Загальна характеристика роботи актуальність теми

Назва	Загальна характеристика роботи актуальність теми
Сторінка	2/3
Дата	30.06.2012
Розмір	0.58 Mb.
Тип	Документи

Зміст

В п’ятому розділі
В шостому розділі
Ф(t) – світловий потік в функції часу, 
В сьомому розділі

1 2 3

^ В п’ятому розділі “Дослідження та розробка технологічних режимів виробництва енергоекономічних ламп” представлені розробки та дослідження технологічних режимів виготовлення енергоекономічних джерел світла.

Розглянуті деякі питання технології виробництва та експлуатації енергоекономічних галогенних ламп розжарювання низької напруги (ГЛР НН). Розроблені конструкції і технологія виготовлення серії ГЛР НН потужністю 20-60 Вт, в тому числі і з інтерференційним покриттям. Показано, що для інтерференційних дзеркал відбивачів ГЛР ефективними матеріалами є пара кріоліт (Na₃AlF₆) – сірчистий цинк (ZnS). Смугу пропускання ІЧ-випромінювання на рівні 60% починаючи з 0,740,8 мкм можна отримати з 2-х базових семишарових покриттів на основі кріоліту та сірчистого цинку з узгоджуючим шаром з кріоліту товщиною 0,1. Зовнішні шари системи мають бути із ZnS (матеріалу з високим коефіцієнтом заломлення). Розроблена експериментальна технологія нанесення інтерференційних покриттів на скло методом напилення в вакуумі.

У таблиці 3 наведені порівняльні дані розрахунків експериментально одержаних результатів та параметри відбивачів зарубіжних фірм (експериментальні дані).

Таблиця 3

Основні параметри інтерференційних фільтрів для фацетних відбивачів ГЛР

Зразок	Пропускання Т, %		Коефіцієнт селективності Т_макс/Т_мін	_гр, мкм
Зразок	Т_мін - 0.4-0.6, мкм	Т_макс>0,8, мкм	Коефіцієнт селективності Т_макс/Т_мін	_гр, мкм
Розрахункові дані обрізаючого фільтра	<1	90	90	0,76
Розроблений дослідний зразок	3,8	65	17	0,75
Скляна підкладка дослідного зразка	75	69	—
Зразок ф. "Тесла" (Чехія)	4,5	65	14	0,75
Зразок ф. "Бальцерс" (Ліхтенштейн)	3,3	80	24	0,78

Із технологічного обладнання представлений автомат виготовлення вольфрамових спіралей для ГЛР НН без застосування допоміжного молібденового дроту шляхом накручування нагрітого вольфрамового дроту на керн з гвинтовою формотворною канавкою. Технічне рішення захищене патентом України.

Досліджені пускові режими ГЛР НН при роботі з різними типами обмежуючих пристроїв: трансформаторів, терморезисторів, електронних блоків живлення. Показано, що електронні пристрої дозволяють забезпечити пусковий режим з мінімальними кидками струму (І_max/І_ном <2) і є найбільш перспективним з точки зору ККД, стабільності вихідної напруги і інших функціональних можливостей. Розроблено безтрансформаторний пристрій для живлення низьковольтових малопотужних ГЛР. Пристрій захищений патентом України.

В межах дисертаційної роботи були частково розглянуті питання створення екологічно-чистих технологій формування люмінофорного покриття енергоекономічних розрядних ламп. Досліджені залежності в’язкості водних розчинів оксиетилцелюлози і полівінілового спирту від концентрації цих речовин. Визначені критичні концентрації прийняті для практичного використання їх в люмінофорних суспензій: 2,53% для оксиетилцелюлози; 45 % для полівінілового спирту. Досліджена кінетика осадження люмінофору в суспензіях на основі розчину полівінілового спирту. Для підвищення агрегативної стійкості суспензії запропоновано застосовувати стабілізатори з дисперсністю частинок 100-380 м²/г (аеросил). Для зниження агрегативної стійкості піни люмінофорних суспензій запропоновано застосувати піногасники (ПМС-200). Розроблено ряд рецептів приготування екологічно чистих люмінофорних суспензій для розрядних ламп високого та низького тиску. Розробки захищені чотирма А.С. СРСР.

