Тепловой расчет катода

Целью теплового расчета является нахождение мощности, необходимой для накала катода. Это позволяет определить ток накала и рассчитать подогреватель. Мощность Pнак складывается из мощности излучения Ризли мощности потерь Рп.

Рнак = Ризл + Рп

Мощность излучения складывается из мощности излучения оксида, мощности излучения никелевой трубки, мощности излучения абсолютно черного тела:

Ризл = Риз.окс+ РизлNi + Ризл. АЧТ

где Риз.окс = Руд окс*Fокс;

PизлNi = Pуд Ni*FNi;

Pизл. АЧТ= РудАЧТ*FАЧТ;

где Руд окс, Pуд Ni, РудАЧТ - удельные мощности излучения оксида, никеля и внутренней полости катодной трубки соответственно.Fокс, FNi, FАЧТ - площади оксидного покрытия, боковой поверхности Ni- трубки и ее внутреннего поперечного сечения.

При Т = 1000 К удельные мощности излучения составляют:

Рудокс = 4,1(Вт/см2);

PудNi = 1,3(Вт/см2);

Pуд. АЧТ = 8,34(Вт/см2);

Риз.окс = Рудокс*Fокс = 4,1*0,27= 1,15 Вт

FNi = π*dk*lk = 3,14*0,58*2 =3,6 см2

PизлNi = PудNi ∙ FNi = 1,3*3,6=4,68 Вт

FАЧТ = (π*dk02)/4 = см2

Pизл. АЧТ= РудАЧТ∙ FАЧТ = 8,34*0,447= 3,7 Вт

Суммарная мощность будет равна:

Pизл= 1,15 + 4,68 + 3,7 ≈10 Вт

Мощность потерь на катоде Рп складывается из мощности потерь за счет потерь катодного ввода, который служит для крепления катода в лампе и подаче на него потенциала и мощности потерь за счет керамики, которая крепит катод в лампе:

Pп = Рп.кв+ Ркер;

где Ркв. тепл = потери за счет теплопроводности ;

Pкв.изл= потери за счет излучения.

где Ткв - температура катодного ввода ;

Tкв = Тк -500 = 500 К;

γ-коэффициент излучения катодного ввода, γ =0,1;

Fв - площадь сечения катодного ввода

λв- коэффициент теплопроводности материала катодного ввода, λвNi = 0,65(Вт/см2∙К);

Пв = Пкв - периметр катодного ввода ;

σ - 5,67∙10-14(Вт/см2∙К2) ;

Выбираем в качестве катодного ввода отрезок никелевой ленты с размерами:

1 = 0,05(см), 2 = 1(см), δ = 0,03(см),получаем, что:

Пкв= 2(0,05+1) = 2,1(см)

Пкер = π∙δкер∙dk = 3,14∙0,3∙0,58 =0,55 см

Следовательно, мощность потерь на катоде будет равна :

Рп= 0,684 + 0,1 = 0,784 Вт

Мощность накала составит :

Рн = Рп+ Ризл = 0,785+ 10 =10,784 Вт;

При заданном Uн = 6,3(В),ток накала составит :

.4 Расчет подогревателя

Подогреватель представляет собой деталь из тугоплавкого материала, применяемого для нагрева катода косвенного накала. В качестве конструкции подогревателя выбираем складчатый(петлевой) подогреватель, а в качестве материала проволоку из сплава ВР - 50 - (50%W +50%Re).

Температуру подогревателя обычно выбирают такой:

Tп = Тк + 500 = 1500 К.

Удельная мощность, рассеиваемая подогревателем, составляет

Руд = 8(Вт/см2).

Удельное сопротивление составляет: ρуд= 41,5*10-6 (Ом∙см).

Число петель подогревателя будет равно:

Т.к. число петель должно быть четным, принимаем n = 14. Кроме того, длина подогревателя должна быть увеличена на 3÷5 мм с каждого конца, что необходимо для приваркивыводов подогревателя к выводам лампы. С учетом этого делаем перерасчет длины проволоки:

Интересное из раздела

Проектирование волоконно-оптических линий связи
Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) в настоящее время занимают заметное место в системах передачи информации как общегражданского, так и специализирован ...

Цифровая система автоматического управления
Необходимо спроектировать цифровую систему автоматического управления (ЦСАУ). Система должна принимать сигнал из датчика, который находит в диапазоне 0…24В. Задаю ...

Проект корпоративной вычислительной сети
Локальные сети в последнее время все более превращаются в обязательную принадлежность любой компании, имеющей больше одного компьютера. Это обусловлено возр ...