні вузли мають бути раціональними і по можливості простими, для того, щоб їх легко було замінити при спрацьовуванні і підвищити, таким чином, надійність світильника.

Аналіз сучасного світлотехнічного ринку України свідчить про потребу у розробці нових модифікацій промислових СП типу ЖСП і РСП. Так як основою будь якої розробки світильника є світлотехнічний розрахунок, який суттєво впливає на конструкцію СП і вибір кола технологічних методик щодо його виготовлення, є сенс зосередити увагу саме на ньому.

Вихідні дані для розрахунку

1. Тип джерела світла - ДНаТ – 250

2. КСС світильника – Г2

3. Світловий потік – Ф=25000 лм

4. Геометричні параметри лампи:

a. D_л = 58 мм

b. l_л = 240 мм

5. Геометричні параметри і яркісні характеристики випромінювального тіла:

a. d_дж = 8, 9 мм

b. l_дж = 7, 5 мм

c. L_ср = 4 × 10⁶ кд/м²

6. Коефіцієнт дзеркального відбивача ρ _відб = 0, 9

7. ККД та коефіцієнт підсилення світильника:

a. ККД ≥ 50 %

b. [4 ÷ 10]

Розрахунок:

1. Знайдемо діаметр горовини відбивача

мм,

де зазор = 40 мм

мм

2. Знайдемо початковий радіус-вектор

мм

Де - діаметр горловини відбивача

h – половина довжини лампи, тобто

мм

3. Визначимо кут горловини відбивача

4. Визначимо кут охоплення відбивача

складає 20 - 35
виберемо = 30

5. В таблицю 1 занесемо значення для свого типу лампи

У нас лампа розташовується вертикально, тому максимум приходиться на

лм

Таблиця 1 – КСС лампи в умовних одиницях

	0	5	15	25	35	45	55	65	75	85	90
	0	20	35	50	63	75	86	92	94	100	101

6. Переведемо силу світла лампи в дійсні одиниці:

отже

Результати заносимо в таблицю 2

Таблиця 2 – КСС лампи в реальних одиницях

	0	5	15	25	35	45	55	65	75	85	90
	0	500	875	1250	1575	1875	2150	2300	2350	2500	2520

7. У таблицю 3 запишемо КСС нашого світильника з регламентованим

світлорозподілом Г-2

Таблиця 3 - КСС СП в умовних одиницях

	0	5	15	25	35	45	55	65
	670, 7	664, 8	618, 5	530, 2	404, 7	251, 4	81, 8	0

8. Розрахуємо максимальний коефіцієнт М, необхідний для переводу

кривої сили світла світильника із умовних одиниць в дійсні.

де - це потік від світильника, який складається із потоку лампи

в межах кута випромінювання і потоку від відбивача.

З таблиці 3 добре видно, що для світлорозподілу Г-2.

9. На цю величину ми і маємо збільшити КСС нашого СП під лампу

даної модифікації. Таким чином, ми розраховуємо КСС нашого СП у

реальних одиницях

Таблиця 4 - КСС СП в реальних одиницях

	0	5	15	25	35	45	55	65
	12669, 5	12557, 3	11682, 8	10014, 9	7644, 3	4748, 7	1545, 1	0

10. Тепер можна переходити до розрахунку нашої головної функціональної

залежності – КСС відбивача.

Рис.1- Профіль відбивача СП з заданим світлорозподілом

11. Розраховуємо кутову залежність сили світла відбивача.

В рамках такої постановки задачі кутова залежність сили світла

відбивача має розраховуватись за виразом:

де - враховує екранування світлового тіла лампи кромкою відбивача,

причому в різних кутових межах цей коефіцієнт набуває різних знгачень:

З рис. 1 видно, що для вирішення вказаної задачі треба спочатку

геометрично визначити кути та ( - кут, в межах якого видно все

тіло джерела, - кут, починаючи з якого, тіло джерела повністю

екранізується профілем відбивача)

Із знаючи і знаючи мм знаходимо fn:

мм

Знаючи fn знайдемо an. За теоремою Піфагора

мм

Знаючи fn легко знайти та

Із

Із

12. Обчислюємо КСС відбивача з урахуванням екранування лампи відбивачем

=1

Результати заносимо в таблицю 5

Таблиця 5 – Необхідна КСС відбивача

	0	5	15	25	35	45	55
	12668, 8	12057, 3	10807, 8	8764, 9	6069, 3	2874	0

13. Будуємо необхідну КСС відбиття і описуємо її сукупністю зональних КСС

14. Визначимо для побудованих 6-ти зональних КСС низку необхідних

характеристик.