Одним із напрямків дисертаційної роботи було створення технологічного обладнання для виготовлення енергоекономічних розрядних ламп.

Розроблений новий метод виготовлення катодів ламп високого тиску, суть якого полягає у відмові від постійного керну і накрутки спіралі відразу на робочий вольфрамовий керн з такою послідовністю операцій: накрутка першого шару спіралі шляхом обертання керну навколо своєї осі; фіксація першого шару спіралі на керні шляхом контактного зварювання; накрутка другого шару спіралі; відрізка кінця дроту. Розроблений і впроваджений на ряді підприємств автомат для виготовлення катодів газорозрядних ламп високого тиску продуктивністю 600 шт/год. Технічні рішення захищені патентами України.

^ В шостому розділі “Екологічні проблеми утилізації та використання відходів розрядних ламп” розглянуті екологічні проблеми утилізації та використання відходів розрядних ламп. Вони витікають із необхідності запобігання забруднення навколишнього середовища лампами, що відпрацювали свій термін.

Утилізацію і переробку ламп доцільно проводити і з економічної точки зору – відходи скла, латуні, нікелю, алюмінію та інших матеріалів можуть бути джерелом сировинних матеріалів. Це вагомі аргументи, щоб звернути як найбільшу увагу на окреслену проблему.

Запропоновано методику кількісної оцінки екологічного рівня світлотехнічної продукції. Суть її полягає в порівнянні викидів шкідливих речовин при генерації світлової енергії різними джерелами світла. При цьому враховується викиди на всіх стадіях-виробництва джерел світла, їх експлуатації та утилізації:

, (8)

де К_Е – коефіцієнт рівня екологічності, мгHg/лм∙год; m₀ – кількість токсичної речовини (ртуті), яка використовується при виробництві ламп; m_ут – кількість утилізованої ртуті; Q_св – світлова енергія, яка виробляється джерелом світла за весь термін його експлуатації; В – кількість токсичних речовин (ртуті), які виділяються при спаленні палива, необхідного для виробництва 1 кВт∙год; Е_вир, Е_ут, Е_експ – витрати електроенергії на виробництво ламп, її утилізацію та при експлуатації на протязі всього терміну роботи відповідно.

, (9)

де ^ Ф(t) – світловий потік в функції часу,  – термін роботи лампи.

, (10)

де Р_л(t), P_ПРА (t), P_м(t) – потужність лампи, втрати потужності в ПРА та втрати потужності в мережі в функції часу відповідно.

Як показує аналіз, вагомий внесок в забруднення навколишнього середовища ртуттю вносять не тільки безпосередньо лампи (наприклад, при руйнуванні колби), а і як споживач електроенергії. Найбільшу частку вносять викиди ртуті за рахунок споживання електроенергії, які утворюються при спалюванні вугілля. Вміст ртуті в різних марках вугілля Донецького басейну складає від 0,4 до 2 г/т, тобто при виробництві електроенергії на теплових електростанціях, які працюють на вугіллі, викиди ртуті досягають більш як 1 мг/кВт∙год. Якщо прийняти витрати електроенергії на виробництво та утилізацію ламп ~5-8% від спожитої електроенергії за термін їх роботи (оцінку виконано авторами), кількість викидів ртуті на виробництво 1 мг/кВт∙год. електроенергії ~0,2 мг/кВт∙год., ступінь утилізації із відходів ртутних ламп не менше 95%, то розрахунки показують, що по сумарному забруднюючому ефекту на першому місці знаходяться лампи розжарювання, які не містять в собі ртуті.

Для підвищення екологічності ламп необхідно підвищувати світлову віддачу ламп, стабільність світлового потоку, зменшувати втрати в ПРА, в мережі живлення; зменшувати дозування ртуті в лампу, підвищувати ступінь демеркуризації відходів, підвищувати термін роботи ламп, зменшувати енергоємність та матеріалоємність їх виробництва.

