Построение регрессионной зависимости температуры горения в камере ЖРД
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
°ллоне находится под давлением не более 15*106 Па.
После того как открываются запорные краны, расположенные на баллонах, газообразные компоненты поступают на редукторы, понижающие давление подачи пропана и воздуха до очень небольших значений, превышающих атмосферное давление.
На пути дальнейшего движения компонентов поставлены краны, допускающие тонкую регулировку расходов.
Расходы измеряются посредством расходных шайб, установленных в магистралях горючего и окислителя. К расходным шайбам подключены U-образные водяные манометры, измеряющие разность давлений и по тарировочным графикам определяется массовый расход каждого компонента.
Пропан и воздух подаются в специальную горелку, которая обеспечивает достаточную полноту сгорания смеси и стабильность факела. Горелка заключена в высокий стакан из жаропрочного молибденового стекла. Стакан необходим, чтобы исключить попадание в зону горения неконтролируемых количеств окружающего воздуха; прозрачность стакана дает возможность наблюдать форму и яркость пламени и измерять его температуру оптическим способом.
Температура горения оценивается по методу обращения спектральных линий. Для этого используется монохроматор, на призму которого направляется излучение пламени и излучение нагретой вольфрамовой ленты от специальной лампы накаливания, имитирующей излучение абсолютно черного тела. Так как объектив монохроматора, факел пламени и лампа накаливания расположены на одной оптической оси, через окуляр монохроматора можно наблюдать линейчатый спектр излучения пламени на фоне непрерывного спектра излучения нагретой поверхности. Яркость линий спектра изменяется с изменением температуры горения. Яркость непрерывного спектра изменяется с температурой вольфрамовой ленты Тл и может, следовательно, управляться током накала Iнак [2].
В зону горения помещается незначительное количество поваренной соли (NaCl), и в спектре пламени появляется желтая линия излучения атомов натрия, которая дает различимое глазом свечение, начиная с температур порядка 1100-1200 К. Когда температура поверхности Тл, управляемая током накала Iнак, становится равной температуре паров натрия, т.е. температуре пламени Тк, желтая линия исчезает из поля зрения, сливаясь с желтым фоном непрерывного спектра.
5.2 Система измерений
Измерительный параметрТип датчикаДиапазон измеренийПогрешность (класс точности)Перепад давления (пропан и воздух),ПаГидравлический манометр33мм0.5%Температура горения, ТкПирометр с исчезающей нитью3000 К0.5%Давление в баллонеМеханический манометр14*105 Па0.5%
5.3 Порядок проведения испытаний
5.3.1 Тарировка излучателя непрерывного спектра
Включают цепь накала лампы; с помощью реостата ток накала плавно увеличивается до появления видимого красного свечения поверхности ленты. Записывается величина тока Iнак.
Оптический пирометр, закрепленный на шарнирной подвеске, нацеливают на середину ленты, после чего производится первое измерение и запись в протокол эксперимента температуры ленты Тл.
Ток накала увеличивают; снова производится измерение температуры ленты.
5.3.2 Измерение температуры горения Тк
Открывают запорные краны на баллонах пропана и воздуха.
Кранами тонкой регулировки расходов устанавливают следующие перепады давлений в U-образных манометрах:
на шайбе окислителя ?ршо ?10 мм.вод.ст.
на шайбе горючего ?ршг?20-25 мм.вод.ст.
Снимают стеклянный стакан с горелки. Смесь поджигают и стакан устанавливают на место.
В окуляр монохроматора наблюдают слабосветящуюся спектральную линию желтого света. Увеличивая расход пропана, наблюдают сначала усиление яркости этой линии, а затем при дальнейшем увеличении расхода пропана, ее ослабевание и полное исчезновение. При этом яркость факела пламени также сначала нарастает, а затем начинает убывать.
Снова уменьшая расход пропана до исходного значения(?ршг?20-25 мм.вод.ст.), наблюдаем обратную картину изменения яркости линии натрия.
Включаем лампу накаливания и наблюдают непрерывный спектр лампы, и на фоне желтого его участка - желтую линию излучения натрия. Варьируя током накала, добиваются исчезновения линии натрия на фоне непрерывного спектра. Это соответствует моменту Тл=Тк. В протокол опыта записывают величины Iнак, ?ршо, ?ршг.
Последовательно увеличивая расход пропана, повторяют описанную выше операцию 8 раз (в соответствии с матрицей планирования) до тех пор, пока пламя снова не потускнеет, а линия излучения натрия в спектре не утратит своей яркости.
6. Результаты испытаний
Результаты измерений записаны в таблице:
Nn?кодТк, КТкср,КD(Т),К212+1.3199419842004197426_0.720352015800319953501226222567212250K17-0.50.852206K28+0.51.152151
Расчет дисперсий D(Т):
D(Т)1=?( Ткср1- Ткij)2=(1984-1994)2+(1984-1974)2=200 К2
D(Т)2=(2015-2035)2+(2015-1995)2=800 К2
D(Т)3=(2256-2262)2+(2256-2250)2=72 К2
7. Статистическая обработка результатов испытаний
7.1 Проверка на воспроизводимость и стационарность
Подобная проверка особенно необходима при большой длительности испытаний, когда возможно возникновение существенных изменений условий проведения испытаний.
Воспроизводимость - независимость выходного параметра от времени изготовления изделия и времени испытаний. Проверка на воспроизводимость осуществляется с помощью F-критерия, то есть критерия Фишера [1].
Расчетное значение критерия Фишера:
Fэксп= D(Т) max/ D(Т) min=800/72=11.1
<