Способ измерения температуры поверхности конструкции при теплопрочностных испытаниях

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУВЛИК. ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДКТЕЛЬСТВУ, . (И) 3689982/2Ь

Щ 11.01 84 (4®30.11,93 бюл. Ne 43И

P2) Миодушевский Га (в) S (и) 1222022 А1 (51) 5 G OI 5 02

2 (54) СПОСОБ. ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЬВ

ПОВЕРХНОСТИ КОНСТРУКЦИИ ПРИ ТЕПЛОПРОЧНОСТНЫХ ИСПЫТАНИЯХ (57}

1222022 ный радиометр 6, термопару7, пирометр 8, радиометр 9, шторку 10, образец 11, регистрирующая аппаратура 12.

Устройство для испытания конструкции содержит дополнительно блок программнога управления и регулирования 13, объект испытания 14, измерительна-усилительный блок 15, вычислительное устройство 16. Ра55

Изобретение относится к области пирометрии.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Сущность способа заключается в том, 5 что предварительно определяют зависимость поверхностной плотности отраженного теплового потока от температуры . поверхности конструкции и поверхностной плотности падающего теплового потока, à 10 также зависимость температуры поверхности конструкции от поверхностной плотности собственного излучения. Для этого используют. нагреватель с такими же характеристиками, как у нагревателя для зачет- 15 ных испытаний, нагревают образец материала до заданной температуры, которую измеряют . со стороны образца, противоположной падающему потоку. известными способами, измеряют поверхност- 20 ные плотности тепловых потоков падающего на образец, исходящего от образца и собственнога излучении образца, повторяют измерения для других значений температуры образца и поверхностной 25 плотности падающего теплового потока.

При теплопрочностных испытаниях конструкции измеряют поверхностные плотности тепловых потоков падающего и исходящего от конструкции. по этим данным, используя 0 предварительно определенные зависимости для поверхностностей плотности отраженного теплового потока и .температуры, методом последовательных приближений находят мгновенные значения поверхност- 5 ных плотностей теплового потока, отраженного от конструкции, собственного излучения и температуры поверхности конструкции, Для повышения точности, быстродействия и упрощения процедур градуировки датчиков все 40 измерения производят одними и теми же датчиками, 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, комбиниравандиаметр 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 ц х. исходящего от образца.

С помощью устройства, схема которого изображена на фиг.1, определяют зависимости чотр (цпад») цс = ф(Т) =E(77 где qnag — поверхностная плотность падающего тепловога потока;

qoTp — поверхностная плотность отраженного теплового патока.

qa — поверхностная платность теплового потока собственного излучения;

Т вЂ” температура конструкции; о — постоянная Стефана -Бальцмана; о — коэффициент черноты, Полученные на предварительном этапе зависимости qoxp (цпад, Т) и qc = p Pj 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 ат инерционных свойств системы нагреватель — конструкция, производят измерения цикад и цисх, где цисх — поверхностная плотность теплового потока, исходящего ат конструкции.

Для каждого заданного момента времени определяют цс - ц«х — нотр При этом для

qgyp используют измеренное значение qaaa, и в качестве первого приближения температуру, определенную для предыдущего момента времени. Используя зависимость

qa = p P), 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 градуиравки при предварительном определении q<> p и ц в зачетных теплапрочностных испытаниях используется один и тот же комбинированный радиаметр.

В ряде частных случаев применение описанного выше способа измерения температуры может быть достаточна и ростым.

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 высоко5 температурной пирометрии при непрерывном спектре излучения. — M. Наука, 1968, с.121;

Баранов А.Н, и др. Статические испытания на прочность сверхзвуковых самоле10 тов. — М,: Машиностроение, 1974, с.246, Т= в этом случае результаты измерений цисх и

Ог д НЕПОСРЕДСТВЕННО ПОДСтаВЛЯЮт а УКаГ7 222Х

И

Ф Ормула изоб Ретения,менения температуры

СПгтСдБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТу- 15 определяют для образца зависимости

Ры ПО8ЕРХНССТИ КОНСТРУКЦИИ При собственное излуче-е образца От темпеТЕПдцПРдцНдСТНЫХ ИСПЫТАНИЯХ, ратуры и поверхностную плотность теплозаключающийся а измерении .поверхност вого потока отраженного излучения от ных плотностей тепловых потоков в систе- мп Ратуры и От повер ностной плотноме радиационный нагреватель, 20 сти падающего теплового потока, а при исконструкция, Отличающийся тем, что, с пытаниях конструкции измеряют целью повышения точности измерений, по- поверхностные плотности тепловых потоследовательно осуществляют испытания Ки ЮДаЮЩЕГО И ИСХОДЯЩЕГО От КОНСТРУКобРазца из материала констРУкЦии и са- цин „и опРеделЯют темпеРатУРУ

МОЙ конструкции, при этом в диапазоне из- 25 КОНСТРУКЦии. использУЯ зависимости, полученные для образца.

1222022

Составитель Н.Ананьева

Техред M.Моргентал Корректор . М.йароши

Редактор 8,Улыбина

Тираж Подписное

HflO "Поиск" Роспатента

Заказ 3332

113035, Москва, Ж-35, Раушскан.наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101