Способ измерения высоких стационарнб1х температур

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства М

Заявлено 02.Ъ 1.1969 (№ 1334810/18-10) с присоединением заявки М

Приоритет

Опубликовано 29.Х.1970. Бюллетень ¹ 33

Дата опубликования описания 11.1.1971

Кл. 42i, 8 02

МПК G Olk 3 10

УДК 536.532(088.8) Номитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Автор изобретения

Ф. В. Бочков

Заявитель

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЫСОКИХ СТАЦИОНАРНЫХ

ТЕМПЕРАТУР

Изобретение предназначено для измерения высоких температур жидкостей и газов. Оно может быть применено для контактного измерения температур, превышающих температуру разрушения датчика, в высокотемпературных аэродинамических трубах, реактивных двигателях и других объектах новой техники.

Известны способы измерения высоких стационарных температур различных сред с помощью низкотемпературного датчика, имитирующего неограниченное тело, например, цилиндра, путем кратковременного погружения датчика в контролируемую среду, измерения температуры центральной точки датчика в момент максимума скорости ее изменения и последующего вычисления температуры среды.

Известными способами нельзя измерять температуру сред при средних и малых значениях критерия Био (а такие условия измерения встречаются в практике наиболее часто, например, в газовых потоках и т. д.) и температуру среды, превышающую температуру разрушения (плавления) датчика.

Предлагаемый способ отличается от известных тем, что в указанный момент времени измеряют разность темвератур промежуточной и центральной точек датчика, умножают ее на постоянный коэффициент, определенный для данных условий, и пслученное произведение суммируют с температурой центральной точки датчика, измеренной в тот же момент.

Это позволяет распространять известный способ на любые значения критерия Био, а в датчике осуществлять измерение температуры, кроме центральной (на оси датчика) еще в промежуточной точке (между осью и боковой тепловоспринимающей поверхностью) датчика. Обе эти точки дслжны находиться в одном и том же сечении датчика, отстоящем

10 от тепловоспринимающего торца на расстоянии не менее шести размеров между осью и боковой поверхностью (условие имитации неограниченности тела), Рассматриваемый способ математически

15 выражается уравнением температуры среды:

f,= f„.yZn„, где f„.„— температура центральной точки датчика в указанный момент времени;

Š— постоянный коэффициент, имеющий разную величину при разных значениях критерия Био;

0„,— разность температур промежуточной и центральной точек датчика в мо25 мент максимума скорости изменения последней.

На основе теоретических положений для реализации предлагаемого способа были вычислены величины коэффициентов (E) и отноше30 ние температуры поверхности датчика B мо285289

Таблица

1 (— — 2,4048

v! ! 8,04

0,45

4,38

1 10

4,43

0,90

Bi

Е

/лов hI//ñ

4,52

0,80

4

Предмет изобретения

Составитель М. Фримштейн

Корректор Т. А. Уманец

Редактор Т. Юрч и ко ва

Заказ 3779,,13 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 мент максимума скорости ее изменения к температуре среды при разных значениях критерия Био (t,„-,:„- /t,).

Результаты вычислений приведены в таблице.

Из таблицы видно, чго только при Bi)100 температура поверхности становится равной температуре среды (граничное условие первого рода).

При Bi= 1 температура поверхности в моменты максимума скорости меньше половины температуры среды.

Это означает, чтьо температуру плавления материала: датчика можно взять ниже температуры средЫ и при этом можно снять отсчеты-.с датчиков темпера гуры (термопар) пока поверхность прогреется до температуры плавления.

Постоянный коэффициент Е определяют следующим образом.

Датчик температуры погружают в контролируемую среду с высокой температурой и измеряют температуру центральной и промежуточной точек в два момента времени регулярной стадии нагрева. Подставляют полученные данные в .формулу

1, — 2,4048 к1 выведенную из уравнений теории теплопроводности, и вычисляют значение функции координат.

По таблицам функций Бесселя находят отIJ, y ношение —, соответствующее полученному !

Ав значению. Затем определяют величину и по ней — искомый постоянный коэффициент:

Е=

Способ измерения высских стационарных температур различных сред с помощью низкотемпературного датчика, имитирующего неограниченное тело, например, цилиндра, путем кратковременного погружения датчика в контролируемую среду, измерения температуры центральной точки датчика в момент максимума скорости ее изменения и последующего вычисления температуры среды, отличаюи ийся тем, что, с целью повышения верхнегь предела измеряемой температуры при различных значениях критерия Био, в указанный момент времени измеряют разность температур промежуточной и центральной точек датчика, умножают ее на постоянный коэффициент, определенный для данных условий, и полученное произведение суммируют с температурой центральной точки датчика, измеренной в тот же момент.