Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

2005. Műszaki diagnosztika HŐSUGÁRZÁS Dr. Kiss László.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "2005. Műszaki diagnosztika HŐSUGÁRZÁS Dr. Kiss László."— Előadás másolata:

1 2005. Műszaki diagnosztika HŐSUGÁRZÁS Dr. Kiss László

2 Széchenyi István Egyetem 2 A diagnosztika definíciója Műszaki diagnosztika Bevezetés DIAGNOSZTIKA DIAGNOSZTIKA = Dyagnosis görög szó JELENTÉSE megkülönböztető felismerés, valamely folyamat elindító okának biztos felismerése

3 Széchenyi István Egyetem 3 A diagnosztika definíciója Műszaki diagnosztika Bevezetés Definíció: A műszaki diagnosztika műszeres méréstechnikai vizsgálatok összessége, amellyel az adott szerkezet műszaki állapota, annak lényeges megbontása nélkül feltárható.

4 Széchenyi István Egyetem 4 A diagnosztika célja Műszaki diagnosztika Bevezetés 1. A szerkezet műszaki-üzemi állapotának értékelése [HELYZETELEMZÉS] 1.1. A jellemzők megengedett határértéken belüli megváltozásának mezőjében történő értékelés.

5 Széchenyi István Egyetem 5 Az eljárás alapja, hogy a meghibásodások – már a kezdeti stádiumban is – megnövekedett hőfejlődéssel járnak. Vonatkozik ez a villamos rendszerekre éppúgy, mint a mechanikus gépekre, berendezésekre. A villamos csatlakozók, vezetékkapcsolatok hibája a megnövekedett átmeneti ellenállás, ami helyi felmelegedést okoz. A mechanikai rendszerekben a súrlódás növekedése idézi elő a hőfejlődés fokozódását. A műszaki diagnosztika egyik segédeszköze a hősugárzás (hőmérséklet) vizsgálata.

6 Széchenyi István Egyetem 6 A hősugárzás mérésén alapuló diagnosztika nagy előnye, hogy a vizsgálat érintkezés nélkül, a berendezés normál üzeme közben történhet. Feltétel azonban, hogy a vizsgálandó rész látható legyen, azaz az általa kibocsátott sugárzás mérhető, értékelhető legyen

7 Széchenyi István Egyetem 7 Számos esetben a felület hőmérsékletét kell meghatározni. A hőmérséklet-mérés nagy gyakorlatot igényel, mert a hősugárzás és a hőmérséklet viszonyát számtalan tényező befolyásolja:  sugárzási együttható,  visszavert sugárzás,  a sugárzó és a vizsgáló berendezés közti közeg hőátbocsátása, stb.

8 Széchenyi István Egyetem 8 Termovízió A műszaki diagnosztika egyik segédeszköze a hősugárzás (hőmérséklet) vizsgálata A meghibásodások – már a kezdeti stádiumban is – megnövekedett hőfejlődéssel járnak. Vonatkozik ez a villamos rendszerekre éppúgy, mint a mechanikus gépekre, berendezésekre.

9 Széchenyi István Egyetem 9 mint például változó elektromos vagy mágneses terek, mozgó töltéshordozók, az elektronhéjak és az atommagok szerkezetében végbemenő változások hozzák létre. A testek részecskéinek hőrezgése szintén elektromágneses hullámokat gerjeszt, melyek frekvenciája, nem túl magas hőmérsékleten, a 6 GHz- 3 THz tartományba esik. Ezek a hullámok a látható fény spektrumán kívül, a vörös szín „alatt” találhatók, és ezért infravörös fénynek vagy hullámnak nevezik őket Az elektromágneses hullámokat különböző jelenségek,

10 Széchenyi István Egyetem 10 A kibocsátott elektromágneses hullámok frekvenciája a hőmérséklet növekedésével emelkedik: a melegített test először vörösen kezd izzani, majd az általa kibocsátott fény egyre fehérebb lesz, mutatván, hogy nagyobb frekvenciájú, a látható fény tartományába eső komponensek is megjelentek.

11 Széchenyi István Egyetem 11 Ezeket a rezgéseket hullámhosszúságuk alapján különféle sugaraknak - röntgensugarak, ibolyán- túli sugarak stb. – nevezték el. A hőmérséklet- mérés szempontjából legfontosabbak azok a sugarak, amelyeket a testek elnyelnek és ame- lyek elnyelésekor a sugarak által átvitt sugárzó energia ismét hőenergiává alakul át. Ilyen tulajdonságokkal elsősorban látható fénysugarak (0,4-0,7 µ-ig) és az infravörös sugarak (0,7-40 µ- ig) rendelkeznek. Magát a folyamatot hősugárzásnak, vagy emissziónak, a 0,4-0,7 µ hullámhosszúság közötti sugarakat pedig hősugaraknak nevezik Sugárzás esetén az energia elektromágneses rezgések útján terjed.

12 Széchenyi István Egyetem 12 Hősugárzás Az elektromágneses hullámok spektruma : A 0,4-40 µm hullámhosszúság közötti sugarakat hősugaraknak nevezzük.

13 Széchenyi István Egyetem 13 A hősugárzás elektromágneses hullámai - bármely más természetű hullámhoz hasonlóan – visszaverődhetnek, megtörhetnek, szóródhatnak. A sugárzó test a környezetében levő testek sugárzásának egy részét abszorbeálja, egy más részét visszaveri. Hőáramát a kibocsátott (emittált) és az elnyelt (abszorbeált) energiaáram különbségeként írhatjuk fel. Φ = Φe - Φa

14 Széchenyi István Egyetem 14 A sugárzó energia egységének azt az energiamennyiséget választották, amely egyenlő 1 Joule-val. A test által az időegység alatt kisugárzott Q energiát Joule/s-ban vagy wattban fejezik ki. A felületegység által az időegység alatt kisugárzott energiamennyiséget a test sugárzóképességének vagy emisszióképességének nevezik, s rendszerint E-vel jelölik: E=Q/F Joule/m2,s.

