Устройство для измерения энтальпии высокотемпературного потока газа Советский патент 1976 года по МПК G01K17/02 

нения; 11 - проволочная спираль, вставляемая в газоотборную трубку для развития теплообменной поверхности.

Зонд работает следующим образом.

Газ из измеряемого потока засасывается через газоотборные трубки 1 и 2. Направление отбора меняется клапаном 3. В результате непрерывного отбора гидродинамика обтекания зонда в районе газоотборного отверстия 4 не меняется. Температуру газа на выходе из рубашки охлаждения и не измеряют, как в известной конструкции. Вместо этого путем увеличения, тешюобменной поверхности газ охлаждают до температуры порядка . При этой температуре ошибка ее определения в ±20% при температуре основного потока соответствует ошибке определения энтальпии в ±0,5%. Поэтому температура газа на выходе из рубашки считается равной 50°С.

Охлаждаюш,ая жидкость поступает в рубашку охлаждения 5 по трубке b и раздваивается на два потока, которые покидают зонд через выходные штуцера 7. Расходы жидко через обе половины зонда выравнисти

2

ваются регулировочными шайбами 8 с целью измерения одного суммарного расхода. На выходах обоих потоков жидкости имеются чувствительные элементы 9 дифференциальной термопары, измеряющей разность нагрева охлаждающей жидкости в обеих половинах зонда.

Б одну его половину от внешнего потока поступает количество тепла Qa, в другую - QU. В зависимости от направления отбора газа к количеству тепла одной половины газа (то к Qa, то к Qb) добавляется количество тепла от засасываемой струйки газа. При этом разность Qa-Qb из-за непрерывности отбора остается постоянной. Тогда разность показаний дифференциальной термопары при разных направлениях отбора газа соответствует 2q. Количество тепла q, отнесенное к расходу отбираемого газа (-1-2, есть его энтальпия при температуре потока.

Тепловой баланс в обоих замерах выражается уравнениями

(Q« + 9)-Q. ,,

Qa-(Q, + ) c..

где Ср - теплоемкость охлаждающей жидкости, откуда энтальпия газового потока

G«C,

р(Т,,}. 4G.

Таким образом, наличие дополнительной заборной трубки с самостоятельным охлаждением и измерением разности температур на выходе двух потоков охлаждения повышает чувствительность предложенного устройства и точность измерения. Чувствительность известного устройства

g 9

Qa + Qb

а предложенного

q

Qa-Qi,

в районе заборного отверстия при производстве обоих замеров. Это устраняет методическую ошибку измерений, присущую известной конструкции, и позволяет применять предложенное устройство в сверхзвуковых потоках.

Формула изобретения

Устройство для измерения энтальпии высокотемпературного потока газа, содержащее заборную трубку с рубашкой охлаждения, дифференциальную термопару, клапан для нерекрывания газового птока, отличающеес я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерения преимущественно в сверхзвуковых потоках, оно снабжено дополнительной заборной трубкой, расположенной симметрично основной и имеющей с ней общее заборное отверстие, и трубкой подвода жидкости к рубашкам охлаждения основной и дополнительной заборных трубок, на выходах которых установлены спаи дифференциальной термопары, при этом ось трубки подвода жидкости и ось заборного отверстия расположены

в плоскости, перпендикулярной заборной трубке.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. В. С. Клубникин, С. В. Дресвин. Ученые записки ЛГПИ им. А. И. Герцена, т. 384, вып, 2, «Низкотемпературная плазма.

/В

tttttttt