Важливим кроком у вирішенні екологічної проблеми щодо забруднення навколишнього середовища відходами з відпрацьованих газорозрядних ламп є їх збір, переробка та знезаражування. Нами досліджувався термічний метод демеркуризації відходів ртутних ламп, який передбачає розкладання сполук, котрі містяться у лампах, переведення ртуті в пароподібний стан з наступним її поглинанням адсорбентами.

Розроблена технологія утилізації полікорових пальників НЛВТ та МГЛ, з метою регенерації деталей, відрізняється від технологій демеркуризації ламп і пальників зі скляними колбами. Згідно до запропонованої технології склоцемент, за допомогою якого керамічні втулки й ніобієві вводи герметично закріплені в полірованій трубці, розчинюють в кислоті. Відпрацьований розчин кислоти фільтрується від часток зруйнованого склоцементу, далі видаляються іони ртуті шляхом реакції розчину з гідроксидом амонію, в результаті чого утворюється комплексна сіль ртуті – (Hg₂ONH₂)NO₃. Ця сполука відфільтровується й передається на термічну демеркурізацію відходів, або відправляється на переробку.

В роботі наведено результати ряду технологічних розробок щодо використання відходів ламп: а)виробництво піноскла; б)регенерація полікорових трубок, втулок, ніобієвих вводів та вольфрамових електродів з відпрацьованих пальників натрієвих ламп; в)регенерація латунних та алюмінієвих цоколів розрядних ламп; г)реставрація розрядних ламп високого тиску з газонаповненими колбами (ДРЛ, МГЛ), використання молібденових відходів.

^ В сьомому розділі “Заходи щодо впровадження енергоекономічних засобів освітлення” дана загальна характеристика стану освітлення в Україні та сформульовані основні положення концепції розвитку енергозберігаючої світлотехніки. Для освітлювання в Україні використовується біля 17% електроенергії від її загального споживання. За умови суттєво більшого виробництва світлової енергії на душу населення (у 2-5 разів) промислово розвинуті країни світу, такі як Німеччина, Франція та інші, споживають на освітлювання значно меншу частку енергоресурсів (11-12%).

Низька ефективність використання електроенергії для освітлення викликана, перш за все, значним відставанням України у використанні енергоекономічних джерел світла та світлових приладів.

Реалізація концепції розвитку енергоекономічного освітлення вимагає не тільки рішення технологічних задач, але й організаційних, економічних, прийняття законодавчих актів. Ґрунтуючись на досвіді країн, які досягли значних успіхів по зниженню споживання енергоресурсів на освітлення, треба виробити державну політику, яка повинна передбачати: розробку світлотехнічних норм; розробку системи стандартів; енергетичне планування й аудит; здійснення інформаційної підтримки розвитку енергозберігаючого освітлення; планування і фінансування перспективних науково-технічних розробок в галузі енергоефективного освітлення, надання фінансової підтримки підприємствам, що впроваджують нові технології; розробку системи стимулювання впровадження енергоекономічного освітлення в житловому секторі; розробку законодавчих актів по запобіганню забруднення навколишнього середовища відпрацювавшими свій термін служби світлотехнічними виробами.

ВИСНОВКИ

На основі виконаних досліджень та конструкторсько-технологічних розробок вирішена важлива науково-технічна проблема – створені нові та вдосконалені існуючі енергоекономічні джерела світла, покращені їх екологічні параметри, узагальнені науково-технічні основи розробки енерго- та ресурсозберігаючих ламп, розроблені основні положення концепції розвитку енергоекономічного та екологічнобезпечного освітлення в Україні.
Встановлено, що найбільш вагомий фактор підвищення ефективності та екологічності штучного освітлення є підвищення техніко-економічних та екологічних параметрів джерел світла. З точки зору енергетичної ефективності, найбільш перспективними є розрядні лампи високого тиску (НЛВТ та МГЛ), розрядні лампи низького тиску (лінійні та компактні) та галогенні лампи розжарювання.
По НЛВТ отримані наступні результати:

