Реферати українською » Физика » Методи вімірювання температури полум'я


Реферат Методи вімірювання температури полум'я

>МІНІСТЕРСТВООСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

>НІЖИНСЬКИЙДЕРЖАВНІЙУНІВЕРСИТЕТІМЕНІМИКОЛИ ГОГОЛЯ

>КАФЕДРАФІЗИКИ

>Методивимірюваннятемпературиполум’я

>Курсова робота

Студента 4-го курсу

>групиПФ-41

>фізико-математичного факультету

>ЛозкаВалеріяІвановича

>Науковийкерівник

доцент

>ЗАКАЛЮЖНИЙ В.М

>Ніжин2009р.


>Зміст

1.Вступ

2.Контактніметодивимірюваннятемпературиполум’я таособливості їхнізастосування

3.Безконтактніметодивимірюваннятемпературиполум’я

3.1 Методоберненняспектральнихліній

3.2 Методвипромінювання йпоглинання

3.3 Методабсолютноїінтенсивностіспектральноїліні

3.4 Методвідноснихінтенсивностейспектральнихліній

3.5Визначення «>обертальної»температури

3.6Визначення «>коливальної»температури

3.7 Методяскравісноїтемператури

3.8 Методкольоровоїтемператури

4.Висновки

5. Списоквикористаноїлітератури


1.Вступ

>Сучаснінаукові тавиробничітехнологіївимагаютьвикористаннявисокотемпературнихреакцій дляотримання тугоплавкихвисокоміцнихматеріалів,процесулегування тощо. Томуджерелаенергіїповиннізабезпечувативисокітемператури.

>Зазвичайвимірюванітемператури лежати вдосить широкомуінтервалі від ->273С до3000С й понад. Тому длявимірюваннятемператури у всіхможливихвипадкахнеобхіднірізноманітнізасоби йметодивимірювань, до які, взалежно відпоставленого заподіяннявимірювання,висуваютьсярізнівимоги.

>Загальнівідомості про характервипромінюванняполум’я

>Полум’яявляє собоюгазовийпотік, усерединіякоговідбуваєтьсяхімічнареакціягоріннязавислих употоцічастинок твердого,рідкого чигазоподібногопалива ізбурхливимвиділеннямтеплоти.Швидкістьвиділеннятеплоти йінтенсивністьвипромінюваннявизначають температуруполум’я.

Успокійномуламінарномуполум’ї можнавиділити тризони:внутрішній конус, вякомувідбуваєтьсяхімічнареакція;зовнішній конус, щоміститьпродуктигоріння;проміжнаперехідна зона, щознаходитьсяміжцимидвома конусами. Утурбулентномуполум’їхімічнареакціягоріннявідбуваєтьсярівномірно повсьомуперерізуполум’я.

>Наявністьпроцесівгоріння вполум’ївикликаєспецифічніособливості йоговипромінювання.Поряд ізтермічнимвипромінюваннямнагрітихгазів, щохарактеризуєтьсярівномірнимрозподіломенергії по всіх щабляхвільності молекул йатомівгазів, що _>имірювання_, у зонахреакціївиникаєдодатковевипромінювання, щоназиваєтьсяхемілюмінесцентним. У цьомувипадкухімічнаенергіягоріннябезпосередньоперетворюється увипромінювання, яку завластивостямивідрізняється відтермічного.

Уреагуючих газах неможевідбуватисярівноважнийрозподіленергії,навітьякщо нерозглядатиможливістьутворення новихтипів молекул врезультатіхімічногопроцесу. Молекула врезультатіхімічноїреакції переходити взбуджений стан.Середній годину,необхідниймолекулі длявипромінюваннясвітла й переходу восновний стан, длядозволенихелектроннихпереходівстановить 10…10 з.Збуджена молекула вгазі при атмосферномутискузазнає від 10 до 1000зіткнень, що явнонедостатньо длядосягненнярівномірногорозподілуенергії за сходамивільності.Відновленнюрівноважногорозподілуенергіїперешкоджаютьтакожвеличезніградієнти температур, щодосягаютьсотеньтисячкельвінів наміліметр.Такіградієнти температур,відповідаютьсильнійпросторовійанізотропіїшвидкостей молекул йпорушеннястатистичних законів.

