Способ измерения температуры поверхности конструкции при теплопрочностных испытаниях

(5 СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУВЛИК . ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ ССЩ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ К АВТОРСКОМУ СВИДКТЕЛЬСТВУ ц 1222022 А 1(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫПОВЕРХНОСТИ КОНСТРУКЦИИ ПРИ ТЕПЛОПРОЧНОСТНЫХ ИСПЫТАНИЯХчиками, а вместо величин поверхностных плотностей тепловых потоков в расчете температуры используют соответствующие показания датчиков.На фиг. 1 изображена схема устройства для испытаний образца; на фиг,2 - схема устройства для испытаний конструкции,Устройство содержит блок программного управления 1, тиристорный преобразова 50 тель электрической мощности 2, шину 1, излучатели 4, рефлектор 5, комбинированный радиометр 6, термопару 7, пирометр 8, радиометр 9, шторку 10, образец 11, регистрирующая аппаратура 12. 55 Устройство для испытания конструкциисодержит дополнительно блок программного управления и регулирования 13, обьект испытания 14, измерительно-усилительный блок 15, вычислительное устройство 16, РаИзобретение относится к области пирометрии,Целью изобретения является повышение точности измерений,Сущность способа заключается в том, 5что предварительно определяют зависимость поверхностной плотности отраженного теплового потока от температурыповерхности конструкции и поверхностнойплотности падающего теплового потока, а 10также зависимость температуры поверхности конструкции от поверхностной плотности собственного излучения. Для этогоиспользуют. нагреватель с такими же характеристиками, как у нагревателя для зачетных испытаний, нагревают образецматериала до заданной температуры, которую измеряют, со стороны образца,противоположной падающему потоку, известными способами, измеряют поверхностные плотности тепловых потоковпадающего на образец, исходящего от образца и собственного излучения образца,повторяют измерения для других значенийтемпературы образца и поверхностной 25плотности падающего теплового потока.При теплопрочностных испытаниях конструкции измеряют поверхностные плотноститепловых потоков падающего и исходящегоот конструкции, по этим данным, используя З 0предварительно определенные зависимости для поверхностностей плотности отраженного теплового потока и .температуры,методом последовательных приближенийнаходят мгновенные значения поверхност- З 5ных плотностей теплового потока, отраженного от конструкции, собственного излученияи температуры поверхности конструкции, Дляповышения точности, быстродействия и упрощения процедур градуировки датчиков все 40измерения производят одними и теми же датдиаметр 6 представляет собой два датчика, скомпонованных на одной медной трубке, охлаждаемой водой. Один из датчиков измеряет поверхностную плотность падающего теплового потока, а второй - плотность теплового потока цисх. исходящего от образца.С помощью устройства, схема которого изображена на фиг.1, определяют зависимостицотр 1(цпад Т)цс фЯ =еОТгде цпад - поверхностная плотность падающего теплового потока;цотр - поверхностная плотность отраженного теплового потока,цс- поверхностная платность теплового потока собственного излучения;Т - температура конструкции;о - постоянная Стефана -Больцмана; е- коэффициент черноты,Полученные на предварительном этапе зависимости цотр Фпад, Т) и цс =РЩ вво" дятся перед экспериментом в вычислительное устройство. 16. В процессе испытаний воспроизводится некоторая заданная программа изменения температуры по времени. Непрерывно или с заданной дискретностью, зависящей от инерционных свойств системы нагреватель - конструкция, производят измерения цпад и цисх, где цисх - поверхностная плотность теплового потока, исходящего от конструкции.Для каждого заданного момента време. ни определяют цс" циах - цотр При этом для цотр используют измеренное значение цпад и в качестве первого приближения температуру, определенную для предыдущего момента времени. Используя зависимость цс = р Я, уточняют значение температуры.Методом последовательных приближений добиваются заданной точности определения температуры, окончательное значение которой используется для регистрации и управления процессом испытаний. Чтобы повысить точность и быстродействие измерений температуры, упростить процедуру градуировки при предварительном определении цотр и ца в зачетных теплопрочностных испытаниях используется один и тот же комбинированный радиометр.В ряде частных случаев применение описанного выше способа измерения температуры может быть достаточно простым.Например, если известно (заранее или по результатам предварительного исследования), что степень черноты поверхности на1222022 занную формулу для определения температуры. греваемой конструкции не зависит от эффективной температуры источника излучения и не зависит от температуры конструкции, то температуру поверхности конструкции можно определить по формуле(56) Свет Д.Я. Обьективные методы высоко 5 температурной пирометрии при непрерывном спектре излучения. - М.: Наука, 1968,с.121,Баранов А.Н, и др. Статические испытания на прочность сверхзвуковых самоле 10 тов. - М,: Машиностроение, 1974, с.246,Т= в этом случае результать 1 измерений оисх и цяд непосредственно подставляют а укаФо р мул а и зо б ре те н и я, менения температурыСПОСОБ ИЗМЕрЕнИЯ ГЕМПЕрдту 15 определяют для образца зависимост РЫ ПОВЕРХНОСТИ КОНСтрущИИ ПрИ собственное излучение образца от темпеТЕПЛОПрОЧНОС 1 НЦ ИСПцтдНИЯ Ратуры и поверхностную плотность тепло- заключающийся в измерении .поверхност- вого поока отраженного излучения от ных плотностей тепловых потоков в систе- температуры и от поверхностной плотноме радиационный нагреватель - 20 сти падающего теплового потока, а при и- конструкция, отличающийся тем, что, с ".ыта"ия": . конструкции измеряют целью повышения точности измерений, о поверхностные плотности тепловых пото- следовательно осуществляют испытания ков падающего и исходящего от конструкобразца из материала конструкции и са- "ии и определяют температуру мой конструкции, при этом в диапазоне из консруции используязависимости, полученные для образца,6 Г 2222 Х Ю Г1222022 Редактор В,Улыбина тор. М.Ша каз 33 нт" л,Гагарина, 101 го Составитель Н.Ананьев ехред М.Моргентал Тираж НПО "Поиск" Ро3035, Москва, Ж, Рау оиэводственно издательский комбинат "Пат Подписноеента я наб 4/5