Измерения расстояний

Приведенные выше соотношения применяются для нахождения тепловых потоков и при исследованиях теплового излучения и процессов теплообмена в тепло-обменных аппаратах. Применительно к другим специальным задачам существует целый ряд различных методов определения тепловых потоков. Так, методы определения тепловых потоков для процессов сварки и обжига материалов в струе высокотемпературного газа приводятся в [Л. 1-4], Для измерения распределения плотности теплового потока при истечении плазмы или газа из сопла предлагается специальный микрокалориметр [Л. 1-5]. Для измерения лучистых потоков в топках 10

ператур до 1000—1500° С, При этом необходимо иметь в виду, что указанные поправки получены для случая, когда теплообмен опытного образца с окружающим пространством осуществлялся путем теплопроводности. Физические свойства образце принимаются не зависящими от температуры, следовательно, перепады температур в образце не должны быть значительными. Поправка e.N, величина которой достигает 20--30" С, зависит от распределения температур п образце и в печи, которое, должно иметь одинаковы!" характер. Существенное значение имеет и выбор размеров образца, так как в формулу (4-26) входят длина и поперечное сечение образца. Обычно применяются образцы с диаметром 5—10 мм и длиной рабочего участка 100—150 мм. Электроды делаются несколько большего диаметра, чем образец. Они могут изготовляться как одно целое с образцом, могут делаться отдельно ~л потом привариваться к концам образца. Подвод тока к концам образца может осуществляться и с помощью скользящих зажимов (см. рис. 4-18). Эти зажимы позволяют крепить образцы разной длины. Для осуществления симметричного распределения температур в образце, а также для уменьшения тепловых потерь тэкоподводы могут снабжаться дополнительными нагревателями. Кроме того, \па концах стержня устанавливаются холодильники для отвода тепла от концов стержня Для измерения температуры на концах и в середине рабочего \ частка стержня закладываются термопары. Провода термопар могут быть также использованы для измерения разности потенциалов в точках измерения температуры. Затем боковая поверхность стержня покрывается слоем тепловой изоляции и он устанавливается в вакуумной --электрической печи. Зазор между внутренней поверхностью печи и образцом также заполняется тепловой изоляцией. Для измерения распределения температур на внутренней поверхности печи по длине се закладывается несколько термопар.

Опыты проводятся для чисел Рейнольдса в пределах от 2,4- 103 до 64- 103. Для каждого режима строятся графики распределения температуры стенки и температуры жидкого металла по длине трубы. Осредненная линия проводится по показаниям 13—20 термопар в зависимости от длины обогреваемого участка. На основной обогреваемой части температуры стенки и жидкого металла имеют линейный характер изменения. На концах обогреваемого участка температура стенки постепенно переходит к постоянным значениям, которые соответствуют температурам жидкого металла перед началом обогреваемого участка и после него. Измерения распределения температур по поперечному сечению потока показывают, что длина участка тепловой стабилизации составляет всего 2—7,7 диаметров. Местные значения коэффициентов теплоотдачи вычисляются по уравнению (5-6) для трех сечений. Тепловой поток определяется по массовому расходу натрия и изменению его температуры. Он сопоставляется с тепловым потоком, найденным по мощности, потребляемой соответствующими электрическими нагревателями, за вычетом потерь тепла в окружающую среду. Температура стенки в расчетных сечениях трубы определяется из графиков, построенных по данным опыта, с учетом поправки на перепад температуры в стенке трубы на глубине заделки горячего спая термопар. Температура натрия в соответствующих расчетных сечениях определяется по уравнению

Прибор ИРПП-1 предназначен для бесконтактного измерения распределения удельного сопротивления и времени жизни носителей заряда по поверхности полупроводниковых пластин.

Сравнение эффективности иммерсионного метода и различных бесконтактных методов дано в работе 21]. Эффект электрического поля. Акустические колебания токопроводящей поверхности изделия могут быть вызваны силами взаимодействия электрических зарядов, если эту поверхность сделать одной из пластин конденсатора. Прием акустических колебаний может быть осуществлен в результате обратного эффекта — появления переменного электрического сопротивления на обкладках конденсаторного преобразователя при изменении расстояния между обкладками, одной из которых является изделие. При напряженности электрического поля конденсатора 10? В/м произведение коэффициентов преобразования конденсаторного преобразователя на ^ три-четыре порядка меньше, чем в слу-"* чае пьезоэлектрического преобразователя. Поэтому преобразователи такого типа используют лишь для исследований, например для бесконтактного измерения распределения амплитуды колебаний поверхности в широком диапазоне частот.