Температура груп молекул йатомівхарактеризуєтьсярозподіломймовірностейенергетичнихстанів. Принерівномірномурозподілуенергії за сходамивільностікожному виду руху молекул якщовідповідати своя температура. Томузалежно відобраногофізичного закону, щовикористовується длявимірюваннятемператури нерівноважногополум’я,отримують «>поступальні», «>коливальні» чи «>обертальні»температури.Ціназвиумовних температурвказують на цей виденергії руху,якийвикористаний длявимірюваннятемператури.


2.Контактніметодивимірюваннятемпературиполум’я таособливості їхнізастосування

>Високітемператури йагресивністьгазів вполум’їстворюютьістотніобмеженнязастосуванняконтактнихметодів.

>Контактніметодивимірюваннятемпературидопускаютьбезпосередній контакт ізвимірюванимоб’єктом.Протевикористання контактного термометраможепризводити допорушенняструктуриполум’я. Привиборі контактного термометраслідвраховувати, що термометр виненвитримуватимеханічні,хімічні татермічнінавантаження,якимвінпіддається наданомуоб’єктідослідження. Частовласна температура контактноготермоперетворювачавідрізняється відтемпературивимірюваногосередовища.Цявідмінністьвизначаєтьсяособливостямитеплообмінуміжтермоперетворювачем йвимірюванимсередовищем,конструктивними йтеплофізичними характеристиками самогоперетворювача та окремих йогочастинарматури.

Привиборіматеріалівтермоперетворювача длявимірювання температур узоніреакціїслідбрати доувагиможливістьвиникненнякаталітичногоефекту,який частопризводить додоситьістотного (докількохсотенькельвінів)перевищеннятемпературитермоперетворювача впорівнянні ізтемпературою йогогазів. Томудоцільноутримуватися відзастосуваннятермоперетворювачів, котрі засвоєюконструкцієюдопускаютьбезпосередній контакт ізполум’ям.

>Контактніметоди длявимірювання температурполум’ятакожмаютьпереваги надоптичними. Задопомогою контактноготермопетворювачадосить малогорозміру можна провестилокальнівимірюваннятемператури й,отже,досліджуватитемпературне поліполум’я, щоздійснитиоптичними методамидоситьважко, арядівипадків йнеможливо.Якщо занизкоюзазначенихвище причинконтактнітермоперетворювачідаютьпомилковіабсолютнізначеннятемпературиполум’я, товимірювання,необхідні длядослідження температурного поляполум’я,даютьдоситьнадійнізначення.

Уразі великих температур йшвидкодіючихпроцесіввикористовуютьсяоптичніметодивимірюваннятемператури.


3.Безконтактніметодивимірюваннятемпературиполум’я

3.1 Методоберненняспектральнихліній

Длявимірюваннятемпературиполум’я, що несвітиться чи малосвітиться, широкого поширенняотримав методоберненняспектральнихліній.Цей методзаснований на боінтенсивністьрезонансноїспектральноїлінії, щовипускаєтьсязбудженими атомамиречовини,залежить відтемпературиполум’я. Дляцієї мети частовикористовуютьсяспектральнілініїлужнихметалів (>натрію,літію,калію), щомаютьнизькийпорігіонізації.Найбільшзручнимиєжовтілініїнатрію, котріприсутні (ускладіхлоридунатрію) вдомішкахпального.

