FR2482725A1 - Procede de mesure de la temperature du gaz et des corpuscules du fluide de travail d'un generateur magneto-hydrodynamique - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LE DOMAINE DE MESURE DE LA TEMPERATURE DE COMBUSTION, ET PLUS PARTICULIEREMENT, UN PROCEDE POUR MESURER LA TEMPERATURE DU GAZ ET DE CORPUSCULES CONSTITUANT LE FLUIDE DE TRAVAIL DUN GENERATEUR MHD. LE PROCEDE DE MESURE DE LA TEMPERATURE D'UN GAZ ET DES CORPUSCULES DANS LE FLUIDE DE TRAVAIL D'UN GENERATEUR MHD CONSISTE A MESURER LES VALEURS O1, O2, ET O3, DE L'INTENSITE D'UN FLUX DE RAYONNEMENT DU FLUIDE DE TRAVAIL, SE TROUVANT DANS LA CHAMBRE DE TRAVAIL 4 DU GENERATEUR MHD, ET DU FLUX DE RAYONNEMENT DU FLUIDE DE TRAVAIL, IRRADIE PAR LA SOURCE PRINCIPALE 1, AU MOINS A DEUX LONGUEURS D'ONDE L ET L PARMI LESQUELLES LA LONGUEUR D'ONDE L SE SITUE DANS LE DOMAINE DE LA LIGNE SPECTRALE DE RESONNANCE D'UN METAL ALCALIN, TANDIS QUE LA VALEUR L DE LA LONGUEUR D'ONDE EST CHOISIE EN PARTANT DE LA RELATION (CF DESSIN DANS BOPI) PUIS ON CALCULE LA TEMPERATURE DU GAZ ET DES CORPUSCULES SUIVANT LES RELATIONS DE LA METHODE GENERALISEE D'INVERSEMENT DES RAIES SPECTRALES, DANS LES EQUATIONS CI-DESSUS:P EST LA PRESSION DES PRODUITS DE COMBUSTION (ATM);T T SONT LES VALEURS APPROXIMATIVES DE LA TEMPERATURE MAXIMALE POSSIBLE DU FLUIDE DE TRAVAIL DU GENERATEUR MHD, RESPECTIVEMENT, (K);Y EST LA TENEUR MOLAIRE EN ATOMES DE METAL ALCALIN AVEC UNE LIGNE SPECTRALE DE RESONANCE A LA LONGUEUR D'ONDE L()L EST L'EPAISSEUR DU FLUIDE DE TRAVAIL (CM);X LE COEFFICIENT ATOMIQUE DE FOICHT A UNE DISTANCE DLO DU CENTRE DE LA RAIE SPECTRALE, OU LE COEFFICIENT DE FOICHT SE TRANSFORME EN COEFFICIENT EN PUISSANCE AVEC UN EXPOSANT (-X);C EST LA CONSTANTE DE RAYONNEMENT, C14380M.M.K EST LE COEFFICIENT D'EFFET DE GRENAILLET (L) EST LA DENSITE OPTIQUE ADMISSIBLE SUR LA LONGUEUR D'ONDE L. L'INVENTION EST PREVUE POUR ETRE UTILISEE DANS LES GENERATEURS MHD EN BUT D'OPTIMISER LEUR FONCTIONNEMENT.

Description

L'invention concerne le domaine des mesures de tem-

pérature des produits de combustion, et plus particulièrement,

un procédé pour déterminer la température du gaz et des cor-

puscules du fluide de travail d'un générateur magnéto-hydro-

dynamique (MHD).

Pour les mesures de température des produits de com-

bustion on utilise d'ordinaire une méthode généralisée de renversement des raies spectrales (voir la documentation du

ème symposium des ingénieurs dans le -dmaine des généra-

teurs MHD. Rapport de Vasilieva I.A., Maljuzhonok G.P., Ne-

fedov A.P., Poberezhsky L.P. Shelkov E.M., Smit V., Petti

S. Philadelphie, USA, Mai 1976).

Pour mesurer la température d'un gaz selon cette mé-

thode on mesure l'intensité de trois flux lumineux dans le

domaine de la raie spectrale de rayonnement du gaz: la va-

leur t 1 de l'intensité du rayonnement de la source prin-

cipale, possédant une température connue T, la valeur ( 2 de l'intensité de rayonnement des produits de combustion et la valeur t 3 de l'intensité du rayonnement des produits de

combustion irradiés par le rayonnement de la source princi-

pale. A l'aide de ces trois valeurs 41, - 42, 43 on peut au moyen de relations connues déterminer la température des produits de combustion gazeux. Cependant s'il y a dans

les produits de combustion des corpuscules solides ou liqui-

des on ne peut mesurer la température du gaz et des corpus-

cules à l'aide de ce procédé.

On connait également un procédé pour déterminer la température du fluide de travail d'un générateur MHD décrit dans l'article de Ja. Litski "Elaboration d'un système pour mesurer la température dans le jet à deux phases des produits

de combustion de la poussière de charbon" (Recueil de l'Ins-

titut des Hautes températures de l'Académie des Sciences de

l'URSS (IVTAN), Moscou, 1979, p.p. 133-136).

Ce procédé consiste à obtenir trois flux de rayonne-

ment:.le flux de rayonnement provenant d'une source de

rayonnement principale d'une intensité p 1, le flux de rayon-

nement du fluide de travail lui-même, (du plasma) du généra-

teur MHD, dont la valeur de l'intensité est + 2, et le flux de rayonnement du fluide de travail irradié par le rayonne- ment de la source principale et ayant une intensité 4 3, puis

on mesure ces valeurs de 4 1,, c 2, et cj 3 en unités électri-

ques (en-volts) à diverses longueur d'onde À1 et A 2A 1

étant la longueur d'onde de la raie caractéristique de réso-

nance du potassium et ? 2 étant choisie de telle manière que le rayonnement sur cette longueur d'onde ne soit due qu'aux corpuscules. Les valeurs obtenues des intensités 4 1, 4 2, X 3 sont utilisées pour déterminer la température du gaz et des

corpuscules du plasma.

Cependant, dans les procédés connus de mesure de la

température d'un gaz et de corpuscules qu'il porte, la me-

sure est effectuée avec une erreur instrumentale aléatoire, incontrôlable au cours des expériences. Mais si au cours des mesures dans un milieu stationnaire on peut réduire cette erreur en augmentant le nombre des mesures, lors de l'étude d'un fluide de travail non stationnaire d'un générateur MHD une telle réduction des erreurs devient impossible, car le temps caractéristique de mesure des valeurs de l'intensité du rayonnement du fluide de travail d'un générateur IHD est comparable à l'intervalle de temps entre le relevé-de deux groupes consécutifs de signaux électriques correspondant aux intensités 4 1, 4 2, 4 3 au moyen desquels on calcule la température.

Dtautre part, on ne dispose pas de critères permet-

tant de déterminer le rapport entre les longueurs d'ondes

X 1 et A2. Un tel critère est indispensable, car la réso-

nance spectrale de métaux alcalins dans les générateurs MHD a une queue considérable et en cas d'un choix arbitraire de la longueur d'onde A 2 il est probable que cette longueur

d'onde se situe sur la queue de la raie spectrale de réso-

nance et que par suite l'erreur de mesure de la température augmente.

La précision insuffisante de la mesure de tempéra-

ture du gaz et des corpuscules dans le fluide de travail

d'un générateur MHD ne permet pas d'optimiser le fonction-

nement du générateur MHD, ce qui entraîne une diminution de

la puissance débitée et une surconsommation de combustible.

L'invention a pour but la mise au point d'un procédé de mesure de la température du gaz et des particules dans le fluide stationnaire et non stationnaire d'un générateur MHD, permettant de déterminer la température avec une précision prédéterminée grâce à l'introduction d'un critère pour le choix de la valeur de l 2' et à l'appréciation d'une série de mesures des valeurs Il, + 2 et X 3 de l'intensité des flux de rayonnement pour savoir si elle peut être utilisée

pour mesurer la température avec la précision prédéterminée.

