ЭНТАЛЬПИЙНЫЙ ЗОНД Советский патент 1970 года по МПК G01N25/20 

Изобретение относится к измерительной технике, и может найти применение при измерениях энтальпий потоков, в особенности в потоках и пучках высокой разреженности, сопровождающихся ионизацией и диссоциацией.

Известный энтальнийный зонд содержит конический заборник с острыми кромками, внутренний и внешний теплоонимающие кожухи, расходомер газа. Теплосъем от газа, прошедшего через конический заборник с острыми кромками, осуществляется во внутреннем охлан даемом кожухе путем протока воды. Недостатками известного устройства энтальпийного зонда при измерениях в условиях сильно разреженных газовых потоков являются его низкие точность и чувствительность.

С целью устранения перечисленных недостатков заменяют охлаждаемый протоком воды внутренний кожух новым конструктивным элементом, принцип действия которого основан на иных физических закономерностях, поддаюш.ихся более точному контролю известными измерительны.ми средствами.

Конструктивно предлагаемый зонд отличается те.м, что внутренний теилоснимающий кожух выполнен в виде замкнутой полости, на наружной поверхности которой наклеены тензодатчики. Полость заполнена реагентом, термодинамически обратимо изменяющим фазовый объем при подводе и отводе тепла, например кристаллическим иодом, причем, стенки полости выполнены гофрированными.

К таки.м реагентам относятся кристаллические вещества, возгоняющиеся при иагреве и сублимируюни1е при охлал-сденни, например бромид йода (), йод (113-С), четырехокись фосфора (100°С) и т. д. 1 жидким реагентам, изменяющим объем при низкотемпературном кипении, относятся, например, сероуглерод (46,3°С). ацетон (56,5°С), метиловый спирт (64.1°С), четыреххлористый углерод (76,7°С), бензол (80,1 °С), вода () и т. д. Эитальпийный зонд работает в нестационарном режиме. Подвод энергии к теплообм.енному элементу вызывает экспоненциальное нарастание давления, что в свою очередь приводит к деформации его стенок, фиксируемой тензодатчиками. С целью увеличения степени деформации стенки теплообменного элемента

могут быть гофрированными.

На чертеже изображена схема предлагаемого энтальпийного зонда.

Зонд содержит конический заборник газа / с острыми кромками, расходомерную шайбу

или сопло 2, внутренний теплоснимающий кожух 3, наружный теплоснимающий кожух 4, защищающий вышеупомянутые элементы /-3 от внешнего потока. Полости трубок 5 совместно с полостью, образованной элементами

щего кожуха 3, образуют герметически замкнутый объем, заполненный реагентом 7. Трубки 5, перегораживающие поток газа, прош.едшего через конический заборпик газа 1, служат для интенсификации теплообмена.

На внешней стенке 6 внутреннего тенлоснимающего кожуха 3 наклеены тензодатчики 8. В отдельных случаях для увеличения степени деформации стенкн 6 могут быть гофрироваиными. Отверстие 9 служит для ввода реагента и подвода давления при TapnpoBi e упругости стенок внутреннего теплоснимающего кожуха 3. Дренажный канал 10 служит для измерения давления неред расходо.черной шайбой, одновременно через него выводятся термонарные провода //. Все конструктивные элементы энтальпийного зонда соединены сваркой, что обеспечивает хороший тепловой контакт при перетечках тепла между основными элементами конструкции /-3. Связь между давлением в объеме внутреннего тенлоснимаюш,его кожуха и количеством подведенного к нему тепла устанавливается тарировкой или расчетным путем.

В результате применения данной конструкции энтальнийного зонда достигаются следуюш.ие технико-экономические результаты. Измерение тензодатчаками эксноненциального нарастания давления в герметически замкнутом объеме тенлообменного элемента на несколько

порядков увеличивает чувствительность в измерении энтальпии. Отсутствие в конструкции зонда каналов для подвода и отвода теплоснимающего реагента устраняет неучтенные методические ошибки, связанные с тепловыми утечками. Измерение одного параметра - изменения давления во времени - вместо двух - расхода воды и повышения ее температуры - увеличивает точность энтальнийного зонда. Существенно упрощается конструкция и технология изготовления энтальпийного зонда.

И р е д м е т и з о б р е т е и и я

1. Энтальпийный зонд, содержащий конический заборник газа с острыми кромками, внутренний и внешний теплоснимающие кожухи и расходомер газа, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности

измерения энтальпии газового потока, внутренний теплоснимающий кожух выполнен в виде замкнутой полости, на наружной поверхности которой наклеены тензодатчики, заполненной реагентом, термодинамически обратимо

изменяющим фазовый объем при подводе и отводе тепла, например, кристаллическим иодом. 2. Энтальнийный зонд по н. 1, отличающийся тем, что, с целью изменения чувствительности, стенки полости выполнены гофрированными.