Способ определения температуры газа
305370
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Секта Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства ¹
МПК G Olk 7/02
Заявлено 27.XI.1969 (№ 1380306il8-10) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 04.V1.1971. Бюллетень ¹ 18
Дата опубликования описания 22 у 11.1971
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
УДК 536.532(088.8) Авторы изобретения
И. П. Пелепейченко, Ю. Н. Доценко и В. Г. Волков
Харьковский авиационный институт
Заявитель
СПОСОБ ОП РЕДЕЛ EH ИЯ ТЕМП ЕРАТУРЫ ГАЗА
Изобретение относится к области температурных измерений, а именно, служит для измерения температуры газа контактными термоприемниками в условиях интенсивного лучистого теплообмена.
В настоящее время для измерения температуры газа находят применение контактные методы, использующие единичные термометры сопротивления и термопары, которые помещают в газовый поток.
Известные способы сопряжены с погрешностями, обусловленными лучистым теплообменом термоприемника со стенками, окружающими газовый объем или с другими физическими объектами — температура термоприемника не соответствует температуре газа.
Для уменьшения лучистого теплообмена находят применение экраны, которые не устраняют полностью лучистый тепловой поток к термоприемнику, Вместе с положительным действием у экранов есть и отрицательная сторона. При наличии экрана, газ, находящийся внутри него, обменивается с ним теплотой, в результате чего температура газа внутри экрана изменяется, и термоприемник фиксирует уже искаженную температуру.
Габариты экранированного датчика обычно велики, поэтому он в ряде случаев существенно искажает температурное поле газа.
Известен способ определения температуры газа путем экстраполяции к нулевому диаметру, в котором используется несколько термоприемников различного диаметра. Однако при применении известного способа неопределенность экстраполяционной кривой «е позволяет точно найти температуру газа.
Целью изобретения является создание такого способа измерения, который позволял бы учесть лучистый теплообмен термоприем10 ника при датчике минимальных размеров « отсутствии отрицательного действия экранов.
Для этого используют способ определения температуры газа, в среде которого уста«авливают термоприемникн различного диамет15 ра, изготовленные из одного материала «а расстоянии, обеспечивающем равенство пх коэффициентов лучистого теплообмена, «по их показаниям и по известным соотношениям определяют искомые величины.
20 Рассмотрим три термопары, изготовленные из проволоки различного диаметра и «е имеющие теплоотвода в места крепления.
Допустим, что термопары окружены холодными стенками и поток лучистой теплоты «а25 правлен от термопар к стенкам. Тогда, применяя индексы 1, 2, 3 соответственно для первой, второй и третьей термопар, можно записать уравнения:
30 а1Е, (T„за Т1) =cFi (Т1 — Т4„) (1) 305370
К(Тгаза Тд)Т2 (Тгаза
4 4
К(Тгаза Тд) (Тгаза Та) r (Tràça Тд)Тз — (Тгаза Тз)Тд
4 4 г (Тгаза Тд) (Тгаза Ta) (4) =р
"з (5) Предмет изобретения
Составитель В. Агапова
Текред Е. Борисова
Корректор О. И. Волкова
Редактор С. Ежкова
Заказ 2033/6 Изд. апа 865 Тираж 473 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2 ааЕв (Тгаза Т,) = cF (T22 Т4,т) (2)
<гзд з(тгаза д 3) =С/гз(д 3 д "ст) (3) где а — коэффициент конвективной теплоотдачи на поверхности соответствующей термопары;
F — поверхность термопары; с — коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием;
T — температура термопары;
TÄ вЂ” температура окружающих стенок.
Отношения легко определяются из зависимости, описывающей конвективный теплообмен между газом и термоприемником:
Ж„= cR," (6) где Л „— а критерий Нуссельта;
R, — кридерий Рейнольдса; с и и — коэффициент и показатель степени. Из (6) получаем:
Температуру газа находят по уравнению (7):
Уравнение (7) является квадратным относительно Т газа, и его решение может быть получено либо непосредственно по формуле для корней квадратного уравнения, либо одним из приближенных методов. Таким образом, по показаниям трех термопар находится температура газа. Все сказанное в такой же мере относится и к термометрам сопротивления.
Способ определения температуры газа с помощью нескольких термоприемников без
3ëùèòíûx чехлов, отличадощийся тем, что, с целью исключения погрешностей, вызванных лучистым теплообменом термоприемников с окружающими их физическими телами, устанавливают термоприемники различного диаметра, изготовленные из одного материала, на расстоянии, обеспечивающем равенство их коэффициентов лучистого теплообмена, и по их показаниям и по известным соотношениям определяют искомые величины.
