Банк рефератов содержит более 364 тысяч рефератов, курсовых и дипломных работ, шпаргалок и докладов по различным дисциплинам: истории, психологии, экономике, менеджменту, философии, праву, экологии. А также изложения, сочинения по литературе, отчеты по практике, топики по английскому.
Полнотекстовый поиск
Всего работ:
364150
Теги названий
Разделы
Авиация и космонавтика (304)
Административное право (123)
Арбитражный процесс (23)
Архитектура (113)
Астрология (4)
Астрономия (4814)
Банковское дело (5227)
Безопасность жизнедеятельности (2616)
Биографии (3423)
Биология (4214)
Биология и химия (1518)
Биржевое дело (68)
Ботаника и сельское хоз-во (2836)
Бухгалтерский учет и аудит (8269)
Валютные отношения (50)
Ветеринария (50)
Военная кафедра (762)
ГДЗ (2)
География (5275)
Геодезия (30)
Геология (1222)
Геополитика (43)
Государство и право (20403)
Гражданское право и процесс (465)
Делопроизводство (19)
Деньги и кредит (108)
ЕГЭ (173)
Естествознание (96)
Журналистика (899)
ЗНО (54)
Зоология (34)
Издательское дело и полиграфия (476)
Инвестиции (106)
Иностранный язык (62792)
Информатика (3562)
Информатика, программирование (6444)
Исторические личности (2165)
История (21320)
История техники (766)
Кибернетика (64)
Коммуникации и связь (3145)
Компьютерные науки (60)
Косметология (17)
Краеведение и этнография (588)
Краткое содержание произведений (1000)
Криминалистика (106)
Криминология (48)
Криптология (3)
Кулинария (1167)
Культура и искусство (8485)
Культурология (537)
Литература : зарубежная (2044)
Литература и русский язык (11657)
Логика (532)
Логистика (21)
Маркетинг (7985)
Математика (3721)
Медицина, здоровье (10549)
Медицинские науки (88)
Международное публичное право (58)
Международное частное право (36)
Международные отношения (2257)
Менеджмент (12491)
Металлургия (91)
Москвоведение (797)
Музыка (1338)
Муниципальное право (24)
Налоги, налогообложение (214)
Наука и техника (1141)
Начертательная геометрия (3)
Оккультизм и уфология (8)
Остальные рефераты (21697)
Педагогика (7850)
Политология (3801)
Право (682)
Право, юриспруденция (2881)
Предпринимательство (475)
Прикладные науки (1)
Промышленность, производство (7100)
Психология (8694)
психология, педагогика (4121)
Радиоэлектроника (443)
Реклама (952)
Религия и мифология (2967)
Риторика (23)
Сексология (748)
Социология (4876)
Статистика (95)
Страхование (107)
Строительные науки (7)
Строительство (2004)
Схемотехника (15)
Таможенная система (663)
Теория государства и права (240)
Теория организации (39)
Теплотехника (25)
Технология (624)
Товароведение (16)
Транспорт (2652)
Трудовое право (136)
Туризм (90)
Уголовное право и процесс (406)
Управление (95)
Управленческие науки (24)
Физика (3463)
Физкультура и спорт (4482)
Философия (7216)
Финансовые науки (4592)
Финансы (5386)
Фотография (3)
Химия (2244)
Хозяйственное право (23)
Цифровые устройства (29)
Экологическое право (35)
Экология (4517)
Экономика (20645)
Экономико-математическое моделирование (666)
Экономическая география (119)
Экономическая теория (2573)
Этика (889)
Юриспруденция (288)
Языковедение (148)
Языкознание, филология (1140)

Курсовая работа: Методи вимірювання температури полум'я

Название: Методи вимірювання температури полум'я
Раздел: Рефераты по физике
Тип: курсовая работа Добавлен 00:49:16 05 мая 2011 Похожие работы
Просмотров: 426 Комментариев: 2 Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НІЖИНСЬКИЙ ДЕРЖАВНІЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ МИКОЛИ ГОГОЛЯ

КАФЕДРА ФІЗИКИ

Методи вимірювання температури полум’я

Курсова робота

Студента 4-го курсу

групи ПФ-41

фізико-математичного факультету

Лозка Валерія Івановича

Науковий керівник

доцент

ЗАКАЛЮЖНИЙ В.М

Ніжин 2009р.


