ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Универсальный метод определения константы термической инерции термометров и пирометров Постановка вопроса. Отставание термометра и его термическая инерция из "Регулярный тепловой режим " По указанной выше схеме был произведен ряд опытов с металлическими поверхкостями, которые в одних случаях подвергались особой обработке, tanpnMep полировке, в других же случаях служили основой для нанесения какого-либо лака или краски. Всего было исследовано десять различных состояний поверхности. Этих опытов, конечно, достаточно для проверки практической пригодности предложенной ками методики. Результаты приведены в табл. 22. [c.207] Сопоставление данных, полученных посредством разработанного нами метода, с результатами иных методов, к сожалению, затруднительно, так как точные спецификации на обработку поверхностей или на краску отсутствуют [26]. В табл. 23 приводим некоторые цифры (всюду указана степень черноты а). [c.208] Из этой таблицы видно, что псе цифры достаточно близко сходятся друг с другом (следует учесть, что они относятся к техническим поверхностям и поэтому отсутствует гарантия в совершенной одинаковости покрытий). [c.209] Это число меньше других значений а, , получаемых нами для тел иной формы и в камерах других размеров (и другой формы) следовательно, нагна цель, поставленная нами в начале (см. конец 1), а именно, добиться всемерного уменьшения к, достигнута выбор камеры и выбор формы (обтекаемой) и размеров калориметров сделан удачно. [c.209] Цифра 2,08 хорошо согласуется с результатами аналогичных опытов наших втечественных теплотехников по теплоотдаче труб и плит в условиях естественной конвекции [27], а также с данными французских исследователей немецкие данные по большей части несколько выше. [c.209] На величину С влияет толщина покрытия мы не приводим здесь цифровых данных, относящихся к различным толщинам одного и того же покрытия, так как они не имеют устойчивого характера, а даем то значение С, при котором толщина покрытия настолько велика, что вся радиация, проникшая в толщу покрытия, им целиком поглощается, не дойдя до металлической поверхности (отсюда и указание покрыта в 4 слоя ). [c.209] Если основной прием обработки металлической поверхности один и тот же, например полировка, то даже незначительные различия в обработке заметно отражаются на лучеиспускательной способности С. [c.209] Это ВИДНО ИЗ пп. 7 И 8 табл. 22 если никелированную поверхность полировать крокусом, получаем С= 0,87 полировка той же поверхности венской известью дает С = 0,39. То же заключение вытекает из взаимного сравнения цифр, данных в пп. 9, 10, 11. [c.210] Так как С оказывается довольно чувствительным к малым изменениям состояния поверхности, то, быть может, это обстоятельство позволит использовать С для контроля качества обработки металлических поверхностей или их загрязненности. [c.210] Рассматриваемый вопрос имеет большое значение для метрологии, поверочного дела, экспериментальной физики и для измерений на производстве. Поэтому уже с самого возникновения точной термометрии он привлекал к себе внимание и послужил предметом довольно многочисленных исследований, которые, как будет видно ниже, еще и в настоящее время нельзя считать законченными. Здесь будут сообщены некоторые результаты нап1их исследований, основанных на теории регулярного режима. [c.211] Отставание термометра слагается из двух явлений во-первых термоприемник переходит от своего прежнего теплового состояния к новому, соответствующему температуре данного момента -и, с некоторым запозданием это явление назовем тепловой, или термической, инерцией прибора во-вторых, тепловой импульс, полученный термоприемником от среды Е, передается на указатель и шкалу прибора, в свою очередь, не мгновенно, а с запаздыванием, присущим передаточному механизму и обусловленным его особенностями. Это явление не получило особого названия будем его называть механической инерцией прибора. Наблюдаемое отставание является результатом совместного действия этих обоих видов инерции . [c.211] В огромном большинстве задач, встречающихся на практике, механическая инерция особенного значения не имеет и ее вредное действие устраняется тщательным изготовлением передаточной и измерительной частей прибора. В качестве примеров приведем хорошо известное термометристам явление мертвого хода в жидкостных стеклянных термометрах [28], в частности скачкообразное движение мениска в ртутно-стеклянных термометрах. [c.211] Правда, в некоторых случаях измерения температуры механическая инерция играет центральную роль, например, когда применяется термоэлектрический метод (термопара) для измерения температуры в какой-либо точке закаливаемого металлического изделия малых размеров (порядка нескольких сантиметров) в этом примере термическая инерция ничтожна, ко механическая инерция гальванометра, даже наиболее чувствительного, слишком велика, ибо падение температуры происходит чрезвычайно быстро приходится применять струнный гальванометр (см. гл. X 2) или осциллограф. [c.212] На основании сказанного выше мы ограничим нашу задачу рассмотрением только термической инерции. Прежде чем к ней перейти, изложим общепринятый критерий величины отставания. Он основан на упрощенном математическом истолковании явления, а именно, что изменение исправленного на инструментальную погрешность показания прибора 30 за бесконечно малый промежуток времени Зт прямо пропорцконально этому промежутку и разности температур О и окружающей среды t, т. е. [c.212] Здесь Oq — показание термометра в начальный момент времени Tq, т. е. в момент погружения термоприемника прибора в среду Е. [c.212] Явление, интерпретацией которого являются формулы (13.1) и (13.3), состоит в простом охлаждении (если Qq t) или нагревании (если Од t) термометра, и оно-то положено в основу опытного определения константы отставания. Обычно опыт ведут таким образом, что замечают моменты времени и соответствующие им показания термометра О, причем измеряют постоянную температуру t среды, в которую введен термометр. [c.213] Эта линия должна быть прямой, если верно предположение о постоянстве числа k. Из формулы (13.4) видно, что котангенс угла, составляемого этой прямой с осью абсцисс — осью времен, и есть искомая константа отставания. И, действительно, опыт показывает, что в большинстве случаев отклонение графика от прямой настолько незначительно, что отклонение это скорее следует приписать несовершенству постановки опыта, чем относить к неправильности исходной предпосылки, которая приводит к уравнению (13.4). [c.213] Почти все авторы, занимавшиеся вопросами отставания термометров, довольствовались построением прямых (13.4) в различных условиях и разбором полученных данных, не вникая более глубоко в суть дела [31J. Исключение представляет исследование Мак-Леода [32], появившееся более 20 лет тому назад, где автор применил аналитическою теорию теплопроводности полученные им сложные формулы мало пригодны для практических приложений, кроме того, они относятся линп/ к ограниченному классу приборов. Наконец, нами была предпринята попытка несколько глубже рассмотреть вопрос и систематизировать те факторы, от которых зависит отставание термометра [33]. [c.213] Вернуться к основной статье