>Принциповаоптична схема прилаштую, щовикористовується длявимірювання температурполум’я методомоберненняспектральнихліній, представлена на мал.1.Випромінювання відджерела P.Sрегульованоїінтенсивності задопомогоюлінзи Lфокусуєтьсяусерединіоб’єму,заповненогополум’ям G.Випромінювання, щопройшло через газ, разом ізвласнимвипромінюваннямполум’яфокусуєтьсядругоюлінзоюL2 нащілини спектральногоприладу D,сполученого ізвідповіднимреєструючимприладом Р чизамінюють його окуляром длявізуальногоспостереження спектра.Спостерігач навиході спектральногоприладубачитьсуцільний спектр,обумовленийджереломвипромінювання, йнакладає наньогозображенняспектральноїлінії.Змінюючияскравістьджерела (силуструму черезтемпературну лампу),добиваються,щобвидиміяскрависніспектральнілінії йлініїсуцільного спектру (фону)зрівнялися –відбудетьсяоберненняспектральноїлінії.

>Позначимо черезяскравістьджерела, черезяскравістьполум’я й через -коефіцієнтпоглинанняполум’я увузькійобластідовжинхвиль, щоохоплюєспектральнулінію.Вважаючи, що йспектральналінія, йсусідній із нею фонзазнаютьоднаковихослаблень воптичних деталях спектральногоприладу,отримуємо дляяскравостіспектральноїлінії, щоспостерігається вспектроскопії,вираз

=(1-) +

Мал.1. Схемаекспериментальної установки длявимірюваннятемпературиполум’я методомоберненняспектральнихліній:

P.S –джерелосвітла; G –полум’я;L1 йL2 –лінзи;

D –спектральнароздільнасистема;Р –реєструючийприлад

Так якградієнтяскравості ізсуцільного спектруджерела невеликий, то можнавважати, щояскравістьсуцільного спектрупоблизулінії якщодорівнювати йогояскравості придовжиніхвиліспектральноїлінії.Тоді дляумовирівностіяскравостідовжинхвиль можназаписати

=(1-) +                                                               (1)

чи

                                                                                    (2)

Алівипромінюванняспектральноїлінії носититермічний характер. Тому напідставі законуКірхгофа

де -спектральнаяскравість абсолютночорноготіла притій ждовжиніхвилі йтій жтемпературі. Томузамість (2)отримаємо

                                                                                      (3)

АліТ1 –яскравісна температураджерела. Тому дляумовиоберненняспектральноїлініїдійсна температураполум’я винна бутирівнаяскравіснійтемпературіджерела P.S. Тієї факт, що вкінцевомувиразі (3) нефігуруєкоефіцієнтпоглинанняполум’я ,різний длярізнихділянокспектральноїлінії,означаєсправедливість цоговиразу длявсієїлінії.Незалежність характерузникненняспектральноїлінії відкоефіцієнтапоглинаннядозволяє прийти довисновку прозастосовність методуобернення длявимірювання температурполум’я, щомістятьдовільнукількістьзбудженихатомівречовини,спектральнілініїякоговикористовуються длявимірювання. Однак придужемалійконцентрації вполум’їзбудженихатомівінтенсивністьспектральноїлініїстаєнастількималою, апохибкивізуального чифотоелектричногорівнянняяскравостілінії й фонунастільки великими, що смердотіможуть привести до великихпохибоквизначеннятемпературиполум’я.

>Цей методвикористовується задлявимірюваннясередньоїтемпературиполум’я вданому йогоперетині, але йіноді й длядослідження поля температур. У цьомувипадкувибираютьсяспектральнілінії такоголужногометалу,який чизовсімвідсутній, чиперебуває вдуженевеликійкількості впальному.Розчин солей такоголужногометалупослідовновводять вокремімісцяполум’я,здійснюючи тім самим «>фарбування» йспостерігаючи шкірного разуоберненнявибранихспектральнихліній. Вочевидь, щовведення «>барвника» вокремізони смолоскипа втій чиіншійміріпорушує йоготемпературне полі.

>Інтенсивністьспектральнихлінійлужнихметаліввизначаєтьсяенергієюпоступального рухуатомів. Томурезультативимірювання температурполум’я унерівноважномустані ізвикористанням методуоберненняможутьвідрізнятися відрезультатіввимірювань,отриманих ззастосуванняміншихоптичнихметодів, щовикористовуютьенергіюколивального чиобертального рухуатомів й молекул. Дляперевіркиможливоговпливухемілюмінесцентноговипромінюванняслідвимірювати температуруполум’я подекількохспектральнихлініях одного й того жметалу чи поспектральнихлініяхрізнихметалів.Близькістьрезультатіввимірювань будутьвказувати нанезначнийвпливхемілюмінесцентноговипромінювання,інтенсивністьякого сильнозмінюється за широким спектром.Точністьвимірювання температур методомоберненнявизначається як характеромданогополум’я, то йінструментальнимипохибкамизастосовуваноївимірювальноїапаратури,їїдинамічними характеристиками.Похибка результатувимірювання температурполум’я методомобернення внайкращихумовахоцінюється в ± 10 До безурахуванняпохибкиградуюваннявикористаногоджерелавипромінювання.Застосуванняавтоматичнихвимірювальнихпристроївпідвищує величинуцієїпохибки.

3.2 Методвипромінювання йпоглинання

Методвипромінювання йпоглинаннязастосовуєтьсязазвичай длявимірювання температурполум’я, щосвітяться, із такоюконцентрацієюзавислих уполум’їтвердихчастинок, Якадаєкоефіцієнтчорнотивипромінюваннявсьогополум’я не менше 0,2.Принципова схема установки,призначеної длявимірюваннятемпературиполум’я за методомвипромінювання тапоглинання, представлена на рис. 2.

>Випромінюванняджерела 1 (>температурноїлампи)розділяється на дваканали. У одномуканаліпромінь відджерелапронизуєполум’я 2, а іншому обходитиполум’я. Уобох каналахвипромінюваннямодулюється задопомогою двохдисків 7 й 5 ізсекторнимивирізами. При цьому частотамодуляції диском 7 вкількаразів більше, ніж диском 5.Післяпроходженняоднаковихсвітлофільтрів 3 й 6променізновусходяться накатодіфотоелемента 4.Діафрагма 8 длязмінивеличини сигналуджерела 1 ізяскравісноїтемпературоюTнс. Таким чином, укожномуциклівимірюваньфотоелементфіксує почерзі триінтенсивності: -випромінюванняджерела, -випромінюванняполум’я, -випромінюванняджерелапройшовшого черезполум’я.Можнапоказати, що

                                                                        (4)

>Рис. 2. Установка длявимірюваннятемпературиполум’я методомвипромінювання йпоглинання

1 –джерелопорівняння; 2 –полум’я; 3, 6 –світлофільтри;

4 –фотоелемент; 5. 7 – диски ізсекторнимивирізами; 8 –діафрагма

Привикористанніфотоелектричноївимірювальноїсистеми ізлінійноюхарактеристикоюлівачастинацієїрівностівиходитьбезпосередньо якрізницявідношень ординатвідповіднихсигналів. Тому, знаючияскравістну температуруджерела йефективнудовжинухвиліпропусканнясвітлофільтрів ізданимифотоелементом, задопомогоюформули (4) легковизначити температуруполум’я .

>Вимірюваннястаціонарних температурполум’я ізвикористанням методувипромінювання йпоглинанняможе бутиздійснено болеепростимивимірювальнимизасобами,наприкладзвичайнимоптичнимпірометром іззникаючоюниткою. У цьомувипадкупірометри почерзівимірюють три _>имірюваннятемператури:джерела (>температурноїлампи),полум’я йджерела,пронизуючогополум’я.Розрахуноктемпературиполум’яздійснюється заформулою (4), влівучастинуякоїпідставляєтьсязначенняяскравостічорноготіла, щовідповідаютьтрьомвимірюванимзначенням температур.Точністьвимірюваннястаціонарних температурполум’я методомвипромінювання тапоглинання,крімінструментальнихпохибокзастосовуваноїапаратури,визначаєтьсятакожступенемоднорідності температурного поляполум’я.

