SU800693A1 - Устройство дл определени температурыгАзА - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к температурным измерени м и может быть осуществлено при решении р да задач, св занных с измерением температур в гор чих газах и пламенах.

Известно устройство дл  измерени  температуры гор чих газов, в котором обеспечиваетс  возможность исключени  погрешности за счет термической инерции и потерь энергии на излучение путем применени  двух термоприемников с разной интенсивностью теплообмена с газом 11JНедостатком таких устройств  вл етс  то, что в них не устран етс  скоростна  погрешность от недовосстановлени  температуры термоприемника до температуры торможени  и требуетс  знать диапазон местных чисел Рейнольдса у термоприемников и направление местной скорости газа. Кроме того, использование двух термоприемников разного диаметра или двух разнотипных термоприемников (из разных материалов) накладывает дополнительные требовани  к точности определени  диаметра чувствительного элемента и к качеству его поверхности .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому  вл етс  устройство дл  определени  температуры газа, содержащее две идентичные термопары, размещенные в проточных камерак торможени  с отношением площгщей большого выходного отверсти  к входному в пределах 0,2-0,4. В этом устройстве возможность исключени  погрешности за счет термической инерции и потерь энергии на излучение ойу.сдавлйваетс  различной скоростью газа в камерах торможени  у каждого термОприемника 2.

Недостаток этого устройства заключаетс  в том, что дл  определени  «температуры газа требуетс  знать диапазон местных чисел Рейнольдса у термоприемников и направление местной скорости газа.

Цель изобретени  - повышение точности определени  высоких температур при нестационарных процессах.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в известном устройстве дополнительно введена треть  камера тормо.т жени  с идентичной термопарой, причем величины площадей выходных отзеротий всех камер торможени  составл ют геометрическую прогрессию со знаменателем равный, 1,5-2/О .

На чертеже схематически представлено устройство. На полой ромбической державке 1 в сверхзвуковом потоке газа установлены три одинаковых термоприемника 2 с насадком 3. бнутри насадка ге метичнее установлены продольные перегородки 4 , раздел ющие насадок на три идентичные по объему и форме кам ры торможени , так что термоприемники 2 установлены в каждой камере оди наковым образом по отношению к стенкам камеры и направлению газа. Термо приемники (например три одинаковых хромель-алюмелевых термопары) смонти рованы герметично -в керамической соломке 5. В каждой из камер имеютс  выходные отверсти  б разного диаметра , обеспечивающие разные скорости течени  газа у термопар, причем отношение скоростей определ етс  отношением площадей выхол,ных отверстий , величины площадей последних составл ют геометрическую прогрессию с заданным знаменателем. Оптимальное значение знаменател  определена, экспериментально . Провода термоприемников через полую державку 1 выводит с  к блоку 7, регистрирующему их температуру по времени , св занному с электронным сумматором 8, Поток го р чего газа обтекает помещенкое на , державке 1 устройство с трем  термопарами 2 , установленными в каждой из трех одинако1ых отсеков насадке. Вследствие потерь энергии на излучение спа ми термопар или их термической инерции температуры спаев термопар будут отличатьс  от темпера туры газа. В силу различи  в величинах площадей выходных отверстий скорости течени  газа, а следовательно, и коэффициенты теплоотдачи у каждой из термопар, оказываютс  тоже различными , причем величины коэффициентов теплоотдачи также будут составл ть геометрическую прогрессию. В результате этого спаи канодой из трех термопар 2 нагреваютс  до разных тем ператур (кажда  из них не.равна температуре газа) , которые регистрируютс  пирометрическими блоками 7. Чтобы на показани х термопар 2 не сказывалась скоростна  погрешность, скорость газа в отсеках снижаетс  путем уменьшени  площади выходных отверстий 6 по сравнению с входными , причем отношение площгщей большого из выходных отверстий к входному равно 0,2-0,4. В этом случае св зь между температурными показани ми термопар 2 оказываетс  такой, что это позвол ет однозначно, без знани 

каких-либо других параметров, определ ть температуру газа по формулам

(V,)(VT r/ 2NVNi,Y

/f ьт Hi-VefeT Sbd. Jl. 4 dtA 4 dt / scd dTa При этом, если температура Газа не высока (Т ЮООК) , т.е. потер ми энергии на излучение можно пренебречь , а термическа  инерци  термоприемников значительна, то dL dT-i, (Тг-Т-|)(Тг-Т,,) dt ( ) Если же процесс стационарный (вли ние термической инерции не сказываетс ) , а потери энергии на излучение велики (высокие температуры газа ) , то ( VV)(Jr-T r/va -МйпЧ Гг При равных площад х, входных отверстий камер торможени  отношени  скоростей газа в камерах определ ютс  отношением площадей выходных отверстий S , $2, S, которые составл ют геометрическую прогрессию, т.е. NI Sa N-2 %з .5 и . N;-T7 s -С-дГ-егде g - знаменатель геометрической прогрессии. Тогда iLYVОтношени  скоростей газа вход т в выражении (1-3). Положив их равным 1 в соответствии с (4), из формул (1-3) можно найти температуру газа, как однозначную функцию показаний ермопар Т, , Тт,. Эффективность устройства заклюаетс  в том, что с помощью него ожно более точно и просто измер ть стинную температуру газа при знаительных искажени х в показани х ермопар за счет термической инерции потерь энергии на излучение. При том в устройстве используютс  три динаковых термоприемника (например, ри одинаковые термопары из одинакоых пар термоэлектродов) , что сущестенно упрощает его изготовление. Устройство может найти применение а объектах современной техники, де требуетс  измер ть высокие темературы газа, как стационарные, xak нестационарные (промышленные газевые горелки, аэродинамические трубы , стенды и т.д.).

Claims (2)

1.Прысев Н.А. Теоретические основы измерени  нестационарных температур . Л., Энерги , 1967, с. 222-224.

2.Авторское свидетельство СССР по за вке 2644087/10,

кл. G 01 К 7/02, 17.07.78 (прототип),

г ч

Поток А газа

mnnHittj

bк

3 е

1

Su9A