Введение 4
1 Основные параметры датчиков температуры 6
1.1 Методы измерения температуры воздуха 6
1.2 Основные параметры, описывающие тепловую инерцию
термометра 6
2 Постановка экспериментов для определения коэффициента
конвективного теплообмена термометра с окружающей средой.. 10
2.1 Калибровка аэродинамической трубы 10
2.2 Определение коэффициента конвективного теплообмена для
ртутного термометра с шарообразным резервуаром 12
2.3 Определение коэффициента конвективного теплообмена для
ртутного термометра с цилиндрическим резервуаром 24
2.4 Определение коэффициента конвективного теплообмена для
биметаллической пластины термографа 34
2.4.1 Калибровка воздуходувки 37
2.4.2 Определение коэффициента инерции и коэффициента
конвективного теплообмена 39
3 Определение скорости восприятия температуры среды
термометрами различных видов 48
3.1 Эксперименты с шарообразным датчиком ртутного термометра. 48
3.2 Эксперименты с цилиндрическим датчиком ртутного
термометра 50
3.3 Эксперименты с биметаллическим датчиком термографа 55
4 Определение коэффициента инерции датчика плоской
биметаллической пластины термографа с обдувом одинаковой скоростью ветра при разных углах обдува 63
4.1 Описание лабораторной установки 63
4.2 Описание постановки эксперимента 64
4.3 Применение числа Рейнольдса для определения характера
воздушного потока 66
Заключение 71
Список используемых источников
Температура (от лат. temperatura — надлежащее смешение, нормальное состояние) -физическая величина, характеризующая термодинамическую систему и количественно выражающая интуитивное понятие о различной степени нагретости тел. Каждый день люди сталкиваются с этим понятием в течение долгого времени. Для метеорологии измерение температуры является основополагающим фактором и точность этих измерений должна быть высока. Для этого необходимо соблюдать правила измерения температуры- это быстрота, аккуратность, и своевременность.
Одним из важнейших критериев работы термометров является инерция датчика. Датчики с малой тепловой инерцией способны измерять температуру, которая быстро изменяется. Легко понять, что чем выше требования к точности измерения температуры, тем выше требования к инерции датчика. Малоинерционные датчики способны измерять кратковременные быстрые флуктуации температуры.
При измерении температуры чрезвычайно важным аспектом является тепловая инерция. Это свойство термометра воспринимать температуру окружающей среды с задержкой во времени. Оно характеризуется коэффициентом тепловой инерции термометров, который численно равен времени, в течении которого разность температур уменьшается в e раз.
Коэффициент тепловой инерции термометра зависит от интенсивности конвективного теплообмена между датчиком и средой.
Целью моей работы было определение коэффициента тепловой инерции и коэффициента конвективного теплообмена у различных датчиков, в частности более подробное исследование параметров теплообмена биметаллической пластины термографа.
1. Формула (2.11) для расчета теоретического коэффициента
теплообмена атеор выполняется достаточно удовлетворительно для ртутных термометров ТМ4 - 1 и ТЛ - 4 (с шарообразным и цилиндрическим
резервуарами).
2. Установлена зависимость коэффициента теплообмена а от скорости ветра для шарообразного датчика термометра ТМ4 - 1:
а = 19.0+28.5 ■ V0 6
для цилиндрического термометра ТЛ - 4:
а = 24.49+30.67-И0-7
и для биметаллической пластины термографа:
а = 11.28+23.38-И°-в
3. Опытным путем установлено, что классическая формула зависимости падения температуры от времени (формула 3.1), опубликованная ранее в литературе, не выполняется для биметаллической пластины термографа.
Для термографа формулу (3.1) следует изменить на формулу (3.17), так как после проделанных экспериментов выяснилось, что нужно добавить степень Р— 0.6.
4. В заключение можно сделать вывод, что с увеличением угла, увеличивается коэффициент конвективного теплообмена a(V), а X - коэффициент тепловой инерции датчика, в свою очередь, уменьшается.