La caractéristique de l'invention réside dans le

fait, que pour mesurer la température du gaz et des corpus-

cules du fluide de travail d'un générateur MHD on mesure la valeur 1 de l'intensité du flux du rayonnement d'une source principale, la valeur 4 2 de l'intensité du flux du

rayonnement du fluide de travail et la valeur 4 3 de l'in-

tensité du flux de rayonnement du fluide de travail irradié par le rayonnement de la source principale, au moins à deux longueurs d'onde A l et & 2' dont l'une A 1 se situe dans le

domaine de la raie de résonance du spectre d'un métal alca-

lin, puis on calcule la température du gaz et des corpuscu-

les suivant les relations de la méthode généralisée de ren-

versement des raeis spectrales. Selon l'invention, la longueur d'onde est choisie en partant de la relation ix-.P9 7 et lors de la réalisation des mesures aux longueurs d'onde et A 2 parmi les séries de groupes de valeurs de] , È 2 et 93 obtenues avec l'erreur déterminée "K" on ne retient que les groupes, qui satisfont à la relation:

J +0 + ó53 (T

(X-@3)2ç2+Xe ç3 C2- -10v (XX + (2 - 03)2 a tt ÉmXK o P est la pression des produits de combustion (atm)

T in Ta sont respectivement, les valeurs approxima-

in Max

tives de la température maximale et minimale pos-

sible du fluide de travail du générateur MHD,. K;

Y est la concentration molaire d'atomes de métal al-

calin avec une raie spectrale de résonance à la longueur d'onde te 1 %; est l'épaisseur du fluide de travail, cm; est le coefficient atomique d'absorption de Foicht

a une distance a () du centre de la raie spec-

trale, o le coefficient de Foicht se transforme en coefficient en puissance avec un exposant (-X),

C2 est la constante de rayonnement, C2 = 14380 Om. de-

gré; K1 est le coefficient déterminant la valeur de l'effet de grenaille du photorécepteur, la dimension du coefficient K1 est la même que celle des valeurs

de 4 1, q 2 et X 3.

est égale à A1 ou à 2 um ( 2) est la densité optique admissible à la longueur d'onde

( __

-.L ó(A2) 2(42)

o 1 est la température mesurée des particules en K.

Il est avantageux, dans le procédé selon l'invention, de prendre des valeurs 1 1; - 2 et q 3 de l'intensité

des flux de rayonnement préalablement mesurées à 'ln" lon-

gueurs d'ondes, puis de sélectionner parmi les 'ln" valeurs de longueurs d'ondes la valeur d'onde -L 2 satisfaisant à la relation.

_____ ____ _1019 P I

t A ç i(Aa) Éi puis de-réaliser la mesure des valeurs 4 1, 4 2 et 3 3 de l'intensité des flux de rayonnement aux longueurs d'ondes

A 1 et À 2.

Ainsi, avec la possibilité d'introduire et dîutili-

ser dans le procédé de mesure de la température du gaz et des corpuscules dans le fluide de travail d'un générateur MHD deux critères quantitatifs, déterminant la qualité et l'aptitude à être utilisée de chaque mesure effectuée des valeurs de 4 1, t 2 et à 3 de l'intensité des flux a la longueur d'onde choisie et la distance entre les longueurs

d'onde A 1 et A 2' on est en état de déterminer la tempé-

rature du fluide de travail d'un générateur MHD avec la pré-

cision prédéterminée. Une amélioration de la précision de mesure de la température permet d'augmenter l'efficacité de

transformation de l'énergie du combustible en énergie élec-

trique, d'économiser le combustible et permet aussi dfutili, ser ce paramètre pour les systèmes de réglage automatique

du processus.

Le critère déterminant la qualité des mesures d'in-

tensité effectuées peut être obtenu en analysant les erreurs instrumentales aléatoires des dispositifs de mesure de la température du plasma. L'élément récepteur des dispositifs mesurant la valeur de 4 1, > 2 et 43 de l'intensité est

d'ordinaire un photo-récepteur, la valeur des erreurs ins-

trumentales aléatoires sont alors déterminées en premier lieu par l'effet de grenaille du récepteur. Compte tenu de ceci on peut enregistrer l'expression de l'erreur instrumentale

aléatoire relative ( aT) au cours de la mesure de la tem-

T

pérature obtenue théoriquement à partir des relations con-

nues sous la forme suivante t T J (X) (bj:Q2_3)2( o C2 14380 jim.degré

K est un coefficient déterminant la grandeur de l'ef-

fet de grenaille.

