Методи вимірювання температури полум'я

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.

Конт

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать