Устройство для измерения температуры газа

 

Изобретение относится к термометрии и позволяет повысить точность измерения и расширить диапазон измеряемых т-р. В водоохлаждаемом корпусе 1 размещены проточные каналы, выполненные в виде труб 2 и 3 постоянного диаметра, сопряженных за рабочим участком устр-ва трубой 4 магистрали отсоса. Т-ра стенок труб 2,3 и газа в них определяется термопреобразователями 6,7, перемещаемыми к сечениям входа труб, а момент приближения показаний термопреобразователя 6, находящегося в трубе 2, к т-ре на- g чала размягчения золы топлива. Термопреобразователи 6,7 размещены на оси f труб 2 и 3, диаметры которых различаются не менее чем вдвое, на равном расстоянии от их входных торцов.2 ил. с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

С 01 К 13/02

ВСГ - =-.1 Я

1 г

1 I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фие. 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4065014/24-10 (22) 05.05.86 (46) 07.02.88. Бюп. К 5 (71) Харьковский авиационный институт им. Н.Е.Жуковского (72) Д.Ф.Симбирский, А,А.Завалий, А.И.Скрипка и О.М.Петашвили (53) 536.532 (088.8) (56) Петашвили О,М., Цибинотип О.Г.

Измерение температуры продуктов сгорания электрических топлив. - М.:

Энергоатомиздат, 1984, с.113.

Авторское свидетельство СССР

Ф 712694, кл. G 01 К 13/02, 17.07.78.

„„Я0„„1372200 А1 (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ГАЗА (57) Изобретение относится к термометрии и позволяет повысить точность измерения и расширить диапазон измеряемых т-р. В водоохлаждаемом корпусе размещены проточные каналы, выполненные в виде труб 2 и 3 постоянного диаметра, сопряженных за рабочим участком устр-ва трубой 4 магистрали отсоса. T-ра стенок труб 2,3 и газа в них определяется термопреобразователями 6,7, перемещаемыми к сечениям входа труб, а момент приближения показаний термопреобразователя

6, находящегося в трубе 2, к т-ре начала размягчения эолы топлива, Термопреобразователи 6,7 размещены на оси труб 2 и 3, диаметры которых различаются не менее чем вдвое, на равном расстоянии от их входных торцов.2 ил.

1372200

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано для измерения температуры газа.

Целью изобретения является повышение точности измерения и расширение диапазона измеряемых температур.

На фиг.1 изображено устройство для измерения температуры газа, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на 10 фиг. 1 (в области рабочего участка).

Устройство содержит водоохлаждаемый корпус 1, трубу 2 первого проточного канала, трубу 3 второго проточного канала, трубу 4 магистрали отсо- 15 са, трубу 5 установочного канала и термопреобраэователи 6 и 7, выполненные, например, на основе термопар, причем термопреобразователь 6 расположен в трубе 2 первого проточного 20 канала, а термопреобраэователь 7 расположен в трубе 3 второго проточного канала, Расстояния от входного торца трубы 2 до сечения установки термопреобраэователя 6 и от входного торца трубы 3 до сечения установки термопреобраэователя 7 равны.

Труба 2 первого проточного канала и труба 3 второго проточного канала эа рабочим участком устройства сопря- 30 жены трубой 4 магистрали отсоса.

Диаметр трубы 2 больше диаметра трубы 3 более чем в 2 раза.

Устройство работает следующим образом. 35

Термопреобразователи 6 и 7 задвигают на максимальную глубину рабочего участка, затем включают охлаждение и вводят устройство для измерения температуры в исследуемую зону 40 топки или камеры горения, где температура газа около 2000 К. Записывают показания термопреобраэователей 6 и

7, по которым определяют температуру стенок труб 2 и 3 отсосных кана- 45 лов, так как при отсутствии отсоса температура газа в отсосных.каналах равна температуре охлаждаемых стенок.

Включают отсос, при этом измеряемый газ течет по трубам 2 и 3 отсосных каналов со скоростью 70 - 80 м/с, а температура газа снижается по длине отсосных каналов за счет интенсивного охлаждения.

Термопреобраэователи 6 и 7 перемещают к сечениям входа труб 2 и 3 отсосных каналов,до тех пор, пока показания термопреобраэователя 6, наВ

e,- e, exp - — St(x)dx) (3) 4 (1 о

9 = 9, ехр — --- St(x)dx, (3 ) о )(Вытиииии иитегреиов ) ВС(х)ех в

0 мулах (3 ) и (3" ) равны между софор бой.

Разделим (3 ) на (3 ) и возведем обе части полученного уравнения в степень d /(d, - и ):

9 1 4 ( (- — ) = ехр ->- (ЯС(х)В).

8 ),((4) Подставив (4 ) в формулу (3 ), лучим уравнение, позволяющее определить В, ходящегося в трубе 2 большего диаметра, не приблизятся к температуре начала размягчения эолы данного топлива. Затем снимают показания термопреобразователей 6 и 7 и определяют тем» пературу газа по известной зависимости, Термопреобразователи 6 и 7 измеряют температуру газа в трубах 2 и 3 отсосных каналов в местах их установки °

Гаэ по трубам 2 и 3 отсосных кана-. лов поступает в трубу 4 магистрали отсоса.

Теплоперенос в проточном канале описывается зависимостью х;

9; = 8, ехр — ) - - St(x)dx о (1) где 9 - превышение температуры гаг э а над т емпер ату рой ст енки;

9; - превышение температуры rasa на расстоянии х от входа ! в отсосный канал над темпе» ратурой стенки;

ЯС (х) = с, (х) / (pWC p ) где ю(, (х) местный коэффициент теплоотдачи от газа к стенке канала; P - плотность газа; W - скорость газа в канале;

С - удельная теппоемкость газа.

При постоянстве диаметра по длине канала выражение (1) можно записать х:, 4

)(9;= 0, ехр - — - St(x)dx (2)

0 или для сечений двух отсосных каналов различных диаметров при одинаковом значении х, 1372200 (5) 1 20

b ! ь

1 (т, - т,.) сг

Т2-Т, а, Ю а, а, 1

dr.

Т„= Т, а

- — — - — -- 1n (1. ") 25

T T,, Ь

3 а, 1 а, 30

40

Влияние величины Й,/d на общую погрешность измерения температуры газа определяется по формуле (Tr - ь,ГТ, + b>gT + ь,6(а,/а,), 10 где 3 Т; - относительная погрешность иэ мер ения т емпер атуры Т,;

1 (d, /d ) - относительная погрешность задания величины d,/d

Ь - коэффициенты влияния яв1 f5 ляющиеся частными производными функции T (T

T„а,/а,3) ..

При этом

Коэффициенты b(, Ь, b убывают а, от оо до 0 при 1 c — — сои. а, Максимальное -значение отношения

d,/d определяется практической возможностью выполнения устройства.

Приняв больший диаметр устройства равным 20 мм, практически можно реализовать диаметр меньшего канала не менее мм, иначе измерение темпе" ратуры в нем затруднено (диаметр термопары при этом не должен превышать

10 мкм). Практически d,/d сложно реализовать более 20.

В то же время погрешность 6Т, более 27 гарантированно обеспечивается при d,/d 2.

Таким обраэом, практически приемлемым диапазоном отношения является а, 2 с- - — C 20, Иэ указанного диапазона эначений

d,/d.z преимуществом обладает значение 2, так как позволяет упростить формулу определения Т г (5) и привести., ее к виду (6), что облегчает процедуру определения Т (нет необходимости возводить в степень величину в скобках в формуле (5)

Приняв d /d = 2, получают расчетную формулу для определения Т, Формула изобретения

Устройство для измерения температуры газа, содержащее корпус, два параллельных проточных канала с различными гидродинамическими сопротивлениями и два идентичных термопреобраэователя, размещенных на оси проточных каналов на равном расстоянии от их входных торцов, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения диапазона измеряемых температур, корпус выполнен водоохлаждаеьым, а проточные каналы выполнены в виде труб постоянного диаметра, причем отношение диаметров труб проточных каналов отличается не менее чем вдвое.

1372200

Составитель Е. Рязанцев

Техред А.Кравчук

Корректор С.Черни

Редактор И.Николайчук

Заказ 475/35 Тираж 607

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, )К-35, Раушская наб., д.4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4