Ce dernier coefficient peut ëtre trouvé soit par

voie expérimentale, soit être calculé en utilisant les re- -

lations connues. Si la précision de mesure est assignée par la valeur de K %a on obtient à partir de (1) la condition à laquelle les paramètres sont utilisables pour mesurer la température avec la précision prédéterminée, que l'on impose

aux valeurs d'intensité < 1, 9 2, + 3.

o TMa (0K) est la valeur approchée de la grandeur maxi-

male possible de la température en kelvins dans le

générateur MHD au cours de la mesure.

Le critère déterminant la distance minimale entre les longueurs d'ondes A 1 et A1 peut être obtenu en partant d'une condition d'une densité optique suffisamment faible

de la raie spectrale sur sa queue. La densité optique repré-

sente le produit de la concentration des atomes multipliée par l'épaisseur de la couche rayonnante et par le coefficient

dgabsorption atomique X1 (4 (X). La relation entre ce der-

nier et la longueur d'onde fait lvobjet de recherches expéi rimentales (voir par exemple les documents du 2ème colloque américano-sov-iétique '9American-Soviet Cooperation in the Field of MHD Poiver, 1975, Washington) et se présente sous la forme -Di o: _ e ? est la distance entre la longueur d'onde et le centre de la raie spectrale; X est le coefficient atomique d'absorption de Foicht a la distance A A o le coefficient de Poicht se transforme en coefficient en puissance avec un exposant (-X). En exprimant la concentration des atomes au moyen de la pression du mélange gazeux P et du taux molaire

en pourcents des atomes alcalins y o, et en assignant la va-

leur maximale admissible de la densité optique sur la queue e ( k 2), nous obtenons la relation nécessaire pour le choix de la distance entre \ 1 et 2'

1-Z (.5-'''O'-19

> A) T7-(3)

ou: Tmin est la valeur approximative de la température

minimale possible dans le générateur MHD.

Ainsi, au cours de la mesure avec une précision pré=

déterminée de la température du fluide de travail d'un géné-

rateur MHD avec une addition alcaline quelconque et en pré-

sence de corpuscules, la longueur d'onde {t 1, à laquelle est effectuée la mesure, doit être choisie dans le domaine de la raie de résonance du métal alcalin, l'autre longueur d'onde

?s doit se situer à une distance de A déterminée par l'i-

néquation (3), et la possibilité d'utiliser chaque groupe

de valeurs relevées des intensités l, P 2, t 3 pour déter-

miner la température peut être vérifiée à l'aide de la re- lation (2). Si l'inéquation (2) n'est-pas réalisée, le groupe

correspondant de mesures ne peut atre utilisé pour détermi-

ner la température.

Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus

particulièrement de la description suivante faite en se ré-

férant au dessin représentant le schéma fonctionnel du dis-

positif pour déterminer la température du gaz dans un géné-

rateur MHD fonctionnant avec les produits de combustion du

charbon, réalisant le procédé proposé.

Le dispositif comporte une source principale de rayon-

nement 1, prévue pour irradier le plasma, qui représente le

fluide de travail du générateur MHD, et une source de rayon-

nement auxiliaire 2. L'alimentation des sources 1 et -2 est

effectuée à partir des blocs d'alimentation stabilisés 3.

Entre la source principale et une chambre de travail4 contenant le plasma ou le fluide de travail il est placé une lentille 5 et un verre de protection 6 du dispositif. Pour mesurer latempérature dans un générateur MHD on utilise un faisceau de lumière quasiparallèle. A cet effet le filament

de la source principale 1 est placé dans le foyer de la len-

tille 5. Une lentille 7 placée en aval de la chambre de tra-

vail 4 permet de focaliser le rayonnement provenant du plas-

ma sur la fente d'entrée 8 d'un spectrographe 9 utilisé pour obtenir un rayonnement monochromatique du plasma. Entre la source auxiliaire 2 et la fente d'entrée 8 du spectrographe 9, sur le trajet du flux de rayonnement de cette source 2

(les trajets des flux du rayonnement sont représentés en poin-

tillés) se trouvent une lentille 10, un prisme 11 et un pris-

me déviateur 13 avec une diagonale semitransparente.

