RU1222022C - Способ измерени температуры поверхности конструкции при теплопрочностных испытани х - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области пирометрии .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений. .

Сущность способа заключаетс  в том, что предварительно определ ют зависимость поверхностной плотнрсти отраженного теплового потока от температуры поверхности конструкции и поверхностной плотности падающего теплового потока, а также зависимость температуры поверхности конструкции от поверхностной плотности собствениого излучени . Дл  этого используют нагреватель с такими же характеристиками , как у нагревател  дл  зачетных испытаний, нагревают образец материала до заданной температурь, которую измер ют . со стороны образца, противоположной падающему потоку, известными способами, измер к)т поверхностные плотности тепловых потоков падающего на образец, исход щего от об- разца и собственного излучени  образца, повтор ют измерени  дл  других значений тём,пе.ратурь1 образца и поверхностной плотности падающего теплового потока. При теплопрочиостных испытани х конструкции из 1epЯlOт поверхностные плотности тепловь1х потоков падающего и исход щего от конструкции, по этим данным, использу  предварительно определенные зависимости дл  поверхностностей плотности отраженного теплового потока и температуры, методом последовательных приближений наход т мгновенные значени  поверхностных плотностей теплового потока, отраженного от конструкции, собственного излучений и температуры поверхности конструкции. Дл  повышени  точности, быстродействи и упрощени  процедур градуировки датчиков все измерени  производ т одними и теми же датчиками , а вместо величин поверхностных плотностей тепловых потоков в расчете температуры используют соответствующие показани  датчиков.

На фиг. 1 изображена схема устройства дл  испытаний образца; на фиг.2 - схема устройства дл  испытаний конструкции.

Устройство содержит блок программного управлени  1, тиристорный преобразователь электрической мощности 2, шину 1, излучатели 4, рефлектор 5, комбинированный радиометр 6, термопару, пирометр 8, радиометр 9, шторку ТО, образец 11, регистрирующа  аппаратура 12.

Устройство дл  испытани  Конструкции содержит дополнительно блок программного управлени  и регулировани  13, объект испытани  14, измерительно-усилительный блок 15, вычислительное устройство 16. Ра

диаметр 6 представл ет собой два датчика, скомпонованных на одной медной трубке, охлаждаемой водой. Один из датчиков измер ет поверхностную плотность падающего теплового потока, а второй плотность теплового потока Яисх. исход щего от образца, е помощью устройства, схема которого изображена на фиг.1, определ ют зависимости

Чотр f (рпад. Т);

qc

р(Т)-Еа Т,

5

0

5

0

5

0

5

0

5

где Япад - поверхностна  плотность падающего теплового потока;

Qoip - поверхностна  плотность отраженного теплового потока.

qc - поверхностна  плотность теплового потока собственного излучени ;

Т - температура конструкции; сг- посто нна  Стефана -Больцмана; е-коэффициент черноты,

Полученные на предварительном этапе зависимости Чотр (рпад. Т) и Qc у (Т) ввод тс  перед экспериментом в вычислительное устройство 16. В процессе испытаний воспроизводитс  некотора  заданна  программа изменени  температуры по времени. Непрерывно или с заданной дискретностью, завис щей от инерционных свойств системы нагреватель - конструкци , производ т измерени  Япад и Qwcx, где QMCX - ловерхност- на  плотность теплового потока, исход щего от конструкции.

Дл  каждого заданного момента време ни определ ют qc С|исх - qorp. При этом дл  qoip используют измеренное значение qnsA и в качестве первого приближени  температуру , определенную дп  предыдущего момента времени. Использу  зависимость qc (Т). уточн ют значение температуры.

Методом последовательных приближений добиваютс  заданной точности определени  температуры, окончательное значение которой используетс  дл  регистрации и управлени  процессом испытаний. Чтобы повысить точность и быстродействие измерений температуры, упростить процедуру градуировки при предварительном определении qoTpwqc в зачетных теплопроч- ностных испытани х используетс  один и тот же комбинированный радиометр.

В р де частных случаев применение описанного выше способа измерени  температуры может быгь достаточно простым. Например, если известно (заранее или по результатам предварительного исследовани ), что степень черноты поверхности нагреваемой конструкции не зависит от эффективной температуры источника излучени  и не зависит от температуры конструкции, то температуру поверхности конструкции можно определить по формуле

Т дисх -дпад(1 - е)

ЕО

в этом случае результаты измерений qncx и рпад непосредственно подставл ют а ука Формул а изобретени  

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ КОНСТРУКЦИИ ПРИ

ТЕПЛОПРОЧНОСТНЫХ ИСПЫТАНИЯХ, заключающийс  а измерении поверхностных плотностей тепловых потоков в системе радиационный нагреватель конструкци , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений, последовательно осуществл ют испытани  образца из материала конструкции и самой конструкции, при этом в диапазоне из0

занную формулу дл  определени  температуры .

(56) Свет Д,Я. Объективные методы высокотемпературной пирометрии при непрерывном спектре излучени . - М.: Наука, 1968, С.121,.

баранов А.Н. и др. Статические испытани  на прочность сверхзвуковых самолетов . - М,: Машиностроение, 1974, с.246,

I менени  температуры испытании -с определ ют дл  образца зависимости - соб.ственное излучение образца от температуры и поверхностную плотность теплового потока отраженного излучени  от температуры и от поверхностной плотно- 20 сти падающего теплового потока, а при испытани хконструкции измер ют поверхностные плотности тепловых потоков падающего и исход щего от коиструк- ции и определ ют температуру 25 конструкции, использу  зависимости, полученные дл  образца.

г....

VZ TfiZZA.J

/ f

IS

Фи.

Составитель Н.Ананьева Редактор В.УлыбинаТехред М.МоргенталКорректор М.Шароши

Заказ 3332

ТиражПодписное

НПО Поиск Роспатента

113035. Москва. Ж-35. Раушска  наб. 4/5

Лроизоодствеинр издательский комбинат Патент, г. Ужгород. ул.Гагарина. 101