Устройство для измерения давления и температуры газового потока Советский патент 1983 года по МПК G01L19/00 

Изобретение относится к измерению термогазодинамических параметров высокотемпературных газовых потоков и предназначено для измерения температуры торможения давлений динамического и статического при температу ре до.1800 К. При исследовании газовьлх потоков с помощью различных зондов возрастаю требования к величине миделя приемни ка температуры вследствие того, что приемник больших размеров установленный в поток, вносит значительную погрешность в значения измеряемых параметров. Методы измерения температуры основаны на том, что в исследуемую среду вводится неподвижный приемник, который, взаимодействуя с ней, принимает некоторую равновесную (собственную) температуру. При относительно невысоких температурах и малых скоростях газового потока его температуру принимают равной температуре чувствительного элемента приемника, помещенного в газовый поток . Но с ростом температуры исследуемого газового потока появляется дополнительное требование к приемни ку - уменьшение потерь за счет пере ,излучения. Известно устройство для измерени температуры газа и полного давления которое вьтолнено в-виде трубки из термоэлектродного материала и медно го корпуса, между которыми помещен изолятор. Трубка и корпус соединены между собой в приемной части насадка медной перемычкой l, Однако это устройство работает при сравнительно невысоких температурах и Не позволяет измерять одновременно несколько параметров потока. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является комбинированный насадок для измерения давления газового потока, которы содержит насадок статического давле ния, для чего на его боковой поверх ности выполнены отверстия. Внутри насадка размещены осесимметричный приемник полного., давления- с круглым приемным отверстием. Полость приемника ПОЛНОГО давления соединена пне мотрассой с регистрирующим прибором внутри приемника полного давления коаксиально закреллена трубка о раз мещенным в ее полости спаем термопа ры. Трубка представляет собой прото ную камеру торможения 12. Недостатки известного устройства заключаются в том, что с ростом тем пературы газа коэффициент восстанов ления приемника уменьшаежся от. до 0,92 при Т - 400-800 К И падает до 0,8 при Т - 1000 К, Кроме тогО| с ростом температуры газового потока падает коэффициент теплоотдачи от газа к чувствительному элементу. Его увеличение возможно лишь за счет изменения характера обтекания чувствительного элемента, что невозможно вследствие малой площади устройства. Цель изобретения - повышение точности измерения высоких температур торможения газового потока. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения давления и температуры газового потока, содержащем цилиндрический насадок статического давления с приемными отверстиями, внутри которого размещен приемник полного давления, и цилиндрическую проточную камеру торможения с размещенной в ней термопарой, в передней части цилиндрического насадка выполнены две параллельные лыскй, камера торможения установлена снаружи насадка и охватывает лыски так, что приемные отверстия насадка расположены вне камеры торможения, при этом термопара выполнена в виде полого цилиндра с-разнесенным спаем, а внутренняя поверхность камеры торможения покрыта слоем отражающего покрытия. Внутренняя поверхность камеры торможения покрыта слоем материала с высоким коэффициентом отражения, например МдО. Для уменьшения газодинамического сопротивления передняя активная часть насадка имеет скос на угол Л 15. Наличие лысок на переднем участке насадка способствует обтеканию газом как внутренней/ так и наружной поверхностей термочувствительного элемента/ з$ счет чего увеличивается его активная поверхность и возрастает коэффициент теплоотдачи от газа к чувствительному элементу, вследствие чего коэффициент восстановления приемника возрастает до 0,96 при температуре газового потока до 1800 К. Такое конструктивное исполнение устройства с нанесенным на внутреннюю поверхность камеры торможения отражающим покрытием/ позволяет уменьшить радиационные потери тепла,.а увеличение поверхности обтекания газом чувствительного.элемента позволяет существенно увеличитькоэффициент теплоотдачи от газа к чувствительному элементу, уменьшить поперечное сечение устройства и следовательно, повысить точность измерения. На чертеже изображено предлагаемое устройство в аксонометрии, обЕций вил (часть камеры то яложения вырезана) . Устройство -состоит из насадка статического давления, на переднем активном участке которого выполнены две параллельные лыски 1/ скос 2 и размещены отверстия приемников давлений полного 3 и статического 4/

и термопары 5, выполненной в виде .полого цилиндра с разнесенным спаем/ расположенной вдоль газового потока в камере 6 торможения имеющей отверстия 7 для выхода газа.Камера торможения имеет внутреннее отражающее покрытие 3. Отверстия приемников давлений полного 3 и статического 4 подсоединены к пневмотрасс ам 9/ к которым подсоединяют приборы, регистрирующие соответствующие давления. К проводам 10 термопары 5 подключают электроизмерительный прибор.

Устройство работает следующим образом.

К концам проводов 10 подключают электроизмерительный прибор а к пневмотрассам 9 - соответствующие манометры динамического и статическо го давлений. Устройство вводят в газовый поток.

По показаниям соответствующих манометров определяют давления динамическое и статическое. Термопара, нагреваясь, выдает термо-ЭДС, которую регистрирует электроизмерительный 5 прибор. Имея график зависимости термо-ЭДС чувствительного элемента от температуры, определя.ют температуру торможения газа.

0

За счет конструктивных особенноетей предлагаемое устройство позволя увеличить коэффициент теплоотдач от газа к чувствительному элв

5 менту/ уменьшить радиационные потери тепла и увеличить коэффициент восстановления приемника до О, 96 При теМперату е газа До 1800 К, что приводит к увеличению точности измерения

0 высокотемпературного газового потока.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ ГАЗОВОГО ПОТОКА, содержащее цилиндрический насадок статического давления с приемными отверстиями, внутри которого размещен приемник полного давления/ и цилиндрическую проточную камеру торможения с размещенной в ней термопарой, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения высоких температур торможения газового потока, в немв передней части цилиндрического насгщка выполнены две параллельные лыски,ка-г мера торможения установлена снаружи насадка и охватывает лыски так, что приемные отверстия насадка расположены вне камеры торможения при этом термопара выполнена в виде полого цилиндра с разнесенным спаем, а внутренняя поверхность камеры торможения покрыта слоем отражающего покрытия. (Л