С о еJJBUBURJUBLJ!LS,§ R ы. Содержание серы в форме сульфатов (SO~) в дождевой воде является одним из показателей, используемых для измерения распределения соединений серы в атмосфере. Уже ранние исследования показали, что из 360 Тг/год сульфатов, осаждающихся с дождевой водой, около трети этой массы является результатом хозяйственной деятельности человека, основная же часть сульфатов поступает в атмосферу путем эмиссии аэрозолей морских солей и от биогенных источников. Очевидно, доля серы антропогенного происхождения в атмосфере к настоящему времени заметно выросла, в связи с прогрессирующим производством тепловой энергии. Так, динамика загрязнения атмосферы в ФРГ [4] выбросами ЗСЬ характеризуется? рядом:

Измерения распределения давлений по лопаткам показывает (рис. 5), что нагрузка коротких лопаток значительно возрастает по сравнению с нагрузкой длинных лопаток, причем у коротких лопаток эпюра распределения давлений сильно деформирована, на выходе наблюдается пересечение линий давлений у конца лопатки. Характер эпюры давлений подтверждает, что короткая лопатка обтекается потоком при нерасчетных углах атаки.

83. Линовский И. М., Розанов Т. Г., Сурменко Л. А. Метод измерения распределения интенсивности излучения в фокальном пятне оптического квантового генератора. — ПТЭ, 1974, № 4, с. 159—160.

Изменения светимости поверхности 3 и измерения распределения освещенности в сечении 9 осуществляются с. помощью фотоэлемента 7, подключенного к измерительному прибору 8. При этом фотоэлемент обычно снабжается специальной насадкой и покрывается снаружи черной матовой краской (или оклеивается черным бапхатом) с целью устранения отраженных от его поверхности лучей, .которые могли бы внести искажение в исследуемое световое поле. Вне полости канала светящийся экран закрывается черной бумагой 6.

Существует много методов измерения распределения концентраций фаз в поперечном сечении потока: например, измерение электроемкости газо- или парожидкостной смеси, электрозондирование потока, зондирование потока пробоотборником [9], про-светка потока узким пучком гамма- или рентгеновских лучей [10]. Из перечисленных способов исследования наиболее перспективным является метод просвечивания двухфазной смеси гамма- или рентгеновскими лучами, так как он позволяет получить наиболее полную информацию об основных характеристиках двухфазного потока без нарушения его структуры и режима течения.

В области турбулентного течения (Ре>200) наблюдается значительное расхождение опытных данных различных авторов. Это связано в первую очередь с различными физико-химическими условиями проведения опытов. Максимальные значения теплоотдачи определяются опытными данными, полученными на основании измерения распределения температур по сечению потока [35], [91], [92], и близки к расчету по теоретическим формулам (5.20), (5.28), (5.20а), полученным при решении тепловой задачи при q = const. Нижний уровень теплоотдачи для основной части опытов отвечает полу-эмпирическим критериальным формулам [32, 38]:

Создание лазеров позволило широко применять их в различных исследованиях, для передачи информации и связи, измерения расстояний с большой точностью. Особое место занимает «лазерная технология» как группа процессов, использующих мощное излучение лазера для нагрева, плавления, испарения, сварки и резки материалов. Это направление начало развиваться с 60-х годов и в настоящее время лазер рассматривают как один из наиболее перспективных лучевых источников энергии.

*) Можно возразить, что сам этот метод измерения расстояний основан на предположении, что применима евклидова геометрия. Однако имеются другие методы определения расстояний, которые излагаются в современных книгах по астрономии.

10.7. Переменные звезды. 200-дюймовый телескоп обсерватории Маунт Паломар дает возможность различать отдельные звезды в галактиках, находящихся на расстояниях около 3-Ю25 см. Один из методов измерения расстояний этого порядка величины основан на определении периода изменения яркости переменных звезд типа Цефеид. Звезда типа Цефеид — это гравитационно неустойчивая звезда, обнаруживающая периодические пульсации, при которых ее радиус может измениться примерно на 5—10%. Температура звезды изменяется с таким же периодом, как и ее радиус, так что наблюдатель обнаруживает периодические изменения ее яркости. Были измерены периоды продолжительностью всего несколько часов. В нашей Галактике находится Цефеида с яркостью, в 2-Ю4 раза большей яркости Солнца, и периодом изменения яркости 50 сут.