A la sortie du spectrographe 9 se trouve un bloc 13 de photomultiplicateurs 131, 13,...13n (dans le cas donné, n = 5) reliés au spectrographe 9 par des conduits de lumière

14. Les faces d'entrée des conduits de lumière 14 sont pla-

cées sur le plan de sortie du spectrographe 9 de telle façon qu'ils captent le rayonnement sur "n" longueurs d'ondes avec un pas 4 L = 15 A l'un par rapport à l'autre, en commençant par la raie de résonance du spectre à l'aide de laquelle on effectue la mesure. Le nombre de photomultiplicateurs 131..* 13 et de conduits de lumière 14 est choisi séparément dans chaque cas en fonction du dispositif sur lequel la mesureest effectuée. Dans le schéma donné on utilise une séparation dans le temps des flux lumineux, provenant des sources 1, 2 et du fluide de travail, qui est réalisée à l'aide des modulateurs

15 et 16.

La rotation en phase des moteurs 15' et 16t des mo-

dulateurs 15 et 16 est assurée par un bloc de synchronisa-

tion 17 qui permet de régler automatiquement et de maintenir un déphasage donné entre les flux lumineux provenant des

sources 1 et 2 occultés par les modulateurs 15 et 16.

Les flux de rayonnement possédant des valeurs 4 1,

* 2, 4 3 arrivent consécutivement à l'entrée des photomulti-

plicateurs 131...l3.5 et les signaux électriques provenant

des sorties de ces derniers attaquent les entrées d'informa-

tion d'un ordinateur 18, qui calcule la température. Aux

entrées restantes de l'ordinateur 18 sont raccordés des op-

trons 19, 20 montés sur les modulateurs 15, 16 et prévus pour décoder les signaux arrivant aux entrées d'information de

l'ordinateur 18.

L'ordinateur 18 calcule la température du gaz et des particules et débite les résultats obtenus à un appareil de

visualisation 21 raccordé à elle.

Le fonctionnement du dispositif est basé sur le pro-

cédé proposé. Avant le début de la mesure on enclenche les

modulateurs 15, 16 et le bloc 17 assurant le passage alterr -

natif des flux du rayonnement ' provenant des sources 1 et

2 vers la fente d'entrée 8 du spectrographe 9.

Puis, on établit le courant assigné de la source principale 1 dont l'intensité du flux est égale à c 1, le spectrographe est ajusté de telle manière qu'à l'entrée du photomultiplicateur 13 n'arrive que le rayonnement provenant de la raie de résonance du métal alcalin au moyen duquel on mesure la température. La longueur d'onde est égale à X-1 D'après la lecture du photomultiplicateur 131 on établit l'intensité du rayonnement provenant de la source 2, dont la

valeur doit également être égale à v 1, ou à v 2, compte te-

nu de ce que la composante du rayonnement du fluide de tra-

vail (du plasma) est absente dans ce cas (on n'envoie pas

l'addition dans la chambre de travail 4, la chambre de com-

bustion est débranchée). Dans ce cas 4 3 = 4 1, c'est-à-dire que les flux de rayonnement provenant des sources 1 et 2

sont équivalents. On vérifie l'égalité des flux de rayonne-

ment 4 3 = 4 1 a d'après les lectures des photomultiplica-

teurs 132... 135, qui sont accordés sur des longueurs d'ondes

distantes de A = 15 A l'une de l'autre.

Le dispositif est alors prêt à fonctionner.

Lorsque le plasma qui représente le fluide de tra-

vail du générateur MHD et l'objet des mesures apparaît à l'intérieur de la chambre de travail 4, et quand l'intensité du rayonnement du plasma atteint une valeur correspondant à

2, dépassant la valeur du seuil de fonctionnement, le dis-

positif est branché en régime de mesures.