Зміст

1. Вступ

2. Контактні методи вимірювання температури полум’я та особливості їх застосування

3. Безконтактні методи вимірювання температури полум’я

3.1 Метод обернення спектральних ліній

3.2 Метод випромінювання і поглинання

3.3 Метод абсолютної інтенсивності спектральної ліні

3.4 Метод відносних інтенсивностей спектральних ліній

3.5 Визначення «обертальної» температури

3.6 Визначення «коливальної» температури

3.7 Метод яскравісної температури

3.8 Метод кольорової температури

4. Висновки

5. Список використаної літератури


1. Вступ

Сучасні наукові та виробничі технології вимагають використання високотемпературних реакцій для отримання тугоплавких високоміцних матеріалів, процесу легування тощо. Тому джерела енергії повинні забезпечувати високі температури.

Зазвичай вимірювані температури лежать в досить широкому інтервалі від -273ºС до 3000ºС і більше. Тому для вимірювання температури у всіх можливих випадках необхідні різноманітні засоби і методи вимірювань, до яких, в залежно від поставленого завдання вимірювання, висуваються різні вимоги.

Загальні відомості про характер випромінювання полум’я

Полум’я являє собою газовий потік, у середині якого відбувається хімічна реакція горіння завислих у потоці частинок твердого, рідкого або газоподібного палива з бурхливим виділенням теплоти. Швидкість виділення теплоти і інтенсивність випромінювання визначають температуру полум’я.

У спокійному ламінарному полум’ї можна виділити три зони: внутрішній конус, в якому відбувається хімічна реакція; зовнішній конус, що містить продукти горіння; проміжна перехідна зона, що знаходиться між цими двома конусами. У турбулентному полум’ї хімічна реакція горіння відбувається рівномірно по всьому перерізу полум’я.

Наявність процесів горіння в полум’ї викликає специфічні особливості його випромінювання. Поряд з термічним випромінюванням нагрітих газів, що характеризується рівномірним розподілом енергії по всіх ступенях вільності молекул і атомів газів, що _имірювання_, у зонах реакції виникає додаткове випромінювання, що називається хемілюмінесцентним. У цьому випадку хімічна енергія горіння безпосередньо перетворюється у випромінювання, яке за властивостями відрізняється від термічного.

У реагуючих газах не може відбуватися рівноважний розподіл енергії, навіть якщо не розглядати можливість утворення нових типів молекул в результаті хімічного процесу. Молекула в результаті хімічної реакції переходить в збуджений стан. Середній час, необхідний молекулі для випромінювання світла і переходу в основний стан, для дозволених електронних переходів становить 10…10с. Збуджена молекула в газі при атмосферному тиску зазнає від 10 до 1000 зіткнень, що явно недостатньо для досягнення рівномірного розподілу енергії за ступенями вільності. Відновленню рівноважного розподілу енергії перешкоджають також величезні градієнти температур, що досягають сотень тисяч кельвінів на міліметр. Такі градієнти температур, відповідають сильній просторовій анізотропії швидкостей молекул і порушення статистичних законів.

Температура груп молекул і атомів характеризується розподілом ймовірностей енергетичних станів. При нерівномірному розподілу енергії за ступенями вільності кожному виду руху молекул буде відповідати своя температура. Тому залежно від обраного фізичного закону, що використовується для вимірювання температури не рівноважного полум’я, отримують «поступальні», «коливальні» або «обертальні» температури. Ці назви умовних температур вказують на вид енергії руху,який використаний для вимірювання температури.


