МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ІНАУКИ УКРАЇНИ
НіжинськийДЕРЖАВНІЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ Микола Гоголь
КАФЕДРА фізики
Методивімірювання температури полум'я
Курсова робота
Студента4-го курсу
групиПФ-41
фізико-математичногофакультету
ЛозкоВалерія Івановіча
НауковийКерівник
доцент
ЗакалюжнийВ.М
Ніжин 2009р.
Зміст
1. Вступ
2.Контактні методивімірюванняТемпература полум'ята Особливості їх застосування
3.Безконтактні методи вімірювання температури полум'я
3.1Метод обернення спектральних ліній
3.2Метод віпромінювання и поглинання
3.3Метод абсолютної інтенсівності спектральної ліні
3.4Метод відносніх інтенсівностей спектральних ліній
3.5Визначення В«обертальноїВ» температура
3.6Визначення В«колівальноїВ» температура
3.7Метод яскравісної температури
3.8Метод кольорової температури
4.Висновки
5.Список використаної літератури
1.Вступ
Сучасні Наукові та виробничі технології вімагають Використаннявісокотемпературніх реакцій для Отримання тугоплавких вісокоміцніх матеріалів,процесу легування ТОЩО. Того джерела енергії повінні забезпечуватівісокі температури.
Зазвічай вімірювані температури лежати в Доситьширокому інтервалі від -273 Вє С до 3000 Вє С і Більше. Тому длявімірювання температури у Всіх можливости випадка необхідні різноманітні засобии методи вімірювань, до якіх, у залежних від поставленого Завдання вімірювання,вісуваються Різні вимоги.
Загальні Відомості про характер віпроміню
вання полум'я
Полум'я являє собою газовий Потік, у середіні Якоговідбувається Хімічна реакція горіння зависли у потоці частінок твердого,рідкого або газоподібного палів з бурхлівім віділенням теплоти. Швідкістьвіділення теплоти и інтенсівність віпромінювання визначаються температуру полум'я.
У спокійному ламінарному полум'ї можна віділіті тризони: внутрішній конус, в якому відбувається Хімічна реакція; Зовнішній конус,Що містіть продукти горіння; проміжна перехідна зона, Що знаходится Між цімідвома конусами. У турбулентному полум'ї Хімічна реакція горіння відбувається рівномірнопо всьому перерізу полум'я.
Наявність процесів горіння в полум'ї віклікаєспеціфічні Особливості Його випромінювання. Поряд з термічнім віпромінюваннямнагрітіх газів, Що характерізується рівномірнім розподілом енергії по Всіхщаблях вільності молекул и атомів газів, Що _імірювання_, у зонах реакціївінікає Додатковий віпромінювання, Що назівається хемілюмінесцентнім. У цьомувипадка Хімічна енергія горіння безпосередню перетворюється у віпромінювання,його призначення та за властівостямі відрізняється від термічного.
У реагуючіх газах не Може відбуватіся рівноважнійРозподіл енергії, навіть Якщо не розглядаті можлівість утворення нових тіпівмолекул в результаті хімічного процесу. Молекула в результаті хімічної реакціїпереходити в збудженій стан. Середній годину, необхідній молекулі длявіпромінювання світла и перехід в основному стан, для дозволеного Електронпереходів становіть 10 ... 10 с. Збуджена молекула в газі приатмосферному лещатах зазнає від 10 до 1000 зіткнень, Що явно недостатня дляДосягнення рівномірного розподілу енергії за ступенями вільності. Відновленнюрівноважного розподілу енергії перешкоджають кож велічезні градієнтітемператур, Що досягають сотень тисяч кельвінів на міліметр. Такі градієнтітемператур, відповідають сільній просторовій анізотропії швидкостей молекул иПорушення статистичних законів.
Температура груп молекул и атомів характерізуєтьсярозподілом ймовірностей енергетичних станів. При нерівномірному розподілуенергії за ступенями вільності шкірному увазі руху молекул буде відповідати своятемпература. Того залежних від обраних фізічного закону, Що вікорістовуєтьсядля вімірювання температурі не рівноважного полум'я, отримуються В«поступальніВ»,В«КолівальніВ» або В«обертальніВ» температури. Ці назви умовно температур вказуютьна вигляд енергії руху,Який Використаннядля вімірювання температури.
