Устройство для измерения энтальпии высокотемпературных газов Советский патент 1987 года по МПК G01K17/00 

11

Изобретение относится к тепломет- рии и может быть использовано для измерения энтальпии торможения потоков высокотемпературных: газов в экспериментальной аэродинамике, теплотехнике и теплоэнергетике.

Целью- изобретения являемся повьш1е ние точности измерения.

На чертеже представлено устройство для измерения энтальпии.Устройство для измерения энталь- . ПИИ содержит охлаждаемый корпус 1, калориметрический элемент 2, размещенный в корпусе 1, и расходомер 3. в виде расходомерной шайбь, включаю- щей средства для измерения перепада давлений на расходомерной шайбе и устройство для измерения температуры газа перед расходомерной шайбой. Калориметрический элемент 2 выполнен в виде цилиндра 4 из пористого металла и армирован кольцом 5. Для крепления калориметрического элемента 2 на внутренней поверхности корпуса 1 использована коническая мембрана 6. Корпус 1, коническая мембрана 6 и кольцо 5 вьтолнены из термоэлектродных материалов: медь - константан - медь и образует дифференциальную термопару j, Выводы 7 которой подключаются к соответствующему регистрирующему прибору (не показан). С помощью указанной дифференциальной термопары измеряется разность температур между кромками конической мембраны 6.

Устройство работает следующим образом,

Устройство устанавливается в контролируемый поток высокотемпературного газа и во внутренний его канал начинает поступать проба газа. Калориметрический элемент 2 нагревается при этом до некоторой равновесной температуры, при которой утечки тепла от калориметрического элемента 2 к охлаждаемому корпусу 1 станут равными количеству тепла, поступающему в калориметрический элемент 2 от протекающей через него пробы газа. После выхода на установившийся режим производят измерение перепада температур на конической мембране 6 и расхода газа, протекающего через устройство. По величине температурного перепада на конической мембране рассчитывается количество тепла, отдаваемого протекающим газом. Достоверные

5

0

5

1

0

5

С

5

0

5

652

данные о связи между величинами: перепадом температур, измеряемым с помощью дифференциальной термопары 7, и количеством тепла,, получены прямой градуировкой с помощью нагревательного элемента, вмонтированного в калориметрический элемент 2. Электрические выводы от нагревательного элемента на черте же обозначены позицией 8, Пользуясь градуировочной характеристикой, определяют количество тепла, отдаваемого протекающим газом. Относя это количество тепла к расходу, получают искомую величину энтальпии газа.

Для исключения утечек тепла от калориметрического элемента 2 к корпусу 1 помимо конической мембраны 6 и нагрева указанного элемента 2 порциями газа, не проходя1цими через устройство, величина зазора между калориметрическим элементом 2 и внутренней поверхностью корпуса 1 не должна превышать 0,3 - 0,5 мм.

Величина перепада температур на конической мембране 6 может регулироваться соответствующим выбором толпщ- ны и конусности этой мембраны.

Вьтолнение калориметрического элемента 2 и пористого металла позволяет существенно повысить эффективность теплообмена за счет увеличения площади контактирования и более легкой турбулизации потока,

Для учета количества тепла, не отданного газом калориметрическому элементу 2, можно воспользоваться показаниями термопары, входящей в состав расходомера газа.

Формула изобретения

Устройство для измерения знталь- ПИИ высокотемг ературных газов, содержащее охлажда€;мый проточный корпус, в котором размещены калориметрический элемент и расходомер, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, калориметрический элемент выполнен в виде армированного кольцом цилиндра из пористого металла и закреплен на внутренней поверхности корпуса герметично при помощи конической мембраны, причем корпус, мембрана и вьтолнены из термоэлектродных материалов и образуют дифференциальную термопару.

Редактор Г. Волкова

Составитель В. Шилова

Техред М.Ходанич Корректор И. Муска

3823/37.

Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к тепло- метрии и позволяет повысить точность измерений. Калориметрический элемент 2 устр-ва выполнен в виде армированного кольцом 5 -цилиндра 4 из пористого металла, закрепленного на внутренней поверхности корпуса 1 с по--- мощью конической мембраны 6. Измере ние перепада температур на кромках мембраны 6 производится диф. термопарой 7, образованной корпусом 1, мембраной 6 и кольцом 5. Величина перепада температур может регулиро-i ваться выбором толщины и конусности мембраны 6. Для определения энтальпии газа измеряют расход газа расходомером 3. 1 ил. 00 со sD