Головна |
Пірометр зі зникаючою ниткою є візуальний фотометр, в якому яскравість світла, випромінюваного досліджуваним тілом (полум'ям), вимірюється шляхом порівняння його з яскравістю стандартного розпеченого тіла (нитки лампочки) при одній і тій же ефективної довжині хвилі (A = 0,665 мкм).
До і н о ф о т спірометр - це звичайний кіноапарат, забезпечений червоним світлофільтром (А = 0, б65 мкм) і набором стрічкових ламп, які встановлюються поруч з вимірюваним об'єктом.
В основу цього методу вимірювання температури покладено принцип фотографування полум'я у власному світі; при цьому полум'я з більш високою температурою дадуть на фотоплівці
Мал. 6.1. Дані про температуру полум'я, отримані за допомогою кінофотопірометра:
а.-зміна температури в часі;
б- зміна температури по висоті полум'я;
в-графік температурних полів
велика щільність почорніння, ніж полум'я з більш низькою температурою. Фотографуючи одночасно з полум'ям стрічкові лампи з відомою температурою, отримуємо на кінокадрі щільності почорніння s для відомих температур.
Для піротехніків цей метод представляє особливий інтерес, тому що. з його допомогою можна визначати температуру в різних ділянках полум'я, а також. фіксувати зміна температури в часі (рис. 6.1).
Фотоелектричний. пірометр ФЕП-0,65 являє собою варіант пірометра, розробленого спеціально для вимірювання температури піротехнічних пламен з фіксацією даних вимірювання на осцилографі. За допомогою ФЕП-0,65 вимірюють середню температуру яскравості і випромінюючи-вальну здатність полум'я (кількість енергії оп. Ределенной довжини хвилі, що випромінюється з одиниці поверхні тіла в одиницю часу при температурі T).
Кольоровий пирометр (Краоном-синього відносини) являє собою реєструючий люксметр, що вимірює інтенсивність випромінювання в червоної та синьої частини спектра одночасно Найбільш поширений варіант конструкції (рис. 6 2) - блок з двох фотоелементів, перед якими встановлено обертовий диск, з двома рядами отворів; на одному ряду отворів укріплені світлофільтри (червоний A = 0,685 мкм і синій A = 045.6 мкм) Фотоелементи встановлені таким чином, що промінь одночасно потрапляє на обидва фотоелемента. Фотоелемент без світлофільтру служить для внесення поправки на зміну світлового потоку за час переміщення світлофільтрів.
Мал. 6.2. Схема колірного пірометра:
/ -Обертові Диск; 2-світлофільтр: 3-фотоелемент:
4-електродвигун; 5-висновки контактів; 6-корпус;
7-осцилограф
Цвітну температуру. можна визначити також спектральним методом по суцільному спектру, використовуючи ті його ділянки, де немає накладених та нього смуг і ліній Опис методів вимірювання температури пламен дається в роботах [44, 68).
Температура полум'я може бути також визначена методом звернення спектральних ліній. Установка для вимірювання температури факела полум'я конденсованих систем цим методом описана в монографії (68].
Значно більш точно, ніж температура полум'я, оптичним пірометром визначається температура розпеченого твердого або рідкого шлаку, що утворюється при горінні.
Вртенберг визначив оптичним методом температуру води, що ллється струменя железоалюмініевого терміту рівній 2400 ± 50 C. Еггерт, Едер та Джіобек виміряли інтенсивність випромінювання магнієвих пламен в різних частинах спектра і на підставі цього вирахували «кольорову температуру» полум'я:
при горінні магнію в кисні. . ~ 370
при горінні магнію на повітрі. . ~ 3400 ° С
при горінні стехіометричної суміші Th (N03) 4 + Mg ~ 3100 ° С
Температура горіння алюмінію в кисні, виміряна Квеллероном і Скартазяні за допомогою яскравості пирометра, була знайдена рівною 3000-3300 ° С.
З цього випливає, що при горінні порошків Mg і А1 може бути отримана температура не вище ніж 3000-3500 ° С. Одержанню більш високої температури перешкоджає велика витрата тепла на випаровування і часткове розкладання оксидів цих металів.
Мал. 6.3. Залежність температури горіння простих речовин (елементів) в кисні в До при атмосферному тиску від пппялкппого номеоа елемента.