2. Контактні методи вімірювання температури полум'я та Особливості їхзастосування
Вісокі температури и агресівність газів в полум'їстворюють істотні обмеження застосування контактних методів.
Контактні методи вімірювання температури допускаються безпосередній контакт звімірюванім об'єктом. Проти Використання контактного термометра Може прізводітідо Порушення структури полум'я. При віборі контактного термометра слід враховуваті,Що термометр винен вітрімуваті механічні, Хімічні та термічні навантаженості,Яким ВІН піддається на даного об'єкті Дослідження. Часто власна температураконтактного термоперетворювача відрізняється від температури вімірюваногосередовища. Ця відмінність візначається особливая теплообміну Міжтермоперетворювачем и вімірюванім середовища, конструктивно и теплофізічніміхарактеристиками самого Перетворювач та окремого Його частин арматури.
При віборі матеріалів термоперетворювача длявімірювання температур у зоні реакції слід брати До уваги можлівість Виникненнякаталітічного ефекта, Який часто виробляти до Досить істотного (до кількохсотень кельвінів) перевищення температури термоперетворювача в порівнянні зтемпературою Його газів. Тому доцільно утрімуватіся від застосування термоперетворювачів,які за Своєю конструкцією допускаються безпосередній контакт з полум'ям.
Контактні методи для вімірювання температур полум'я кожмают Переваги над оптичні. За допомог контактного термопетворювача Доситьмалого розміру можна провести локальні вімірювання температура І, отже,досліджуваті температурне поле полум'я, Що здійсніті оптичні методами ДоситьВажко, а в ряді віпадків и Неможливо. ЯКЩО за низькою зазначеним Вище причинКонтактні термоперетворювачі дають помілкові абсолютні значення температуриполум'я, то вімірювання, необхідні для Дослідження температурного поля полум'я,дають Досить надійні значення.
У разі великих температур и швідкодіючіх процесіввікорістовуються Оптичні методи вімірювання температури.
3. Безконтактніметоди вімірювання температури полум'я
3.1 Метод обернення спектральних ліній
Для вімірювання температури полум'я, Що не світітьсяабо мало світіться, широкого розповсюдження ОТРИМАНО метод оберненняспектральних ліній. Цей метод заснованій на тому, Що інтенсівність резонансноїспектральної Лінії, Що віпускається збудженімі атомами речовіні, поклади відТемпература полум'я. Для цієї мети часто вікорістовуються спектральні ЛініїЛужний металів (натрію, літію, калію), Що мают низько поріг іонізації.Найбільш Зручний є жовті Лінії натрію, які Присутні (у складі хлориду натрію)в домішках пального.
принципова оптичні схема пристрою, Щовікорістовується для вімірювання температур полум'я методом оберненняспектральних ліній, представлена ​​на рис.1. Віпромінювання від джерела Sрегульованої інтенсівності за допомог лінзі L фокусується усередіні об'єму,заповненості полум'ям G. Віпромінювання, Що пройшло через газ, разом з власнимвіпромінюванням полум'я фокусується другою лінзою L2 на щіліні спектральногоприладнав D, сполучення з відповіднім реєструючим приладнав Р або замінюють Йогоокуляром для візуального спостереження спектра. Спостерігач на віходіспектрального приладнав бачіть суцільній спектр, обумовлених джерелом віпромінювання,и накладає на нього зображення спектральної Лінії. Змінюючі яскравість джерела(Силу Струму через температурні лампу), добіваються, щоб відімі яскравісніспектральні Лінії и Лінії суцільного спектру (фону) зрівняліся - відбудеться оберненняспектральної Лінії.
Позначімо через яскравість джерела, через яскравість полум'я и через - коефіцієнт поглинання полум'яу вузькій області довжина хвиль, Що охоплює спектральну лінію. Вважаючі, Що иСпектральний лінія, и сусідній з нею фон зазнають однакових ослабленням в оптичнихдеталях спектрального приладнати, отрімуємо дл...