розроблена методика та проведені дослідження залежностей світлових та електричних параметрів пальників з натрій-ксеноновим наповненням в межах зміни тиску 50-300 мм.рт.ст. для парів Na та 0,24∙10³ мм.рт.ст. для Хе. Показано, що при збільшенні тиску парів Na світлова віддача зростає, досягає максимуму в межах Р_Na 150250 мм.рт.ст. і повільно спадає. Світлова віддача ламп при підвищенні тиску ксенону зростає за лінійним законом. Ступінь самопоглинання D-ліній натрію  в досліджуваному інтервалі лінійно збільшується з підвищенням тиску Na і Хе;
встановлено, що в діапазоні питомих навантажень 8-30 Вт/см² для розрахунку частки потужності, що витрачається на нагрівання оболонки розрядної трубки БНЛВТ апроксимується лінійною залежністю від питомої потужності стовпа розряду і може бути використано співвідношення, одержане для Na-Хе-Нg-ламп середньої потужності. Показано, що для ламп малої потужності, які працюють з високими а_СТ питомі навантаження не повинні перевищувати 13-15 Вт/см²;
розроблено рекомендації щодо розрахунку і конструювання безртутних ламп малої потужності: для забезпечення параметрів, оптимальних з точки зору теплового і електричного режимів, стабільності і надійності роботи доцільно підвищити значення робочих струмів у порівнянні з ртутними НЛВТ (50 Вт – до 11,2 А, 70 Вт – до 1,2 А, 100 Вт – до 1,51,8 А) при напрузі на лампі 60-70 В, і зменшити міжелектродні відстані, за яких забезпечується коефіцієнт імпульсу перезаймання не більше 1,8. Розроблено серію БНЛВТ потужністю 35-70 Вт;
експериментально встановлено, що НЛВТ з сапфіровими пальниками, в порівнянні з полікоровими, мають на 711 % вищу світлову віддачу, більш високу стабільність світлового потоку і менший ріст напруги U_л в процесі експлуатації.
вдосконалений спосіб отримання вольфрамового струмопровідного покриття на полікорі шляхом пропитки попередньо спеченої кераміки із Al₂O₃ водноаміачним розчином вольфрамату амонію з подальшим остаточним відпалом в атмосфері водню при температурі 1860 ^оС. При цьому утворюється полікристалічна структура Al₂O₃ і відновлення солей вольфраму до чистого металу. Спосіб захищений патентом СРСР;
розроблені конструкції стартерів для НЛВТ та МГЛ на основі металів з “пам’яттю” форми, які мають більш потужний імпульс (в 1,5-3 рази) та надійність при довготривалих теплових і механічних перевантаженнях в порівнянні з стартерами з біметалевими елементами. Розроблені конструкції натрієвих ламп з вмонтованим термомеханічним стартером та допоміжними запалюючими електродами. Розробки захищені патентами СРСР та Росії;
розроблені вдосконалені конструкції та технології виробництва пальників НЛВТ, на основі яких створено серію ламп потужністю 70-400 Вт;

Дослідження та розробки по МГЛ:

отримані експериментальні залежності співвідношень геометричних параметрів пальника (довжини дуги і діаметру трубки) і кількості ртуті в пальнику, при яких не виникає конвективної нестабільності розряду. Встановлена емпірична залежність між електричними параметрами (U_л), геометричними розмірами пальника (l i d) та масою ртуті m, яку необхідно вводити для забезпечення заданої величини U_л;
показано, що значне розшарування випромінювання в дузі МГЛ має місце для елементів добавок з невеликою атомною вагою і високим ступенем іонізації в дузі. Підвищення тиску буферного газу, збільшення в дузі концентрації добавки, що піддана розшаруванню, чи введення більш легкоіонізованої, що служить донором електронів, послаблює цей процес. За рахунок зменшення розшарування можна підвищити світлотехнічні параметри на 15-20 %;
уточнені методи інженерних розрахунків параметрів металогалогенних ламп високого тиску з використанням методу поправок;
oтримані експериментальні залежності світлових та електричних параметрів для МГЛ з натрій-скандієвим наповненням при градієнтах напруги 28-35 В/см, питомих навантаженнях на кварцову трубку 9-22 Вт/см² та різних значеннях U_л/U_м. Показано, що при температурі холодної зони 730 ^оС світлова віддача МГЛ з електромагнітним дроселем (U_м=380 В, U_л/U_м0,45) досягає 100-120 лм/Вт. Розроблена серія МГЛ потужністю 300-700 Вт для роботи в мережах 380 В.

