SU411318A1

SU411318A1 -

Info

Publication number: SU411318A1
Application number: SU1674723A
Authority: SU
Priority date: 1971-06-28
Filing date: 1971-06-28
Publication date: 1974-01-15

Description

Изобретение относитс к измерению высоких температур газовых потоков при испытани х силовых установок летательных аппаратов . Основной погрешностью измерени высоких температур газовых потоков контактными термоприемниками вл етс погрешность вследствие теплового излучени чувствительного элемента, например рабочего спа термопары, иа окружающие более холодные стенки канала или сосуда. Величина этой погрешности может быть определена из выражени 4,9. Г/ Тг , -l ГГ г - т - где 7,. -истинна температура газового потока; Tf - температура, показываема термоприемником; 8 - коэффициент черноты чувствительного элемента термоприемника; а - коэффициент теплоотдачи от газа к чувствительному элементу; . - температура стенок, восприннмающих тепловое излучение чувствительного элемента. Известны различные способы уменьшени этой погрешности, к числу которых относ тс экранирование чувствительного элемента несколькими оболочками, увеличение интенсивности теплообмена между чувствительным элементом и газом, применение термопар из тонких проволок. Однако дл осуществлени этих способов требуетс сложна н громоздка аппаратура. Иогрешность вследствие теплоизлучени может быть исключена подогревом чувствительного элемента, расположенного в отсасывающем пирометре, где чувствительный элемент сначала подогревают электронагревателем до какой-либо температуры, затем измен ют скорость потока газа относительно чувствительного элемента. Если показани термоприемников возрастают, то из этого следует, что темнература чувствительного элемента ниже температуры газа. Если же показани термоприемника падают с увеличением расхода газа через пирометр, то температура газа ниже температуры термоприемника. Методом последовательных приближений подбирают такую величину подводимой к нагревателю энергии, при которой показани термоприемника не измен ютс с изменением расхода газа через пирометр. В этом случае температура газа равна температуре термоприемника. Такой способ измерени температуры очень трудоемкий , длительный и не позвол ет достигнуть высокой точности, так как св зан с чисто эмпирическим подбором величины энергии, иодводимой к подогревателю.The invention relates to the measurement of high temperatures of gas flows during testing of aircraft power plants. The main error in the measurement of high temperatures of gas flows by contact thermal receivers is the error due to thermal radiation from the sensing element, for example, the working thermocouple spa, and the surrounding cooler walls of the channel or vessel. The magnitude of this error can be determined from the expression 4.9. Y / Tg, -l YY y - t - where is 7 ,. - true gas flow temperature; Tf is the temperature indicated by the thermal receiver; 8 - the coefficient of blackness of the sensitive element of the thermal receiver; a is the coefficient of heat transfer from the gas to the sensitive element; . - the temperature of the walls that perceive the thermal radiation of the sensing element. Various methods are known to reduce this error, among which are shielding the sensing element by several shells, increasing the intensity of heat exchange between the sensing element and the gas, and the use of thermocouples from thin wires. However, these methods require complicated and cumbersome apparatus. Heat error due to heat radiation can be eliminated by heating the sensing element located in the suction pyrometer, where the sensing element is first heated by an electric heater to any temperature, then the gas flow rate is changed relative to the sensing element. If the readings of the thermal receivers increase, then it follows from this that the temperature of the sensitive element is lower than the gas temperature. If the readings of the thermal receiver fall with an increase in the gas flow through the pyrometer, then the gas temperature is lower than the temperature of the thermal receiver. The method of successive approximations selects the amount of energy supplied to the heater so that the readings of the thermal receiver do not change with the gas flow rate through the pyrometer. In this case, the gas temperature is equal to the temperature of the thermal receiver. This method of temperature measurement is very laborious, time consuming and does not allow achieving high accuracy, since it is associated with a purely empirical selection of the amount of energy iodoved to the preheater.

Новизна предлагаемого способа измерени температуры газового потока с применением подогрева заключаетс в определении показаний термоприемника сначала при отсутствии подогрева, а затем его же пока;The novelty of the proposed method for measuring the temperature of a gas stream with the use of heating consists in determining the readings of a thermal receiver, first with no heating, and then for the time being;

Т; у T; at

4,9s4,9s

100 у100 y

Т If -T If -

личии подогрева, а также измерений температуры стенок, воспринимающих излучение от чувствительного элемента; температура газа определ етс по формулеthe presence of heating, as well as measurements of the temperature of the walls that receive radiation from the sensitive element; gas temperature is determined by the formula

Эта формула получена из двух теплового баланса. Если пренебречь теплоотводом от чувствительного элемента, что допустимо при достаточно глубоком погружении термодатчика, в испытуемый газовый поток, то уравнение теплового баланса при отсутствии подогрева принимает вид (ж)-&) ° - где F - поверхность теплоотдачи и теплоизлучени чувствительного элемента. При наличии подогрева уравнение теплового баланса принимает вид 100 ) 100 ) в выражении (4) все величины кроме Т известны , так. Гот. измер етс с достаточной степеныо точности любыми из известных методов; величина / тока измер етс амперметром, соответствующего класса точности; величина25 и определ етс вольтметром и представл ет Предмет изо Способ измерени высоких температур газовых потоков контактпым теплоприемником с применением подогрева чувствительного элемента электрическим током, о т л и ч а ю щ и й- ЗО с тем, что, с целью повышени точности измерени , регистрируют показани чувстви+ «/(,) 0,86Ш,(3) где Ti-температура подогретого термоприемника; / - ток в иагревателе; и - падение напр жени на нагревателе. так как коэффициент теплоотдачи практически не измен етс при подогреве чувствительного элемента на дес тки градусов и больших скорост х газового потока. Реша совместно уравнени (1) и (2) относительно Гг получим следующее выражение; 71у ЛГ„у-11 //-4,9с I 100 У УЮОУ J/ (4). собой падение папр жени на чувствительном элементе; величина Е - заранее или по литературным данным; величина F - диаметром и длиной термоэлектродов до токопровод щих проводов. бретени тельного элемента до и после его подогрева, измер ют температуру стенок, воспринимающих излучение чувствительиого элемента, а значение температуры газа определ ют по формуле:This formula is derived from two heat balance. If we neglect the heat sink from the sensitive element, which is permissible if the sensor is deep enough to be immersed in the gas flow under test, the heat balance equation without heating will take the form (g) - & In the presence of heating, the heat balance equation takes the form 100) 100) in expression (4) all quantities except T are known, so. Goth. measured with a sufficient degree of accuracy by any of the known methods; the magnitude / current is measured by an ammeter of the appropriate accuracy class; value 25 and is determined by a voltmeter and represents the Subject Iso. A method for measuring high temperatures of gas flows by a contact heat sink using electric current preheating of a sensitive element, which is recorded in order to improve the measurement accuracy Sensory readings + «/ (,) 0.86Sh, (3) where Ti is the temperature of the heated thermal receiver; / is the current in the heater; and - voltage drop across the heater. Since the heat transfer coefficient remains almost unchanged when the sensitive element is heated by tens of degrees and high gas flow rates. Solving jointly Eqs. (1) and (2) with respect to Гг, we obtain the following expression; 71y ЛГ „у-11 // - 4.9s I 100 У УУОУ J / (4). a fall of a pair on a sensitive element; E value - in advance or according to literature data; F is the diameter and length of thermoelectrodes to conductive wires. The temperature of the walls, which perceive the radiation of the sensitive element, is measured before and after its heating, and the value of the gas temperature is determined by the formula: