Пирометры излучения

А) Оптические (нашли наибольшее применение). Схема такого прибора показана на рисунке 12.

Рис. 12. Схема оптического пирометра

Пирометр ОППИР-09 имеет две шкалы: одна от 800 до 1400 ⁰C, а другая от 1200 до 2000 ⁰C. Для второй шкалы предусмотрен съемный светофильтр.

Точность пирометра ±(30÷35) ⁰C.

От аккумулятора питание подается на лампу накаливания и реостатом подбирается такое напряжение питания, чтобы нить лампы не была видна на фоне излучения источника. Милливольтметр градуирован сразу в ⁰C.

Б) Фотоэлектрические пирометры

Принципиальная схема такого прибора приведена на рисунке 13.

Диапазон измерений – до +(4200÷4500) ⁰C.

Кожух телескопа обычно охлаждается (водой или иным способом).

Эти приборы точнее оптических пирометров (погрешность измерений составляет всего 10÷20 ⁰C).

Рис. 13. Схема фотоэлектрического пирометра

Термометры сопротивления

Основаны на свойстве металла изменять свое сопротивление при изменении температуры. Изготавливаются они из медной или платиновой проволоки (соответственно работают в диапазоне от -50 до +100 ⁰C – медные, от -200 до +500 ⁰C – платиновые). Сопротивление проволоки измеряют, а затем по сопротивлению находят температуру.

Теплообмен в авиационных конструкциях

Перенос тепла в пространстве мажет происходить тремя основными способами. Соответственно три вида передачи тепла:

1. Теплопроводность;

2. Конвективный теплообмен;

3. Лучистый теплообмен.

В реальности все эти виды присутствуют одновременно. Тогда говорят о сложном теплообмене. Теплообмен (интенсивность его) характеризуется тепловым потоком (плотностью теплового потока):

Или

где Q – количество тепла, проходящее в единицу времени через поверхность F. Размерность плотности теплового потока или иногда .

Закон теплопроводности Фурье

Если рассматривать температурное поле внутри твердого тела, то в какой-то фиксированный момент времени в его разных точках будут разные температуры. Линия, проходящая через точки с одинаковой температурой, называется изотермой.

Рис. 14. Определение градиента температуры

Если рассматривать разность температур Δt между двумя ближайшими изотермами (рисунок 14) и отнести ее к расстоянию между ними, измеренному по нормали n̄ к изотерме, то величина

называется градиентом температуры.

В 1822 году француз Жан Батист Фурье высказал гипотезу о том, что плотность теплового потока должна быть пропорциональна градиенту температуры в данной точке тела, т. е.:

,

причем градиент температуры является векторной величиной, и этот вектор направлен в сторону увеличения температуры.

λ – коэффициент теплопроводности. Знак «к-к» указывает на то, что вектор всегда противоположен вектору . Отсюда:

т. е. физический смысл λ – это количество тепла, которое проходит через единицу изотермической поверхности в единицу времени при единичном градиенте температур в направлении нормали к изотерме. Обычно λ для вещества зависит от давления, температуры и других параметров вещества (пример: алмаз λ=510÷1500 есть сорт =2100 ). Обычно принимают λ= λ₀*(1+β*t). Для газов λ=0.005÷0.5 , для жидкости λ=0.07÷0.7 , для стройматериалов λ=0.02÷0.3 , для металлов λ=20÷400 .