2. Контактні методи вимірювання температури полум’я та особливості їх застосування

Високі температури і агресивність газів в полум’ї створюють істотні обмеження застосування контактних методів.

Контактні методи вимірювання температури допускаютьбезпосередній контакт з вимірюваним об’єктом. Проте використання контактного термометра може призводити до порушення структури полум’я. При виборі контактного термометра слід враховувати, що термометр повинен витримувати механічні, хімічні та термічні навантаження, яким він піддається на даному об’єкті дослідження. Часто власна температура контактного термоперетворювача відрізняється від температури вимірюваного середовища. Ця відмінність визначається особливостями теплообміну між термоперетворювачем і вимірюваним середовищем, конструктивними і теплофізичними характеристиками самого перетворювача та окремих його частин арматури.

При виборі матеріалів термоперетворювача для вимірювання температур у зоні реакції слід брати до уваги можливість виникнення каталітичного ефекту, який часто призводить до досить істотного (до кількох сотень кельвінів) перевищення температури термоперетворювача в порівнянні з температурою його газів. Тому доцільно утримуватися від застосування термоперетворювачів, які за своєю конструкцією допускають безпосередній контакт з полум’ям.

Контактні методи для вимірювання температур полум’я також мають переваги над оптичними. За допомогою контактного термопетворювача досить малого розміру можна провести локальні вимірювання температури і, отже, досліджувати температурне поле полум’я, що здійснити оптичними методами досить важко, а в ряді випадків і неможливо. Якщо за низкою зазначених вище причин контактні термоперетворювачі дають помилкові абсолютні значення температури полум’я, то вимірювання, необхідні для дослідження температурного поля полум’я, дають досить надійні значення.

У разі великих температур і швидкодіючих процесів використовуються оптичні методи вимірювання температури.


3. Безконтактні методи вимірювання температури полум’я

3.1 Метод обернення спектральних ліній

Для вимірювання температури полум’я, що не світиться або мало світиться, широкого розповсюдження отримав метод обернення спектральних ліній. Цей метод заснований на тому, що інтенсивність резонансної спектральної лінії, що випускається збудженими атомами речовини, залежить від температури полум’я. Для цієї мети часто використовуються спектральні лінії лужних металів (натрію, літію, калію), що мають низький поріг іонізації. Найбільш зручними є жовті лінії натрію, які присутні (у складі хлориду натрію) в домішках пального.

Принципова оптична схема пристрою, що використовується для вимірювання температур полум’я методом обернення спектральних ліній, представлена на рис.1. Випромінювання від джерела S регульованої інтенсивності за допомогою лінзи L фокусується усередині об’єму, заповненого полум’ям G. Випромінювання, що пройшло через газ, разом з власним випромінюванням полум’я фокусується другою лінзою L2 на щілини спектрального приладу D, сполученого з відповідним реєструючим приладом Р або замінюють його окуляром для візуального спостереження спектра. Спостерігач на виході спектрального приладу бачить суцільний спектр, обумовлений джерелом випромінювання, і накладає на нього зображення спектральної лінії. Змінюючи яскравість джерела (силу струму через температурну лампу), добиваються, щоб видимі яскрависні спектральні лінії і лінії суцільного спектру (фону) зрівнялися – відбудеться обернення спектральної лінії.

Позначимо через яскравість джерела, через яскравість полум’я і через - коефіцієнт поглинання полум’я у вузькій області довжин хвиль, що охоплює спектральну лінію. Вважаючи, що і спектральна лінія, і сусідній з нею фон зазнають однакових ослаблень в оптичних деталях спектрального приладу, отримуємо для яскравості спектральної лінії, що спостерігається в спектроскопії, вираз

=(1-) +

Рис.1. Схема експериментальної установки для вимірювання температури полум’я методом обернення спектральних ліній:

S – джерело світла; G – полум’я; L1 і L2 – лінзи;