3.3 Методабсолютноїінтенсивностіспектральноїлінії

>Цей методґрунтуєтьсязалежностюінтенсивностінасиченого центрурезонансноїспектральноїлінії відтемпературиполум’я. Дляцієї метизазвичайвикористовуютьсяспектральнілініїбудь-якоголужногометалу іздоситьнизькимпотенціаломіонізації. Прималійконцентраціїлужногометалу впальномуінтенсивністьрезонансноїлініїзалежить не лише відтемпературиполум’я, але й і відступеняконцентрації. Контурлінії для цоговипадку уявленькривою 1 на рис. 3. Уміру збільшенняконцентраціїінтенсивністьлініїзростає,збільшується ордината центрулінії.Зростанняординати центрулініївідбувається до тихийпір,поки не наступити свого роду «>насичення» (>криві 2 й 3 рис. 3), приякому подалі збільшенняконцентраціїлужногометалу невикликаєбільшогозростанняцентральноїчастинилінії.

>Такавластивістьемісійнихліній спектрупризводить доти, що придостатнійконцентраціївипромінюючогоелементаінтенсивністьнасиченого центруспектральноїлініїстаєоднозначноюфункцією лишетемпературиполум’я ізмонохроматичнимкоефіцієнтомчорнотивипромінюваннярівним 1. Отже,насиченачастиналініївипромінює якабсолютнечорнетіло, йвимірявшиінтенсивність центрунасиченоїлінії, можнавизначитисправжню температуруполум’я за законамивипромінювання абсолютночорноготіла.

>Рис. 3.Залежність контурурезонансноїлінії відконцентраціїлужногометалу впальному:

1 – прималійконцентраціїлужногометалу;

2,3-приконцентраціях,достатніх для «>насичення»

Методабсолютноїінтенсивностіспектральнихліній практично немаєверхньоїмежівимірюваних температур. Придужевисоких температурахзастосовність методуобмежуєтьсяобластю, вякіймаємісцеіонізаціяосновноїмасиатоміввипромінюючогометалу.

>Застосуваннявипромінюючогоелемента із болеевисокимпотенціаломіонізаціїдозволяєзбільшити область _>имірювання. Методабсолютноїінтенсивностізастосовується длявимірювання температурполум’я, що несвітиться, то й дляполум’я, щосвітиться.Йогоінструментальнапохибкаскладаєблизько 1%вимірюваноїтемператури привикористанніспектральноїапаратури іздифракційнимигратками. Придослідженніцим методомполум’я ізнеодноріднимтемпературним полемвиникаютьдодатковіпохибки.

>вимірювання температураполум’яспектральний


3.4 Методвідноснихінтенсивностейспектральнихліній

>Цей методдозволяєздійснитивизначення температурполум'я за результатамивимірюваннявідношеньінтегральнихінтенсивностей двохспектральнихліній, що належати одному й тому жвипромінюючомуелементу. яквипливає ізквантовоїтеоріївипромінювання, ставленняінтенсивностей й двохспектральнихліній,відповіднихдовжинхвиль й ,визначаєтьсявиразом

                                                                                                         (5)

де , -відповідніцимлініяменергіїзбудження; ,,, -ймовірностіпереходів йстатистична вагивихіднихрівнів; -постійнаБольцмана.

Навідміну від методуабсолютноїінтенсивності, щозастосовується вумовахдостатньої, длянасиченнялінії,концентраціївипромінюючихатомів, методвідноснихінтенсивностейможе бутивикористаний лише вумовахмалихконцентрацій. Причина такогообмеженняполягає до того, щоабсолютніінтенсивностірізнихспектральнихлінійрізні, й,отже,ступіньнаближення їхнього до станунасичення якщорізним. Тому ставленняінтенсивностіr неєоднозначноюмірою лишетемпературиполум'я Т, атакожвизначається тім,наскількиспектральнілініїдалекі від станунасичення,тобто відтієїобласті, вякійпорушується прямапропорційністьінтенсивностілінії йконцентраціївипромінюючогоелементу.