14.1. Середній кут для кожної зони

Визначаємо за формулою

14.2. Середнє значення радіус-вектора (для кожної центральної точки зони)

14.3. функцію необхідного хода падаючих та відбитих променів (що розраховується за виразом:

змінні параметри якої для кожної зони беремо зтаблиці 6), одержуємо результати таблиці 7.

Таблиця 6 – Допоміжні обчислення для визначення КСС відбивача

Зони	Для світлорозподілу Г-2
1		0		0
	5		15
2		5		15
	12		30
3		12		30
	20		45
4		20		45
	27		60
5		27		60
	37		75
6		37		75
	52		90

Таблиця 7 – Допоміжні обчислення для визначення КСС відбивача

35, 5	1650	36, 53	54, 27	5
50, 5	2100	90, 80	15, 5
64, 5	2380	127, 33	26, 75
80, 5	2510	163, 86	38
95, 5	2510	200, 39	49, 75
110, 5	2380	236, 92	63, 5

15. Використовуючи формули:

послідовно, для кожної зони, розрахувуємо всі характеристики і заносимо їх у табл. 8. Вони необхідні для розрахунку кривини профіля дзеркального

відбивача СП зі світлорозподілом Г-2 під лампу ДНаТ-250.

 

 

Таблиця 8 – Комплексний розрахунок характеристик відбивача

№ Зони
Зона 1	0	12669	3, 83	1, 048	3466, 24	138	54, 27	1, 156	0, 2104
1	12300	3365, 28	1, 158	0, 2046
2	10720	2932, 99	1, 159	0, 1785
3	5000	1618, 00	1, 160	0, 0985
4	1450	396, 72	1, 160	0, 0242
5	0	0, 00	1, 161	0, 0000
Зона 2	0	0	3, 57	0, 789	0, 00	174, 53	90, 80	1, 176	0, 0000
5	12057	2664, 60	1, 200	0, 1050
8	9500	2099, 50	1, 210	0, 0834
11	3050	674, 05	1, 217	0, 0269
13	820	181, 22	1, 220	0, 0073
15	0	0, 00	1, 221	0, 0000
Зона 3	5	0	3, 47	0, 674	0, 00	211, 06	127, 33	1, 175	0, 0000
7	1250	242, 75	1, 190	0, 0065
10	5750	1116, 65	1, 211	0, 0304
15	10808	2098, 91	1, 238	0, 0583
20	6000	1165, 20	1, 256	0, 0329
25	0	0, 00	1, 264	0, 0000
Зона 4	15	0	3, 41	0, 617	0, 00	247, 59	163, 86	1, 249	0, 0000
17	950	171, 86	1, 266	0, 0036
20	4550	823, 10	1, 290	0, 0173
25	8765	1585, 59	1, 322	0, 0342
30	5050	913, 55	1, 343	0, 0200
35	0	0, 00	1, 354	0, 0000
Зона 5	25	0	3, 41	0, 611	0, 00	284, 12	200, 39	1, 301	0, 0000
26	450	80, 64	1, 312	0, 0013
31	3550	636, 16	1, 357	0, 0107
35	6310	1130, 75	1, 386	0, 0194
40	4000	716, 80	1, 412	0, 0125
45	0	0, 00	1, 428	0, 0000
Зона 6	35	0	3, 66	0, 650	0, 00	320, 65	236, 92	1, 289	0, 0000
39	950	168, 72	1, 334	0, 0022
45	2874	510, 42	1, 391	0, 0069
48	2000	355, 20	1, 413	0, 0049
55	0	0, 00	1, 450	0, 0000

16. Розрахунок коефіцієнта підсилення та ККД світлового приладу

ККД або - коефіцієнт корисної дії і визначається за формулою

де Фл – світловий потік лампи;

Фсвіт. – світловий потік світильника, тобто сума потоків усіх зон.

Світловий потік СП було визначено за методом зональних тілесних

кутів. Результати вказаного розрахунку заносимо в табл. 9.

Таблиця 9 – Розрахунок потоку СП

0-10	12557, 3	0, 095	1192, 94
10-20	11682, 8	0, 283	3306, 23
20-30	10014, 9	0, 463	4636, 90
30-40	7644, 3	0, 628	4800, 62
40-50	4748, 7	0, 774	3675, 49
50-60	1545, 1	0, 879	1358, 14
60-70	0	0, 992	0, 00
	18970, 33

Коефіцієнт підсилення розраховується за формулою:

Видно, що в результаті розрахунку маємо повне дотримання вимог,

сформульованих у технічному завданні на проект:

⇐ Предыдущая78910111213141516