Найбільш висока температура при горінні металевих порошків виникає при горінні порошку цирконію в кисні.
Оцінка її за допомогою термодинамічних розрахунків дає значення ~ 4900 К.
Межа температури тут визначається температурою кипіння оксидуZrO2, рівній ~ 4300 ° С (при атмосферному тиску).
Отже, можливість досягнення дуже високих температур визначається не тільки високою калорійністю пального, а й гранично високою температурою кипіння, а також великий хімічної стійкістю продуктів горіння (оксидів металів).
Температура горіння титану в кисні за наближеною оцінкою Гаррісона лежить в межах 2950-3500 ° С.
Залежність між температурою горіння елементів в кисні і порядковим номером елемента в періодичній системі елементів показана на рис. 6.3.
На закінчення ще раз зауважимо, що коли говорять про температуру полум'я, то зазвичай мають на увазі температуру в найгарячішою зоні полум'я.
Температуру горіння димових складів, якщо вона не вище 600 ° С, можна вимірювати кварцовими ртутними термометрами, в яких ртуть знаходиться під тиском. Необхідною умовою отримання значень, близьких до істини, є мала швидкість горіння, щоб термометр встигав досить прогрітися.
Термопара хромель - алюмель може служити для виміру температури до 1300 ° С. Для вимірювання температур до 1600 ° С можна скористатися термопарою Pt / Pt-Rh (температура плавлення платини одна тисяча сімсот сімдесят один ° С).
Термопари W-Ir і W-Re можуть бути використані для вимірювання температур відповідно до 2100 і 2700 ° С, але при роботі з ними треба враховувати, що вони дуже чутливі до впливу окислювального середовища.
Термопара Ir-Rh / Ir (40% Ir) градуюється і застосовується для вимірювання температур до 2100 ° С з точністю ± 10 °. Протягом обмеженого часу вона може застосовуватися і на повітрі.
При вимірах температури горіння за допомогою термопар слід всіляко прагнути до зменшення їх теплової інерції. Близькі до дійсності результати можна отримати, якщо дроти термопари будуть діаметром не більше 50-100 мкм ІЛД ж будуть використані стрічки такої ж товщини; інерція мілівольтметра також повинна бути по. можливості мінімальною.
Залежно від діаметра дротів термопари (неармованої) для 'складу червоного диму (барвник - родамін) були отримані наступні значення:
діаметр проводів в мм ... 0,5 ... 0,2 ... . 0,1
максимальна температура реакції в ° С ... 338 ... 697 ... 837
Ймовірно, справжня температура реакції в даному випадку - близько 900 °.
При вимірюванні температури горіння двох інших сумішей сигнальних димів за допомогою залізо-константановой термопари з діаметром дротів 0,1 мм були отримані дані:
суміш № 1 ... 1080 ° С
суміш № 2 ... 1000 ° С
Розрахунковим шляхом для цих сумішей були отримані значення:
суміш № 1 ... ... тисяча двісті шістьдесят два ° С
суміш № 2 ... 1070 ° С
Хілл і Саттон за допомогою термопар досліджували температуру горіння подвійних сумішей, змінюючи співвідношення між компонентами. Результати цієї роботи показані на рис. 6.4.
Мал. 6.4. Максимальна температура при горінні сумішей, виміряна термопарою Pt - Pt / Rh:
% Пального в подвійній cмecu
/ -ВаО2 + Мо; 2-КМп04 + Мо; 3 BaO2 + S; 4-BaO2 + Fe; 5-KMnO4 + + Fe; 6-K2Cr2Oi + Fe
Деякі властивості органічних горючих речовин | ПОДВІЙНЕ СУМІШІ | ПОТРІЙНІ І багатокомпонентних СУМІШІ | СКЛАДИ З негативний кисневий баланс | МЕТАЛЛОХЛОРІДНИЕ сКЛАДИ | СКЛАДИ З фторової БАЛАНСОМ | Обчислення ТЕПЛОТИ ГОРІННЯ | ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ВИЗНАЧЕННЯ | Газоподібні продукти ГОРІННЯ | ВИЗНАЧЕННЯ ТЕМПЕРАТУРИ ГОРІННЯ |