Устройство для измерения температуры газового потока

 

А,И.Щелоков и .M.B.Kîðîòêîâ

1 О

Куйбышевский политехнический институт им ; =-89 К йбйшева C: (72) Авторы изобретеиия (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

ГАЗОВОГО ПОТОКА

Изобретение отнорится к термомет рии, а именно к измерению мгновенных температур неизотермического турбулентного газового потока.

Известно устройство для измерения температуры газового потока, содержащее трубку и измерительный элемент

Однако известное устройство не обладает требуемой точностью измере. ния нестационарной температуры изза погрешности, обусловленной инерционностью измерительного элемента.

Наиболее близким к предлагаемо- му по технической сущности является устройство для измерения температуры газового потока, содержащее трубку полного напора и измеритель-. ные элементы (21.

Однако известное устройство не ., обладает требуемой точностью измерения из-за погрешности, обусловлен ной инерционностью измерительных элементов и зависимостью от молеку» лярной массы и теплоемкости измеряемого . газа, Цель изобретения - повышение точности измерения мгновенных значений температуры турбулентного потока, для чего в устройство введены дема-.фирующие элементы и щелевой дрос-.а сель, укрепленный на трубке полного напора и соединенный дополнительной трубкрй с демпфирующим и измеритель.ным элементами, второй демпфирующий элемент установлен на трубке полно-, го напора, которая выполнена равно

ro диаметра с дополнительной трубкой а измерительные элементы выполнены в виде высокочувствительных датчиков давления, причем соотношение площадей канала дополнительной трубки и щелевого дросселя выбирается в пределах

10-15.

I На чертеже представлено предлагаемое устройство.

3 92

Устройство содержит трубку 1 полного напора, демпфирующий элемент

2 высокочувствительный датчик 3 дав( ления, дроссель 4, дополнительную трубку, демпфирующий элемент 6, высокочувствительный датчик 7 давления.

Устройство работает следующим образом.

При погружении в неизотермический поток трубка 1 воспринимает пульса. ции полного напора или пульсации динамического напора при отсутствии градиентов давления. Неэлектрический сигнал в датчике 3 преобразуется в

Электрический и фиксируется на вторичном приборе, например осциллографе, Кривая, зафиксировавшая пульсации напора, содержит всю необходимую ийформацию о параметрах течения, так как пульсации могут быть вызваны не только пульсациями скорости, но и пульсациями плотности, следовательно и температуры. Для выделения влияния плотности служит щелевой дроссель 4 и трубка 5 с. датчиком 7 давления.

Если трубки 1 и 5 имеют одинаковые характеристики, записанные на .осциллографе с помощью датчиков 3 и 7, кривые пульсаций напора будут иметь одинаковый характер, совпадать по

Фазе, но будут численно разные. Эта разница в измеренных мгновенных значениях пульсаций напора представляет собой потери энергии при пульсационном движении через дроссель. Величина этих потерь определяется не только гидродинамичеокими условиями, но и физическими свойствами средыплотностью Р и вязкостью ((., Так датчик 3 воспринимает величину пульсаций полного напора, состоящих из ряда слагаемых поии) -" т Й Н, а датчик 7 воспринимает давление несколько отличное от показаний .датчика 3

2540 где а - коэффициент трубки.

Если потери энергии при пульсаци2О онном течении среды через дроссель

4 отнести к величине Н, то из баланса энергии с учетом температурных зависимостей Я и (ц получим связь между пульсационными параметрами системы и закономерность, связывающую мгновенную температуру потока с величиной пульсации полного напора.

Р (gag gö

Т= —. с1. е

М Н

30 где g, а - физические параметры среды, отнесенные к начальной температуре То, при которой производилась тарировка устройства;

Н - величина пульсации скоростного напора, снимаемая с осциллограммы датчика 3; — коэффициент гидравН1-Н л

Н( лического сопротивления щелевого дросселя определяемый по Кривым записи пульсаций -. датчиками 3 и 7.

Для того, чтобы разность давлений

1 I

H и,Н„ была достаточной, соотношение площадей поперечного сечения трубки и дросселя выбирается в пределах

4р т = 10-15.

4

Н - пульсациойная составляющая ( скоростного напора, фиксируемая датчиком 7.

Давление Н в дроссельном простран( ( стве зависит от параметра я /,и 1.

Так как дроссель 4 расположен под углом 90 к вектору скорости, то пульо сации давления в трубке 5 будут определяться только величиной некоторого

1о напора, вызываемой пульсацией полного напора. При этом датчик 7 регистрирует пульсации, величина которых составляет

Ъ где Рст й

Н статическое давление; осредненный скоростной напор; пульсационная составляющая скоростного напора, воспринимаемая датчиком 3;

Для изготовления трубок 1 и 5 используются иньекционные иглы диаметром 1 мм или 1,2 мм. Длина трубок подбирается экспериментально таким образом, чтобы собственные акустические частоты систем трубка 1 - датчик

Формула изобретения

Составитель А Тереков

Редактор Л.Гратилло Техред А.Бабинец Корректор O.Билак

Заказ 2563/54 Тираж 883 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам. изобретений и открытий. 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 92 .3 и трубка 5 - датчик 7 были идентичны.

Измерение температуры газового потока предлагаемым устройством no"" казало, что оно обладает повышенной точностью по сравнению с известным,. что позволит повысить качество контроля ряда технологических процессов.

Устройство для измерения температуры газового потока, содержащее трубку полного напора и измерительные элементы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения мгновенный значений темпе ратур турбулентного потока, в устройство введены демпфирующие элементы и щелевой дроссель, укрепленный на трубке полного напора и соединенный

2540 6 дополнительной трубкой с демпфирующим и измерительным элементами, второй демпфирующий элемент установлен на трубке полного напора, которая изго-. товлена равного диаметра с дополнительной трубкой, а измерительные элементы выполнены s виде высокочувствительных датчиков давления.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а10 ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения разрешающей способности, соотношение. площадей канала дополнительной трубки и щелевого дросселя выбирается в предалах 10-15.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 82647, кл. 8 01 К 13/02, 04.03.49, 2. Фристом P.М;. и др. Структура пламени. М., "Металлургия", 1969, с.154 (прототип).