Для управления сложными динамическими объектами используются методы и технологии искусственного интеллекта как средства борьбы с неопределенностью внешней среды

Влияние лучеиспускания

При измерениях в газовых средах часто вблизи термопреобразователя находятся поверхности, температура которых заметно отличается от температуры преобразователя. В этом случае между этими поверхностями и термометром происходит лучистый теплообмен, описываемый законом Стефана-Больцмана. Если температура окружающих поверхностей выше температуры термометра, то термометр получит путем лучеиспускания дополнительное количество тепла и тепловое равновесие будет поддерживаться на более высоком уровне.
Наличие лучеиспускания всегда вносит погрешность в измерения температур, но устранить его полностью зачастую оказывается сложно.
Рассмотрим влияние лучеиспускания на термометр, погруженный в трубопровод (рис.4.2.). Считая, что тепловое равновесие установилось, обозначим:
t_ср – температура среды в трубопроводе, °С;
t_т – температура термометра, °С;
t_{ст –} температура стенки трубы, °С;
Соответствующие абсолютные температуры (t+273,15) обозначим через Т_ср; Т_т; Т_ст (⁰К).


,

где a₁, – коэффициент теплоотдачи от среды к термометру, ккал/м²*час*град;

С₁ – константа лучеиспускания для материала чехла термометра, ккал/м²*ч*град⁴.

Влияние скорости потока

В неподвижной среде недостаточный теплообмен среды с термометром может быть источником погрешностей измерения. Наличие интенсивного омывания чувствительной части термометра потоком способствует правильному измерению. Можно в среднем считать, что для умеренных скоростей (примерно до 70 м/сек)

где а – коэффициент теплоотдачи от среды к чехлу термометра ккал/м²*ч*град;

к – коэффициент пропорциональности;
V – скорость среды, м/сек.
Следовательно, увеличение скорости среды, например, вдвое повысит коэффициент теплоотдачи а на , т.е. на 41 %
Обозначим дополнительно: Q – отвод тепла от термометра во внешнюю среду, ккал/сек;
k₁ – коэффициент пропорциональности; F – поверхность термометра, погруженная в среду, м²;
t_c – температура среды, °С;
t – температура термометра, °С.
В установившемся состоянии .
В настоящее время в технике все чаще применяются очень большие скорости потоков, приближающиеся к скорости звука в среде и превосходящие ее. В этих случаях начинает появляться нежелательное влияний скорости потока. Ударяясь о поверхность термоприемника, часть потока тормозится, и ее кинетическая энергия переходит в тепло, увеличивающее температуру теплоприемника т.е. создается состояние, когда t>t|_c.
Эта разность температур выражается:


,

где g – ускорение земного тяготения, м/сек²; I – механический эквивалент тепла (426,4 кг/*м/ккал); с_р – теплоемкость среды; r – коэффициент пропорциональности.