Dans les dispositifs photomultiplicateurs 131...l35 est effectuée la mesure consécutive des valeurs Q 1, t 2 et J 3 de l'intensité de trois flux 9 de rayonnement sur o cinq longueurs d'ondes avec un pas A,= 15 A, ce sont:

- la valeur+ 1 de l'intensité du flux de rayonne-

ment venant de la source auxiliaire 2 à travers la lentille , le modulateur 16, les prismes 11 et 12 et allant à la fente d'entrée 8 du spectrographe 9; - la valeur v 2 du flux de rayonnement venant du fluide de travail se trouvant dans la chambre de travail 4 du générateur MD, à travers la lentille 7, le modulateur 16,

le prisme 12 et allant à la fente d'entrée 8 du spectrogra-

phe 9 en absence du flux de rayonnement venant de la source principale 1, - la valeur t 3 de l'intensité du flux de rayonnement venant de la source principale 1 à travers le modulateur 15,

la lentille 5 la vitre 6, dans la chambre de travail 4 et ir-

radiant le fluide de travail, c=est-à-dire le plasma. A la

sortie de la chambre de travail 4 le flux du rayonnement con-

tenant la composante du rayonnement du fluide de travail ar-

rive a travers la lentille 7, le modulateur 16 et le prisme

12 à la fente d'entrée 8 du spectrographe 9.

S15 La durée de mesure des valeurs t 1, b 2, 6 3 de l'in-

tensité de chaque flux de rayonnement est déterminée par la vitesse de rotation de chacun des modulateurs 15 et 16 et par

la grandeur des ouvertures de passage de la lumière à tra-

vers eux.

Aux sorties des photomltiplicateurs 131 a 135 appa-

raissent des signaux électriques, dont les valeurs sont équi-

valentes aux valeurs 4 1, i 2, v 3 de l'intensité du flux de rayonnement. Ces signaux électriques attaquent les entrées de l'ordinateur 18 qui décode les signaux provenant des opt trons 19 et 20 et donne les valeurs absolues des flux de

rayonnement, dont les valeurs d'intensite sont k 1, b 2, t 3.

Au cours de la mesure d'une série de valeurs 4 1, 2, > 3 des flux de rayonnement passant par les photomulti=

plicateurs 131...135, qui captent respectivement les rayonne-

ments aux longueurs d'onde ?!.. 5 ces valeurs 1, 4 29 ( 3 sont analysées par l'ordinateur 18. Une série comporte quinze mesures: 1 A 1... b! A 5, 2,1'.. 2

3 Al . 3 A5-

Après avoir introduit dans la mémoire de l'ordinateur 18 la précision requise "'K" de mesure de la température du gaz et de la température des corpuscules, les formules et les constantes pour le calcul de la température du gaz et des corpuscules et les critères (2) permettant de déterminer si chacune des séries ( 9 l 1' A 2 A 1; 1 2 2, 2 ' 3 2 etc.) est utilisable, on peut mesurer la température

du gaz et des corpuscules. En cas de mesure de la températu-

re d'un plasma non stationnaire on exclue du calcul de la température les relevées ne correspondant pas aux critères (2).

EXEMPLE

Conditions principales des expériences: P=1 at, valeurs minimales et maximales supposées des températures T min = 2300 K, Tmax = 3000 'K. Teneur molaire en potassium

YK = 1 %, épaisseur du-fluide de travail = 20 cm.

On utilise dans le dispositif des photomultiplica-

teurs 131...135. Pour simplifier l'exposé nous utiliserons dans ce qui suit la valeur moyenne du coefficient d'effet de grenaille, mesuré par voie expérimentale pour la série donnée de photomultiplicateurs 13...135 K1 = 2.10-3 V. La mesure de la temp6rature a été effectuée dans le domaine de la raie spectrale de résonance du sodium à 1= o

5890 A -' 0,59 Fm.

La teneur en atomes de sodium par rapport à la te-

neur en atomes de potassium, comme l'ont démontrées les ex-

périences spéciales faites avec du potassium industriel, ne dépasse pas 0, 5, ctest pourquoi YNa = 0,05 %

En utilisant la documentation du 2ème colloque ame-

ricano-soviétique "American-Soviet Coopération in the Field of MHD Power, 1975, Washington) on obtient zIA 2 = 10 X, x = 1,2. Conformément aux formules donnant le coefficient de Foicht (voir "Plasma Diagnostics" ed. by W.Lochte-Holtgreven,

Kiel University, Amsterdam, 1968) nous trouvons x1l=2.10 17cm2.