D – спектральна роздільна система;Р – реєструючий прилад

Так як градієнт яскравості з суцільного спектру джерела невеликий, то можна вважати, що яскравість суцільного спектру поблизу лінії буде дорівнювати його яскравості при довжині хвилі спектральної лінії. Тоді для умови рівності яскравості довжин хвиль можна записати

=(1-) + (1)

або

(2)

Але випромінювання спектральної лінії носить термічний характер. Тому на підставі закону Кірхгофа

де - спектральна яскравість абсолютно чорного тіла при тій же довжині хвилі і тій же температурі. Тому замість (2) отримаємо

(3)

Але Т1 – яскравісна температура джерела. Тому для умови обернення спектральної лінії дійсна температура полум’я повинна бути рівна яскравісній температурі джерела S. Той факт, що в кінцевому виразі (3) не фігурує коефіцієнт поглинання полум’я , різний для різних ділянок спектральної лінії, означає справедливість цього виразу для всієї лінії. Незалежність характеру зникнення спектральної лінії від коефіцієнта поглинання дозволяє прийти до висновку про застосовність методу обернення для вимірювання температур полум’я, що містять довільну кількість збуджених атомів речовини, спектральні лінії якого використовуються для вимірювання. Однак при дуже малій концентрації в полум’ї збуджених атомів інтенсивність спектральної лінії стає настільки малою, а похибки візуального або фотоелектричного рівняння яскравості лінії і фону настільки великими, що вони можуть привести до великих похибок визначення температури полум’я.

Цей метод використовується не тільки для вимірювання середньої температури полум’я в даному його перетині, але іноді і для дослідження поля температур. У цьому випадку вибираються спектральні лінії такого лужного металу, який або зовсім відсутній, або перебуває в дуже невеликій кількості в пальному. Розчин солей такого лужного металу послідовно вводять в окремі місця полум’я, здійснюючи тим самим «фарбування» і спостерігаючи кожного разу обернення вибраних спектральних ліній. Очевидно, що введення «барвника» в окремі зони факела в тій чи іншій мірі порушує його температурне поле.

Інтенсивність спектральних ліній лужних металів визначається енергією поступального руху атомів. Тому результати вимірювання температур полум’я у нерівноважному стані з використанням методу обернення можуть відрізнятися від результатів вимірювань, отриманих із застосуванням інших оптичних методів, що використовують енергію коливального або обертального руху атомів і молекул. Для перевірки можливого впливу хемілюмінесцентного випромінювання слід вимірювати температуру полум’я по декількох спектральних лініях одного і того ж металу або по спектральних лініях різних металів. Близькість результатів вимірювань будуть вказувати на незначний вплив хемілюмінесцентного випромінювання, інтенсивність якого сильно змінюється по спектру. Точність вимірювання температур методом обернення визначається як характером даного полум’я, так і інструментальними похибками застосовуваної вимірювальної апаратури, її динамічними характеристиками. Похибка результату вимірювання температур полум’я методом обернення в найкращих умовах оцінюється в ± 10 К без урахування похибки градуювання використаного джерела випромінювання. Застосування автоматичних вимірювальних пристроїв підвищує величину цієї похибки.

3.2 Метод випромінювання і поглинання

Метод випромінювання і поглинання застосовується зазвичай для вимірювання температур полум’я, що світяться, з такою концентрацією завислих у полум’ї твердих частинок, яка дає коефіцієнт чорноти випромінювання всього полум’я не менше 0,2. Принципова схема установки, призначеної для вимірювання температури полум’я за методом випромінювання та поглинання, представлена на рис. 2.