Два основных положения механики: 1) ускорения тел вызываются действующими на них силами, 2) силы есть результат действия на ускоряемое тело Других тел, — как было показано, должны оставаться справедливыми во всех инерциальных системах отсчета. Поэтому следует ожидать, что наиболее простым будет переход от одной инерци-альной системы отсчета к другой, также инерциальной, т. е. движущейся по отношению к первой прямолинейно и равномерно. При переходе к неинерциальным системам отсчета оба основных положения механики не могут оставаться справедливыми и механика качественно становится иной (этим вопросам посвящена гл. XII). Но при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой, когда сохраняют свою силу два указанных основных положения механики, возникает новый вопрос, о котором мы уже упоминали. Пользуясь различными инерциальными системами отсчета, движущимися одна относительно другой прямолинейно и равномерно, мы должны в каждой из систем отсчета производить измерения расстояний при помощи линеек, а промежутков времени — при помощи часов и световых сигналов.

Чтобы иметь право в каждой из этих систем отсчета применять рассмотренные выше законы механики и вытекающие из них следствия, справедливые для той «неподвижной» системы отсчета, которой мы пользовались, мы должны в каждой системе отсчета производить измерения расстояний и промежутков времени тем же способом, каким производили их в «неподвижной» системе отсчета, т. е. в каждом случае при помощи линеек и часов, неподвижных в той системе отсчета, которой мы в данном случае пользуемся. А при переходе от результатов измерений, произведенных в одной системе отсчета, к результатам измерений в другой потребуется знать, как связаны между собой результаты измерений при помощи линеек и часов, не покоящихся, а движущихся друг относительно друга (так как одни линейки и часы покоятся в одной, а другие —в другой системе отсчета). Таким образом, при переходе от одной системы отсчета к другой возникает как раз тот вопрос о влиянии движения на показания основных измерительных инструментов, о котором упоминалось в § 7.

также оси у с у' и г с z'. Тогда в любой момент времени для координат точки А имеем: у' = у и г' = г; координаты же л;' и л; связаны соотношением х = х0 + х', где х0 — координата точки О' в системе К в рассматриваемый момент времени / (на основании сказанного выше мы можем не различать, в какой из систем координат производятся измерения расстояний и моментов времени). Но так как х0 = vt, то х = х' + + vt. Соотношения

В рассмотренном на рис.3 примере при любом способе ориентирования створа С/С'з СКО /ид/ достигает максимального значения, когда отклонения левого рельса Л/, определяются относительно лини и / - п . Она определяется формулой (11), в соответствии с которой СКО т/ измерения расстояний /, от створа CjCi до оси правого рельса должна быть 1,5 мм.

В качестве других отсчетных приспособлений отметим мерительную головку для измерения расстояний между осями рельсов .подкрановых путей (А. с. N107861 СССР, кл.426. Авт. изобр., А-А.Так-шеев. Опубл. eEMNll, 1956).

Рис. 16. Прибор И.К.Яценко для измерения расстояний между

На рис 33 показано разработанное Д.Н. Кавунцом [17] устройство, механизирующее процесс измерения расстояний между осями рельсов. Его основу составляют две вертикальные стойки /, закрепляемые на рельсах обхватами типа "ножниц", состоящих из скрещивающихся планок 2, 3 и штырей 4. Стяжка "ножниц" осуществляется тросом J, соединенным с рукояткой 9 посредством наконечника 10 и ролика //. На одной стойке закреплен конец мерной проволоки б, а другой ее конец крепят к динамометру 12 с рукояткой 13 на противоположной стойке. На этой стойке имеется шкала 14, прикрепленная хомутиками 15. Для отсчета по шкале на проволоке 6 имеется подвижный индекс 16.

Для измерения расстояний между осями рельсов на них устанавливают с крана обхваты в контрольных точках, нажимают на рукоятки 9, натягивают проволоку б вращением ручки 13 и производят отсчет по шкале 14. Отпускают рукоятки 9, при этом планки обхватов разводятся с помощью пружины. Удерживая устройство над рельсами, перемещают кран в следующие контрольные точки и действия повторяют.