Дослідження та розробки по підвищенню техніко-економічних та екологічних параметрів люмінесцентних ламп:

на основі математичної моделі дифузії ртуті в люмінесцентній лампі показано, що на початку процесу (початку випаровування краплі ртуті) густина парів зростає і прямує до лінійного розподілу в лампі від місця випаровування. Після повного випаровування ртуті густина її парів вирівнюється і прагне до постійної величини – густини при температурі холодної зони лампи. Час встановлення постійної густини дорівнює сумі часу випаровування крапель ртуті і часу вирівнювання густини. Вирівнювання густини парів ртуті відбувається у часі за експоненційним законом;
розроблений спосіб визначення кількості ртуті в трубчастій люмінесцентній лампі, що основується на врівноваженні частин лампи під час переміщення всієї вільної ртуті в лампі з одного кінця лампи в інший шляхом створення температурного градієнту вздовж лампи, та спосіб вимірювання маси ртуті в лампі низького тиску, оснований на залежності величини електричного опору лампи в процесі її нагрівання від кількості вільної ртуті в лампі;
розроблені пристрої для дозування ртуті в рідкому та газоподібному стані. Технічні рішення захищені А.С. СРСР, патентами РФ та України;
розроблені рецепти приготування екологічно чистих люмінофорних суспензій для розрядних ламп високого та низького тисків на основі водорозчинних полімерів; для підвищення агрегативної стійкості суспензії запропоновано застосовувати високодисперсні стабілізатори (100-380 м²/г). Розробки захищені А.С. СРСР;
на підставі виконаних досліджень по КЛЛ показано: КЛЛ з цоколями Е27 та Е14 для прямої заміни ЛЗП менш ефективні, ніж КЛЛ зі спеціальними цоколями; існуючі світильники для ЛЗП є не ефективними для КЛЛ як з погляду теплового режиму, так і з погляду світлорозподілу потоку. Для зменшення залежності світлового потоку від температури навколишнього середовища більш перспективними є конструкції з регульованим тиском парів ртуті (наприклад, з амальгамами ртуті);
розроблено та впроваджено в виробництво серію ресурсозберігаючих люмінесцентних ламп в колбі діаметром 32 мм (замість 38 мм) потужністю 20-40 Вт;

Дослідження та розробки по ГЛР НН:

запропоновано розрахунок багатошарового інтерференційного покриття для відбивачів ГЛР. Показано, що смугу пропускання ІЧ-випромінювання на рівні 60%, починаючи з 0,740,8 мкм можна отримати з 2-х базових семишарових покриттів на основі кріоліту та сірчаного цинку з узгоджуючим шаром з кріоліту товщиною 0,1. Розроблена експериментальна технологія нанесення інтерференційних покриттів на скло методом напилення в вакуумі. Коефіцієнт відбивання інтерференційних покриттів в зоні максимального значення кривої видності (=0,55 мкм) перевищує 0,98;
розроблено конструкції та технологію виготовлення ГЛР НН потужністю 20-60 Вт;
досліджені пускові режими ГЛР НН при роботі з різними типами обмежуючих пристроїв: трансформаторів, терморезисторів, електронних блоків живлення. Показано, що електронні пристрої дозволяють забезпечити пусковий режим з мінімальними кидками струму (І_max/І_ном менше 2 раз) і є найбільш перспективним з точки зору ККД, стабільності вихідної напруги і інших функціональних можливостей. Розроблено пристрій для живлення ГЛР НН. Технічне рішення захищене патентом України.

Дослідження та розробки по запобіганню забруднення навколишнього середовища при виробництві, експлуатації та утилізації ртутних ламп:

запропонований метод оцінки екологічності джерел світла по порівнянні викидів шкідливих речовин при їх виробництві, генерації ними світлової енергії та їх утилізації. Введено поняття коефіцієнта рівня екологічності, мгHg/лм∙год. Проведено дослідження екологічності основних груп ламп загального призначення – ламп розжарювання, ЛЛ, ДРЛ, МГЛ та НЛВТ;
розроблені технологічні режими демеркуризації ртутних ламп термічним способом, який забезпечує залишковий вміст ртуті в склобої не вище 1,5∙10⁵% (при початковому більше 10^-3%). Розроблена технологія демеркуризації та переробки НЛВТ, згідно до якої склоцемент, за допомогою якого керамічні втулки і ніобієві вводи закріплені в полікоровій трубці, розчиняються в кислоті. З відпрацьованого розчину кислоти виділяються іони ртуті шляхом реакції розчину з гідроксилом аміаку. Технічне рішення захищене патентами України та Російської Федерації;
розроблено технології використання відходів електролампового виробництва: виробництва піноскла; регенерації цоколів розрядних ламп з метою їх повторного використання, або використання кольорових металів з їх корпусів; регенерації полікорових трубок і втулок шляхом розчинення склоцементу (який їх з’єднує) в суміші кислот; технологію регенерації ламп високого тиску (ДРЛ, МГЛ) суть якої в заміні пальника, що вийшов ладу, встановленні в зовнішній колбі лампи газопоглинача та відновленні герметичності колби по місцю розрізу високотемпературними клеями та ін.

Досліджена енергетична ефективність основних груп джерел світла загального призначення. Введено поняття відносної енергетичної ефективності за повний термін експлуатації ламп. Найбільш ефективними є НЛВТ та лінійні ЛЛ. Розроблені заходи, які забезпечують економію електроенергії на освітлення. Основним резервом економії є заміна парку світильників з потужними ЛР на світильники з енергоекономічними розрядними лампами.

1 2 3

Схожі:

	Вступ вступ розкриває сутність І стан наукової проблеми. У вступі стисло подається загальна характеристика роботи у такій послідовності: Актуальність теми Актуальність теми: сутність проблеми, її значущість, роботи відомих науковців над розглядуваним питанням, обґрунтування необхідності...		Загальна характеристика роботи актуальність теми Тому розробка та дослідження ламп з ефективним спектральним складом випромінювання для вирощування томатів є актуальними
	Загальна характеристика роботи актуальність теми Регулювання здійснюється на національному, міжнародному (дво- і багатосторонньому), наднаціональному (у межах інтеграційних міждержавних...		Загальна характеристика роботи актуальність теми МВт, а загальна потужність машин становить мільйони кіловат. За даними рат «Газпром» щорічні витрати на паливний газ становлять 3,5...
	Загальна характеристика дисертаційної роботи актуальність теми Нестача фінансових ресурсів не дає змоги малим підприємствам здійснювати інвестиційну діяльність у тих обсягах, які відповідали б...		Загальна характеристика роботи актуальність теми Вагнера, Е. Жардіна, А. П. Ковальова, Р. Н. Колегаєва, А. Кофмана, В. Я. Омельченка, Д. М. Палтеровича, І. А. Ушакова. Розвиток матеріально-технічної...
	Загальна характеристика роботи актуальність теми Це обумовлено їх високою електричною потужністю, керованістю в широкому діапазоні напруг, низькою енергією запуску, малою індуктивністю,...		Загальна характеристика роботи актуальність теми Сучасна економічна наука знаходиться в процесі зміни наукових парадигм, пошуку нових методологічних підходів, виявлення недоліків...
	Загальна характеристика роботи актуальність теми Як досягти цілей?”, “Як домогтися переваг у конкурентній боротьбі?”, “Як посилити довгострокові позиції банку?”. Слід сказати, що...		Загальна характеристика роботи актуальність теми України є формування національного ринку праці. Становлення ринку праці в Україні як підсистеми ринкової економіки відбувається під...

Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи

База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації