центр спая датчика (расстояние между парами точек
4
и
2
,
1
и
3
по оси
у
составляет
0
,
3
∙
10
−
3
м),
Т
5
— температура в центре спая в случае,
если продольная ось термопары смещена вверх относительно оси па-
за на расстояние
0
,
5
∙
10
−
4
м. Выбор места расположения контрольных
точек связан с различными задачами исследования. Если, например,
требуется определить истинную температуру в месте установки спая
термопары, то целесообразно сравнить температуры в точках
3
и
2
.
Если в условиях эксперимента требуется контролировать температу-
ру на поверхности образца по показаниям термопары, спай которой
установлен на некоторой глубине от нее, то удобно сопоставлять тем-
пературы в точках
1
и
2
и т.д.
Трехмерная нестационарная задача теплопроводности решалась
с помощью метода конечных элементов (МКЭ), реализованного в
программном пакете Nastran. Для моделирования системы “образец–
датчик” использованы КЭ в форме тетраэдров. Выбор КЭ такой формы
обусловлен достаточной точностью моделирования с их помощью тер-
моэлектродов и спая термопары и более высокой устойчивостью при
расчете по сравнению с КЭ в виде параллелепипеда.
Образец нагревается постоянным по величине лучистым тепловым
потоком, диапазон изменения плотности которого составляет от 50 до
250 кВт/м
2
. В процессе нагрева происходит естественное охлаждение
объекта испытаний в силу собственного излучения (
q
соб.изл
) нагревае-
мой поверхности. Формирование температурного состояния образца
происходит под воздействием результирующего потока
q
рез
(рис. 3),
представляющего собой разность поглощенного и излученного пото-
ков:
q
рез
(
T
) =
А
q
пад
−
εσT
4
1
=
q
погл
−
q
соб.изл
(
T
)
.
Рис. 3. Зависимость результирующего потока от времени для различных значе-
ний падающего теплового потока в точке
1
54 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2006. № 3