Випромінювання джерела 1 (температурної лампи) розділяється на два канали. В одному каналі промінь від джерела пронизує полум’я 2, а в другому обходить полум’я. В обох каналах випромінювання модулюється за допомогою двох дисків 7 і 5 з секторними вирізами. При цьому частота модуляції диском 7 в кілька разів більше, ніж диском 5. Після проходження однакових світлофільтрів 3 і 6 промені знову сходяться на катоді фотоелемента 4. Діафрагма 8 служить для зміни величини сигналу джерела 1 з яскравісної температурою Tнс. Таким чином, у кожному циклі вимірювань фотоелемент фіксує по черзі три інтенсивності: - випромінювання джерела, - випромінювання полум’я, - випромінювання джерела пройшовшого через полум’я. Можна показати, що

(4)

Рис. 2. Установка для вимірювання температури полум’я методом випромінювання і поглинання

1 – джерело порівняння; 2 – полум’я; 3, 6 – світлофільтри;

4 – фотоелемент; 5. 7 – диски з секторними вирізами; 8 – діафрагма

При використанні фотоелектричної вимірювальної системи з лінійною характеристикою ліва частина цієї рівності виходить безпосередньо як різниця відношень ординат відповідних сигналів. Тому, знаючи яскравістну температуру джерела і ефективну довжину хвилі пропускання світлофільтрів з даними фотоелементом, за допомогою формули (4) легко визначити температуру полум’я .

Вимірювання стаціонарних температур полум’я з використанням методу випромінювання і поглинання може бути здійснено більш простими вимірювальними засобами, наприклад звичайним оптичним пірометром з зникаючою ниткою. У цьому випадку пірометри по черзі вимірюють три _имірювання температури: джерела (температурної лампи), полум’я і джерела, пронизуючого полум’я. Розрахунок температури полум’я здійснюється за формулою (4), в ліву частину якої підставляється значення яскравості чорного тіла, що відповідають трьом вимірюваним значенням температур. Точність вимірювання стаціонарних температур полум’я методом випромінювання та поглинання, крім інструментальних похибок застосовуваної апаратури, визначається також ступенем однорідності температурного поля полум’я.

3.3 Метод абсолютної інтенсивності спектральної лінії

Цей метод ґрунтується залежностю інтенсивності насиченого центру резонансної спектральної лінії від температури полум’я. Для цієї мети зазвичай використовуються спектральні лінії будь-якого лужного металу з досить низьким потенціалом іонізації. При малій концентрації лужного металу в пальному інтенсивність резонансної лінії залежить не тільки від температури полум’я, але й від ступеня концентрації. Контур лінії для цього випадку представлений кривою 1 на рис. 3. У міру збільшення концентрації інтенсивність лінії зростає, збільшується ордината центру лінії. Зростання ординати центру лінії відбувається до тих пір, поки не наступить свого роду «насичення» (криві 2 і 3 рис. 3), при якому подальше збільшення концентрації лужного металу не викликає більшого зростання центральної частини лінії.

Така властивість емісійних ліній спектру призводить до того, що при достатній концентрації випромінюючого елемента інтенсивність насиченого центру спектральної лінії стає однозначною функцією тільки температури полум’я з монохроматичним коефіцієнтом чорноти випромінювання рівним 1. Отже, насичена частина лінії випромінює як абсолютне чорне тіло, і вимірявши інтенсивність центру насиченої лінії, можна визначити справжню температуру полум’я за законами випромінювання абсолютно чорного тіла.

Рис. 3. Залежність контуру резонансної лінії від концентрації лужного металу в пальному:

1 – при малій концентрації лужного металу;

2, 3-при концентраціях, достатніх для «насичення»

Метод абсолютної інтенсивності спектральних ліній практично не має верхньої межі вимірюваних температур. При дуже високих температурах застосовність методу обмежується областю, в якій має місце іонізація основної маси атомів випромінюючого металу.

Застосування випромінюючого елемента з більш високим потенціалом іонізації дозволяє збільшити область _имірювання. Метод абсолютної інтенсивності застосовується для вимірювання температур полум’я, що не світиться, так і для полум’я, що світиться. Його інструментальна похибка складає близько 1% вимірюваної температури при використанні спектральної апаратури з дифракційними гратками. При дослідженні цим методом полум’я з неоднорідним температурним полем виникають додаткові похибки.

