ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Измерение распределения температуры потока в вязком подслое турбулентного пограничного слоя из "Турбулентный пограничный слой" Измерение температуры торможения Tq газового потока в непосредственной близости от обтекаемой стенки является одной из наиболее сложных задач экспериментальной аэродинамики. В практических измерениях температуры потока вдали от стенки широкое распространение получили термопарные измерители температуры торможения. Чувствительный элемент термопары (спай) в стационарных условиях его обтекания показывает равновесную температуру — результат баланса между теплом, подводимым к спаю от потока газа, и теплом, теряемым спаем в окружающую среду за счет теплопроводности и излучения. Общую погрешность измерения можно выразить как разность между адиабатической температурой торможения Tq потока и равновесной температурой Тизм, измеряемой спаем. [c.282] Здесь ATi, АТг и АТз — соответственно погрешности, обусловленные недо-восстановлением скоростной составляющей температуры, потерями тепла от спая за счет теплопроводности конструктивных элементов термопары и из-за теплообмена излучением. [c.282] Точная количественная оценка потерь тепла от спая термопары расчетным путем невозможна, так как эти потери зависят от многих факторов, большая часть которых не поддается строгому учету. Поэтому вместо учета тепловых потерь обычно идут по пути максимально возможного их устранения. [c.282] Наибольшее практическое применение получила конструкция термопары, в которой с целью уменьшения потерь тепла сферический спай помещается в специальной камере торможения [4.61] и обтекается струей газа с относительно небольшой скоростью потока, что приводит к существенному уменьшению погрешности ATi. Однако значительные трудности связаны с уменьшением погрешностей АТг и АТ3. [c.282] Уравнение (4.72) выражает баланс между конвективным подводом тепла к спаю (I) и отводом тепла от спая посредством теплопроводности (II) и излучения (III). [c.283] Здесь Т , — температура проводов термопары на расстоянии Ь от спая 51 и 2 — площадь соответственно поверхности спая термопары и сечения двух проводов термопары А = (А1 + А2)/2 — средний коэффициент теплопроводности проводов термопары а — коэффициент конвективной теплоотдачи от газа к спаю аг = С12[(Тизм/Ю0) — (Тс/100) ]/(Тизм - Тс) — коэффициент лучистого теплообмена между спаем и окружающей средой с температурой Тс С]2 — эффективный коэффициент излучения. [c.283] В соответствии с (4.73) погрешность, обусловленная теплопроводностью, тем меньше, чем больше значение критерия В1 = а Ь/Х. При этом увеличение к приводит одновременно и к уменьшению погрешности за счет излучения. [c.283] НОГО сферического спая к проточному цилиндрическому резко увеличивается отношение 51/52 и, следовательно, погрешность измерения, обусловленная теплопроводностью конструкции термоприемника, снижается. [c.283] Конструкция микротермопары, предназначенной для измерения температуры потока в вязком подслое, выбирается из условия обеспечения не только малых размеров ее чувствительного элемента, позволяющего измерять То в непосредственной близости от обтекаемой стенки, но и минимальных погрешностей измерения, что достигается за счет резкой интенсификации подвода тепла к спаю микротермопары и, следовательно, уменьшения относительных потерь тепла от спая. [c.284] 75) следует, что уменьшение диаметра проводов термопары, которое приводит к увеличению аконв, является эффективным средством снижения погрешности измерения, так как это приводит к уменьшению относительных потерь как за счет теплопроводности, так и за счет излучения. [c.284] Типичное распределение температуры потока в области вязкого подслоя турбулентного пограничного слоя, измеренное с помощью микротермопары, приведено на рис. 4.506. О достоверности измеренного распределения температуры можно судить по согласованию значений температуры газа, измеренной микротермопарой в пограничном слое в непосредственной близости от стенки, и температуры самой стенки, измеренной с помощью пленочного термометра сопротивления, установленного заподлицо со стенкой. [c.285] Вернуться к основной статье