On assigne une erreur de mesure K gaz désirée de la tempéra-

ture du gaz égale à 1,5 % et une erreur de mesure K particules

de la température de particules égale à 3 %. A l'aide de l'or-

dinateur 18 on détermine dans la série de mesures des valeurs 1, O 2, 9 3 aux longueurs d'ondes (À 2' 3' 44,A) =\ n' la longueur d'onde à laquelle la valeur admissible de densité optique sera déterminée à.l'aide de la relation: C,À K Au tableau 1 sont indiquées les données des mesures

des valeurs v 1, v 2, 3 à la longueur d'onde ( 1' Au ta-

bleau 2 sont indiquées les données des mesures des valeurs 1, 4 2, 4 3 à la longueur d'onde X., satisfaisant aux

inéquations (2, 3).

Aux trois premières colonnes du tableau 2 et 1 sont indiquées les valeurs X 1, t 2 et 4 3 d'intensité des flux

de rayonnement, à la quatrième colonne, la combinaison en-

trant dans la partie gauche de l'inéquation (2). On détermi-

ne pour les valeurs de P 1, Q 2 et p 3 sur la longueur d'onde i la valeur admissible de la partie droite de linéquation (2), c'est-à-dire le critère permettant d'apprécier si la série obtenue est utilisable (pour une erreur K = 1,5 %). Le résultat obtenu est 7,5 1/V. Pour les mesures des valeurs de 4 1, 4 2, 4 3 de l'intensité à la longueur d'onde A 3 le critère permettant d'apprécier si la série est utilisable est égale à 30 1/V (erreur K = 3 %) La comparaison de ces grandeurs avec la quatrième colonne du tableau permet d'obtenir l'expression numérique de la possibilité d'utiliser les valeurs relevées de 4 1,

2, m 3 pour mesurer la température (cinquième colonne).

A la sixième colonne et à la septième colonne sont données les valeurs de la température Tableau 1 (mesures surXl=5890 A) Tableau i (mesures sur À1=5890 A) 2__ Utilisa- T, 'k T 0 1(2) _2(V) ôV/) pajDr3t/Wbl1 ou (+1r 2733 2w.,non

4,6 6,5 8,0 1,5 + 2560 2600

4,0 I5,3 I6,0 2,7 + 2790 2820

4,6 6,5 I0 I5,7 - - -

4,0 - 9,5 7,9 - - -

4,0 6 8 3,7 + 2660 2710

Tableau 2 (mesure sur).3=5860 A) gI(Y) Q2i-/) ro (y) ([KI-C3) @2+OI+É utilisable ou T.corp non!

\__; _--- _ - -/30 ( K)

( OI + 2-_aj)

3,2 0,9 3,5 I9 + 2:170

*3,20,8 3,1 ' I8 + 2440

3,2 I,0 3,5 I9 + 2450

3,2 0,6 3,2 - i8 + 2370

3,2 I,0 3,2 6, + 2370

On voit que deux groupes de valeurs de 1, X 2, 3 de l'intensité mesurée à la longueur d'onde 1 (NN 3,4) sont inutilisables pour mesurer la température du gaz avec

la précision requise K = 1,5 %.

Dans le programme de l'ordinateur 18 entre l'opéra-

tion d'appréciation de la possibilité d'utiliser les mesu-

res, qui est calculée à l'aide de la relation (2), c'est pourquoi le calcul de la température est effectué dans tous les cas, exclusion faite des cas NS 3,4 du tableau 1. A la sixième colonne sont données-les températures T calculées

suivant la formule connue de la méthode généralisée dinver-

semen+

T 92

Tfi- CaE ( H2] o T = 2373 K, est la temp6rature du filament de la lampe

de la source principale 1.