вимірювання температура полум’я спектральний


3.4 Метод відносних інтенсивностей спектральних ліній

Цей метод дозволяє здійснити визначення температур полум'я за результатами вимірювання відношень інтегральних інтенсивностей двох спектральних ліній, що належать одному і тому ж випромінюючому елементу. Як випливає з квантової теорії випромінювання, відношення інтенсивностей і двох спектральних ліній, відповідних довжин хвиль і, визначається виразом

(5)

де , - відповідні цим лініям енергії збудження;,,, - ймовірності переходів і статистична вага вихідних рівнів; - постійна Больцмана.

На відміну від методу абсолютної інтенсивності, що застосовується в умовах достатньої, для насичення лінії, концентрації випромінюючих атомів, метод відносних інтенсивностей може бути використаний тільки в умовах малих концентрацій. Причина такого обмеження полягає в тому, що абсолютні інтенсивності різних спектральних ліній різні, і, отже, ступінь наближення їх до стану насичення буде різним. Тому відношення інтенсивності r не є однозначною мірою тільки температури полум'я Т, а також визначається тим, наскільки спектральні лінії далекі від стану насичення, тобто від тієї області, в якій порушується пряма пропорційність інтенсивності лінії і концентрації випромінюючого елементу.

Логарифмування (5) дає

(6)

Таким чином, обернене значення температури полум'я лінійно пов'язане з логарифмами відношення інтенсивностей двох ліній.

З метою перевірки на відсутність впливу області насичення або хелюмінесценціії корисно використовувати декілька спектральних ліній одного і того ж елемента, знаходячи попарно відношення їх інтенсивностей і визначаючи для кожної пари температуру полум'я

Відносна похибка визначення температури, обумовлена похибкою вимірювання відношень , прямо пропорційна температурі Т і обернено пропорційна різниці енергій верхніх станів двох ліній

(7)

Для здійснення методу відносних інтенсивностей створена спеціальна апаратура, яка в поєднанні з електронною обчислювальною схемою знаходить логарифм відношення інтенсивностей вибраних спектральних ліній і вирішує рівняння (6) безпосередньо щодо Т.

Найбільш ефективним є застосування метода відносних інтенсивностей для дослідження полум’я з температурами вище 3000 К. У цих умовах сильно збільшується кількість ліній в спектрі полум'я, що полегшує їх вибір. Крім того, в умовах дуже високих температур значно розширюються межі області лінійної залежності інтенсивності ліній від концентрації випромінюючого елементу.

3.5 Визначення «обертальної» температури

Вимірювання температур полум'я, що мають у спектрі смуги випромінювання, може бути виконано по енергії обертального руху молекул. Цей метод аналогічний методу відносних інтенсивностей. Для його здійснення вибираються дві чи краще декілька ліній тонкої обертальної структури смуг. Як показує теорія, інтенсивність Е кожної такої лінії характеризується виразом

(8)

де N - число збуджених молекул; і- обертальні енергії початкового і кінцевого станів.

Знаходячи відношення інтенсивностей кожної з обраних ліній до однієї з них, будують напівлогарифмічний графік, в якому по осі абсцис відкладають величину для різних ліній. Тоді 1/Т визначається як тангенс кута нахилу прямої.

3.6 Визначення «коливальної» температури

Смугасті спектри випромінювання молекул дозволяють визначити температуру полум'я, що відповідає енергії коливального руху атомів в молекулі. Для цієї мети знаходиться або відхилення інтенсивностей поблизу максимумів двох смуг, або відношення їх повних інтенсивностей. Так як інтенсивність смуг коливальної структури описується рівнянням, аналогічним (8), то «коливальна» температура знаходиться як котангенс кута нахилу прямої, побудованої в напівлогарифмічному масштабі по відношенню вимірювання інтенсивностей кожної пари смуг.

Вимірювання інтенсивностей смуг не вимагає спектральної апаратури великої роздільної здатності, що істотно спрощує техніку експерименту. Однак при недостатньо ретельному виборі спектральних областей результат вимірювань може виявитися спотвореним накладенням ліній тонкої структури. Найкращі результати вимірів «коливальних» температур виходять при використанні смуг випромінювання двоатомних молекул.

3.7 Метод яскравісної температури

Для випромінюючого полум'я з високим коефіцієнтом чорноти випромінювання може бути застосований простий у апаратурній реалізації метод вимірювання яскравісної температури полум'я. У багатьох випадках це може бути звичайний оптичний пірометр із зникаючою ниткою. Ототожнення вимірюваної таким приладом яскравісної температури полум'я з його дійсною температурою можливо тільки для полум'я з настільки великою концентрацією твердих завислих частинок, що коефіцієнт чорноти його випромінювання стає практично рівним одиниці. Тому із яскравісною температурою полум'я доцільно вимірювати монохроматичний коефіцієнт чорноти випромінювання для тієї довжини хвилі, що відповідає ефективній довжині хвилі застосованого оптичного пірометра. Найбільш простий і достатньо надійний спосіб такого виміру складається у використанні сферичного увігнутого дзеркала, що встановлюється позаду полум'я (рис. 4) так, щоб центр його кривизни знаходився всередині полум'я. Цим же оптичним пірометром виконується вимірювання власної яскравості факела а і сумарної яскравості b обумовленою власною яскравістю полум'я і яскравістю його зображення, що утворюється в фокусі дзеркала розглянутого через полум'я. Якщо позначити через коефіцієнт відбивання сферичного дзеркала для даної довжини хвилі, а через середній коефіцієнт поглинання полум'я для тієї ж довжини хвилі, то для обох результатів вимірювань отримаємо

,

звідки


Рис .4 Схема прибору з сферичним дзеркалом для вимірювання яскравісної температури полум'я

Для термічного випромінювання полум'я . Визначення дійсної температури полум'я за його яскравісної температурі і коефіцієнтом чорноти випромінювання знаходиться звичайним способом.

Вимірювання яскравості температур нестаціонарного полум’я вимагає застосування відповідної швидкодіючої фотоелектричної апаратури.

3.8 Метод кольорової температури

До полум'я з суцільним спектром застосуємо звичайний метод визначення кольорової температури по відношенню виміряних значень інтенсивності іспектру в двох довжинах хвиль. Якщо монохроматичні коефіцієнти чорноти випромінювання в цих довжинах хвиль рівні, то в цьому випадку, як відомо, колірна температура полум'я дорівнює його дійсній температурі. Однак для дуже яскравісного полум’я така рівність не завжди дотримується. Справа в тому, що випромінювання маси завислих в газі твердих частинок супроводжується розсіюванням на них променевої енергії. У результаті монохроматичний коефіцієнт поглинання випромінюючого полум’я , при термічному характері випромінювання, і його монохроматичний коефіцієнт чорноти випромінювання зменшуються з довжиною хвилі спектру. Ця залежність може бути представлена у вигляді


(9)

Дані про показник степеня n для різних типів полум’я наведено в табл. 1.

Таблиця 1. Показник степеня n для різного полум’я

Тип полум'я n Тип полум'я n Тип полум'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

Вплив розсіювання випромінювання завислих частинок на вид залежності змушує з обережністю підходити до вибору колірного методу вимірювання температури полум'я. Доцільно перед використанням методу на маловивченому полум’ї поставити контрольний експеримент, що дозволяє оцінити, чи має місце в даному полум'ї відчутна величина інтенсивності розсіяння світла.

Мабуть, слід визнати перспективним при наявності вираженої залежності визначення температури полум'я по відношенню не двох, а попарно взятих трьох інтенсивностей суцільного спектру. Тоді відповідним чином складені рівняння дозволяють виключити показник степеня n і привести випромінювання полум'я до випромінювання сірого тіла. Виміряна в цьому випадку колірна температура буде дорівнювати дійсній.

Інструментальна похибка колірних пірометрів призначених для вимірювання стаціонарних або повільно мінливих температур, становить 1%.

