Патент ссср 411318

ОП ИСАН ИЕ

ИЗОЫРЕтЕ Н И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистимеских

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

М. Кл. G 01k 7/02

Заявлено 28.VI.1971 (№ 1674723/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 15.1.1974. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 27Л .1974

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений к открытий

УДК 536.532(088.8) Автор изобретения

Б. М. Красс

Заявитель

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУР ГАЗ

ЫХ

ПОТОКОВ

Изобретение относится к измерению высоких температур газовых потоков при испытаниях силовых установок летательных аппаратов.

Основной погрешностью измерения высоких температур газовых потоков контактными термоприемниками является погрешность вследствие теплового излучения чувствительного элемента, например рабочего сная термопары, па окружающие более холодные стенки канала или сосуда. Величина этой погрешности может быть определена из выражения

҄— Т,= 4,9= т, / Т" 4, (1) где 7,, — — истинная температура газового потока;

Т, — температура, показываемая термоприемником; е — коэффициент черноты чувствительного элемента термоприемника; а — коэффициент теплоотдачи от газа к чувствительному элементу;

Т,, — температура стенок, воспринимающих тепловое излучение чувствительного элемента.

Известны различные способы уменьшения этой погрешности, к числу которых относятся экранирование чувствительного элемента несколькими оболочками, увеличение интенсивности теплообмена между чувствительным элементом и газом, применение термопар из тонких проволок. Однако для осуществления этих способов требуется сложная и громозд5 кая аппаратура.

Погрешность вследствие теплоизлучения может быть исключена подогревом чувствительного элемента, расположенного в отсасывающем пирометре, где чувствительный элемент

10 сначала подогревают электронагревателем до какой-либо температуры, затем изменяют скорость потока газа относительно чувствительного элемента. Если показания термоприемников возрастают, то из этого следует, что тем15 пература чувствительного элемента ниже температуры газа. Если же показания термоприемника падают с увеличением расхода газа через пирометр, то температура газа ниже температуры термоприемника. Методом после20 довательных приближений подбирают такую величину подводимой к нагревателю энергии, при которой показания термоприемника не изменяются с изменением расхода газа через нирометр. В этом случае температура газа

25 равна температуре термоприемника. Такой способ измерения температуры очень трудоемкий, длительный и »е позволяет достигнуть высокой точности, так как связан с чисто эмпирическим подбором величины энергии, под30 водпмой к подогревателю.

411318 личии подогрева, а также измерений температуры стенок, воспринимающих излучение от чувствительного элемента; температура газа определяется по формуле

Эта формула получена из д вух уравнений теплового баланса.

Если пренебречь теплоотводом от чувствительного элемента, что допустимо при достаточно глубоком погружении термодатчика, в 10 испытуемый газовый поток, то уравнение теплового баланса при отсутствии подогрева принимает вид

4,9аР— " = aF (Tr — Т ), (2) где F — поверхность теплоотдачи и теплоизлучения чувствительного элемента.

При наличии подогрева уравнение теплового баланса принимает вид 20

4,9*)() — () T;; - (-=

0,86

UI — 4,9= !

В выражении (4) все величины кроме Т, известны, так, Т„измеряется с достаточной степенью точности любыми из известных методов; величина I тока измеряется амперметром, соответствующего класса точности; величина 25

U определяется вольтметром и представляет

Предмет из

Способ измерения высоких температур газовых потоков контактным теплоприемником с применением подогрева чувствительного элемента электрическим током, о т л и ч а ю щ и й- 30 с я тем, что, с целью повышения точности измерения, регистрируют показания чувствиобретения где ҄— температура газа; в — степень черноты чувствительного элемента термоприемника;

Т, — температура чувствительного элемента до подогрева;

T« — температура стенок, воспринимающих тепловое излучение чувстви- 40 тельного элемента;

Подписное

Тираж 760

Изд ¹ 1181

Заказ 1420/20

ТипограФив, пр. Сапунова, 2

Новизна предлагаемого способа измерения температуры газового потока с применением подогрева заключается в определении показаний термоприемника сначала при отсутствии подогрева, а затем его же показаний при па ((1оо i -(хоо / — ) У1 — 4, 9=49аР— —" +

+ . (Тг — Т,) = 0,86UI, где Т, — температура подогретого термоприемника;

1 — ток в нагревателе;

U — падение напряжения на нагревателе, так как коэффициент теплоотдачи практически не изменяется при подогреве чувствительного элемента на десятки град усов и больших скоростях газового потока.

Решая совместно уравнения (1) и (2) относительно Т„получим следующее выражение:

Ul — 4,9 — Т, 100 100 собой падение напряжения на чувствительном элементе; величина Š— заранее или по литературным данным; величина à — диаметром и длиной термоэлектродов до токопроводящих проводов. тельного элемента до и после его подогрева, измеряют температуру стенок, воспринимающих излучение чувствительного элемента, а значение температуры газа определяют по формуле:

49 I(— - Ь-1,1Т, 100 / (100 /

Т, — темперагура чувствительного элемента после подогрева;

I — ток нагрева в цепи чувствительного элемента;

U — падение напряжения на чувствительном элементе;

à — площадь поверхности теплообмена чувствительного элемента с окружающей средой.