МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«ПОЛОЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ И ТЕМПЕРАТУР В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПИРОМЕТРА МОДЕЛИ “OPtris LS”

Методические указания

к учебно-исследовательской лабораторной работе

по дисциплинам

«Теория резания», «Тепловые процессы в технологических системах»

для студентов специальностей 1-360101, 1-360103

Новополоцк 2013

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

«Полоцкий государственный университет»

Экспериментальное определение

тепловых потоков и температур в технологических системах

с использованием пирометра модели “Оptris Ls”

Методические указания

к учебно-исследовательской лабораторной работе

по дисциплинам

«Теория резания», «Тепловые процессы в технологических системах»

для студентов специальностей 1-360101, 1-360103

Новополоцк 2013

УДК 621.9.048+620.178.152.341 (075.8)

ББК 34.5-5я73

Одобрены и рекомендованы к изданию методической комиссией машиностроительного факультета в качестве методических указаний

Кафедра «Технология и оборудование машиностроительного производства»

Составители:

Н.Н. Попок, д-р техн. наук, профессор

А.В.Сидикевич, ассистент

Рецензенты:

В.И. Абрамов, канд. техн. наук, доцент;

А.М. Долгих, канд. техн. наук, доцент

2

© Попок Н.Н., Сидикевич А.В. 2013

© УО «ПГУ», 2013

СОДЕРЖАНИЕ

c.

1.	ЦЕЛЬ И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ	4
2.	ОБЩИЕ сведения	4
3.	РАБОТА С ПИРОМЕТРОМ “OPTRIS LS”	19
4.	ЗАДАНИЕ	29
5.	Структура отчета	29
	СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ	30
	Приложение А Свойства различных типов термопары.	31
	ПРИЛОЖЕНИЕ Б Коэффициенты излучения для различных материалов	32
	Приложение В Схемы измерения технологической системы пирометром “OPtris LS”	35
	Приложение Г Протокол экспериментального определения тепловых потоков и температур в технологических системах	36

3

1. Цель и порядок выполнения работы

Целью работы является изучение тепловых процессов в технологических системах с использованием пирометра модели “Оptris LS”

Рекомендуется выполнять работу в следующем порядке:

1. Ознакомится с методами определения температуры в технологических системах.

2. Изучить схему протекания теплового процесса в заданной технологической системе.

3. Подготовить для эксперимента заданную технологическую систему.

4. Выбрать метод изучения теплового процесса и подготовить пирометр модели “Оptris LS” для измерения теплового процесса

5. Провести эксперимент в заданной технологической системе в соответствии с предварительно выбранными режимами обработки.

6. Произвести оценку измеренных тепловых процессов.

7. Заполнить протокол исследования и составить отчет по работе.

2. Общие сведения

2.1Классификация методов экспериментального определения тепловых потоков и температур в технологических системах [1]

Исследование тепловых процессов в технологических системах тесно связано с проведением экспериментов по измерению температур на различных участках инструмента, заготовки или оборудования, а также с определением мощности и плотности тепловых потоков. Такие эксперименты необходимы, с одной сто­роны, для решения тех или иных задач опытным путем, а с дру­гой -для проверки правильности и корректирования результа­тов теоретических построений, предназначенных для определе­ния расчетным путем температур или характеристик источников и стоков теплоты. [1]

При изучении тепловых процессов в технологических системах в процессе эксперимента (рис. 2.1):

1. определяют мощность источников тепловыделения, законы распределения плотности тепловых по­токов или общее количество теплоты;

2. измеряют локальную температуру, т.е. температуру на небольшом участке твердого тела (условно в точке);

3. определяют среднюю температуру на поверхности твердого тела, в ом числе, и на участках, где проис­ходит его соприкосновение с другими телами или жидкостью;

4. изучают закон распределения температур на той или иной части поверхности твердого тела, в том числе и на контактных площад­ках;

5. определяют температурное поле внутри твердого тела.

Рисунок 2.1 Классификация методов экспериментального исследования тепловых потоков и температур в технологических системах

Методы теплофизических измерений зависят от цели, поставленной перед экспериментом. Все методы измерения температуры можно раз­делить на две большие группы: контактные и бесконтактные. К первой группе относятся методы и устройства, в которых между датчиком температуры и объектом измерения имеется непосред­ственный контакт. Вторая группа содержит методы, при которых датчики измерительных устройств находятся на некотором удале­нии от объекта, температура которого подлежит определению. Контактные методы измерения, в свою очередь, могут быть разде­лены на три группы в соответствии с основными особенностями устройств, с помощью которых их осуществляют: термометры, термопары, термоиндикаторы. Бесконтактные измерения, ис­пользуемые в технологической практике, осуществляют либо с помощью радиационных устройств, в основе которых лежит регистрация инфракрасного излучения нагретых тел, либо с по­мощью других устройств, использующих оптические, акустиче­ские или пневматические датчики.