>Логарифмування (5)дає

                                                             (6)

Таким чином,оберненезначеннятемпературиполум'ялінійнопов'язане ізлогарифмами ставленняінтенсивностей двохліній.

Зметоюперевірки навідсутністьвпливуобластінасичення чихелюмінесценцііїкорисновикористовуватидекількаспектральнихліній одного й того желемента,знаходячи попарно ставлення їхніінтенсивностей йвизначаючи длякожної парі температуруполум'я

>Відноснапохибкавизначеннятемператури,обумовленапохибкоювимірюваннявідношень , прямопропорційнатемпературі Т йоберненопропорційнарізниціенергійверхніхстанів двохліній

                                                                                 (7)

Дляздійснення методувідноснихінтенсивностействоренаспеціальнаапаратура, Яка впоєднанні ізелектронноюобчислювальноюсхемоюзнаходить логарифм ставленняінтенсивностейвибранихспектральнихліній йвирішуєрівняння (6)безпосередньощодо Т.

>Найбільшефективнимєзастосування методувідноснихінтенсивностей длядослідженняполум’я із температурамивище 3000 До. Уцихумовах сильнозбільшуєтьсякількістьліній вспектріполум'я, щополегшує їхнівибір.Крім цього уумовахдужевисоких температурзначнорозширюютьсямежіобластілінійноїзалежностіінтенсивностіліній відконцентраціївипромінюючогоелементу.

3.5Визначення «>обертальної»температури

>Вимірювання температурполум'я, щомають успектрісмугивипромінювання,може бутивиконано поенергіїобертального руху молекул.Цей методаналогічний методувідноснихінтенсивностей. Для йогоздійсненнявибираютьсядві чикращедекількалінійтонкоїобертальноїструктурисмуг. якпоказуєтеорія,інтенсивність Єкожноїтакоїлініїхарактеризуєтьсявиразом

                                                                        (8)

де N - числозбуджених молекул; й -обертальніенергіїпочаткового йкінцевогостанів.

>Знаходячи ставленняінтенсивностейкожної ізобранихліній дооднієї із них,будуютьнапівлогарифмічнийграфік, вякому поосіабсцисвідкладають величину длярізнихліній.Тоді1/Твизначається як тангенскутанахилупрямої.

3.6Визначення «>коливальної»температури

>Смугастіспектривипромінювання молекулдозволяютьвизначити температуруполум'я, щовідповідаєенергіїколивального рухуатомів вмолекулі. Дляцієї метизнаходиться чивідхиленняінтенсивностейпоблизумаксимумів двохсмуг, чи ставлення їхньогоповнихінтенсивностей. Так якінтенсивністьсмугколивальноїструктуриописуєтьсярівнянням,аналогічним (8), то «>коливальна» температуразнаходиться яккотангенскутанахилупрямої,побудованої внапівлогарифмічномумасштабі повідношеннювимірюванняінтенсивностейкожної парісмуг.

>Вимірюванняінтенсивностейсмуг невимагаєспектральноїапаратуривеликоїроздільноїздатності, щоістотноспрощуєтехнікуексперименту. Однак принедостатньоретельномувиборіспектральних областей результатвимірюваньможевиявитисяспотворенимнакладеннямлінійтонкоїструктури.Найкращірезультативимірів «>коливальних» температурвиходять привикористаннісмугвипромінюваннядвоатомних молекул.