Puis la calculatrice électronique 18 introduit une

correction sur la différence entre la temperature Topt mesu-

rée à la longueur d'onde t et la température Tgaz cause I gaz de l'influence des corpuscules sur la mesure à la longueur d'onde k 1' Les relations connues peuvent 4tre relevées dans ltouvrage Carlson DoJ. Température, Its measurement and control in science and industry. Edo by C.M.Hertzfeld, 1962, v.II Part. 2, p.535-550)o TY Ta1L = To? T. cp (6) ai, C 4. = 1J3 &( a- d S),) (S) çj 4(31-l) - 02 ('?2). S i(-1) etl--3(242 02(1'1) Yf&1,a)J Vu que la correction est d'ordinaire assez faible on utilise dans le calcul les valeurs moyennes > I (l 3) =

3,2 V; 4 2 ( 3) = 0,86 V; 4 3 ( A3) = 3,6 V. A la septiè-

me colomnne du tableau 1 sont indiquées les valeurs défini-

tives de la température du gaz. L'application du procédé de mesure de la température

avec une précision préassignée permet d'optimiser d'une fa-

çon fiable le processus de fonctionnement de la chambre de combustion et procure une économie de combustible dans les générateurs MHD, un accroissement de l'efficacité de la

transformation de l1énergie thermique en énergie électrique.

L'erreur de mesure obtenue au moyen du procédé donne de mesure de la température du gaz et des corpuscules est

égale à 1 %. La diminution de l'erreur de mesure de la tem-

pérature permet de réduire l'erreur de mesure de la conduc-

tibilité optimale, et, par conséquent, d'améliorer lteffica-

cité de transformation de lténergie.

Claims (2)

IREVENDICATIONS

1 - Procédé de mesure de la température du gaz et

des corpuscules constituant le fluide de travail d'un géné-

rateur MHD, qui consiste à mesurer la valeur (O 1) de l'in-

tensité du flux du rayonnement d'une source principale (1), la valeur (9 2) de l'intensité du flux du rayonnement du fluide de travail et la valeur ( p 3) de l'intensité du flux

du rayonnement du fluide de travail irradié par le rayonne-

ment de la source principale (1) au moins sur deux longueurs d'onde (?i) et (A2), dont l'une ( se situe dans le domaine de la raie spectrale de résonance d'un métal alcalin, puis à calculer la température du gaz et des particules suivant les relations de la méthode généralisée d'inversement des raies

spectrales, caractérisé en ce qu'on choisit la longueur d'on-

de (À 2) en partant de la relation 1Xj> (g.j1 p il)*X b 5( 2) Tmin et lors de la réalisation des mesures aux longueurs d'ondes A 1 et A2, on choisit dans la série de groupes de valeurs (ô 1), (ô 2) et (ô 3), pour une erreur prédéterminée "KI', les groupes qui satisfont au rapport: tf C 93 \29 2:K o P est la pression des produits de combustion TMin, TMax, sont respectivement les valeurs approximatives de température minimale et maximale possibles du fluide de travail du générateur MHD, y est la concentration molaire d'atomes de métal alcalin avec une raie spectrale de résonance à la longueur d'onde A1 t est l'épaisseur du fluide de travail; x1 est le coefficient atomique d'absorption de Foicht à la distance AS S du centre de la raie spectrale, o le

coefficient de Foicht se transforme en coefficient en puis-

sance avec un exposant (-X),

C2 est la constante du rayonnement, C2 = 14380 pm.

degré;

K1 est un coefficient déterminant l'effet de gre-

naille dans le photorécepteur; est égale a 1 ou 2

(A2) est la densité optique admissible à la lon-

gueur d'onde ( 2;:-

C2- K 2) _(2)_ _) e0 21

<2(/2)

o T1 est la température mesurée des corpuscules.

2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé

en ce que les valeurs ( t 1), ( 0 2) et ( X 3) de l'in-

tensité des flux de rayonnement sont mesurées au préalable

à U "n"t longueurs d'ondes puis parmi- les "n" valeurs de lon-

gueurs d'onde on choisit la valeur (2) de longueur d'onde qui satisfait à la relation

(

et on mesure les valeurs de 1 1, 0 2 et p 3 d'intensité des

flux de rayonnement aux longueurs d'onde 1 et - 2.