Преобразователь температуры газа Советский патент 1980 года по МПК G01K13/02 

1

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано для измерения температуры горячих газов н пламен.

Известно устройство 1 для измерения температуры газа, содержащее камеру торможення с несколькими термометрами различных размеров.

Недостатками указанного устройства являются сравнительная сложность конструкпии и значительные погрешности измерения.

Известно устройство для измерения температуры газа, содержащее насадок с входным и выходными отверстиями н установленный внутри насадка термоприемник 2.

Недостаток указанного устройства заключается в зиачительиой скоростной ногрещности, не позволяющей темоприемиику достигнуть температуры торможення, что снижает точность измерения.

Цель изобретения - повыщение точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что в преобразователь дополнительно введен термоприемник, идентичный первому, а в насадке имеется герметичная перегородка, делящая его на две идентпчные проточные камеры с одинаковыми входами и разных диаметров выходными отверстиями, при этом термоприемники установлены в камерах симметрично относительно перегородки.

Отнощеиие диаметров выходиых отверстий проточиых камер находнтся в иределах 1,7-2,3, а отногненне илощади больщего из выходиых отверстий к площади входного отверстия ка.меры - в пределах 0,2- 0,4.

Такое выполнение устройства позволяет повысить точность измерений ири относительной простоте конструкцпи.

На чертеже схематически изобрал ен преобразователь температуры газа.

На полой ромбической державке 1 укреилеиы идентичные термоириемиики 2, размеHieHHbie в насадке 3, представляющем в сечении иолиый овал. Виутри насадка герметичио установлена перегородка 4, разделяющая насадок иа две идентичиые камеры торможения, как что термонрнемннки 2 устаиовлеиы в каждой камере одинаковым образом по отнощеиию к стенкам камеры н снмметрично относительно перегородки. Термопрнемники (иаиример, две одинаковые хро.мельалюмелевые термопары) смонтированы герметично в керамической соломке 5. В каждо из камер имеются выходиые отверстия 6 разного диаметра, обеспечивающие разные скорости течення газа около термоиар. Нровода термонриемииков через полую державку 1 выводятся к блоку 7, регистрируюи1ему темиературу во времени. Блок 7 связан с SvTeKxpoHHbiM сумматором 8.

Процесс измерения с помощью преобразователя осуществляется следующим образом.

Помещенный в исследуемый объект на державке 1 преобразователь с двумя идентичными термоприемниками 2, размещенными в камерах насадка 3, обтекается высокотемнературным газовым потоком. Газовый поток поступает через входпые отверстия насадка 3, разделенного продольной перегородкой 4 па две идентичные нроточные камеры торможения, затормаживается в проточных камерах торможеппя, обдувает чувствительные элементы термопрнемников 2 н вытекает через выходные отверстия 6 камер торможения. В силу того, что диаметры выходных отверстий 6 различны, различны и велнчины скоростей газа н потерь энергии на излучение н термическая ииерпия для каждого из термопрнемннков, т. е. показания термоприемников не одинаковыми, что дает возможность найтн нстинную темиератур у газа.

Температура газа определяется по формуле

/ W, у/ Гг Y

(

где -отпошение скоростей газа в нер 2 вой и второй камерах (константа п 0,5); г„

- отношение темнератур во втоTIрой и первой камерах.

При равных площадях входных отверсти камер тормол ения отношення скоростей газа в камерах определяется отношениями площадей выходных отверстий Si и Sz (или диаметров), т. е.

. 51 / D, Y U J

2

где DinDz-диаметры выходных отверстнй.

У Тогда сомножитель

нримерно раV,

0,5).

п

вен D,

Преобразователь позволяет определять температуру газа при зпачителыюм влиянии тепловой ннерцпи в нестащюнарных ироцессах, при высоких стационарных температурах, обеспечнвающнх большие потери энергии на нзлучення, н ири одиовременном влиянии термической инерции п нотерь энергии на излучение.

Для наиболее широкого практически используемого диапазона з словий (давление газа 0,1 -10,0 атм, температура 1000- 2500°К, скорость газа 20-300 м/с), оптимальное, рекомендуемое для данного преобразователя отношение диаметров выходных

D,

отверстий-; в камерах торможения долD, в пределах 1,7--2,3. Для

жпо паходиться сннжения скоростной погрешпости из-за педовосстановлеиия температуры термоприемника до температуры торможения газа, площади выходных отверстнй должны быть меньше илощадей отверстий входных. Прн этом в зависимости от скорости набегающего газа допускаемое макснмальное соотношение между нлощадями входного и выходного отверстнй, оставаясь меньше 1, может быть различным, что предполагает воз.можпость варпацпп конкретных конструкций преобразователя ири сохраиснин его главных нрннцннов устройства. Скоростная погрешпость температуры пе превышает 0,5% ири течеиии газа около термоприемиика с местным чнсло Маха, не превышающим 0,3.

Отсюда следует, что отношение площадей большего из выходных отверстнй камеры торможения к входному находится в иределах 0,2-0,4.

Эффективность изобретения заключается в том, что с помощью преобразователя можно быстро и просто измерять истинную температуру газа, исключив ошибки за счет термической ииерции и нотерь энергии на излучение.

Преобразователь может HaiiTH нрименение на ряде объектов современной техники, де требуется нзмерять высокне темиературы газа, как стационариые, так н нестационарные (нромышлеииые газовые горелки, аэродииамическне трубы, стеиды и т. д.).

Фор м у. а ;i 3 о б р е т е и н я

1.Преобразователь темиературы газа, содержащий насадок с входным и выходными отверстиями н установленный внутри насадка термоириемиик, отличающийся тем, что, с целью иовышения точиости измерення, в него донолнительио введен термопрнемннк, ндеитнчный первому, а в насадке установлена герметичная перегородка, делящая его на две ндентичные нроточные камеры с одинаковыми входными и разных диаметров выходными отверстиями, ири этом термонриемннкн установлены в камерах симметрично относительно иерегородки.

2.Преобразователь но и. 1, отличающийся тем, что отношение диаметров выходных отверстий ироточных камер находнтся в пределах 1,7-2,3, а отиошепие площади большего из выходных отверстнй к нлощадн входного отверстня камеры находится в нределах 0,2-0,4.

Источники ииформации, принятые во внимание при эксиертизе

1.Авторское свидетельство СССР :Х9 147816, кл. G 01К 13/02, 1961.

2.Авторское свидетельство СССР Ло 234709, кл. G 011 13/02, 1966 (прототип).

Вид А