3.7 Методяскравісноїтемператури

Длявипромінюючогополум'я ізвисокимкоефіцієнтомчорнотивипромінюванняможе бутизастосованийпростий уапаратурнійреалізації методвимірюванняяскравісноїтемпературиполум'я. Убагатьохвипадкахцеможе бутизвичайнийоптичнийпірометр ззникаючоюниткою.Ототожненнявимірюваної такимприладомяскравісноїтемпературиполум'я із йогодійсноютемпературоюможливо лише дляполум'я ізнастільки великоюконцентрацієютвердихзавислихчастинок, щокоефіцієнтчорноти йоговипромінюваннястає практичнорівнимодиниці. Тому зяскравісноютемпературоюполум'ядоцільновимірюватимонохроматичнийкоефіцієнтчорнотивипромінювання длятієїдовжинихвилі, щовідповідаєефективнійдовжиніхвилізастосованогооптичногопірометра.Найбільшпростий йдостатньо надійнаспосіб такоговимірускладається увикористаннісферичногоувігнутогодзеркала, щовстановлюєтьсяпозадуполум'я (рис. 4) так,щоб центр йогокривизни перебуваввсерединіполум'я.Цим жоптичнимпірометромвиконуєтьсявимірюваннявласноїяскравості смолоскипа а йсумарноїяскравості bобумовленоювласноюяскравістюполум'я йяскравістю йогозображення, щоутворюється вфокусідзеркаларозглянутого черезполум'я.Якщопозначити черезкоефіцієнтвідбиваннясферичногодзеркала дляданоїдовжинихвилі, а ще черезсереднійкоефіцієнтпоглинанняполум'я длятієї ждовжинихвилі, то тут дляобохрезультатіввимірюваньотримаємо

,

>звідки


>Рис .4 Схема приладу ізсферичнимдзеркалом длявимірюванняяскравісноїтемпературиполум'я

Длятермічноговипромінюванняполум'я .Визначеннядійсноїтемпературиполум'я за йогояскравісноїтемпературі йкоефіцієнтомчорнотивипромінюваннязнаходитьсязвичайним способом.

>Вимірюванняяскравості температурнестаціонарногополум’явимагаєзастосуваннявідповідноїшвидкодіючоїфотоелектричноїапаратури.

3.8 Методкольоровоїтемператури

Дополум'я ізсуцільним спектромзастосуємозвичайний методвизначеннякольоровоїтемператури повідношеннювимірянихзначеньінтенсивності й спектру в двохдовжинаххвиль.Якщомонохроматичнікоефіцієнтичорнотивипромінювання вцихдовжинаххвильрівні, то цьомувипадку, яквідомо,колірна температураполум'ядорівнює йогодійснійтемпературі. Однак длядужеяскравісногополум’я такарівність незавждидотримується. Праворуч до того, щовипромінюваннямасизавислих вгазітвердихчастиноксупроводжуєтьсярозсіюванням нимипроменевоїенергії. Урезультатімонохроматичнийкоефіцієнтпоглинаннявипромінюючогополум’я , притермічномухарактерівипромінювання, й йогомонохроматичнийкоефіцієнтчорнотивипромінюваннязменшуються іздовжиноюхвилі спектру.Ця залежністьможе бути представлена увигляді


                                                                                   (9)

>Дані пропоказникстепеня n длярізнихтипівполум’я наведено в табл. 1.

>Таблиця 1.Показникстепеня n длярізногополум’я

Типполум'я n Типполум'я n Типполум'я n
>Ацетон 1,43 >Бензол –повітря 1,23 >Бензол – оксид азоту 1,05
>Амілацетат 1,39 >Нитроцеллюлоза 1,14 >Ацетилен –повітря 0,66…0,75
>Коксовий газ -повітря 1,29

>Впливрозсіюваннявипромінюваннязавислихчастинок на цей видзалежностізмушує ізобережністюпідходити довиборуколірного методувимірюваннятемпературиполум'я.Доцільно передвикористанням методу намаловивченомуполум’їпоставитиконтрольнийексперимент, щодозволяєоцінити, чимаємісце вданомуполум'ївідчутна величинаінтенсивностірозсіяннясвітла.

