Курсовой проект (курсовой)

Посмотреть архив целиком

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСИКЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)






Кафедра инженерной теплофизики







КУРСОВАЯ РАБОТА

ПО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМ МЕТОДАМ ИССЛЕДОВАНИЯ














Студент: Стаханова А. А.

Группа: ТФ-13-06


Вариант: 13

Преподаватель: Устюжанин Е.Е.







Москва. 2008г.


Задание №1.

Раздел: «Методы измерения температуры»


Задача№1. (вариант 2)

Определите верхний предел температуры, при которой может быть использован ртутный стеклянный термометр со следующими характеристиками: объем капилляра над мениском ртути заполнен азотом при давлении 0,6 МПа.


Из жидкостных термометров наибольшее распространение получили ртутные, благодаря ряду преимуществ по сравнению с другими жидкостями. Ртуть не смачивает стекло, легко поддается химической очистке, остается жидкой при атмосферном давлении в интервале температур от -38,87 °С до 356,58 °С. Собственное давление насыщенных паров ртути при температуре выше 356,58 °С невелико, что дает возможность при относительно небольшом увеличении давления над ртутью в стеклянном баллоне термометра повысить температуру кипения ртути и тем самым расширить температурный интервал применения термометра.


Температура кипения зависит от внешнего давления, в свою очередь температура кипения – это такая температура, при которой упругость ее насыщенных паров равна внешнему давлению. И если есть зависимость упругости насыщенных паров ртути от температуры, то приравняв упругость к внешнему давлению, мы найдем температуру кипения ртути, при данном давлении.


logP = 5,6640459 — bαt + cβt


где log(bαt) = 0,890208 — 0,0012438t


log(cβt) = 0,5820395 — 1 — 0,0119062t

где P – в мм. рт. ст.

Задано, что давление азота над ртутью равно 0.6 МПа, 0,6МПа = 4500,45 мм. рт. ст.

Тогда log(P)=log(4500,45)=3,6533














Таким образом, определяем, что искомый верхний предел температуры составит 472 °С.


Ответ: 472 °С.


Задача №2 (вариант 2).

Определить коэффициент ослабления А поглощающего стекла оптического пирометра, если известно, что температура Т1 абсолютно черного тела, измеренная по шкале пирометра без применения поглощающего стекла, уменьшилась до Т2 при введении поглощающего стекла. От каких физических свойств зависит коэффициент А?

Т1=1900 °С, Т2=720 °С.


Пирометр – средство измерения температуры тел по их тепловому излучению.

В
иды пирометров: оптический, цветовой, радиационный.


Принцип работы пирометра основан на сравнении яркостей нагретого тела 1 и нити накаливания пирометрической лампы 5 в монохроматиче­ском свете. Измерения выполняются следующим образом. Пирометр ви­зируют на объект в точку измерения температуры. Объект воспринимает­ся через красный светофильтр 7 в виде красного фона определенной ярко­сти. Подбирая соответствующую величину электрического тока в цепи лампы 5, добиваются такого же свечения нити накаливания, как и у объ­екта. В этом случае нить становится неразличима на фоне объекта, «исчезает». Измерительный прибор в этом случае дает значение яркостной температуры тела.

Следует подчеркнуть, что измерения проводятся в монохроматиче­ском свете. Этого добиваются с помощью красного светофильтра 7 и свойств человеческого глаза. Диафрагмы 3 и 8 позволяют регулировать углы α и β, добиваясь от­сутствия дифракции лучей на нити лампы и четкого ее изображения.

При высоких температурах объекта яркость фона велика, что мешает работе с пирометром. Кроме того, нить пирометрической лампы может устойчиво работать и иметь стабильную градуировку в ограниченном диапазоне температур (до 1400 °С). Поэтому с целью расширения рабоче­го диапазона температур пирометра на более высокие температуры устанавливают поглощающее стекло 4, которое ослабляет фактическую яр­кость объекта.


Для определения коэффициента пирометрического ослабления А поглощающего стекла оптического пирометра воспользуемся формулой:


А= 8.625731*10-4 К-1




Коэффициент А, характеризующий ослабляющее действие данного стекла, зависит от оптической плотности поглощающего стекла.

В качестве поглощающего стекла применяют обычно стекло марки ПС-2,а иногда марки НС-13. Оптическая плотность этих стёкол зависит от температуры самих стёкол. При повышении температуры поглощающих стекол ПС-2 его оптическая плотность увеличивается, а НС-13 – уменьшается. Следует также иметь ввиду, что влияние температуры у стекла НС-13 оказывается несколько сильнее, чем у стекла ПС-2.