Деякі труднощі виникають при вимірюванні колірних температур нестаціонарного полум’я. Використання двоканальних вимірювальних систем з двома незалежно діючими приймачами, що забезпечують одночасну реєстрацію двох світлових імпульсів, призводить до досить відчутного впливу нестабільності кожного каналу посилення. Застосування одноканальних схем вимагає почергової реєстрації імпульсів, що обмежує можливість вимірювання температур при короткочасних процесах. В останньому випадку є доцільним застосування методів фотографічної фотометрії, за рахунок втрати точності.


Висновки

Крім викладених вище, розроблені й інші методи вимірювання температур полум’я: вимірювання температур по швидкості розповсюдження ультразвуку; вимірювання, засновані на використанні залежності від температури ступеня іонізації газового середовища або зміни її показника заломлення. Однак проблему вимірювання температури полум’я не можна вважати вирішеною задовільно. Не існує ще досить універсального і надійно працюючих в різних умовах приладів, що обумовлюється не тільки складністю проблеми, але й великою різноманітністю об'єктів і умов вимірювання.

В ряді випадків отримання досить надійних результатів вимірювань температури полум'я може бути досягнуто тільки постановкою спеціального дослідження із залученням арсеналу засобів різних областей вимірювальної техніки. Вибір методу (одного або декількох) для вимірювання температури повинен бути проведений з врахуванням насамперед особливостей спектру випромінювання полум'я, умов вимірювань і тимчасових характеристик процесу горіння. При цьому необхідно враховувати, що складність структури об'єкта вимірювань може, при використанні того чи іншого методу, привести до виникнення дуже істотних методичних похибок. Представляється доцільним у відповідальних випадках не обмежуватися застосуванням одного методу вимірювання, а використовувати принаймні два принципово різних методи, що базуються на різних фізичних властивостях полум'я. Тоді ступінь збіжності результатів вимірювань, отриманих при незалежному використанні методів, може служити критерієм їх надійності.


Список використаної літератури

1. О. А. Геращенко, А. Н. Гордов, В. И. Лах, Б. И. Стаднык, Н. А. Ярышев: Температурные измерения .- К.: Наук. думка, 1984.- 493 с.

2. В. З. Гуревич: Энергия невидимого света .- М.: Наука, 1973.- 143 с.

3. В. Е. Зарко: Физыка горения и взрыва.- М.: Наука, 1982.

4. О. А. Геращенко: Основы теплометрии.- К.: Наук. думка, 1965.- 304 с.

5. А. Н. Гордов: измерение температуры газових потоков.- Л.: Машгиз, 1962.- 136 с.

6. С. П Гриднев.: Метод безконтактного измерения действительной температуры нагретых тел по их тепловому излучению.- М.: Автомиздат, 1974.

7. Г. Н. Дульнев: Об измерении нестацонарных тепловых потоков с помощю тепломеров .- ИРЖ, 1975.- 814-820 с.

8. А. Е. Кадышевич: Измерение температуры пламени. Физические основы и методы.- М.: Металлургиздат,1961-3-9с.

Оценить/Добавить комментарий
Имя
Оценка
Комментарии:
Где скачать еще рефератов? Здесь: letsdoit777.blogspot.com
Евгений08:18:21 19 марта 2016
Кто еще хочет зарабатывать от 9000 рублей в день "Чистых Денег"? Узнайте как: business1777.blogspot.com ! Cпециально для студентов!
10:38:53 29 ноября 2015

Работы, похожие на Курсовая работа: Методи вимірювання температури полум'я

Назад
Меню
Главная
Рефераты
Благодарности
Опрос
Станете ли вы заказывать работу за деньги, если не найдете ее в Интернете?

Да, в любом случае.
Да, но только в случае крайней необходимости.
Возможно, в зависимости от цены.
Нет, напишу его сам.
Нет, забью.



Результаты(149879)
Комментарии (1829)
Copyright © 2005-2016 BestReferat.ru bestreferat@mail.ru       реклама на сайте

Рейтинг@Mail.ru