Cтраница 4
Описанные выше фотоэлектрические пирометры отечественного производства начинают внедряться в различные отрасли нашей промышленности. Однако опыт применения этих приборов а различных условиях еще недостаточен для проведения исчерпывающего анализа возможных источников и величин погрешностей измерения температуры фотоэлектрическими пирометрами. При оценке величины и надежности поправки к показаниям прибора второго типа при определениях истинной температуры можно предположить, что они должны быть близки к погрешностям измерения температуры оптическими пирометрами. При этом инструментальные погрешности фотоэлектрических пирометров по сравнению с визуальными должны достигать большей величины вследствие сложной конструкции приборов. [46]
Для одного и того же тела коэфициент черноты е т меняется как ic длиной волны X, в которой осуществляется измерение, так и с температурой Т самого тела. Кроме того, величина коэфи-циента черноты е г сильно зависит от характера поверхности данного тела. Увеличение шероховатости поверхности тела приводит к возрастанию степени черноты. Различная степень окисления поверхности металла приводит к изменению ex г. Поэтому, строго говоря, для повышения надежности определения истинной температуры нечерного тела следовало бы одновременно с измерением его яркоетной температуры проводить и измерение его коэфициента черноты. Однако определение коэфициента черноты тела1 не так просто, и поэтому приходится ориентироваться на коэфициенты черноты тел, установленные для некоторых наиболее распространенных состояний их поверхности. [47]
Следует отметить, что в большинстве случаев мы получаем не истинное значение коэффициента тепло - и массообмена, а условное, величина которого определяется принятой методикой обработки опытов. Такое обстоятельство объясняется тем, что в опытах, как правило, замеряют не температуру поверхности тела, а среднюю температуру частиц. Отсюда получаются заниженные значения коэффициентов теплообмена. При углублении зоны испарения определение истинной температуры поверхности теплообмена вызывает дополнительные трудности. Вероятно, по этой причине для установок с кипящим слоем получаются заниженные условные значения коэффициента теплообмена, несмотря на интенсивные гидродинамические режимы процесса. [48]
Истинная ситуация, как уже было отмечено в § 16, несравненно сложнее. Свойства плазмы резко меняются но сечению прибора, будь то система, через котирую пропускается импульсный разряд, будь то открытая или замкнутая магнитная ловушка. Параметры плазмы оказываются быстро меняющимися функ-циями времени. Далее, как мы знаем, в горячей плазме нередко появляется оторванная группа электронов; их энергия во много раз больше средней энергии основной массы электронов плазмы, для характеристики которых мы пытаемся вводить привычный параметр - электронную температуру. В ряде случаев оторванная группа сверхтепловых частиц присутствует и среди тяжелых частиц плазмы. Наконец, в горячей плазме легко возникают макроскопические потоки частиц с турбулентным течением. Скорость турбулентных потоков сравнима с тепловой скоростью тяжелых частиц. В результате возникает трудная экспериментальная задача разделения движении обоих типов и определения истинной температуры ионов. [49]
В последние годы возник большой интерес к методам измерения, в которых используется избыточная информация, содержащаяся в спектре излучения нагретых тел. Принцип новых методов основан на утверждении, что если излучательная способность материала пропорциональна длине волны в степени п, то температура может быть получена из относительных измерений спектральной яркости при п 2 длинах волн. Для л 0 мы имеем случай двухцветного пирометра или пирометра отношения, в котором излучательная способность не зависит от длины волны. Если п и излучательная способность с длиной волны меняется линейно, требуется три длины волны. Проблема с двухцветным пирометром, как было показано, состоит в том, что для равенства излучательной способности при двух длинах волн на практике длины волн должны быть расположены рядом. С другой стороны, легко показать, что чувствительность при увеличении расстояния между длинами волн увеличивается. Подобный анализ для трехцветного пирометра показывает, что даже небольшие отличия от предполагаемого линейного соотношения между излучательной способностью и длиной волны могут приводить к большим погрешностям. Свет [81], однако, отметил, что при использовании современных компьютеров метод определения истинной температуры из измерений при т длинах волн на основе предположения, что излучательная способность является функцией n - й степени от длины волны и mn, имеет ряд преимуществ. Они состоят в том, что избыточная информация, содержащаяся в [ т - ( п 2) ] измерениях, должна компенсировать недостаток точности в измерениях относительной яркости при т длинах волн. Трудности достижения высокой точности были показаны в работе Коатса [26], где был сделан вывод, что ни один из этих методов, по-видимому, не приводит к большей точности определения Т, чем точность, достигаемая пирометром на одной длине волны с использованием известной величины излучательной способности. [50]