15 Széchenyi István Egyetem 15 Legyen a testre eső teljes sugárzó energiamennyiség Q 0. Ebből a test Q A mennyiséget elnyel, Q R visszaverődik, Q D áthalad a testen. Felírható tehát, hogy Q A + Q R + Q D = Q 0 Az egyenlőség mindkét oldalát Q 0 -val osztva: A+R+D=1

16 Széchenyi István Egyetem 16 Az E emisszióképességen azt az energiamennyiséget értjük, amelyet a test felületegysége az időegység alatt a λ=0-tól λ=∞-ig terjedő minden hullámhosszon kisugároz. Ezen az energiamennyiségen kívül igen fontos azonban azt is ismerni, hogy különböző hőmérsékleteken hogyan oszlik meg a kisugárzott energia az egyes hullámhosszúságok függvényében, vagyis fontos az

17 Széchenyi István Egyetem 17 Az összefüggésben λ a hullámhosszúság, T a test abszolút hőmérséklete, c1, c2 állandó

18 Széchenyi István Egyetem 18 Planck- törvény A Planck-törvény grafikusan

19 Széchenyi István Egyetem 19 Wien- törvény A Wien-törvény a Planck-törvény egyszerűsítése. Azok a hullámhosszak, amelyeknél a kisugárzott energia: E 0 maximális értéket ér el, növekvő hőmérséklettel egyre kisebb hullámhosszak: λ értékek felé tolódnak el. vagyis az intenzitás-maximumokhoz tartozó hullámhosszak és a megfelelő abszolút hőmérsékletek szorzata állandó.

20 Széchenyi István Egyetem 20 Az abszolút fekete test 1 m 2 felülete által óránként kisugárzott teljes energiamennyiség értéke: Az integrálás eredményeként kapjuk, hogy:

21 Széchenyi István Egyetem 21 Stefan- Boltzmann -törvény A törvény értelmében a sugárzás energiája arányos a sugárzó test abszolút hőmérsékletének negyedik hatványával. A Stefan-Boltzmann-törvény szürke testekre: A σ sugárzási együttható értéke mindig kisebb a fekete testénél. Értéke 0-4,90 között változhat, azt a test minősége, felületének állapota és hőmérséklete határozza meg.

22 Széchenyi István Egyetem 22 Kirchhoff- törvény A test emisszióképessége és abszorpcióképessége (elnyelőképessége) között állapít meg összefüggést. E, A és T sugárzási jellemzőkkel bíró szürke test, valamint E 0, A 0 =1 és T 0 sugárzási jellemzőkkel rendelkező fekete test. Az emisszióképesség és abszorpcióképesség viszonya minden testnél ugyanakkora, és egyenlő az abszolút fekete test ugyanahhoz a hőmérséklethez tartozó emisszióképességével

23 Széchenyi István Egyetem 23 Lambert- törvény A Stefan-Boltzmann-törvény azt az energiamennyiséget határozza meg, amelyet a test minden irányban kisugároz. Egy dF felületelemről minden irányban, egyenlő térszög alatt kisugárzott energia arányos a felületelem normálisa és a sugárzás iránya által bezárt φ szög cosinusával :

24 Széchenyi István Egyetem 24 A hősugárzás- mérés gyakorlata A hősugárzás mérése ill. az ilyen módon történő hőmérsékletmérés pontosságát alapvetően az alábbi tényezők befolyásolják: - - a mérendő tárgyról visszaverődő (esetleg azon átbocsátott hősugarak) - - a mérendő tárgy emissziós tényezője, - - a mérendő tárgy és a mérőeszköz közötti közeg tulajdonságai - - a mérőeszköz rendszere.

25 Széchenyi István Egyetem 25 A levegő spektrális átviteli tényezője:

26 Széchenyi István Egyetem 26 AnyagHőmérséklet ºC ε Acél, fényes1000,08 Acél, oxidált2000,79 Alumínium, fényes250,022 Alumínium, fényes1000,028 Alumínium, fényes5000,60 Arany, fényes1000,02 Ezüst, fényes1000,02 Horgany, fényes3000,05 Korund1200…13000,46 Magnezit-tégla ,39…0,51 Ólom,fényes1000,05 Ólom, oxidált2000,63 Samott10000,75 Sárgaréz, fényes250,035 Sárgaréz, oxidált2000,61

27 Széchenyi István Egyetem 27 Szén, fényes250,081 Szén, fényes1000,081 Szén, fényes5000,079 Tantál, fényes15000,21 Vas, lemez, fényes1000,74 Vas, lemez, oxidált1000,74 Vas, lemez, oxidált12000,89 Vas, lemez, öntött, erősen oxidált 400,95 Vas, lemez, rozsdás250,65 Vas, lemez, kovácsolt, futtatott 250,94 Réz, fényes1000,02 Réz, oxidált2000,6 Réz, hőkezelt1000,26 Wolfram, fényes250,024

28 Széchenyi István Egyetem 28 Hőkamera mérés közben

29 Széchenyi István Egyetem 29 Transzfor- mátor hőfényképe és fényképe

30 Széchenyi István Egyetem 30 Hőfénykép hőfokelosz -lásokkal és adattáblá- zattal


Letölteni ppt "2005. Műszaki diagnosztika HŐSUGÁRZÁS Dr. Kiss László."

Hasonló előadás


Google Hirdetések