>Мабуть,слідвизнатиперспективним принаявностівираженоїзалежностівизначеннятемпературиполум'я повідношенню не двох, а попарновзятихтрьохінтенсивностейсуцільного спектру.Тодівідповідним чиномскладенірівняннядозволяютьвиключитипоказникстепеня n й привестивипромінюванняполум'я довипромінюваннясіроготіла.Виміряна в цьомувипадкуколірна температура якщодорівнюватидійсній.

>Інструментальнапохибкаколірнихпірометрівпризначених длявимірюваннястаціонарних чиповільномінливих температур,становить 1%.

>Деякітруднощівиникають привимірюванніколірних температурнестаціонарногополум’я.Використаннядвоканальнихвимірювальних систем іздвоманезалежнодіючимиприймачами, щозабезпечуютьодночаснуреєстрацію двохсвітловихімпульсів,призводить додоситьвідчутноговпливунестабільності шкірного каналупосилення.Застосуванняодноканальних схемвимагаєпочерговоїреєстраціїімпульсів, щообмежуєможливістьвимірювання температур прикороткочасних процесів. Уостанньомувипадкуєдоцільнимзастосуванняметодівфотографічноїфотометрії, зарахуноквтратиточності.


>Висновки

>Крімвикладенихвище,розроблені ііншіметодивимірювання температурполум’я:вимірювання температур пошвидкості поширення ультразвуку;вимірювання,засновані навикористаннізалежності відтемпературиступеняіонізації газовогосередовища чизміниїїпоказниказаломлення. Однак проблемувимірюваннятемпературиполум’я не можнавважативирішеноюзадовільно. Неіснуєщедоситьуніверсального йнадійнопрацюючих врізнихумовахприладів, щообумовлюється не лишескладністюпроблеми, але й і великоюрізноманітністюоб'єктів й уміввимірювання.

Урядівипадківотриманнядоситьнадійнихрезультатіввимірюваньтемпературиполум'яможе бутидосягнуто лишепостановкоюспеціальногодослідження ззалученням арсеналузасобіврізних областейвимірювальноїтехніки.Вибір методу (одного чидекількох) длявимірюваннятемператури винен бути проваджень ізврахуваннямнасампередособливостей спектрувипромінюванняполум'я, уміввимірювань йтимчасових характеристикпроцесугоріння. При цьомунеобхідновраховувати, щоскладністьструктуриоб'єктавимірюваньможе, привикористанні того чиіншого методу, привести довиникненнядужеістотнихметодичнихпохибок.Представляєтьсядоцільним увідповідальнихвипадках необмежуватисязастосуванням одного методувимірювання, авикористовуватипринаймні двапринциповорізнихметоди, щобазуються нарізнихфізичнихвластивостяхполум'я.Тодіступіньзбіжностірезультатіввимірювань,отриманих принезалежномувикористанніметодів,можеслужитикритерієм їхньогонадійності.


Списоквикористаноїлітератури

1. Про. А. Геращенко, А. М.Гордов, У. І.Лах, Б. І.Стадник, М. А. Яришів:Температурние виміру .- До.: наук. думка, 1984.- 493 з.

2. У. З. Гуревич: Енергія невидимого світла .- М.: Наука, 1973.- 143 з.

3. У. Є.Зарко:Физика горіння й організації вибуху.- М.: Наука, 1982.

4. Про. А. Геращенко: Основитеплометрии.- До.: наук. думка, 1965.- 304 з.

5. А. М.Гордов: вимірювати температуругазових потоків.- Л.:Машгиз, 1962.- 136 з.

6. З. П Гріднєв.: Методбезконтактного виміру дійсною температури нагрітих тіл з їхньої тепловому випромінюванню.- М.:Автомиздат, 1974.

7. Р. М. Дульнєв: Про вимірюваннянестацонарних теплових потоків зпомощютепломеров .-ИРЖ, 1975.- 814-820 з.

8. А. Є.Кадишевич: Вимірювання температури полум'я. Фізичні основи розвитку та методи.- М.:Металлургиздат,1961-3-9с.


Схожі реферати:

Нові надходження

Замовлення реферату

Реклама

Навігація