Значение этого коэффициента показывает, какая доля лучистой энергии спектрального участка, используемого в оптическом пирометре, упавшая на стекло, пропускается им. Таким образом, измерение яркостных температур с включенным поглощающим стеклом производится путем сравнения неослабленной яркости нити пирометрической лампы с ослабленной яркостью источника излучения.

Задача №3 (вариант 2)

Определить температуру Т рабочего вещества при условиях, когда с помощью термопары были получены следующие данные: показание потенциометра, включенного в цеп хромель-алюмелевой (ХА) термопары, составило ЕХА(Т, 37°С) = 22,8 мВ. Температура холодных спаев равнялась

37 °С.

Основное уравнение термоэлектрического термометра, выражающее в общем виде зависимость суммарной термо-э.д.с., возникающей в цепи из двух разнородных термоэлектродов А и В, от температуры мест их соединения:

ЕАВ(t,t0)=еАВ(t)-еАВ(t0)

EАB(T, 37) = eAB(T) - eAB(37)

На основании закона Вольта в замкнутой цепи, состоящей из двух разнородных проводников А и В,когда температуры мест их соединения одинаковы t=t0 и отсутствуют посторонние э. д. с., термотока не возникает. Т. е. eAB(0) - eAB(0) = 0

Объединяя эти два уравнения, получаем: EАB(T, 37) = EАB(T, 0) - EАB(37, 0)

Отсюда: EАB(T, 0) = EАB(T, 37) + EАB(37, 0)

EАB(37, 0)=1,49 мВ (см. В.П. Преображенский «Теплотехничесике измерения и приборы» стр.652 табл. П4-7-3)

EАB(T, 37)=22,8 мВ – по условию

EАB(T, 0)=22,8+1,49=24,29 мВ


Из той же таблицы :


Температура рабочего конца, С0

Термо-э.д.с. термоэлектрических термопар типа ТХА стандартной градуировки ХА, мВ

580

24,06

Х

24,29

590

24,49


Найдем Х – искомый верхний предел температуры, аппроксимируя данные таблицы:


°С






Ответ: Т=585,3 °С


Задание №4 (вариант 2)

Цепь термодатчика составлена из рабочих термоэлектродов (A,B), удлинительных термоэлектродов (C, D) и медных проводов F (Рис. 1). Температура горячего спая равна Т1, температура в месте подключения удлинительных электродов (контакты 2,2’) равна Т2, температура Т3 холодных спаев (контакты 3,3’) равна 20°С. Нарисовать эквивалентную электрическую схему термодатчика. Оценить показание потенциометра U в заданных условиях и двух комбинациях (а,б) удлинительных электродов. При определении термо-ЭДС ЕХУ (Т,0°С) использовать стандартные функции преобразования ЕХN (Т,0°С) и ЕYN (Т,0°С), где N – нормальный электрод из платины. Для расчета принять, что для материалов (манганин и константан) ЕХN (Т,0°С) меняется линейно в интервале 0…100 0С. Оценить показание потенциометра U при условии, что рабочие электроды A и B протянуты от точки 1 до точек 3 и 3’ без использования C и D.


А 2 Т2 С 3 Т3 E

U

Т1 1

В

2’ Т2 D 3’ Т3 E


A – платинородий, B – платина; Т1 = 1000°С, Т2 = 100 °С, комбинации дополнительных проводов:
а)
C – манганин; D – константан

б) C – константан; D – манганин


E = eAB(T1) + eBD(T2) + eDE(T3) + eEC(T3) + eCA(T2) = eAB(T1) + eBD(T2) + eDC(T3) + eCA(T2)

Закон Вольта: eAB(0) + eBD(0) + eDC(0) + eCA(0) = 0

Вычитая из первого равенства второе, получаем:

U = EАB(T1, 0) + EBD(T2, 0) + EDC(T3, 0) + ECA(T2, 0)


Определим входящие в это выражение термо - э. д. с.

Если известна контактная термо-э. д. с. двух проводников по отношению к третьему, то этим самым определяется и контактная термо-э.д.с. между первыми двумя. Обычно таким «третьим» проводником является платина.


EXY(T,0)=EXN(T,0) – EYN(T,0)


а) (В.В. Буринский «Измерения и обработка результатов» стр. 76 табл. 6.3)

В. П. Преображенский «Теплотехничесике измерения и приборы»


Случайные файлы

Файл
23321.rtf
20813-1.rtf
107326.rtf
56303.rtf
125792.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.